三星杯半决赛电视直播:关于一个天文知识的问题

向北极星看去，恒星按逆时针方向做周日视运动
所有星座都有东升西落的现象，但北极星非常靠近北天极，所以只有北极星的视运动几乎看不出来

星星按什么方向绕北极星运转，那些星座东升西落
〈一〉哥白尼 (Nicholas Copernicus，1473-1543)

哥白尼是科学向神权宣战的第一位战士。在西元4－5世纪，以罗马教皇为首的天主教会势力非常强大，神权赛过君权，凌驾于国家权力之上，教会就是上帝在世上的代表机构，天主教会把希腊天文学家托勒玫创立的地心宇宙系，即地球居于宇宙中心静止不动，其他日、月、星辰环绕地球旋转的说法当作它的护身符。按照天主教义，自然界是上帝“从无”中创造出来的，永远受上帝的意旨支配。上帝“按照自己的形象”创造了人，并把他(她)安置在地球上，所以地球在宇宙中应当占有特殊地位。这样托勒玫的地心宇宙体系，正好为天主教义提供了“科学依据”，使它变成与宗教教义具有同等意义，同样神圣而不可侵犯。谁要是对它表示怀疑和反对，便被认为贬渎神圣和大逆不道，就要受到严厉制裁。而哥白尼却把它推翻了，地球被逐出宇宙的中心，变成一颗不断自转、同时又环绕太阳公转的行星。原来，人们并不是居住在稳如磐石的大地上，而是栖身在一个旋转很快的“陀螺”上。《圣经》赋予地球的特殊意义－－上帝的桂冠和宇宙的主宰，完全丧失了。

地球既然不是宇宙中心，而是普通行星之一，整个宇宙自然不因地球而存在，也不再有什么天堂与地狱之分。“天”既不存，“堂”将焉附，上帝也失去了藏身之所。这种教义上的破产，震撼了欧洲中世纪宗教统治的理论支柱，大大动摇了人们心目中对教会势力的崇拜。

哥白尼的伟大成就不仅铺平了通向近代天文学的道路，而且开辟了整个自然科学向前迈进的新时代。他教导人们用新眼光去看待事物，不应该盲目信赖古人的权威和从虚幻的表像看待事物，而应该在自然界中依靠实践和科学分析去发现事物的真理。

哥白尼在义大利留学期间正逢文艺复兴最盛期，在新思想接二连三地被提出的环境中，他读了公元前3世纪时天文学家阿里斯塔克斯的著作，受到书中所言：“不是太阳绕地球运行，而是地球绕太阳运行。”的影响很大，对哥白尼主张太阳为中心的宇宙观贡献很大，书中并指出恒星并不会因为视差而产生岁差的现象，因为恒星实在是太遥远了。1530年，哥白尼完成了他的著作，是一本叫做“小注解”(Little Commentary)的短文，他写着：“所有的星球都以太阳为中心运行，因此太阳是宇宙的中心，…天空中的各种现象都不是来自于苍天的运动，而是地球的运动。”虽未曾出版，手稿却在欧洲学者间四处传阅。1539年，有位任教于威汀堡大学的数学教授雷替克斯(Georg Joachim Rhaeticus, 1514~1576)，他阅读哥白尼的短文深受感动，亲自到佛隆堡的哥白尼住处拜访，并一起讨论了两年；并在1540年出书介绍哥白尼的学说。罗马教皇读过雷替克斯的书后，肯定其价值，力劝哥白尼出版全部论文，后来哥白尼就把著书捐给教皇。随后哥白尼又在1541年出版了工作摘要，标题是Narratio Prima (意为：首次报告) 长达38页，立即引来罗马天主教、马丁路德、约翰喀尔文等宗教家的抨击。

在那同时，雷替克斯将哥白尼的手稿委讬朋友奥西安得出版，奥西安得深知路德派反对此学说，于是未经哥白尼同意，就自己写了一篇序文加上去，说明该书的论点并非绝对真实，而只是计算行星位置的方法。手稿在1543年出版了，当时立刻轰动整个欧洲，书名叫做《天体运行论》（De Revolutionibus Orbium Coelestium)，朋友形容新书交到哥白尼手上时，他只剩下一口气， 5月24日哥白尼因脑溢血去世，使得哥白尼永远没有机会看到序文。后来世人还以为懦弱的序文是哥白尼写的，评价大幅降低，直到1609年才被刻卜勒揭开真相，再度提升哥白尼的地位。天体运行论一书共分六卷∶第一卷是运行理论的基础与全书概要；第二卷是球面天文学与地平天文学；第三卷是以地动说为基础的太阳运动；第四卷是月球的运动；第五卷是行星在赤经方向上的运动；第六卷是行星在赤纬方向上的运动（图2）。他致力于研究太阳、行星、和月亮对恒星的相对运动，穷其一生对星象的观察，大致获得下列结论。

(1)地球是圆球体

证据是：越往北移动，北极星就升得越高；越往南移动，则越低。

(2)地球由西向东自转，并且大气层随着地表运动

如果大气不随着地表运动，应该会有连续的风由东向西吹。太阳、月亮、和星星都是东升西落，表示地球由西向东自转。

(3)地球不是宇宙的中心

太阳才是宇宙的中心，地球和行星都以圆形的轨道绕太阳运转，但是圆形的轨道不以太阳为圆心；因为观察行星在天空中移动的速率，并不是等速率的。

(4)外行星以相反的方向绕行太阳

当外行星(火星、木星、土星)在“冲”的位置时，看起来会渐慢而停止，再向后移动一些，又停止一次后，再向东行。造成这样现象的原因是地球在内轨道越过它们所造成的相对运动。

(5)太阳由西向东运行，星星则相反方向

因为地球以圆形轨道绕着太阳运转，看起来太阳在星空中移动的方向是由西向东；反之，星星则以由东向西的方向移动。和我们今天观察的现象吻合。

(6)行星到达冲的位置时最亮

因为行星到达“冲”的位置时，离地球最近，所以比其它时间亮。

(7)火星的逆行运动比木星大，木星又比土星大

火星的逆行运动比木星大，木星又比土星大；逆行所造成的圈线是透视的效果，表示火星比木星靠近太阳，木星又比土星靠近太阳。

(8)越在外侧的行星，绕太阳作公转的时间越长

“恒星周期”是指行星绕转太阳一周所需要的时间。恒星周期越长，行星离太阳越远；火星的周期 687天、木星将近12年、土星大约30年，因此土星离太阳最远，木星次之，火星则是三者离太阳最近的行星。而地球的周期是 365天，显然比火星还靠近太阳。水星和金星永远无法完整地绕转天空一周，因为它们的圆轨道在地球轨道内绕太阳运转，周期分别是88天和 225天，可以知道水星最靠近太阳，金星远些但仍比地球近。由于水星与金星在地球轨道内运行，从地球观察会有盈亏现象，但因此现象无法用肉眼看见，而不能支持哥白尼的观点。

mk