哥白尼与“天体运行论”
哥白尼与《天体运行论》
记得小时候，在小学自然课本上学到，太阳系有九大行星（现在应该是八大行星了），九大行星都围绕着太阳进行运转。
我们理所当然地认为这是正确的。
但是如果回到五百多年前的欧洲，你如果敢说地球是围绕着太阳转的，那么就会被周围的人认为是天方夜谭，甚至有可能有生命危险。
那么谁又是敢提出这一理论的第一人呢？没错，他就是哥白尼。
尼古拉·哥白尼，1473年2月19日出生于波兰畔的托伦市的一个富裕家庭。
18岁时就读于波兰旧都的克拉科夫大学，期间对天文学产生了兴趣。
1496年，哥白尼来到意大利，在博洛尼亚大学和帕多瓦大学攻读法律、医学和神学，博洛尼亚大学的天文学家徳·诺瓦拉对哥白尼影响极大，在他那里，哥白尼学到了天文观测技术以及希腊的天文学理论。
哥白尼40岁时提出了“日心说”，并完成了他的伟大著作《天体运行论》。
1533年，60岁的哥白尼在罗马做了一系列的讲演，但直到近古稀之年才终于决定将它出版。
1543年5月24日，他去世的那一天才收到出版商寄来的书1。
但是为什么哥白尼40岁完成了《天体运行论》，直到临去世时才敢出版？这期间有什么难言的苦衷？有什么曲折的故事？一切的一切，要从那个时代的大背景讲起。
在15、16世纪的欧洲，正在进行着一场大动荡、大变革。
这时正是欧洲一些国家从封建主义向资本主义过渡的关键时期，各国的商业
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也大大发展，对外贸易极其活跃，资本主义主义正在不断地萌芽和发展壮大。
但是，宗教教会仍然统治着大多数人的思想，宗教自身也在不断变革以图加强对人民的统治。
罗马教廷控制了许多国家，把《圣经》作为至高无上的真理，凡是违背圣经的学说，都被斥为“异端邪说”，凡是反对神权统治的人，都要被处以火刑。
为了同封建势力和教会进行斗争，新兴的资产阶级以发扬古希腊、罗马文化为载体，大力宣传人文主义思想，这就是著名的文艺复兴运动。
文艺复兴起源于意大利，很快就发展到了波兰——哥白尼的故乡，并扩展到了全欧洲。
哥白尼就是出生在那个大发展、大动荡的年代里。
文艺复兴此时正在如火如荼地进行着。
在天文学方面，古希腊天文学家托勒密受当时的观测水平的限制，提出了“地球是宇宙中心”的学说。
他认为，地球静止不动地坐镇宇宙的中心，所有的天体，包括太阳在内，都在围绕着地球运转。
为了与当时的观测结果向吻合，他还提出了偏心圆和本轮的概念。
托勒密的结论，是建立在当时的观测数据的基础上的，是有一种科学精神在其中的。
在中世纪的一千年里，一直为人所信奉。
并且由于“地心说”恰好吻合了宗教的教义，因此教会就把“地心说”视为真理，加以神化，谁敢反对“地心说”，谁就是和教会作对，谁就是反对上帝。
在文艺复兴时代，人们恢复了对真理的兴趣，怀疑和求真精神再次成为一些人的追求。
在大航海时代，因为船只在远洋深海往往很多天都看不到任何坐标，这就对更精确地确定经纬度提出了要求2。
天
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文学作为一门比较成熟的科学，被频繁地应用。
但是人们发现，应用经典的天文学理论计算出的结果与现实的情况经常不符。
与此同时，一个老问题也引起了哥白尼的质疑：行星的不整齐运动。
托勒密天文体系经过后人的不断发展和完善，已经变得非常纷繁复杂了。
例如为了解释一些天体的运动，需要引入本轮，在本轮上再嵌套本轮，有的天体竟然被引入了80多个本轮，而且还要引入“偏心点”和“偏心等距点”等复杂概念！这无疑是相当复杂的。
而哥白尼等科学家都相信宇宙的基本原理应该是简洁的。
于是，哥白尼潜心钻研托勒密的著作，终于，功夫不负有心人，他发现了托勒密的错误结论和科学方法之间的矛盾。
这进一步激发了哥白尼深入研究的热情和信心。
通过对最新的天文观测数据的研究和分析以及数学工具和方法的使用，哥白尼发现：地球不是宇宙的中心！而且地球也不是静止的，而是以一定的周期和速度围绕太阳运转。
哥白尼把自己的发现写进了自己的著作《天体运行论》，到40岁时，他就完成了这部书的手稿。
在《在天体运行论》中，哥白尼描绘了一幅太阳系的科学图景——宇宙不是上帝创造的，太阳才是宇宙的中心，人类居住的地球不过是绕太阳旋转的一颗行星而已，地球、太阳、月亮以及各种天体的运动变化都是有联系的，以太阳为中心的宇宙是一个相互联系的统一整体3。
不过《天体运行论》没有立即出版。
这是因为哥白尼是一个虔诚的天主教徒，他虽然研究出了地球不是宇宙的中心的结论，但是他出
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于天主教的信仰以及对教会强大势力的畏惧，一直没敢出版这本书。
1506年哥白尼回国时，就曾亲眼看到过教会对人们的血腥镇压，很多人被抓起来活活烧死。
直到去世前，哥白尼才下定决心将它出版。
即便如此，《天体运行论》一书的出版也很不顺利。
出版商在教会的撺掇下，窜改了原稿，删减了哥白尼学说的一些内容，力求使科学迁就当时社会的旧有认识，并且在出版后这本书还被教皇列为禁书，对其进行回收和焚毁。
直到400多年后，《天体运行论》才以原版的全新面貌与世人见面。
由于受当时的观测水平和理论水平的限制，哥白尼的学说在现在看来很不科学，比如认为太阳是宇宙的中心，地球围绕太阳作严格的匀速圆周运动等等，这些显然都是错误的。
但是我们仍然不能否定《天体运行论》对于当时科技水平的发展和人们的思想解放的重要意义。
《天体运行论》的出版，地动日心说的诞生，这是天文学史上的一场伟大革命，是自然科学发展史上的大事件。
近代科学从此向宗教神学宣告了起义，它争取自身解放的斗争由此拉开了序幕，整个自然科学的发展开始迈向新时代4。
恩格斯在《自然辩证法》中这样评价《天体运行论》：自然科学借以宣布其独立并且好像是重演路德焚烧教谕的革命行为，便是哥白尼那本不朽著作的出版，他用这本书（虽然是胆怯地而且可说是只在临终时）来向自然事物方面的教会权威挑战，从此自然科学便开始从神学中解放出来。
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哥白尼的《天体运行论》对于后世的影响无遗也是巨大的。
广大青年学者思想解放，成为了哥白尼学说的积极传播者。
意大利科学家布鲁诺为了捍卫和发展哥白尼的学说，在欧洲广泛宣传“日心说”，同时和宗教势力作着顽强的斗争，最终被教会宣判为“异端”而活活烧死；意大利物理学家伽利略改进了天文望远镜用来观察天体，为哥白尼的学说找到了确凿的证据，标志着哥白尼学说开始走向胜利，为此伽利略也付出了惨重的代价，不断遭到教会的审判和威胁，甚至被逼宣布放弃哥白尼的学说。
此后，经过无数科学家的不懈的努力钻研，哥白尼的学说不断得到修正和发展，最终形成了我们今天的天文学理论体系。
参考文献：
1.《从希腊天学到哥白尼革命》，陈嘉映，华东师范大学
2.《哥白尼》，贺北时，北方妇女儿童出版社，2001年2月第1版
3.《哥白尼传》，李兆荣，湖北辞书出版社，1998年7月第1版
4.《哥白尼和日心说》,辛可,上海人民出版社,1973年11月第1版
5. 百度百科词条“尼古拉·哥白尼”。
人类认识地球及其运动的历史
海王星
海王星是远日行星之一，海王 星呈扁球形 ，大气中主要含有氢， 海王星是一个狂风呼啸、乱云飞 渡的世界，在大气中有许多湍急 紊乱的气旋在翻滚。由于海王星 离太阳太远 ，因此它表面温度很 低，通常在零下200摄氏度以下。 到目前为止，已经发现海王星有8 颗卫星。
金星
金星，在中国民间称它为 “太白金星”， 也就是我们所说的“启明星”；按离太 阳由近及远的次序是第二颗。它是离地 球最近的行星。金星的表面温度很高， 不存在液态水，金星大气中，二氧化碳 最多，占97％以上。同时还有一层厚达 20到30公里的由浓流酸组成的浓云。金 星的自转很特别，自转方向与其它行星 相反，是自西向东。因此，在金星上看， 太阳是西升东落。
地球
人类的家园“地球”已 经是一个46亿岁的老寿星了， 她起源于原始太阳星云。在 地球引力的作用下，大量气 体聚集在地球周围，形成包 层，这就是地球大气层。地 球就像一只陀螺，沿着自转 轴自西向东不停地旋转着。
火星
• 火星是地球的近邻。它与地球有 许多相同的特征。它们都有卫星， 都有移动的沙丘、大风扬起的沙尘 暴，南北两极都有白色的冰冠，只 不过火星的冰冠是由干冰组成的。 火星上也有明显的四季变化。但除 此之外，火星与地球相差就很大了。 火星表面是一个荒凉的世界，空气 中二氧化碳占了95%。火星大气十分 稀薄，密度还不到地球大气的1%， 火星表面温度极低最低温度则可达 到-123℃。
水星
水星是九大行星中最靠近太阳 的行星，它是太阳系中运动最快 的行星。由于水星距离太阳太近 了，个头又小，人们平时很难看 到它。水星的表面和月球表面极 为相似。其上布满了大大小小的 环形山。水星的大气极为稀薄， 昼夜温差很大，白天表面温度可 达427度以上， 黑夜最低温度可 降到零下173度左右。
哥白尼的资料关于哥白尼的XX
哥白尼的资料关于哥白尼的XX一、哥白尼生平尼古拉.哥白尼(CopernicusNicholas)，波兰一位伟大的天文学家。
他以惊人的天才和勇气揭开了宇宙的秘密，奠定了近代天文学的基础。
哥白尼以毕生的精力去进行天文研究，创立了《天体运行论》这一“自然科学的独立宣言”。
他的这些成就使他成为了人类科学发展历史上最伟大的革命家之一。
哥白尼在先进的人文主义思想的熏陶下，在心灵里埋下了向经院哲学挑战的种子。
在这里，他遇到了对他的一生产生深远影响的数学家和天文学家布鲁楚斯基(Brudzewski)教授。
是这位教授的启蒙教育促使哥白尼决定将自己的一生奉献给天文科学。
1496年哥白尼前往意大利求学，先后进入博洛尼亚大学、帕多瓦大学和费拉拉大学学习和研究法律、天文学、数学、神学和医学，他同时还学会了希腊文。
1503年，哥白尼获得了教会法规博士学位。
1497年，哥白尼就任瓦尔半米亚牧师的僧正。
1510年后，他先后从事过管理、外交等工作。
他是一个杰出的经济学家，写过《货币的一般理论》一书。
他是近代第一个提出劣币淘汰良币理论的经济学家。
哥白尼医术高明，他利用业余时间行医，为穷苦人治病，是一位颇有名望的医生，被人们誉为“神医”。
哥白尼还是一位出色的数学家，他的巨著《天体运行论》附录里，发表过他的球面三角论文。
哥白尼也是一位伟大的爱国主义者，当条顿骑士团疯狂侵略波兰时，他挺身而出，起来保卫自己的祖国。
1519年，条顿骑士团来犯，埃尔门兰德地区的僧侣全给吓跑了，而他却勇敢的组织和领导了奥尔兹丁城的人民奋勇反击侵略者，经过五天五夜的激战，终于打退了敌人的进攻。
尽管哥白尼总是事务繁忙，但他始终保持冷静的头脑，把主要精力放在从事天文学的研究上。
1515年，哥白尼开始写作《天体运行论》一书。
1525年，哥白尼原来的女管家安娜衷心爱上了这位伟大的科学家，她不顾别人的流言蜚语，来到了被教会剥夺了结婚权利的哥白尼身边。
由于她的精心照顾和帮助，才使得《天体运行论》一书的写作得以顺利进行。
名人伟人成功的事例经典
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名人伟人成功的事例篇1哥白尼的主要贡献是创立了科学的日心学说，写出“自然科学的独立宣言”《天体运行论》。
1535年，哥白尼用“四个九年的时间”完成了长达六卷的科学巨著《天体运行论》。
完整地提出了太阳结构的理论日心学说：太阳居于宇宙的中心静止不动，而包括地球在内的行星都绕太阳转动。
离太阳最近的是水星，其次是金星、地球、火星、木星和土星。
只有月球绕地球转动。
恒星则在离太阳很远的一个天球上静止不动。
哥白尼把统率整个宇宙的支配力量赋予太阳，而各个天体则都有其自然的运动。
哥白尼的日心学说科学地阐明了天体运行的观象，推翻了统治长达一千多年的托勒密体系地心学说，并从根本上否定了____关于上帝创造一切，地是静止不动的谬误。
哥白尼慑于教会的统治，怕遭到反对和迫害，迟迟不愿将《天体运行论》公开出版。
1543年5月24日，哥白尼在他弥留之际，才在病榻上见到了刚刚出版的《天体运行论》样书。
尽管哥白尼的“太阳中心说”公布后，受到社会上宗教势力和守旧的人们的污蔑和攻击，甚至于信仰宣传这一学说的人也被残酷的镇压和迫害，但是哥白尼的学说，取得了最终的胜利。
哥白尼和他的《天体运行论》就像是黑暗夜空中闪烁的巨星，一直放射着璀璨的光芒。
名人伟人成功的事例篇2现代生活中，越来越多的人在以一种近乎偏执的方式追求外形的完美。
然而，有个女孩并不完美，却成了美丽的代言人。
6月8日，妮可·凯利摘得“美国小姐”爱荷华州分赛区桂冠，成为新一届的“爱荷华小姐”。
这位选美冠军是一名残疾人，左臂只有半截，但她灿烂的笑容不带一丝忧愁。
“我的确是残疾，我参加选美，就是站出来告诉每个人，也许我们外表不同，说话方式、行为举止也不尽相同，但我们都能做得很棒。
”对于身体上的不完美，凯利从小到大一直都不回避。
[宝典]试述哥白尼、开普勒、伽利略、牛顿的主要科学贡献
![[宝典]试述哥白尼、开普勒、伽利略、牛顿的主要科学贡献](https://360docs-1393072327.cos.ap-beijing.myqcloud.com/47c0e00aa200a6c30c22590102020740be1ecdee.webp)
1、试述哥白尼、开普勒、伽利略、牛顿的主要科学贡献。
哥白尼：哥白尼在他的不朽著作《天体运行论》中，系统阐述了日心说的内容，主要包括以下五个方面：第一，地球是在不断运动的。
第二，宇宙的中心不是地球而是太阳。
第三，确定了各个行星在太阳系中的排列次序。
第四。
关于地球和月亮的关系，他指明月亮是地球的卫星，不能把月球同地球分开。
第五．还解释了对地动说的种种疑问。
（比如火星、木星、土星所以发生“逆行”，是因为地球的运转速度比它们快，当地球和它们处在太阳同侧，并超过它们时，所以行星的逆行是相对运动的结果。
从地球上看，它们就好像在“逆行”，它们的“逆行”每年在一定时候都要发生一次。
）其中，他的日心说更详细的说明了几个问题：所有天球都围绕太阳旋转、地球绕它的轴自转、地球旋转的轨道是黄道/黄道带、地球与太阳的距离比地球与恒星的距离小得多、行星的逆行是相对运动的结果。
解决了行星逆行的原因；外行星本轮上的向径等问题。
根据哥白尼体系，宇宙不是以地球为中心的，地球和别的行星一样，围绕太阳而运行，唯有太阳才固定在体系的中心。
这一简单而基本的发现，使人们对宇宙的看法从神秘原始的见解进入到现代的思考，并引起了思想上的革命。
人们开始摆脱对权威的迷信，只有事实才是知识的泉源，实践才是检验真理的标准。
哥白尼原理的现代表述应当是：宇宙中任一局部观测者所处的位置都不会是特殊的。
也就是说，宇宙没有中心。
这一原理已为当前的宇宙观测所证实，在大尺度结构上宇宙是均匀的和各向同性的。
当前，暗物质和暗能量的发现，是哥白尼原理的另一种体现，宇宙不仅不以我们为中心，而且构成宇宙的物质的绝大多数也与构成我们自身的物质不同，这可算天体物理学中最令人向往的发现了。
哥白尼运用科学方法所得到的、具有革命内容的《天体运行论》向自然事物方面的教会权威给予了公开挑战。
从此，不仅铺平了通向近代天文学的道路。
整个自然科学也开始从神学中解放出来，借以宣布其独立，开辟了自然科学的新时代。
哥白尼天体运行论的主要内容
哥白尼天体运行论的主要内容1. 引言大家好，今天咱们来聊聊一个有点“星际”的话题——哥白尼的天体运行论。
哎呀，听起来高大上，其实就是在讲讲我们这个宇宙的“家常便饭”。
哥白尼，那个在16世纪时，像个天文界的“黑马”，用他的理论把我们对宇宙的看法颠覆了。
这就像是一个老传统的理发店，忽然来了一个时尚的发型师，给大家换了个新造型，瞬间引发了轰动。
2. 哥白尼的理论背景2.1 传统观念在哥白尼之前，大家都相信地球是宇宙的中心，天体围着地球转。
这种想法就像是咱们小时候觉得爸妈永远是对的，结果长大后才发现，原来是“老妈说的都得听”。
所以，当时的人们就像是戴着一副“地心说”的眼镜，看不见更大的世界。
2.2 哥白尼的出场然后，哥白尼来了，他就像个“宇宙间的叛逆者”，说：“嘿，地球不是中心，太阳才是！”想象一下，大家都在看着地球，哥白尼却指着太阳，仿佛在说：“你们瞧瞧，真正的明星在那儿呢！”他写下的《天体运行论》，就像是一部震撼人心的大片，揭开了宇宙的真面目。
3. 主要内容3.1 太阳中心说首先，哥白尼提出了“太阳中心说”。
简单来说，就是太阳是宇宙的中心，地球和其他行星都围着它转。
这听起来是不是很酷？就像是把舞池的DJ换成了太阳，大家都围着它转，热火朝天。
哥白尼的观点像是在说：“别再围着地球转了，太阳才是你们的真正舞伴！”这让很多人惊掉了下巴，甚至觉得他是在放“大招”。
3.2 行星运动规律接着，他还提出了行星的运动规律。
哥白尼认为，行星的轨道是圆形的，虽然后来才发现是椭圆，但这也是一个大突破呀！想象一下，如果你在操场上跑圈，跟其他小伙伴一起围着一个篮球架转，那种感觉就像是行星在围着太阳跑。
哥白尼还说，行星的转速和离太阳的距离有关，离得远的转得慢，离得近的转得快。
这就像是在说：“谁离舞台近，谁就得跳得欢！”4. 哥白尼理论的影响4.1 科学革命的开端哥白尼的理论就像是一颗“震撼弹”，引发了一场科学革命。
这一理论不仅改变了人们对宇宙的认知，还为后来的科学家们提供了新的视角。
哥白尼的宇宙观
哥白尼的宇宙观：哥白尼日心体系是哥白尼提出的宇宙体系。
又称日心地动说或日心说。
这一学说在他1543年出版巨著《天体运行论》时正式问世。
其核心思想可概括为：①太阳位于宇宙的中心。
②地球不是宇宙中心，而是一颗沿圆轨道围绕太阳转动的普通行星。
③太阳在天球上的周年运动是地球绕太阳公转运动的反映，行星的视逆行和顺行是地球和行星共同绕日运动的结果。
④地球每天绕其自转轴旋转一周，天穹的周日旋转正是由此产生的。
⑤月球在圆轨道上绕地球转动。
⑥恒星都位于遥远的恒星天上，恒星天离太阳的距离远比日地距离大得多。
这一学说否定了2世纪托勒密建立并在此后1000多年中长期占统治地位的地心说，是宇宙观上的一次重大革命。
由于历史条件的限制，这一学说也存在一些缺陷，它保留了托勒密地心体系中的恒星天概念，并把太阳视为整个宇宙的中心，它恪守了天体只能作匀速圆周运动的旧观念，并搬用托勒密地心体系中的部分本轮、均轮来解释行星运动实际上存在的不均匀性。
后来，一些后继者陆续纠正了这些缺陷，发展了哥白尼日心体系。
天文学家哥白尼的故事
《天文学家哥白尼的故事》小朋友们，今天我要给你们讲一个特别厉害的人的故事，他叫哥白尼。
哥白尼呀，从小就对天上的星星特别感兴趣。
他总是喜欢在晚上抬头看星星，心里想着好多好多的问题。
长大了以后，哥白尼发现当时大家都认为地球是宇宙的中心，太阳和其他星星都围着地球转。
可是哥白尼觉得不太对，他就开始自己观察、自己思考。
他每天都认真地看星星，记录它们的位置和变化。
不管是刮风下雨，还是天气很冷，哥白尼都没有放弃。
有一次，哥白尼看到一颗星星的位置和以前不一样了，这让他更加坚信自己的想法。
他觉得其实是地球围着太阳转，而不是太阳围着地球转。
但是，当时很多人都不相信他，还说他是错的。
哥白尼可不怕，他坚持自己的观点，最后写出了一本很有名的书，叫《天体运行论》。
小朋友们，哥白尼是不是很勇敢呀？《天文学家哥白尼的故事》小朋友们，咱们接着来讲哥白尼的故事。
哥白尼生活的那个时候，大家的想法都差不多，都觉得老祖宗说的就是对的。
可是哥白尼不一样，他有自己的想法。
他每天晚上都盯着天空看，一看就是好长时间。
有时候看得眼睛都酸了，他也不停下来。
有一回，哥白尼为了弄清楚一颗星星的运动轨迹，一晚上都没睡。
他一直在那算呀算，写呀写。
他的朋友劝他别这么辛苦，说大家都不相信他的想法，可哥白尼说：“我要找到真理，不管有多难。
”最后，他的学说让很多人都震惊了，也让我们对宇宙有了新的认识。
小朋友们，哥白尼是不是很了不起？《天文学家哥白尼的故事》小朋友们，我再给你们讲讲哥白尼。
哥白尼从小就聪明好学，尤其喜欢天文学。
他总是好奇为什么星星会在天上闪烁，为什么太阳会升起落下。
为了搞清楚这些问题，哥白尼到处找书看，还向有学问的人请教。
有一次，他为了观察一颗彗星，在野外待了好几天。
饿了就吃点干粮，困了就睡在草地上。
虽然很多人不理解他，还嘲笑他，但是哥白尼没有放弃。
他努力研究，终于发现了日心说。
这个发现可不得了，改变了大家对宇宙的看法。
小朋友们，我们要学习哥白尼这种坚持追求真理的精神哦！。
哥白尼及《天体运行论》
尼古拉·哥白尼尼古拉·哥白尼1473年出生于波兰。
40岁时，哥白尼提出了日心说，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，这是唯物主义和唯心主义斗争的伟大胜利。
哥白尼是欧洲文艺复兴时期的一位巨人。
他用毕生的精力去研究天文学，为后世留下了宝贵的遗产。
哥白尼遗骨于2010年5月22日在波兰弗龙堡大教堂重新下葬。
Nicolaus Copernicus波兰名：Mikolaj Kopernik（1473.2.19 ～1543.5.24 ）现代天文学创始人，日心说的创立者波兰著名的天文学家尼古拉·哥白尼1473年2月19日出生于波兰（Kingdom of Poland）维斯杜拉河畔的托伦市（city of Toruń）的一个富裕家庭。
18岁时就读于波兰旧都的克莱考大学（Kraków University），学习医学期间对天文学产生了兴趣。
1496年，23岁的哥白尼来到文艺复兴的策源地意大利，在博洛尼亚大学和帕多瓦大学（Bologna University, University of Padua, ）攻读法律、医学和神学，博洛尼亚大学的天文学家徳·诺瓦拉（de Novara，1454 -1540）对哥白尼影响极大，在他那里哥白尼学到了天文观测技术以及希腊的天文学理论。
后来在费拉拉大学（University of Ferrara）获宗教法博士学位。
哥白尼作为一名医生，由于医术高明而被人们誉名为“神医”。
哥白尼成年的大部分时间是在费劳恩译格大教堂任职当一名教士。
哥白尼并不是一位职业天文学家，他的成名巨著是在业余时间完成的。
在意大利期间，哥白尼就熟悉了希腊哲学家阿里斯塔克斯（前三世纪）的学说，确信地球和其他行星都围绕太阳运转这个日心说是正确的。
哥白尼与天体运行论第谷与开普勒运动学的奠基
对火星轨道的研究是开普勒重新研究天体运动的起点。开 始，开普勒用正圆编制火星的运行表，发现火星老是出轨。他 便将正圆改为偏心圆。可是，依照这个方法来预测火星的位置， 跟第谷的观测数据仍然不符，产生8’的误差。 开普勒知道第谷观测数据的准确性，所以他没有将这一误 差“观测范围内的允许误差”，而是认为“匀速圆周运动”的 假设存在错误。此后，开普勒转向了用第谷的观测数据去确定 行星的运行轨道。从而发现火星轨道是一种椭圆，并进而发现 每个行星都沿椭圆轨道运动，太阳就在一个焦点上；接着又发 现面积定律。上述两定律发表在1609年出版的《新天文学》上。 在1619年出版的《世界的和谐》中公布了周期定律。 ※开普勒的上述重要发现，为牛顿创立天体力学理论奠定 了基础。开普勒是用数学公式表达物理定律并成功的人之一。 从此开始，数学方程就成为表达物理定律的基本方式。
哥白尼的学说不仅改变了那个时代人类对宇宙的认识， 而且根本动摇了欧洲中世纪宗教神学的理论基础。“从此自 然科学便开始从神学中解放出来”，“科学的发展从此便大 踏步前进”
二.第谷与开普勒
1.第谷(Tycho
Brahe,1546-1601)的天文观测
丹麦人，生于贵族家庭，1576年在丹麦国王腓特烈二世 资助下在哥本哈根海峡的一个小岛上修建了一座完善的天文 台，测量精度较前人提高了几十倍至上百倍，在21年的观测 中，各行星角位置的误差仅为2’(即0.033°，1°=60’)。他 将亚里士多德理论和哥白尼体系进行了折中，认为，除地球 和围绕它的月亮外，其他天体都绕太阳运转，太阳率领众行 星围绕地球运转，地球是静止不动的。被人誉为“星学之 王”。 腓特烈二世逝世后，第谷失去了资助。1599年，他在布 拉格得到了奥皇卢道夫的一份赠款，于是他把部分仪器搬到 了布拉格。在这里，他得到了一个青年助手开普勒。他们共 同进行观察，直到1601年第谷去世。
哥白尼的《天体运行论》的意义
哥白尼的《天体运行论》——近代科学的号角关键词：摘要：近代物理学是从哥白尼发表《天体运行论》开始的.《天体运行论》的发表吹响了近代物理学、也是近代科学诞生的号角,吹响了科学挣脱神学束缚的号角. 一般物理史学家这样评论哥白尼学说的发表.行星受到太阳的引力是与到太阳的距离平方成反比的,哥白尼学说的历史意义,却是与离开这个学说发表的时间的平方成正比.恩格斯这个评价确切地概括了哥白尼学说的深远历史意义.本文介绍《天体运行论》发表的背景、内容以及它对近代科学的影响.正文：背景：古希腊人,同中国和其他古文明发源地的人一样,早就注意到了天空繁星的运行情况,有几颗星的运行轨道相当复杂,但有一定的规律性. 它们被称为行星,意思是游荡者.古希腊的唯心主义哲学家柏拉图提出了著名的柏拉图问题:用什么样的匀速圆周运动的组合才能拯救行星运动不规则的观察现象. 匀速圆周运动在当时被认为是最完美的运动,匀速圆周运动后来被称为柏拉图公理.但这个公理是先验的、不是来自观察,而是来自毕达哥拉斯思辩的哲学. 匀速圆周运动的组合要符合天文学观察的数据,所以这个问题又称为拯救现象.古希腊人对柏拉图问题给出各种各样的解释. 从体系上讲主要是地心说,但也有阿利斯塔克的日心说,还有太阳、月亮绕地球转,行星绕太阳转的学说. 总之,几乎后人所能想到的一切体系,古希腊人都想到了.托勒密在公元 2 世纪建立了托勒密的地心说体系,直到哥白尼重建日心说体系,这个体系在西方一直占统治地位. 托勒密的地心体系在具体结构上用的是均轮—本轮、偏心点、偏心等距点结构. 公元前 3 世纪波罗尼阿斯建立均轮—本轮结构;公元前 2 世纪希柏拉斯加进偏心点;偏心等距点是托勒密的首创.托勒密结构描述如下: 地球是静止不动的,天体绕地球运转. 地球以外的顺序是月亮、水星、金星、太阳、火星、木星、土星,最后是恒星天体. 对行星的运行描述如图1 所示:以O 为圆心作一个大圆,称为均轮,地球并不位于大圆的圆心O ,而在偏心点E. 与E 点相对找到一个对称点C , C 点称为偏心等距点.在大圆上有一点P ,以P 点为圆心作一小圆,称为本轮. 行星Q 在小圆上作匀速圆周运动,P 点在大圆上作绕C 点的匀角速运动. 如果这样的描述还不精确,可以在本轮上加二级本轮.由于托勒密体系产生于阿利斯塔克的日心说之后,托勒密本人对日心说进行了批驳.托勒密的批驳是建筑在亚里士多德物理学基础上的. 根据亚里士多德物理学,一个物体不受力就处于静止状态,物体运动就要受到一个同速度成正比的力. 在日心说,地球是动的,有绕日运行和自转. 而地球上的物体和人由于不受力,就只能是静止的. 这样物体和人相对地球就有一个相对运动,因有这个相对运动人就要飞出去. 但这不符合观察的事实.另外一个是视差运动,如果地球绕太阳运转,每半年地球就在两个相距很远的地方,我们就会因恒星的远近能看到视差,但这个视差从来没有被观察到. 第三个是让笨重的地球运动非常困难.由于人类生活在地球上,地心说同人们日常观察的现象接近. 在文明刚开始阶段,从认识论讲,开始人们容易接受地心说是可以理解的. 自然界早于人类,人类早于自然科学. 文明刚开始时,人类面对的是复杂的自然界,在对自然界的认识过程中,人类犯这样、那样的错误是可以理解的.但托勒密体系所以能在西方统治一千多年,同基督教会不无关系. 错误的地心说同基督教义符合. 由于教会势力占统治地位,在后来的一千多年里,科学变成了神学的婢女,判断自然科学真理的标准不是科学实验,而是《圣经》的言论和经过修改的权威的错误言论.虽然教会的势力在一个时期可以改变自然科学真理的标准,但教会没有能力改变天体运行的规律,任何权势也没有这个能力,并且任何权势的寿命也不可能比自然科学规律的寿命更长.天文学不仅同农业生产、航海等生产活动有关,而且同占星术、宗教活动有关. 人们对天体的观察是不断进步的,随着对天体观察精度的提高,为了修正托勒密体系,人们不得不加进二级本轮, 这样体系就变得非常复杂. 到哥白尼发表《天体运行论》时,修改后的托勒密体系需要八十多个圆. 这同当时信奉的简单性不符合. 有人就讲,如果上帝创世时同他商量一下,就不会造得这样复杂. 另外,天文误差有积累效应,宗教也需要新的历法.此外,由于资产阶级的兴起,文艺复兴,宗教改革,教会的势力被削弱. 科学的革命是早晚之事,改革旧天文学就成了突破口.哥白尼的《天体运行论》哥白尼是一个天主教徒,而且是一个神父. 他除了履行他的神职外,还为教区的人治病,这有利于他的神职事业,此外,他研究他喜爱的天文学.哥白尼建立新天文学思想的出发点很难说出于革新,可能是为了追求真理或实用,但无论如何,他是从力图消除托勒密的变革,去掉偏心等距点,回到柏拉图问题的解开始的.在托勒密体系中, P 点绕C 点作匀角速运动,它的运行的轨迹虽然仍是个圆,但不是匀速圆周运动. 这显然违背了柏拉图公理,或者说托勒密体系根本就不是柏拉图问题的解. 哥白尼在《天体运行论》一书发表前写的《纲要》一文,就是从攻击托勒密的偏心等距点开始的:“ ⋯⋯托勒密和其他大多数天文学家的行星理论,虽然与数据符合⋯⋯看来还是遇到不少困难. 因为这些理论是不充分的.除非再引用偏心等距点的概念. 而这样一来,行星就既不是在它们的均轮上,也不是绕本轮的中心作匀速圆周运动了. 因此这样一类体系似乎就既不是完全绝对的,也不能充分令人满意. ”在《天体运行论》中,哥白尼详细介绍了自己的体系,这个体系包括太阳不动,行星绕日运行,地球的自转,月亮是地球的卫星等,大家都已经知道了. 在描述行星运行结构上,哥白尼用了均轮—本轮和偏心点结构,那个令他讨厌的偏心等距点被放弃了.由于托勒密对日心说的批驳,哥白尼在重建日心说体系时,就不得不对托勒密的批驳进行反批驳. 对托勒密批驳的第一点,哥白尼企图建立惯性定律,但没有成功. 对第二点,哥白尼以恒星离得非常远进行反批驳. 但毕达哥拉斯“数的和谐”在当时,以及后来,人的思维中占有非常重要的位置. 因为有限长的弦才能有分离的共振频率,并且共振频率的比为有理数. 这种和谐思想要求一个有限宇宙. 对第三点,哥白尼说让巨大的天体运动更困难. 今天看这非常合理,但当时则非常无力,因天体是以太组成的. 总的看来,哥白尼学说在物理学方面并不占优势.哥白尼在另外一个方面的批驳在当时却显得相当有力. 根据亚里士多德的物理学,地球是由卑贱的土、水、气、火四元素组成的,而天体则是由高贵的以太组成的,地心说要求卑贱的地球不动,高贵的、永恒的天体绕地球旋转,而这同亚里士多德的“贵静贱动”的哲学思想相矛盾.哥白尼学说同托勒密学说相比在天文学上处于明显优势. 首先是简化了:今天用相对运动考虑,对地心说,必须将地球的绕日运动和自转分别加在所有的行星上. 这样,在相同的精度下,其数学描述必然复杂. 第二是和谐了:在日心说中,水星和金星比地球离太阳近,但在地心说中,水星、金星和太阳哪个离地球近是不可能决定的. 另外,在日心说中,行星运行的周期同行星到太阳的距离有一个单调增加的关系. 这个关系后来被开普勒发现,并用数学表示出来.哥白尼体系把宇宙的原动力从宇宙的边缘移用到了宇宙的中心,在托勒密体系中,原动力在最外层,有一个“不动的原动者”在推动恒星天球运转. 这个“不动的原动者”就是亚里士多德的神,基督教的上帝. 哥白尼将原动力改为了太阳,“太阳是坐在宝座上率领着它周围的星体家族”. 开普勒甚至将太阳、行星以及周围的空间比作基督教三位一体的圣父、圣子和圣灵.哥白尼的学说在神学上处于劣势,这一点是明显的. 虽然哥白尼是一个虔诚的天主教徒,一个有相当地位的神父. 但他也明白他的学说在神学上得不到支持. 他将自己的学说压了四个九年才出版,在临死时只用手摸了一下新出版的《天体运行论》就离开了人间. 哥白尼学说一出版,就立即遭到新教头头马丁·路德和加尔文的恶毒攻击. 路德还引用《圣经》进行反驳:“这个白痴竟想把我们的全部天文学推翻,但《圣经》中明明写着,约书亚喝令不动的是地球而不是太阳”. 历史证明,新教在压制、迫害科学方面一点也不亚于旧教.哥白尼学说的历史意义如果说通常一个学说的历史意义在于它的成功之处,在于它的优势;那哥白尼学说的历史意义却主要表现在它的劣势,表现在后人为了捍卫这个学说,克服它的劣势而作的努力和取得的进展.首先,也是最大的:哥白尼学说开始了科学反对神学束缚、争取自由的斗争,而斗争的焦点就是判断自然科学真理的标准. 如果坚持《圣经》中天启真理是判断科学真理的标准,如前面所说的,以及后来天主教宗教裁判法庭给伽利略定罪时所讲的,自然科学永远不会发展,哥白尼的日心说永远不会得到承认. 哥白尼的《天体运行论》吹响了科学挣脱神学束缚的号角,科学要发展,就必须首先将判断自然科学真理的标准建立在科学实验的基础上,而不是任何宗教、政权或学术权威的权势. 这个标准我们今天接受是那样的自然、容易. 以致很多人忘记了近代科学的先驱们为了将错误的标准颠倒过来,曾经受审、被监禁,甚至为科学而殉道.第二个意义是为了维护哥白尼的日心说,还必须向亚里士多德错误的宇宙体系,包括他的物理学宣战,建立新的物理学体系. 近代物理学开始时的几乎每一个新概念都是从批判亚里士多德开始的,在捍卫哥白尼日心说过程中伽利略等人开创了近代科学.哥白尼日心说对当时宗教神学的影响有两种不同的看法. 有些物理史学家认为:哥白尼的体系把地球从宇宙的中心降到普通行星的地位;另一种则认为:哥白尼的学说恢复了地球作为一个行星的公民权. 后一种说法显然认为是提高了地球地位. 在亚里士多德物理学中,宇宙的中心并不是什么神圣的地方,而是卑贱的元素聚集之处. 甚至可以说人们生活之处离地狱非常近,而离天堂非常遥远.在哥白尼时代, 亚里士多德的学说已经变成了基督教正统的理论基础. 在一些有教养的基督徒看来, 可能哥白尼学说提高了地球地位. 普通基督徒并不了解亚里士多德学说,他们也有可能认为哥白尼的学说降低了地球的特殊地位. 但有一点影响对有教养和普通基督徒是相同的:《圣经》不可能教导人们认识天体的运行, 天体运行规律同神父们过去按《圣经》教义讲的不一样.《圣经》的天启真理是什么? 是真的吗? 哥白尼的学说使一些人对《圣经》开始理性的思考.哥白尼无疑是伟大的天文学家, 近代物理学的先驱. 但是,如果没有后人为日心说所作的奋斗, 哥白尼很可能变成另一个阿利斯塔克. 一个科学家所以能成为历史人物, 不仅要靠他本人的努力, 靠前人为他作的各种准备,还要靠后人在他开辟的方向上继续前进.从时代变化来看十五、六世纪的欧洲，正是从封建社会向资本主义社会转变的关键时期，在这一二百年间，社会发生了巨大的变化。