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人类认识地球及其运动的历史
上节课我们研究的假设1.地球不动,太阳围着地球转2.太阳不动,地球围着太阳转3.地球自转4.地球围着太阳转,同时地球自转。。。。。。
昼夜交替的根本原因是什么呢?和我们一样,自古以来,人们就试图对地球昼夜交替的现象进行解释。要解释这个现象,首先必须对地球的形状和运动方式进行探索。在这方面曾经有哪些主要的观点和学说呢?
盖天说中国古代盖天说是中国古代最早的一种宇宙结构学说。这一学说认为,天是圆形的,像一把张开的大伞覆盖在地上,地是方形的,像一个棋盘,日月星辰则像爬虫一样过往天空,因此这一学说又被称为“天圆地方说。”
浑天说认为﹕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。浑天说认为全天恒星都布于一个“天球”上﹐而日月五星则附丽于“天球”上运行﹐这与现代天文学的天球概念十分接近。中国古代浑天说
亚里士多德(公元前4世纪)地球是球形,是宇宙的中心。西方古代
克罗狄斯·托勒密,(约公元90年—168年),“地心说”的集大成者,生于埃及,父母都是希腊人。古希腊天文学家、地理学家和光学家。西方古代
托勒密地心体系“地心说”西方古代公元140年,古希腊天文学家托勒密发表了他的13卷巨著《天文学大成》,在总结前人工作的基础上系统地确立了地心说。根据这一学说,地为球形,且居于宇宙中心,静止不动,其他天体都绕着地球转动。
“地心说”观点“地心说”论据地球的形状地球是球体。如果大地是平面的话,所有的人都会同时看到太阳或星辰的出没,但事实并非如此。地球的运动地球处于宇宙中心,而且静止不动。如果地球转动,就必然会带动其他物体(如云彩等)一起转动,人们看见的确实云彩、鸟类在自由运动。其它天体的运动所有的日月星辰都绕着地球旋转,并且每天做一次圆周运动。因为人们看到的是这些天体每天都在有规律的东升西落。西方古代
托勒密地心体系西方古代在当时的历史条件下,托勒密提出的行星体系学说,是具有进步意义的。它肯定了大地是一个悬空着的没有支柱的球体,从表观上解释了日月星辰每天东升西落、周而复始的现象,又符合上帝创造人类、地球必然在宇宙中居有至高无上地位的宗教教义,因而流传时间长达1300余年。
阿里斯塔克斯(Aristarchus约公元前310年--约公元前230年)西方古代是人类史上有记载的首位提倡日心说的天文学者,他将太阳而不是地球放置在整个已知宇宙的中心,他的观点并未被当时的人们理解,并被掩盖在亚里士多德和托勒密的才华光芒之下,直到大约公元1525年以后(经过了大约1785余年的时间),哥白尼才很好地发展和完善了阿里斯塔克斯的宇宙观和理论。
哥白尼,波兰天文学家,提出了日心说,并经过长年的观察和计算完成他的伟大著作《天球运行论》。1533年,60岁的哥白尼在罗马做了一系列的讲演,但直到他临近古稀之年才终于决定将它出版。1543年5月24日去世的那一天才收到出版商寄来的一部他写的书。哥白尼的“日心说”沉重地打击了教会的宇宙观,他是欧洲文艺复兴时期的一位巨人。尼古拉·哥白尼(1473——1543)西方
“日心说”观点“日心说”论据地球的形状地球是球形的。如果在船桅顶放一个光源,当船驶离海岸时,岸上的人们会看见亮光逐渐降低,直至最后消失,这说明地球表面是球形的。地球的运动地球是在运动,并且24小时自转一周。因为天空比大地大得太多,如果无限大的天穹在旋转,而地球不动,实在不可想象。其它天体的运动太阳是不动的,而且处于宇宙的中心,地球以及其他的行星都一起围绕太阳做圆周运动。因为人们看到的是这些天体每天都在有规律的东升西落。西方
后来,德国天文学家开普勒指出,行星绕太阳运动的轨道应该是椭圆而不是圆,太阳位于椭圆的一个焦点上。这一重大发展使得观测结果完全可以用理论来加以解释和预报,日心说的地位进一步得以巩固。西方
按照日心学说,就地球上的人来看,天上恒星的位置应随着地球绕太阳运动而发生变化。在哥白尼提出日心说后的近300年中,人们进行了大量的观测,企图证明这一点,可是始终没有成功。原来,恒星离开地球十分遥远,最近的一颗也远达43万亿千米。因此,地球围绕太阳运行造成的这颗恒星的位置变化只有12.5。恒星越远,这一变化也越小,当时的观测仪器是无法探测到的。直到1838年,德国天文学家白塞尔才首次利用三角方法测出一颗名为天鹅61的恒星的位置变化,并推算出它的距离为11.2光年,从而最终证实了哥白尼的日心地动学说。西方
“日心说”对天体的描述大为简化,同时打破了过去认为其它天体和地球截然有别的界限,是一项真正데科学革命。这种学说和宗教的主张是相反的。为宣传和捍卫这个学说,意大利学者布鲁诺被宗教裁判活活烧死在罗马鲜花广场。意大利科学家伽利略因为支持“日心说”同样受到残酷的迫害,被教会判处终身监禁,但他对科学独立的信仰从来未被动摇过。人类认识地球的过程是漫长而又艰辛的:很多科学家为之付出了努力,也有很多科学家受到了迫害。。。。。。但人们对宇宙的探索并不会因此而停止。。。。。。西方
昼夜交替现象的解释当“地球不动,太阳绕着地球转”时,地球上有昼夜交替,但是太阳要绕地球一圈,才会发生一次昼夜交替。太阳离地球1.5亿千米,太阳运行的速度是250千米/秒,照此速度,科学家推算太阳绕地球一圈要花1046.6小时。也就是说约要43天才会发生一次昼夜交替现象,不会24小时内发生一次昼夜交替现象,这显然是不符合实际情况的。
昼夜交替现象的解释“太阳不动,地球围绕太阳公转但不自转”这种情况下,也会有这也交替现象,但要地球绕太阳一圈才会发生一次昼夜交替现象,也就是说需要约8760个小时的时间,这显然也是不符合事实的。
昼夜交替现象的解释“地球自转不公转”时,地球自转一周就会发生一次昼夜交替现象。如果是这样,地球上某地的昼夜长短、气温变化就天天一样,不会出现差异,也就不会发生四季变化。这也不符合实际情况。
昼夜交替现象的解释“地球围绕太阳转,同时自转”才会既有昼夜变化,又有四季变化,才符合真实的情况。
总结:人类正确认识宇宙以及地球在宇宙中的地位经历了漫长的过程,这一过程与历史上许多著名学者的辛勤劳动——细致的观测和深入的理论研究——是密不可分的。
同学们来学校和回家的路上要注意安全
知识是一种快乐而好奇则是知识的萌芽。——培根