宇宙观的发展

古代宇宙观在我国古代，关于宇宙结构流行着三派典型学说，即“盖天说”、“浑天说”和“宣夜说”。盖天说盖天说认为大地是平坦的，天像一把伞覆盖着大地；盖天说最早在西周时期已经出现，当时认为天尊地卑，天圆地方，这是一种朴素的世界观,但当时的人也发现，这种观点是难以站住脚的，至少他忽略了天与地的接缝。尔后又出现了“浑天说”，浑天说认为天地具有蛋状结构，地在中心，而天包覆在其周围；浑天说最初认为：地球不是孤零零地悬在空中的，而是浮在水上；后来又有发展，认为地球浮在气中，因此有可能回旋浮动，这就是“地有四游”的朴素地动说的先河。宣夜说则认为天是无限而空虚的，星辰就悬浮在这空虚之中。古代的希腊和罗马，关于宇宙的结构和演化夜由许多学说。如，中心火焰说即认为宇宙中心是一团大火焰、地心说和正多面体宇宙结构模型等。西方古代占统治地位的宇宙模型是与基督教教义相吻合的地心说。地心说托勒密于公元二世纪，提出了自己的宇宙结构学说，即“地心说”。其实，地心说是亚里士多德的首创，他认为宇宙的运动是由上帝推动的。他说，宇宙是一个有限的球体，分为天地两层，地球位于宇宙中心，所以日月围绕地球运行。托勒密全面继承了亚里士多德的地心说，他在公元140年，他完成了一部大书，按照天文学家的翻，把它译成《天文学大成》。将当时的天文学的知识都包罗在里面了，这个思想大概流传了1400年，之所以流传，有两个基础，一个人的认识基础，很自然的就觉得地球没有动;第二个是宗教上面的基础，就是社会基础。“上帝创造人类”，因此人类和人类所居住的地球，必须在宇宙中间，处于一个特殊的地位，因此它一定在宇宙的中心，他是不会动的。这个就是地心学说的社会基础。托勒密的地心说思想，主要就是这么几点，第一，地球在宇宙的中心，他是不动的。第二太阳和月亮绕着地球沿着圆形轨道运动。其实这个托勒密已经有科学内容了，就是已经发现并且认识到圆运动问题，尽管他的运动方式是不对的。第三，行星的运动比较复杂，我们来看下面一张图，这是托勒密的手稿，行星的运动。比如说这个火星这个火星的小圈圈称为本轮，它本身是这颗星的一个轨道。然后这个本轮的中心是地球（如图），它绕着地球转，这个叫做火星的均轮。（如图）火星有这么一套，土星有这么一套，木星也有这么一套，金星也有这么一套，那么现在我们知道像这样的运动是不可能的，因为这个火星的中心是没有东西的,一个物质绕着一个空的东西在那里转是不可能的，当时没有这个认识。所以托勒密就建立了这么一套比较复杂的运动体系，第一，他选择了本轮均轮大小之比,这个大小不是随便画画的，第二，每一个星，比如火星也好，木星也好，他在本轮上面的运动速度，还有本轮的中心绕着均轮的运动速度，他都进行恰当的选择，第三，这个本轮平面，均轮平面不是在同一个平面上的，他有点斜交，那么这么一来，他的学说，可以预报行星在天上的运动位置，那么这就成为了一种学说，那么这个学说呢，马上为教会所利用，成为教会的理论支柱，那么加上当时的科学技术，并不发达，认识上的限制，所以这个学说在西方一直流传了1400多年。那么实质上他的认识是不准确的，就是说时间一长，他的理论和预报的位置和实际的位置发生了偏差，时间越长偏差越大，但是呢，他的后人没有人敢去推翻它的学说，于是就修正他的学说，怎么修正法呢？就是添加第二个本轮，我们看这个图，假如这个是火星这个是火星的均轮，这个是火星的本轮，火星绕着这个转，这个本轮的中心绕着均轮转，这是最早的托勒密的思想，那么过了一段时间，他的理论实际检验他不行了，那么后人就加第二本轮，就是这个本轮，火星在这个上面运动，那么这个小的本轮的中心绕着这个大一点的本轮运动，这个大一点本轮中心绕着地球运动，这么给他一搞，又行了，这个学说又成立了，那么再过一段时间，他又不行了，不行再加，加到后来加到这么多，加到了70到80个，就有人开始怀疑了，这个东西对不对，哪有那么多的运动方法，实际上如果我们用现在的电子计算机可以搞出这个运动，比如说800多个本轮，可以和哥白尼的日心说完全一样，但这个完全的不现实，完全的不可能有这么一种运动，所以当时有进步思想的科学家开始不相信这套东西了，这个日心说，就在这一个基础上慢慢的成立起来了，所以我这儿讲托勒密的理论没有正确的反应行星的运动本质，随着时间的推移，他的破绽百出。阿里斯塔克的日心说和地心说同时代的阿里斯塔克,当时已经提出非常朴素的日心说,他认为太阳在宇宙中心,地球绕着太阳转,地球也有自转,但他不可能证明这一点,走在时代前面太远了，以至于连阿基米德都反对，所以说它是一种朴素的看法,是一种天才的猜想.当时普遍流行的学说仍是越来越完善的地心说体系。而更精确地测定地球大小和日地距离的是埃拉托色尼阿基米德（公元前287年—公元前212年），古希腊哲学家、数学家、物理学家。出生于西西里岛的叙拉古。阿基米德到过亚历山大里亚，据说他住在亚历山大里亚时期发明了阿基米德式螺旋抽水机。后来阿基米德成为兼数学家与力学家的伟大学者，并且享有“力学之父”的美称。阿基米德流传于世的数学著作有10余种，多为希腊文手稿。哥白尼日心说最后完成的是波兰天文学家哥白尼,1543年出版天体运行论,书上描述一幅行星运动的图案,把托勒密复杂的图完全变成一幅非常简单明确的图像,所以托勒密和哥白尼学说的本质差别,是日心地动说,就是太阳在宇宙中心,地球是要动的.哥白尼本人知道这件事是非同小可的,他必须动摇教会的思想,不但是人的认识上的错误认识被纠正,而且从根本上动摇了当时中世纪的宗教神学的理论支柱,所以赞成,宣传甚至发展哥白尼学说的科学家就收到残酷的迫害.其中最有名的布鲁诺,在罗马百花广场上被活活烧死.更有名的伽利略,被软禁.照理说哥白尼的学说是正确的,但他这里有一点点毛病,就这个是哥白尼说的是地球,行星绕太阳做圆运动,那么用他的理论去预报天上一些天体,主要是行星的位置,结果发现有那么一点点误差,就是八分.这个八分我们知道我们在念中学的时候用到量角器,量角器的180分之一,就是一度,一度是60分,就差那么一点点,在后来望远镜发明之后就发现了这个八分之差.十七世纪的天文学家开普勒,抓住八分之差仅仅不放,他相信哥白尼的学说,但他认为这个八分之差不能用观测误差来解释,在这种情况下他提出了行星运动三大定律,轨道定律,面积定律,周期定律.照说哥白尼日心说到开普勒应该完善了,但有人就是不相信,他说你得给我证明他在动:你们日心说的人不是说地球在绕着太阳转吗,那么如果这里有颗星,从3月18号看这颗星转到这半年以后就是9月18号对不对,看这颗星,这个角度你给我测出来,你测出这个角度,我就承认你的日心说,哥白尼测不出来,但他非常聪明,他知道这个角度不是测不出来,这个角度太小,所以当时哥白尼得出个结论,这颗星到太阳的距离至少是这个距离的一千倍,你们想想如果画在一千倍以外这个角度非常小,实际上这个角度对最近的恒星来说这个恒星只有两秒不到,一秒多一点.在哥白尼的时代没有望远镜,是不可能测出来的.所以这件事情你看从哥白尼1543年经过三百年时间,随着望远镜的发明,各种各样技术手段的提高,终于把这个角度测出来,可以说哥白尼的日心说最终得到证实.开普勒（1571-1630年）是德国近代著名的天文学家、数学家、物理学家和哲学家。他将数学和天文观测结合起来，在天文学方面做出了巨大的贡献。开普勒是继哥白尼之后第一个站出来捍卫日心说、并在天文学方面有突破性成就的人物，被后世的科学史家称为“天上的立法者”。很显然，严谨的物理思想对他的成功的影响是极大的。十七世纪初，借助于计时工具及测量仪器的发展，丹麦天文学家第谷·布拉赫在20多年里辛勤地观测和记录了行星运行的位置和运行情况，积累了大量精确的资料。利用这些资料，开普勒发现了行星运动的三个定律。从伽利略到牛顿伽利略特别关心的是什么力量导致行星的运动,他推测答案很可能隐藏在地球表面物体的运动中,所以他研究起炮弹的运动,炮弹运动的圆弧包含两种运动:向前和向下,他可以解释向前的运动,他运用了惯性定律:如果一个球体处于运动状态,并且没有受到任何影响,他将永远运动下去.如果球体向下运动了,说明它受到了某种影响,然而他无法解释这种向下运动,直到1642年他去世,始终无法解开将球体向下拉的力的谜题.伽利略（GalileoGalilei，1564-1642），意大利物理学家、天文学家和哲学家，近代实验科学的先驱者。伽利略最初的科学兴趣是力学，他从开普勒那里了解了哥白尼的学说，便对天空发生了兴趣，伽利略自己动手制造了一架望远镜，他的这一举动，标志着天文研究从古代的肉眼观测进入了望远镜观测时代，伽利略用望远镜看到的木星是一个小太阳系，他的发现用事实支持了哥白尼的学说，在科学史上伽利略的巨大贡献在力学方面，他发现了落体定律，钟摆原理和运动叠加原理等。在经典力学的创立上，伽利略可说是牛顿的先驱。第二年在英国牛顿诞生了,跟伽利略一样,牛顿也想解释星体的运动,在牛顿心中,问题在于是否在天地间存在神秘的力量,答案意外出现了,1665年,由于一场大瘟疫,牛顿回到了他的出生地---伍尔斯索普,关于牛顿,人尽皆知的一件事便是他坐在苹果树下,人们不清楚到底苹果又没有砸中他,但大家知道他的确坐在苹果树下,他说:”我当时坐在花园里，看到一颗苹果从树上掉下来，我突然想到，把苹果拉向地面的力量，正是使地球绕太阳旋转的力量。”他突发奇想,也许结合伽利略的惯性定律和他发现的引力他就可以解释星体运动了.根据牛顿的理论:行星围绕太阳在封闭的轨道上运动,正是由于指向太阳的向心力,也就是引力和轨道切线方向的惯性运动的合成,这种合成运动决定了运动轨道.在此之后出现的就是我们伟大的牛顿。牛顿善于总结和寻找前人所得到的结论。尤其是运用他天才般的数学知识的前提下，很多经典的结论应运而生了。数学方面建立了微积分，开辟了数学上的一个新纪元，广学方面他研究了色散原理，但在理学方面的建树是令牛顿名垂青史的重要部分。当时已经有了地球半径、日地距离等精确的数据可以供计算使用。牛顿向哈雷证明地球的引力是使月亮围绕地球运动的向心力，也证明了在太阳引力作用下，行星运动符合开普勒运动三定律。1678年,牛顿《自然哲学的数学原理》一书出版,该书中牛顿解释了万有引力定律F=Gm1m2/r2牛顿在《自然哲学的数学原理》中，从力学的基本概念(质量、动量、惯性、力)和基本定律(运动三定律)出发，运用他所发明的微积分这一锐利的数学工具，不但从数学上论证了万有引力定律，而且把经典力学确立为完整而严密的体系，把天体力学和地面上的物体力学统一起来，实现了物理学史上第一次大的综合。总结几乎所有的自然科学分支研究的都是地球上的现象，只有天文学从它诞生的那一天起就和我们头顶上可望而不可及的灿烂的星空联系在一起。天文学研究的对象有极大的尺度，极长的时间，极端的物理特性，因而地面试验室很难模拟。因此天文学的研究方法主要依靠观测。天文学对人类的自然观、人类认识的飞跃及科学革命等方面的影响都是极其深远的。从毛泽东矛盾论看辩证法宇宙观的基本特征有哪些?唯物辩证法的宇宙观主张从事物的内部、从一事物对他事物的关系去研究事物的发展，即把事物的发展看做是事物内部的必然的自己的运动，而每一事物的运动都和它的周围其他事物互相联系着和互相影响着。事物发展的根本原因，不是在事物的外部而是在事物的内部，在于事物内部的矛盾性。任何事物内部都有这种矛盾性，因此引起了事物的运动和发展。事物内部的这种矛盾性是事物发展的根本原因，一事物和他事物的互相联系和互相影响则是事物发展的第二位的原因。这样，唯物辩证法就有力地反对了形而上学的机械唯物论和庸俗进化论的外因论或被动论。参考资料：毛泽东《矛盾论》1辩证法宇宙观的现代学说十九世纪上半期，自然科学已取得了伟大的成就。特别是能量转化、细胞和进化论的发展，使人类对自然过程的相互联系的认识有了很大提高。恩格斯说：“由于这三大发现和自然科学的其他巨大进步，我们现在不仅能够指出自然界中各个领域内的过程之间的联系，而且总的说来也能指出各大领域之间的联系了，这样，我们就能够依靠经验自然科学本身所提供的事实，以近乎系统形式描绘出一幅自