古時(shí)候人們觀測天空，每天看到太陽、月亮從東邊升起，在西邊落下。所以就認(rèn)為地球是宇宙的中心，日月星辰都是圍繞地球運(yùn)行的天體。古希臘的天文學(xué)家托勒密就持這種觀點(diǎn)。當(dāng)時(shí)人們已經(jīng)注意到只有少數(shù)幾個(gè)星星的位置是變化的，比如我們熟知的金木水火土，被稱為行星。其他絕大多數(shù)位置不變的星星，我們稱為恒星。地球是宇宙的中心，月球、水星、火星、太陽、金星、木星和土星依次處在從近到遠(yuǎn)的軌道上，圍繞著地球轉(zhuǎn)動(dòng)。

 

　　地心說的宇宙構(gòu)成

　　哥白尼之前，科學(xué)家就開始用一些工具比如六分儀來測量星星的位置。很快就發(fā)現(xiàn)，地心說很難正確地預(yù)測行星的位置，于是開始在原來的模型上做修正(圖2)，因此有了本輪和均輪之說。簡單地說，就是行星圍繞地球運(yùn)動(dòng)，這個(gè)運(yùn)動(dòng)的軌跡是均輪。
　　這個(gè)宇宙圖像和當(dāng)時(shí)基督教的思想符合，上帝創(chuàng)造了人，所以把人放在地球上——宇宙中心的位置。因此得到了廣泛的傳播和認(rèn)可，也為后世推翻它增加了難度。

　　地心說的本輪和均輪

　　同時(shí)行星還繞著均輪上的一個(gè)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，這個(gè)運(yùn)動(dòng)的軌跡叫本輪。后來的觀測發(fā)現(xiàn)，本輪、均輪都不足以描述行星的運(yùn)動(dòng)，于是圈越畫越多。以至于有人抱怨，“如果我是上帝，也不會(huì)弄出這么復(fù)雜的宇宙”。

　　哥白尼的“日心說”觀點(diǎn)符合現(xiàn)在現(xiàn)代天文學(xué)對(duì)太陽系的觀測結(jié)果。太陽在中心，其他行星包括地球都在圓形軌道上圍繞太陽公轉(zhuǎn)(圖3)。這一學(xué)說提出后并未被大多數(shù)天文學(xué)家采納。一方面是因?yàn)樽诮痰脑颍乙矝]有很明顯的直接證據(jù)顯示地球是繞太陽公轉(zhuǎn)的;另一方面則是因?yàn)楦绨啄岬膱A軌道說也不能精確描述行星的運(yùn)動(dòng)。

　　日心說

　　在日心說傳播的歷史上，值得一提的是布魯諾。這位哲學(xué)家將哥白尼的日心說提高了另一個(gè)高度。他認(rèn)為，宇宙是無限的，太陽不是宇宙的中心，只是眾多的恒星中的一顆。其他恒星也和太陽一樣，有類似的行星圍繞著。這些觀點(diǎn)后來都被現(xiàn)代的天文觀測所證實(shí)。

　　不過，和很多之前的記載不同，布魯諾最后被宗教法庭判處火刑的原因并不是日心說，或者說主要不是因?yàn)槿招恼f。作為一名天主教的牧師，他否認(rèn)耶穌是神，圣母瑪利亞是處女，還堅(jiān)持認(rèn)為除了我們?nèi)祟惖氖澜缫酝猓€有平行的世界的存在。

　　今天看來他的這些觀點(diǎn)無疑更符合科學(xué)，不過當(dāng)時(shí)他就是端著神的碗，卻要砸神的鍋，難怪宗教法庭判了他火刑?？偟膩碚f，布魯諾是一個(gè)喜歡標(biāo)新立異的人，這種標(biāo)新立異的思潮推動(dòng)著科學(xué)進(jìn)步和發(fā)展?？茖W(xué)一定不能因循守舊，要敢于挑戰(zhàn)傳統(tǒng)觀點(diǎn)，敢于質(zhì)疑權(quán)威理論。

　　真正為日心說付出代價(jià)，差點(diǎn)被迫害的正是我們熟悉的意大利科學(xué)家伽利略，不過也正是伽利略給了地心說致命一擊。

　　伽利略第一次將望遠(yuǎn)鏡用在天文觀測上，因此取得很多重要的成果，比如發(fā)現(xiàn)了幾顆木星的衛(wèi)星。這一發(fā)現(xiàn)動(dòng)搖了所有天體都是圍繞地球公轉(zhuǎn)的早期宇宙學(xué)的基礎(chǔ)。

　　伽利略關(guān)于金星的觀測研究徹底顛覆了地心說。根據(jù)托勒密天文學(xué)，太陽和金星保持在同一個(gè)方向圍繞地球公轉(zhuǎn)。

　　因此我們通?？吹降慕鹦侵挥泻苌僖徊糠直徽樟粒诘厍蛏嫌^測的到的金星應(yīng)如同新月甚至是弦月。而實(shí)際觀測的效果，金星和月亮一樣，有從“新月”到“滿月”的變化。這一結(jié)果徹底顛覆了托勒密天文學(xué)。

　　月球的盈虧變化， 通常稱為相變

　　雖然支持日心說，伽利略直到晚年才寫了一本書——《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系對(duì)話》，用對(duì)話的方式來比較日心說和地心說，也因此得罪了教廷。在書出版后半年時(shí)間他就被捕下獄。所幸他沒有被判重刑，最終還是得以安享晚年。

　　人類對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)總是在各種正確和錯(cuò)誤的理論的斗爭中不斷前進(jìn)的。今天的我們很幸運(yùn)，不會(huì)因?yàn)閳?jiān)持一個(gè)科學(xué)的觀點(diǎn)受到打擊。另一方面，我們也似乎有些不幸，因?yàn)槟莻€(gè)只要將望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)天空就能有重大發(fā)現(xiàn)的時(shí)代已經(jīng)過去。今天的我們想要有新的發(fā)現(xiàn)，就必須使用更加復(fù)雜的地面裝置，甚至借助航天器來實(shí)現(xiàn)。