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1、哥白尼革命及其影响哥白尼革命及其影响绪论目的：为了让更多的人了解什么是哥白尼革命，理解哥白尼的革命道路之艰辛和他在发表“日心说”时的犹豫。让人们明白哥白尼革命对近代及现代科学和社会的影响尤其是对牛顿思想的影响。研究现状：哥白尼革命已经离我们很遥远了，但是它对我们现在科学以及思想的影响还是很大的，目前人们对它的研究基本很少，“日心说”在我们大脑里已经根深蒂固了。本论文是在前人的基础之上总结并归纳了哥白尼革命的意义和它的影响，在人们更好认识哥白尼革命的道路上提供了方便。1 哥白尼革命的必然性 哥白尼革命作为人类文明由蒙昧到光明的转折点早已深入人心，成为现代科学诞生的标志与现代社会发展的起点。154
2、3年哥白尼天球运行论一书的出版，揭开了天文学和宇宙论思想上一场剧变的序幕，我们称之为哥白尼革命。哥白尼革命是一场观念上的革命，是人的宇宙概念以及人与宇宙之关系的概念的一次转型。总的来说，哥白尼革命就是以日心地动说为基础的新天文学取代了地心地静说的旧天文学，进而又引出以物理学革命为主干的科学革命。在文艺复兴思想史上的这一幕，被一再的宣称为西方人思想发展的划时代转向。但这场革命也揭开了天文学研究中许多最晦暗和最隐秘的细节。 哥白尼是为数不多的一群最早复兴整个希腊化技术性的数理天文学传统的欧洲人之一。天球运行论不仅模仿至大论，而且它差不多只是针对当时一群有能力阅读托勒密论著的天文学家。天球运行论正是
3、为解决在哥白尼看来托勒密体系及其继承者尚未解决的那些行星问题而著。在哥白尼的著作中，地球运动的革命性观念最初只不过是这位熟练而又忠实的天文学家试图改良计算行星位置的技巧时一个反常的副产品。这是天球运行论中第一个重要的不协调之处：激发哥白尼之革新的目标同革新本身之间的不相称。 哥白尼说，对当时天文学的坦率评价表明，靠地心说解决行星问题希望渺茫。托勒密天文学的传统方法没有也不可能解决这些问题，相反还产生了一个怪物。他断定，在传统行星天文学的传统思想中，一定存在一个根本性的错误。这是首次有一位在技术上胜任的天文学家出于其研究的内在理由而拒绝历史悠久的科学传统，正是对这个技术性错误的内行的了解启动了哥
4、白尼革命。已经感觉到的那种必要性是哥白尼发明的来源。但是，对这种必要性的感觉是一个新的东西。2 哥白尼革命的历史背景 中世纪的欧洲，以罗马教皇为首的天主教会的势力十分强大；神权胜过君权，成为实际的统治者和反动势力的总代表。按照教义，自然界是上帝创造出来的，上帝按照自己的形象创造了人，并把他们安置在地球上，地球在宇宙中应占有特殊地位.这样，托勒密体系正好为基督教义提供了“科学根据”，它变成了与宗教教义具有同等意义、同样神圣不可侵犯的理论。 13世纪，天主教会在托马斯阿奎按照神学面貌对亚里士多德-托勒密理论进行了改造之后，把它定为宗教信条，以致在御用天文学家甚至整个西方社会中奉若神明。“地心说”就
5、和人们由日常所见而积淀的根深蒂固的传统观念，教会神圣不可侵犯的权威连在一起。科学在当时是神学的婢女，教会对新科学总是尽力压制，人们稍有科学探索的越轨行为，便会招来教会以异端名义的迫害，因此新科学的微光很难闪亮。谁要是对教会表示怀疑和反对，便被认为是亵渎神圣和大逆不道，就要受到制裁。13世纪时，一位通晓天文学的西班牙卡斯提腊国王阿尔芳斯感到托勒密体系的结构太复杂，曾说了一句“上帝创造世界的时候要是向我征求意见的话，上天的秩序可能安排得更好些”，便被指控为异教徒，连王位也被废除了。在这种历史背景下，哥白尼犹豫了。 在公元2世纪，古希腊天文学家托勒密创立了地心宇宙体系托勒密体系。其核心是地球处于宇宙
6、中心，静止不动。托勒密学说能较好地说明当时观测到的天体运动，并已沿用一千多年，在欧洲天文学中一直处于统治地位。 地心说居于统治地位的原因，首先是托勒密高超地运用欧几里德几何学的严密性，对亚里士多德、阿波罗尼和希帕克等前人的学说进行系统地整理。其次是它与当时推崇的亚里士多德物理学十分融合，亚里士多德为地心说给予了充分论证。那时这个体系在预言恒星和行星的位置变化方面取得了值得赞美的成功，任何一种其他古代理论都做不到这么好。由此可见，地心就是整个宇宙的重心。由于难以设想宇宙中存在足以推动地球转动的力，亚里士多德选择了没有重量的天体围绕地球做匀速圆周运动，整个宇宙的动因则来自宇宙之上的“第一推动者”.
7、尤其值得说明的是，地心说同亚里士多德物理学的内核是完全一致的。 在当时的观察所要求的精确度范围内，这样解释事实是相当成功的。相对于那种面对上天茫然无知是一种莫大的进步，它在人类历史上应该是有一定地位的，在推动古代天文学的发展中曾起过重要的历史作用。哥白尼也曾承认他得益于“地心说”不浅。凯德洛夫指出，科学上的革命从一种世界图像到另一种世界图像的过渡并非谬误到真理，而是从比较不完备的相对真理到另一比较完备的相对真理.哥白尼“日心说”的提出必然会受到在当时比较完善的“地心说”的攻击，这也是哥白尼顾虑之一。 查阅国内的科普材料或科学史著作中关于哥白尼革命的描写，很容易见到对科学战胜宗教的赞扬之辞，例如
8、：“哥白尼的日心说，否定了上帝把地球置于宇宙中心的宗教教义，建立了科学的宇宙观，从此，自然科学就从神学中解放了出来。圣经的一贯正确和绝对真理的画皮被撕碎了，人们的精神枷锁也随之被打碎了”1。“我们承认哥白尼日心说是天文学的革命，是因为它吹响了科学背叛神学并起来反抗的号角，它号召人们为砸碎神学的枷锁，为科学的生存权利而战。天体运行论是对宗教教义的公开审判，它判决地球不是宇宙的中心，上帝也没有特殊的宝座。更重要的是，既然传统的宇宙观不是亘古不变的真理，那末没有什么信条不可怀疑，不可改变的了。所以日心说的创立标志着科学从神学束缚中的解放，从此自然科学走上了一条崭新的道路”2。“在这部划时代的著作（天
9、体运行论）中，哥白尼提出了新的宇宙结构理论日心体系。他把天文学从神学中解放出来，成为近代天文学诞生的标志，是人类思想史上的一个伟大的里程碑”3。“哥白尼太阳中心说的提出是天文学上的革命，又是自然科学向教会权威的挑战，从此以后，自然科学就冲破了神学的桎梏，开始独立地大踏步地前进了”4。凡此种种。 将哥白尼革命意义的焦点定在科学反抗宗教的斗争上，一般是基于这样的历史考虑：哥白尼所处时代是中世纪的后期，虽然文艺复兴已在艺术领域广泛开展，教会在当时的知识环境中还是占据着主导地位，哲学作为神学的婢女局限在经院哲学的范围内，自然科学的开展受到宗教教义信条的严格监视与控制。哥白尼学说因其具有与圣经明显抵触之
10、处，自然会引起基督教文化权威的压制，而其学说最终的完善壮大与广泛传播确实从教义理论内部与大众心理层面动摇了教会基于两球体系的神学正统解释。其实，认为哥白尼革命是科学反抗宗教的革命只是其表象，若深究下去，从历史角度来讲，哥白尼革命，包括哥白尼在内的许多重要科学家，如开普勒、伽利略、牛顿等不仅均无明显的反宗教动机，而且大多都有较强的宗教观念。哥白尼学习过神学，终身的正式职业是弗洛恩堡教堂典事。哥白尼的工作针对的并不是宗教信仰的荒谬性，在他的天球运行论序言给当时教皇保罗三世的信中，可以看出哥白尼本人对自己的学说存有很多宗教上的考虑。哥白尼并不是反宗教的科学斗士，他曾意识到自己的学说可能与教会产生冲突
11、，并明确地试图得到教会的谅解：“教皇陛下，我完全可以设想，某些人在听到我在此书中将苍穹的旋转归因于地球的运动之后，就会大叫大嚷，说既然我主张这样的观点，就应当立即被哄下台来。我对自己的著作还没有偏爱到这种程度，以至于不顾别人的看法；而且尽管我知道哲学家的深思与俗众的看法相去甚远，因为他的目的就是在上帝所允许的人类理性所及的范围内探寻万物的真理，但我还是主张那些相当错误的意见应当予以摆脱。”5哥白尼在这封信中还透露出他有意无意地在维护上帝的地位：“用来确定天球体系运动的数学传统如此不可靠，我对此深思了很久。最后我开始恼火，因为哲学家们并不能为至高无上的造物主为我们建造的有秩序的宇宙提出正确的理论
12、，因为他们在别的方面对同宇宙相比极为渺小的事物都细心地做了研究。”6 由此可以看出，身为神职人员的哥白尼对宗教是亲和的，造物主的观念在某种程度上促进了他的科学研究，至少可以说宗教与科学在哥白尼的工作中是不冲突的。 哥白尼之后的杰出天文学家第谷以其卓越的天文观测工作与详尽的观测资料为哥白尼日心说的发展开辟了道路，可以算作是哥白尼革命的重要推动者之一。然而，第谷倾向于维护教会赞同的地心说体系，在理论上反对日心说：“按照古人的说法和圣经的启示，我认为只能把地球安置在世界的中心。”7第谷本人也同意哥白尼体系具有多种优点，他最终建立起一套与日心说在数学上等价的地心说体系，维护了教会的传统。第谷通过对新星
13、与彗星的观测在实际上打击了传统解释，但他并未对此做出过多的阐发。 3 哥白尼的顾虑及思想斗争 日心说还面临来自理论的诘难亚里士多德学派的攻击。日心说直接否定了地心说，这就注定了日心说在许多原理上同旧物理学相冲突。例如，按照自然位置说，地球只能保持静止，不能转动，否则会导致地球崩溃。哥白尼则设想由于重力使地球保持球形，而且“太阳、月球和行星可能也有这种性质”。这样，哥白尼就用重力取代了自然位置说，推翻了地球是宇宙中心的论点。在论及地球为何会旋转时，哥白尼认为这是球本身所具有的倾向，这种形状决定运动的观点同物体运动必受推动的旧动力学直接相悖。种种对立使哥白尼深知，如果日心说一旦公开，必然招致亚里士
14、多德学派的攻击。哥白尼对自己的理论不能与观测结果完全取得一致而不满，总想作进一步改进。当哥白尼见到他的天体运行论出版的书籍时，已处于弥留之际。 日心说虽然说明了许多现象，但它也带来了一些需要予以说明的问题。即如果地球转动，则应观察到恒星视差(地球如确实在绕日公转，则从其椭圆轨道之此端运行至彼端，在此两端观测远处恒星，方位应有所改变)，从旧物理学来看，还应存在落体偏斜等现象；但人们却并未观察到这些现象。哥白尼给出的解释是，前者因恒星离地球太遥远，因而周年视差非常微小，所以难以观察到；后者则是地球转动时，附近的物体也随着转动(这也要等到17世纪伽利略阐明运动相对性原理以及有了速度的矢量合成之后才被
15、驳倒)。这些解释对于那些深受旧物理学影响的人来说，是不能信服的。另外，由于日心说在行星运动上采取了正圆轨道，使得它在说明观察现象时也存在某些偏差。哥白尼曾力图消除这些偏差，但却徒劳。有的学者认为这是哥白尼踌躇多年的关键，是有道理的。 “日心说”体系还带有浓厚的神秘色彩，其理论依据源出“毕达哥拉斯-柏拉图”的宇宙先定简单和谐论.贝尔纳曾指出：“对于这项革命性的改变，他所提出的理由基本上是哲学的，是审美性的。”而相对于“地心说”在当时其准确度的提高很有限，从更广大的范围来说，缺少了亚里士多德学说那种宏伟的广阔性和严密的完整性。就当时来说，库恩认为“即使是哥白尼更为精致的学说，比托勒密系统既不更简单
16、，也不更精确”，“没有导致日历上任何改进”。4 哥白尼革命对社会的影响4.1 哥白尼革命对天文学的贡献 对于哥白尼那一代的欧洲人来说，行星天文学几乎是一个新的领域，并且它所处的思想和社会环境与以往天文学所经历的非常不同。哥白尼生于1473年，卒于1543年，占据了文艺复兴和宗教改革的核心时期，这个时代新颖的特征对于发起和形成他的工作也有影响。由于老套的东西很容易在普遍骚乱的时期被抛弃，所以文艺复兴和宗教改革时期欧洲的动荡本身就有利于哥白尼的天文学革新。这个时代的独特特征对天文学有着更为具体的影响。哥白尼19岁那年哥伦布首次登上了美洲大陆，成功的航行要求改进了的制图和航海技术。而这些又在一定程度上取决于增加对天的了解，这样也部分地改变了天文学家对他们领域的态度。每一次新的航行都会发现新
