激动又波折的西方天文史，一位天空立法者就此诞生！

天文学发展的里程碑

西方在经历了地心学说到日心学说

以及逐渐到宇宙学原理

我们可以看到

两个熟悉且非常伟大的物理学家

牛顿和爱因斯坦

他们虽然是物理学家

但是他们在整个天文学的

发展的过程当中

起到了非常重要的作用

牛顿的贡献使得天文

进入到引力天文时代

他把天文学尤其是当中的天体力学

把它推向了整个自然科学的最前沿

在那个时代让它达到了

整个科学的最前沿

爱因斯坦的理论

使得天文进入到

几何天文学时代

西方宇宙观

受到了柏拉图学派同心球模型的影响

毕达哥拉斯认为

球形是最完美和谐的

在这种观点下

认为地球是宇宙的中心

地球之外月球、水星、金星、火星到恒星

这样一层层的结构

那么其他的这些天体

都是围绕着地球作为中心来进行运行

从这样一种学说从几何上来看

看似确实是完美和谐的模型

但这种模型它存在问题！

它跟观测不符！

比方说：

我们在地球上观测火星的运行会发现

火星的运行在天球中走过的轨迹

开始是朝着一个方向走

经过了某段时间之后

它忽然会出现一个退行

然后再向前进行

会出现逆行现象

使得理论跟观测不符

一个成功的理论

那么它应该要解释观测

然后人们对逆行的现象给予解释

有两种学说：

地心说和日心说

1、第一种学说是地心学说

地心学说实际上是由拖勒弥所提出的

他对同心球模型加以了改进

认为行星绕着地球的运行并非是由一个圆所决定的

它有两个圆

其中一个是均轮，绕着地球作为中心在运行

除了均轮之外

它这个行星的运行还有一个本轮

本轮的中心在均轮上

所以通过一些数学的方法

调节本轮和均轮的大小可以非常完美地解释逆行现象

当然，这个完美地解释的前提就是

它会有许多的可调参数，也比较复杂

对于逆行现象的解释

还有另外一种观点

2、这是由哥白尼所提出的日心学说

地球和火星都是绕着太阳在运转

只不过地球比火星绕着太阳运转的角速度更快

所以这就使得火星在天球上

投影的位置会发生一些变化

按照投影很自然就可以解释逆行现象

这样一种模型可以看到它简单得多

它仍然是取圆轨道

哥白尼所提出这样一个模型它非常简单

当然这样一种观念对后世的科学研究

产生了非常深远的影响

人们到现在为止

认为一个漂亮的理论

一个成熟的理论

它应该满足简洁、对称和漂亮的要求

这个公式美

那么对于地心学说和日心学说

都可以解释逆行现象

到底哪个描述是真实的情况呢？

在哥白尼的时代

没有办法给予检验

那一个好的理论应该怎样去证实或者是证伪它呢？

在哥白尼之后有两个伟大的科学家

对行星的运行提供了重要的贡献

其中一位是伽利略

伽利略在1609年用他自己做的望远镜

看了我们头顶的这片天空

他不仅仅看了月亮

画出了月亮的环形山

他告诉我们月亮上是有山峦起伏

跟我们地球一样

那么他还看了太阳

当然他肯定是用了某种手段看了太阳

他发现太阳有黑子

这也告诉我们

自然界它并非完美无瑕

比方说，太阳就有瑕疵

当然对太阳黑子观测

我国古人老早就关注过了

日中有三足乌

通过肉眼就看到了

伽利略还看了木星

他发现木星存在有一些卫星

这些卫星是绕着木星在运行

他在自然界找到了几个反例

并非是绕着地球作为中心在运行

这给否定地心学说投下来一丝可能

那么最重要的影响来自哪里呢？

他用望远镜看了天上的这颗金星

他发现金星跟我们月球一样

也有盈亏的现象

它同样会有新月

同样也会有（近似）满月

这样他直接否掉了地心学说

如果采用地心学说的观点

我们会发现

金星运行的轨道在太阳的轨道以内

即便考虑金星它的本轮的作用

那么金星它始终会在

太阳离地球更近的轨道以内的区域

所以我们去研究金星的月相的时候

它绝对不会出现满月的情况

因为我们知道月相是由于

阳光的照射反射所形成的

只有日心学说才能够解释金星的盈亏

告诉我们金星是比我们地球

离太阳更近的轨道位置

在绕着太阳旋转

在伽利略的同时代

另外一个天文学家

对行星的运行有贡献的是开普勒

开普勒继承第谷布拉赫

关于行星运行轨道细致的观测数据

他要来做一个问题就是

如何结合哥白尼的日心学说

构造简单的数学模型

来解释第谷的观测数据？

在处理数据的过程当中

他发现如果采用哥白尼的

行星、地球绕着太阳是圆轨道的观点

将始终无法解释一些轨道

尤其是火星的八个角分的观测数据（误差）

他最终放弃了圆轨道的假说

引入椭圆轨道

那么一切就很好解释

开普勒构造了行星运动的模型

给出行星绕着太阳运行

是满足椭圆定律

这是它的轨道三大定律

1、行星跟太阳的连线满足面积定律

2、在单位时间内扫过的面积相等

3、行星绕着太阳轨道运行轨道的周期的平方

跟它轨道半长径的立方成正比

这就称为调和定律

有了调和定律之后

天上的行星怎么运行就清楚了

所以开普勒也被后人称誉为：

天空的立法者


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