早在公元前600 年, 在現(xiàn)代文明之源希臘, 生于米利都的希臘哲學家 塔 利 斯 已經(jīng)提出宇宙自有其規(guī)律并可為人所了解。大 約 公 元 前 400 年 , 帕 拉 圖 相信宇宙是完美的, 而正圓是最完美的圖形, 所以所有天體皆應以正圓運行, 而地球則處于宇宙的中心, 這是 地 心 說 的 濫 觴 。
由于早期的地心說解釋不了行星逆行的現(xiàn)象, 所以在公元140 年, 托 密 勒 提出他的改良版地心說( 他提出了不少修訂, 但我們只會簡述他的學說) 。
根據(jù)托密勒的宇宙觀, 行星皆以一個稱為 均 輪 的軌跡運動, 而均輪的中心則依著一個稱為 本 輪 的 大 正 圓 繞 著 地 球 旋 轉 。水星和金星的均輪中心, 和地球及太陽中心永遠連成一條直線。眾星則依附在一個最外層的大天球上。
這個理論所預測的行星位置, 和實際位置的誤差在數(shù)度之內。當時的人對此已心滿意足, 結果托密勒地心說主宰了西方世界約一千五百年。
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簡單來說, 伽利略和梵蒂岡的沖突源于伽利略以觀測和實驗來尋找真理, 但僵化的教廷卻認為真理可以在信心中獲得。宗教裁判所最后作出判決, 把伽利略終生監(jiān)禁, 伽利略被幽禁在一間村屋之中, 度過了他人生中最后的十年。
伽利略是日心說的忠實擁護者, 也是世上第一個利用望遠鏡窺探天空的人, 這是人類首次在天文上利用儀器增強自己的觀測能力。
伽 利 略 有 四 個 主 要 發(fā) 現(xiàn) :
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開 普 勒 第 一 定 律 : 所 有 行 星 皆 以 橢 圓 形 軌 道 環(huán)繞太陽運行, 而太陽則處于橢圓其中一個 焦 點 之 上 。繪畫橢圓形其中一個方法是固定一條繩子的兩端, 然后用筆把繩繃緊, 在繩子拘束之下, 筆所繪出來的圖形便是一個橢圓, 而繩子兩個固定點則是橢圓的兩個焦點。
開 普 勒 第 二 定 律 : 假若在行星和太陽之間畫一條直線, 無論行星在什么位置, 在同等時間之下, 這條直線所掃過的面積皆會相等。簡言之, 行星越接近太陽, 運行速度越高。
開 普 勒 第 三 定 律 : 行星公轉周期的平方和其與太陽平均距離的立方成正比。
公式中常數(shù)的數(shù)值, 對所有行星以至一切環(huán)繞太陽運動的人造或天然物體皆適用。假若以地球取代太陽, 例如研究月球或地球人造衛(wèi)星時, 我們會發(fā)覺上式的常數(shù)會有所變更。
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牛頓可以說是現(xiàn)代物理的建基者。雖然蘋果掉在牛頓頭上, 令他悟出萬有引力定律的軼事, 很有可能是杜撰的, 但無論如何, 萬有引力定律無疑是牛頓蕓蕓成就中其中一個重要發(fā)現(xiàn)。
牛頓認為萬物皆會互相吸引, 例如原子筆掉到地上, 便是由于原子筆和地球互相吸引。假 若 兩 件 物 體 的 質 量 分 量 為 M1 及 M2 , 而它們之間的距離為r , 那么它們之間的吸引力F 為
公 式 中 的 G 被 稱 為 引 力 常 數(shù) , 是一個非常小的數(shù)目, 所以當物體的質量很小的時候, 它們之間的引力便微不足道, 我們看不到日常的物件會互相吸引, 例如兩個人由于萬有引力而互相碰撞, 便是這個原因。
現(xiàn)在, 我們終于明白為什么月球會環(huán)繞地球運行。如果地球不存在, 月球便會以直線運行, 飛向宇宙深處。由于地球和月球互相吸引, 月球便向地球靠攏, 月球不斷向地球方向落下, 而落下的距離剛好和月球飛離地球的距離抵銷, 結果月球便能夠以接近圓形的軌道繞著地球運行。地球和其他行星也是這樣不斷向太陽落下, 才會以現(xiàn)時的軌道繞日運行。
牛頓的引力定律亦斷言, 星體的軌跡除了以直線前進外, 也會是四種 圓 錐 截 線 ─ 圓形、 橢圓形、 拋物線或雙曲線─ 中其中一種。我們稱這四種形狀為圓錐截線, 是由于以不同方法切割圓錐體, 便可以得到這些形狀。太陽系大部分成員以橢圓形繞日運行, 但有些彗星的軌道則為拋物線或雙曲線。
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被譽為二十世紀最偉大的物理學家─ 愛 恩 斯 坦 。他從最根本的地方檢視了牛頓理論, 然后提出劃時代的廣義相對論?,F(xiàn)在, 我們相信廣義相對論仍不是終極真理??茖W發(fā)展的規(guī)律一向如是, 有人提出理論, 假若它和實驗結果吻合, 我們便會接受這個理論, 但當日后出現(xiàn)更佳的儀器, 發(fā)現(xiàn)理論與新實驗結果有所偏差, 這個理論便須要再度修正, 然后再進行實驗, 循環(huán)不息。
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