第7部分(3 / 4)

小說:萬維宇宙 作者:向前

的適用範圍:在我們的日常生活中,歐式幾何是適用的;在宇宙空間中或原子核世界,羅氏幾何更符合客觀實際;在地球表面研究航海、航空等實際問題中,黎曼幾何更準確一些。

亞里士多德指出:對某一概念的定義必須用已知概念來描述,因為不可能有無源之水,所以所有的公理、公式都存在有未定義的概念作為開始,但這未定義的開端往往成為理論的相對性起因。

結論:從數學的發展史看,數學也是相對的,是不確定的,所有的公理、公式也具有相對性。

2.物理相對

中國古代早期的宇宙學說是“天圓地方”,古人認為天像是一個巨大的圓蓋,地是方形的大塊,天蓋著地,構成了宇宙。古人把巨大的天穹想象成為一個蓋子,繞著天極旋轉,日月星辰都附在這個天蓋上,隨著天蓋旋轉,這就是人們看到的天體東昇西落的現象。

公元前六世紀,有人對天圓地方提出懷疑:如果天是一個圓蓋或斗笠,地是一個四方的大塊,那麼圓蓋與地的四個角怎麼合的攏呢?因此有一個假說,天像一把傘懸在大地上空,周圍用八根柱子撐著,用繩子縛住它的樞紐,於是我們看到天地成了一個八柱的圓頂涼亭。

古埃及認為:宇宙是個封閉的盒子,頂部為穹廬形的蒼天,掛滿星星;底部是大地,四周有擎天柱支撐,有神物鎮壓,周邊有大河環繞,河上有舟載著太陽晝夜往返。

古印度認為:大地是馱在四頭大象身上的,大象是站在一個巨大的烏龜背上,龜浮在水上,他們甚至認為地下有洞|穴,通向地獄,擎天柱頂著天堂,那裡是極樂世界。

地心說是長期盛行於古代歐洲的宇宙學說,最初是由古希臘學者歐多克斯提出,後經亞里士多德、托勒密進一步發展而逐漸建立和完善起來。

托勒密認為:地球處於宇宙中心靜止不動。從地球向外,依次有月球、水星、金星、太陽、火星、木星和土星,在各自的圓軌道上繞地球運轉。其中,行星的運動要比太陽、月球複雜些,行星在本輪上運動,而本輪又沿均輪繞地執行。在太陽、月球行星之外,是鑲嵌著所有恆星的天球——恆星天;再外面,是推動天體運動的原動天。

地心說是世界上第一個行星體系模型,儘管它把地球當作宇宙中心是錯誤的,然而它的歷史功績不應抹殺。地心說承認地球是“球形”的,不是人們原先以為的天圓地方論,並把行星從恆星中區別出來,著眼於探索和揭示行星的運動規律,這標誌著人類對宇宙認識的一大進步。

地心說最重要的成就是運用數學計算行星的執行,托勒密還第一次提出“執行軌道”的概念,設計出了一個本輪均輪模型。按照這個模型,人們能夠對行星的運動進行定量計算,推測行星所在的位置,這是一個了不起的創造。在一定時期裡,依據這個模型可以在一定程度上正確地預測天象,因而在生產實踐中也起過一定的作用。

地心說中的本輪均輪模型,畢竟是托勒密根據有限的觀察資料拼湊出來的,他是透過人為地規定本輪、均輪的大小及行星執行速度,才使這個模型和實測結果取得一致。但是,到了中世紀後期,隨著觀察儀器的不斷改進,行星位置和運動的測量越來越精確,觀測到的行星實際位置同這個模型的計算結果的偏差,就逐漸顯露出來了。

信奉地心說的人們並沒有認識到這是由於地心說本身的錯誤造成的,卻用增加本輪的辦法來補救地心說。起初這種辦法還能勉強應付,後來小本輪增加到80多個,仍不能滿意地計算出行星的準確位置,這就不能不使人懷疑地心說的正確性了。

到了16世紀,波蘭天文學家哥白尼在持日心地動觀的古希臘先輩和同時代學者的基礎上,終於創立了“日心說”。從此,地心說便逐漸被淘汰了。

日心說認為太陽是宇宙的中心,地球和其他行星都繞太陽轉動。哥白尼經過近四十年的辛勤研究,在1543年出版的《天體執行論》中,系統地提出了日心說。在托勒密的地心體系中,每個行星運動都含一年週期成分,但托勒密對此無法做出合理的解釋。

哥白尼認為,地球不是宇宙的中心,而是一顆普通行星,太陽才是宇宙的中心,行星運動的一年週期是地球每年繞太陽公轉一週的反映。哥白尼體系另一些內容是:

水星、金星、火星、木星、土星五顆行星和地球一樣,都在圓形軌道上勻速率地繞太陽公轉。

月球是地球的衛星,它在以地球為中心的圓軌道上,每月繞地球轉一週,同時跟地球一起繞太陽公轉。

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