003、宇宙的结构(一)

1第3讲、宇宙的结构（一）21A、中国古代盖天说天圆如张盖，地方如棋局。31B、中国古代浑天说天圆如鸡子，地如鸡中黄。41C、中国古代的宣夜说•日月众星，自然浮生虚空之中，其行其止皆须气焉。（《晋书-天文志》）•宣夜说认为，所谓“天”，并没有一个固体的“天穹”，而只不过是无边无涯的气体，日月星辰就在气体中飘浮游动。因此，宣夜说是中国古代一种朴素的无限宇宙观念。51D、古代印度的宇宙观61E、古代埃及的宇宙观7地月球天水星天金星天太阳天火星天木星天土星天恒星天2、托勒密的地心体系A、天的次序如何确定？8托勒密的本轮与均轮地9行星的运动特征东西顺行顺行逆行留留10托勒密的本轮与均轮地顺行顺行逆行留留B、本轮解释逆行11托勒密的地心体系（2世纪）地月球天水星天金星天太阳天火星天木星天土星天恒星天C、水星、金星在太阳周围出没。123、哥白尼日心体系水星金星地球火星木星土星恒星天月亮轮子数量由80个减少到34个。13哥白尼•“难道还有什么东西比起包括一切美好事物的苍穹更加美丽的吗？”•“虽然一切高尚学术的目的都是诱导人们的心灵戒除邪恶，并把它引向更美好的事物，天文学能够更充分地完成这一使命。•当一个人致力于他认为安排得最妥当和受神灵支配的事情时，对它们的深思熟虑会不会激励他追求最美好的事物并赞美万物的创造者？一切幸福和每一种美德都属于上帝。”“我这样做是由于上帝的感召，如果没有上帝，我们就会一事无成。”144、开普勒行星运行定律•1、行星运动的轨道是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。（1609年）15•2、以太阳为坐标原点的行星向径，在相等的时间内，扫过的面积相等。（1609年）OADBC开普勒行星运行第二定律16天空立法者开普勒•宇宙的真正答案并不是在天空中就可以找到的，而是在比天空小得多的人们头颅里更神秘的穹苍里才能找到。——开普勒（1610年）17•1610年的春季，新教徒与天主教徒又一次暴发了战争。在动荡的痛苦中，开普勒6岁的儿子染上天花凄惨地死去，这是开普勒夭折的第三个孩子。开普勒的妻子也因悲伤过度染上伤寒随爱子而去。开普勒由于宗教信仰的立场被迫放弃自己的财产，离开自己的家园。•开普勒对朋友说：“我41岁，失去了一切，家庭、光荣的姓氏、还有我的国家，不知道还有什么新苦难在等待我。”他在悼妻文中说：“注视着永恒之光，满怀信心地经历着变化。”“然而，我的任务还没有完成，宇宙和谐的关系在我前面召唤我前进，有一天我会专心致志地回到这种壮观的事业上来。”18开普勒行星运行第三定律（1618）•3、行星在其轨道上公转周期T的平方与轨道半长径a的立方成正比。•T12/T02=a13/a03地球轨道半长径为1天文单位，周期为1年；木星轨道半长径为5.2天文单位，周期为11.86年。11.86的平方和5.2的立方数都是140.6。19•“……认识到这一真理，超出我最美好的期望。大功告成，书已写出来了，可能当代就有人读它，也可能后世才有人读，甚至可能要等待一个世纪才有读者，就像上帝等了六千年才有信奉者一样。这我就管不着了”。20开普勒：天空立法者天体的运动只不过是一首歌，一首连续的几个声部的歌，它只能为心智所领悟而不被人耳所听闻。这个音乐好象是通过节奏音调，根据一定的预先设计的六声部的韵律进行，借以在不可计量的时间穿流中定出界标。21•宇宙和谐规律的发现并没有立即消除现实世界的不和谐。1618年5月18日开普勒公布了和谐定律的发现，8天以后，一群新教徒冲进皇宫，将支持天主教的皇帝费迪南德的两个钦差从46英尺高的窗口投入壕沟，引发了30年大规模的宗教战争。1621年6月的血腥“布拉格处决中”有27名起义的新教领袖被公开绞死。开普勒的母亲也因被人诬告为女巫而被捕，面临被活活烧死的噩运。开普勒不得不为营救母亲而上下奔波。因狱中的折磨和过度惊吓，开普勒的母亲获翻后不久就死去，接着他的女儿又生病死去，这是他夭折的第5个孩子。22•1630年，开普勒经济陷入窘境。他感到十分疲惫，不舍昼夜的长期工作和充满激情的探索，他的生命已快烧尽，他预感天国的路近了，世界上的一切都即将过去。他打开圣经，启示录21章第4节：“上帝要擦干他们一切的眼泪，不再有死亡，也不再有悲哀，哭号疼痛，因为以前的事都过去了。”开普勒感到了安慰。11月份，寒冷的天气里，开普勒骑着一匹瘦弱不堪的老马前去讨要薪水，两天后路过曾根斯堡，他生病发热，再也无力前行了。他静静地躺下来，终于可以脱离尘世的喧嚣和苦难，专心地倾听从天上传来的和谐的乐声了。•开普勒的墓碑上有他自己写的墓志铭：•我曾测量天高，今要丈量地深。•肉体长眠于地，灵魂归于天国。235、牛顿力学的自然结论•自然界和自然界的定律隐藏在黑暗中；•上帝说：“让牛顿去吧！”•于是，一切成为光明。24•6个行星在围绕着太阳的同心圆上转动……这个最为动人的太阳、行星、彗星体系，只能来自一个全能全智的上帝的设计和统治。•上帝必然永远存在而且处处存在……我们随时随地可以见到的各种自然事物，只能来自一个必然存在着的存在物的观念和意志……26“假若升上地球之巅，从高处往下观察，就可以明白造物主究竟把我们这小小寰球变成了什么模样。这样我们就会更准确地估计和评价旅行中的一切……我们就不会对地球上称之为伟大的东西赞不绝口，也就会藐视大多数凡夫俗子所津津乐道的区区小事。（惠更斯）28云母屏风烛影深，长河渐落晓星沉；嫦娥应悔偷灵药，碧海青天夜夜心。——唐‧李商隐《嫦娥》29第一个宇宙层次——地月系（行星）303537人们为了区区小事，趾高气扬地在地球上来回奔忙，为能确保对物质的占有而心满意足。显微镜下朝生暮死的细菌的所作所为，与此大概没有什么不同。(威尔斯：《大战火星人》）2007年2月新视野号拍摄的木星和木卫一木星的四颗伽利略卫星46第二个宇宙层次——太阳系（恒星）47缩小10亿倍:天体尺寸CM距离尺寸M太阳140/水星0.560金星1.2100地球1.3150火星0.7230木星14780土星121400天王星62900海王星5450048旅行者1号64亿千米外拍摄在浩瀚的宇宙剧场里，地球是一个多么微小的舞台啊！想想所有那些帝王将相杀戮得血流成河，他们的辉煌与胜利，使他们成为光点上一个部分的转眼即逝的主宰；想想这个象素的一个角落的居民对某个别的角落几乎没有区别的居民所犯的无穷无尽残暴罪行；他们的误解何其多，他们的仇恨何等强烈！（卡尔-萨根）49恒星世界