怎麼用地心說解釋伽利略觀測到的金星相位?

時間 2021-06-03 14:05:50

1樓:伊安肚絲

這是個非常有趣的問題。題主肯定想象不到我會說歷史——並且是中國的歷史。一位著名的清初學者,梅文鼎,至遲於2023年化解了金星相位給地心說帶來的理論危機。

2023年,伽利略發現金星相位,並於2023年發表。

2023年,傳教士陽瑪諾將托勒密模型傳入中國。許多天文素養較高的學者接受了托勒密模型。

2023年,傳教士鄧玉函已將金星相位的觀測事實介紹給中國學者。這導致一些學者放棄了托勒密體系,轉而相信鄧玉函介紹的「金水繞日」半地心模型。隨後《崇禎曆書》又介紹了第谷半日心模型(水金火木土繞日,日繞地),使得第谷模型主宰了清代的曆算之學。

2023年,梅文鼎綜合半日心模型、「金水繞日」半地心模型、地心模型,證明了地心體系與第谷體系的圖形存在等價性,解決了金星相位危機。他的論證簡單表述如下:

若對地心說的模型有一定的了解,會知道為了解釋五大行星的「異常」運動(留、退等),各星各有一重半徑等於日地距離的本輪,而各星的均輪半徑則等於星日距離。那麼,若交換本輪與均輪的半徑會發生什麼?

均輪半徑等於日地距離,將使得本輪輪心落在太陽上;本輪半徑等於星日距離,則本輪就成了行星繞日的軌跡——地心模型便成了第谷模型。由最簡單的平行四邊形法則可知,交換本輪均輪半徑不影響本輪均輪體系的運轉效果,這樣即證明了在地心體系中,若選太陽為觀測點,會觀察到五星作圓周繞轉(也因此,地心說能有效計算行星執行),當然能觀測到相位現象。

危機解除。

值得一提的是,若將第谷模型的日繞地轉換成地繞日,同樣不會影響實際的位置關係。即是說,第谷模型與日心模型也存在等價性。

實際上,由於三種模型在絕大多數情況下等價(真正的判決性檢驗要遲至18世紀了),日心說對地心說的取代過程並不像教科書中發現金星相位、木星衛星之後世人就覺得說「哀呀,地心模型完犢子了」那麼簡單線性,而是乙個相當漫長且複雜的觀念變遷過程。伽利略的發現當然在觀念層面上對地心說起到了巨大衝擊,但在科學層面上實際並非有力的證據。

新發現→理論危機→

·還能搶救一下→理論改良

·治不了告辭→正規化革命

伽利略發現金星相位引發了理論危機,但可通過打補丁化解。

科學史忌諱輝格,切勿看不起「裱糊匠」。正規化革命是稀罕物,打補丁才是科學的常態。

2樓:

望遠鏡能看到,肉眼看不到,所以通過望遠鏡獲得的觀測現象根本不是客觀實在,而是望遠鏡產生的幻象——當時伽利略面臨的一種詰難。

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