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课件网) 第4章 万有引力定律及航天 第3节 人类对太空的不懈探索 星空如此迷人，周而复始，宁静永恒。人类观察星空，为了耕作，为了远行，为了信仰，为了探索大自然的奥秘。 古希腊人的探索 1 毕达哥拉斯 (Pythagoras，约公元前 580———约前 500)从美学观念出发，认为宇宙中所有天体的形状都应该是球形。亚里士多德认为，地球在宇宙的中心静止不动，其他星体绕地球转动，这很好地解释了天体升落的现象。阿波罗尼奥斯 (Apollonius，约公元前 262———前 190) 认为行水装星沿某一圆周(本轮)运动，该圆周的圆心沿另一员周( 均轮 ) 绕地球运动。 因此，以地球为中心看行星时，行星会时而顺行，时而逆行，其亮度也会因与地球距离的改变而改变。 公元 140 年前后，托勒密 (C. Ptolemaeus，约公元 90—168)对前人的观测成果和理论进行总结，提出了地心体系(图 4－22)。托勒密的地心体系可以解释已知天体的运动，在很长的历史时期人们都利用这一模型预测天体的位置。 中国古代天象观测的成就 中国是天文学发展最早的国家之一。自远古始，人们就对天文现象进行观察，积累了丰富的天文学知识，形成了系统、独特的天文学体系。中国古代天文学在历法体系天文观测等许多领域长期处于世界领先地位。 科学书屋 从甲骨文及古籍等记载看，我国在古代天象观测方面作出了相当的贡献。例如，殷代的甲骨文中记载的“七日己巳夕，有新大星并火”，是最早的关于新星的记录；《汉书·五行志》中记载的“日出黄，有黑气，大如钱，居日中央”，对太阳黑子的大小和位置等作了确切的描述；《春秋》记载的“秋七月，有星孛入于北斗”，已经把彗星视为天体。 从春秋战国到清末，哈雷彗星出现多次，我国皆有详细记载。中国古代的星图在世界上也非常著名，唐代绘制的敦煌星图绘有 1350 颗星，是世界上现存最早且星数最多的星图。我国古代对行星、恒星、流星雨等天象都有系统观测。 这些全面且独特的天文观测成果对世界天文学的发展起到了不可或缺的作用。 文艺复兴的撞击 2 16 世纪中期，文艺复兴的浪潮冲击了自中世纪以来长期禁锢人们思想的枷锁。 1543 年，波兰天文学家哥白尼临终时，向世人公开了他几十年来研究的成果《天体运行论》，正式提出了“日心说”(图4－23)。 哥白尼认为：太阳是宇宙的中心水星、金星、地球、火星、木星及土星都绕太阳做匀速圆周运动，月球是地球的卫星。哥白尼的“日心说”可以简洁地描述行星运动，并能更清楚地解释诸多天文现象。 第谷·布拉赫(T. Brahe，1546－1601)是丹麦杰出的天文观测家。当时尚未发明望远镜，他通过自制的观测仪器(图4－24) 对星体进行认真系统的观测，使当时的测量误差从 10′降低到 2′。他的测量结果表明，托勒密与哥白尼的理论计算结果都与观测数据不相符。 开普勒研究了第谷连续 20 年的观测数据，希望进一步解释哥白尼的行星圆形轨道，却以失败而告终，因为他得到的结果与第谷的观测数据至少有 8′ 的误差。开普勒相信这不是第谷的粗心造成的，而是哥白尼的理论还需要进一步完善。从此，他开始研究行星的非匀速、非圆周运动。经过多年的埋头计算，开普勒最终发现了更为精确的行星运动规律，并先后提出了三大定律。 虽然哥白尼的理论受到了第谷、开普勒的挑战，但不可否认，他播下了科学革命的种子。亚里士多德认为地上和天上的物体是有区别的，而哥白尼则修正了地球静止不动的直觉观念，为牛顿统一天上与地上的物理学打下了基础。 牛顿的大综合 3 人们在研究天体怎样运动的同时，还在探索天体为什么会这样运动。亚里士多德认为，天体由“以太”元素组成，它们本来就应围绕地球做匀速圆周运动。 到了开普勒时代，人们才开始寻找天体形成 ... ...
