97-1-科學發展史

科學發展史期中報告
《追蹤哥白尼》閱讀心得




指導老師：洪萬生
學號：961028
學系：佛教學系
學生：釋修若（劉維如）
一、前言
《追蹤哥白尼》一書，個人感覺，作者除了剖析歷史的真相外，更在見證歷史的同時，帶給了我們一些啟發。這連帶的令我想起，南傳佛典中曾有這麼一句話：「不要相信世代所流傳的話，要經過自己的思維、觀察才是真的。」
本書在前半部份，作者就引出了一段插曲，即一位研究哥白尼的權威，不知道也無法相信，現代科學之父──哥白尼其實也精通於占星術。而其學生伽利略還曾是科西莫大公家的家臣，主司「排星盤」。當然，伽利略不像刻卜勒與牛頓般，對占星術的著迷。尚且哥白尼也只是應學生瑞提克斯之請，談談占星術罷了。但這樣的事實，卻讓一些現代科學家、研究哥白尼的學者，感到蒙羞。因為在他們的世界裏，他們無法接受這位現代科學的表率，怎麼也屑於談論像占星術這般迷信又無稽之說呢？
此份報告，學生的主軸在探討哥白尼對日心說的發現，及後續的發展，乃至追溯其思想之源流，學生想要了解他們之間的關係脈絡，補足失學多年的我，一些基本的常識。想想我這輩子雖然不太可能當科學家，但種點科學家知識的「因」也很好吧！
二、哥白尼
　哥白尼（A.D.1473年－1543年）是偉大的天文學家、科學家。生於波蘭，在克拉考求學，在哥倫布正準備啟程尋找新大陸的同時，哥白尼也正為他的傑作《運行論》提出論據，反駁當時天文學流行的觀點。這是由古希臘亞裏士多德（BC.384—322年）和托勒密（BC.90～168）提出的天文體系。這一體系的基本出發思想是地球處於宇宙的中心和自轉的想法，及所有天體的運行軌道都是圓形，這就是所謂的「地心說」。
三、日心說
而哥白尼將不動點從地球移動到了太陽上，提出了「日心說」。他指出地球不是宇宙的中心，而是同五大行星一樣圍繞太陽這個不變的中心運行的普通行星,其自身又以地軸為中心自轉。哥白尼擔心正式出版自己的天文學著作會引起教會的反對，但是卻沒有明確證據來證明這一點。。哥白尼認為地球並非固定在宇宙中心不動。他指出，居中不動的是太陽，地球則是跟其他行星一樣繞著太陽運轉。換句話說，他心中的太陽系跟我們現在認知的差不多。但是從當時人的記載和哥白尼本人的著作來看，他很少進行天文觀測，他主要通過前人的觀測結果，進行哲學思考與數學計算，逐漸形成了自己的天文學體系。1543年秋，哥白尼因中風已陷入半身不遂的狀況。當《天體運行論》送到他的病榻的時候，已是他彌留的時刻了。

3當時歐洲大學開授七藝學科的通識教育，其中「天文」就含蓋了占星術。天文學課程的目的，就在於讓接受高等教育的學生懂得運用行星星表，以計算行星的位置，為自己的贊助人排星盤。
星術。天文學課程的目的，就在於讓接受高等教育的學生懂得運用行星星表，以計算行星的位置，為自己的贊助人排星盤。
而在二十年後，傳承其思想的學生伽利略把一般的小型望遠鏡改良成二十倍望遠鏡，並於1609年拿來觀測天空，發現許多驚人的現象：月球上的山、裸眼未曾見過的恆星、銀河系中個別的恆星，以及木星有4顆衛星在繞它轉動。伽利略把這些現象寫下來，成了《星際信使》這本書。這些發現使得哥白尼行星系統終於獲得接納而伽利略也迅速變成名聞歐洲的學者（後來成為第一個放大人類感官的儀器）
哥白尼

四、「日心說」的啟後 以藍（日心說）、紅（地心說）兩色，來區分兩組支流。
伽利略
伽利略（A.D.1564－1642）日心說的發揚者。出生時，首倡「日心體系」的哥白尼已死去 21年，伽利略是文藝復興後期偉大天文學家、力學家、哲學家、物理學家、數學家`科學家。也是近代實驗物理學的開拓者，被譽為“近代科學之父”。 在接受亞裏斯多德自然哲學的教育基礎上，進而質疑與創新。曾經在斜塔上做自由落體的實驗。長期以來關於自由落體的探討，一直追隨亞裏斯多德所認為的「重物落得快、輕物落得慢」。伽利略首先認清這是錯誤的觀點，至少在邏輯上就犯了錯誤；伽利略對運動基本概念，包括重心、速度、加速度等都作了詳盡研究並給出了嚴格的數學運算式。尤其是加速度概念的提出。
1633年，伽利略被傳喚去羅馬出庭審判，被迫取消自己支持地動說的主張，並且被判終身監禁，這時他已將近70歲。伽利略死於1642年，那一年，他的最佳繼承人─英國的科學家牛頓誕生了。
牛頓可以明確地描述運動定律，牛頓曾說他是站在兩個巨人的肩膀上，才有如此偉大的成就。而這兩個巨人就是伽利略和刻卜 勒。
刻卜勒
刻卜勒（1571-1630）日心說的發揚者。是日爾曼天文學家，生於德國小村。在天文學方面，深受柏拉圖的影響，一生著力於尋找數學與宇宙間的關係。他在多面體和對數方面有重要的成就。1596年他出版了第一本重要的書--宇宙的神秘，內容敘述如何決定哥白尼系統中行星與太陽的距離。隔年，伽利略寫信給刻卜勒，表明支持及支持。一六一八年，完成了他的曠世巨著──《世界的和諧》。1609年，刻卜勒出版《新天文學》，證明行星繞日的軌道是橢圓的，因而大力增強了哥白尼的理論。伽利略特別委託外交使節，轉交一本《星際信使》對刻卜勒這本書給予書面的指正，刻卜勒針對這本書寫了一封很長的信，並出版成書《與伽利略星際信使的對話》。
五、日心說的承先
畢達哥拉斯（BC.572- 497）希臘哲學家、數學家。曾遊歷埃及、巴比倫等地，學習古代文化。他所創立的學派把一切發現都歸功功於他本人。這一學派認為「數」是萬物的本原，因而特別重視數的理論研究。他們發現「無理數」並證明幾何定理，而最突出的是證明瞭畢氏定理（西方稱為畢達哥拉斯定理）。
歐幾裏得
歐幾裏得(BC.330～275年)是古希臘數學家。早年就學于雅典，深知柏拉圖的學說。在托勒密王的邀請下，來到亞歷山大，並長期在那裏工作。歐幾裏得將西元前七世紀以來希臘幾何積累起來的豐富成果整理收集起來，並且加以系統化，，寫成了十三卷的《幾何原本》，並成為一門獨立的、演繹的科學，而聞名於世。
　　愛因斯坦說：“一個人當他最初接觸歐幾裏得幾何學時，如果不曾為它的明晰性和可靠性所感動，那麼他是不會成為一個科學家的。《幾何原本》中的數學內容也許沒有多少為他所創，但是關於公理的選擇，定理的排列以及一些嚴密的證明無疑是他的功勞。比如他首先定義了點、線、面的概念。
阿基米德

阿基米德（BC. 287~ 212年）出生於西西里島，古希臘偉大的數學家及科學家。早年在當時的文化中心亞歷山大跟隨歐幾裏得的學生學習，他確立了杠杆定律，求得了拋物線弓形、螺線、圓形的面積和體積以及橢球體、抛物面體等複雜幾何體的體積。並發現了流體靜力學的基本原理—阿基米德原理，還用來鑒別皇冠的真假；曾設計了許多戰爭機械，來對抗敵人的進攻。後人對阿基米德給予很高的評價，常把他和牛頓、高斯並稱為有史以來貢獻最大的數學家。在推演這些公式的過程中，他啟用了“窮竭法”。 在他學習天文學時，發明了用水利推動的星球儀，並用它模擬太陽、行星和月亮的運行及表演日食和月食現象。為解決用尼羅河水灌溉土地的難題，它發明了圓筒狀的螺旋揚水器，後人稱它為“阿基米德螺旋”。
在天文學方面也有出色的成就。除了前面提到的星球儀，他還認為地球是圓球狀的，並圍繞著太陽旋轉，這一觀點比哥白尼的“日心地動說”要早一千八百年。限於當時的條件，他並沒有就這個問題做深入系統的研究。但早在西元前三世紀就提出這樣的見解，是很了不起的。

六、哥白尼的思想源流
蘇格拉底
蘇格拉底（B.C.469—B.C.399）雅典平民，著名的古希臘哲學家。

柏拉圖
柏拉圖（B.C.427年—B.C.347）.雅典貴族。西方文化最偉大的哲學家和思想家之一。世人稱蘇格拉底和他的學生柏拉圖及柏拉圖的學生亞裏斯多德被並稱為“希臘三賢”。


七、地心說的承先啟後
亞裏斯多德
亞裏斯多德（BC.384—322年）古希臘人。「地心說」發起人，亦科學家和教育家。柏拉圖曾諷刺他是一個書呆子。在學院期間，亞裏斯多德就在思想上跟老師有了分歧。當柏拉圖到了晚年，他們師生間的分歧更大了，經常發生爭吵。他的觀點與柏拉圖有很多不同之處。柏拉圖是一名理想主義者和理性主義者。而亞裏斯多德則認為，我們對世界的認識是從我們的感官而來的。因此，亞里斯多德的哲學開創了之後的科學方法

托勒密
托勒密 （AD.90~ AD.168）古希臘天文、地理、地圖、數學家 。「地心說」的發揚人，這是托勒密死後一千多年的事。西元127年，年輕的托勒密被送到亞歷山大去求學。151年。托勒密於西元二世紀，提出了自己的宇宙結構學說，即"地心說"。托勒密這個不反映宇宙實際結構的數學圖景，卻較為完滿的解釋了當時觀測到的行星運動情況，並取得了航海上的實用價值，從而被人們廣為信奉。


附註說明
1983年，羅馬教廷正式承認350年前宗教裁判所對伽利略的審判是錯誤的。
1992年，秋天教宗若望保祿二世(John Paul II) 恢復伽利略的名譽