4.2人类认识地球及其运动的历史.ppt

人类认识地球人类认识地球及其运动的历史及其运动的历史上节课我们研究的假设•1.地球不动，太阳围着地球转•2.太阳不动，地球围着太阳转•3.地球自转•4.地球围着太阳转，同时地球自转•昼夜交替的根本原因是什么呢？•和我们一样，自古以来，人们就试图对地球昼夜交替的现象进行解释要解释这个现象，首先必须对地球的形状和运动方式进行探索•在这方面曾经有哪些主要的观点和学说呢？盖天说中国古代 盖天说是中国古代最早的一种宇宙结构学说这一学说认为，天是圆形的，像一把张开的大伞覆盖在地上，地是方形的，像一个棋盘，日月星辰则像爬虫一样过往天空，因此这一学说又被称为“天圆地方说 浑天说认为﹕地球不是孤零零地悬在空中的﹐而是浮在水上﹔后来又有发展﹐认为地球浮在气中﹐因此有可能回旋浮动﹐这就是“地有四游”的朴素地动说的先河 浑天说认为全天恒星都布于一个“天球”上﹐而日月五星则附丽于“天球”上运行﹐这与现代天文学的天球概念十分接近 中国古代浑天说亚里士多德亚里士多德（公元前4世纪） 地球是球形，是宇宙的中心西方古代 克罗狄斯·托勒密，（约公元90年—168年）， “地心说地心说”的集大成者，生于埃及，父母都是希腊人。

古希腊天文学家、地理学家和光学家 西方古代托勒密地心体系托勒密地心体系“地心说”西方古代公元140年，古希腊天文学家托勒密发表了他的13卷巨著《天文学大成》，在总结前人工作的基础上系统地确立了地心说根据这一学说，地为球形，且居于宇宙中心，静止不动，其他天体都绕着地球转动 “地心说地心说”观点观点“地心说地心说”论据论据地球的形状地球的形状地球是球体如果大地是平面的话，所有的人都会同时看到太阳或星辰的出没，但事实并非如此地球的运动地球的运动地球处于宇宙中心，而且静止不动如果地球转动，就必然会带动其他物体（如云彩等）一起转动，人们看见的确实云彩、鸟类在自由运动其它天体的其它天体的运动运动所有的日月星辰都绕着地球旋转，并且每天做一次圆周运动因为人们看到的是这些天体每天都在有规律的东升西落西方古代托勒密地心体系托勒密地心体系西方古代 在当时的历史条件下，托勒密提出的行星体系学说，是具有进步意义的它肯定了大地是一个悬空着的没有支柱的球体，从表观上解释了日月星辰每天东升西落、周而复始的现象，又符合上帝创造人类、地球必然在宇宙中居有至高无上地位的宗教教义，因而流传时间长达1300余年。

阿里斯塔克斯阿里斯塔克斯（Aristarchus约公元前310年--约公元前230年)西方古代是人类史上有记载的首位提倡日心说的天文学者，他将太阳而不是地球放置在整个已知宇宙的中心，他的观点并未被当时的人们理解，并被掩盖在亚里士多德和托勒密的才华光芒之下，直到大约公元1525年以后（经过了大约1785余年的时间），哥白尼才很好地发展和完善了阿里斯塔克斯 的宇宙观和理论 哥白尼，波兰天文学家，提出了日心说日心说，并经过长年的观察和计算完成他的伟大著作《天球运行论》1533年，60岁的哥白尼在罗马做了一系列的讲演，但直到他临近古稀之年才终于决定将它出版1543年5月24日去世的那一天才收到出版商寄来的一部他写的书哥白尼的“日心说”沉重地打击了教会的宇宙观，他是欧洲文艺复兴时期的一位巨人 尼古拉尼古拉··哥白尼哥白尼(1473——1543) 西方 “日心说日心说”观点观点“日心说日心说”论据论据地球的形状地球的形状地球是球形的地球是球形的如果在船桅顶放一个光源，当船如果在船桅顶放一个光源，当船驶离海岸时，岸上的人们会看见驶离海岸时，岸上的人们会看见亮光逐渐降低，直至最后消失，亮光逐渐降低，直至最后消失，这说明地球表面是球形的。

这说明地球表面是球形的地球的运动地球的运动地球是在运动，并且地球是在运动，并且24小时自转一周小时自转一周因为天空比大地大得太多，如果因为天空比大地大得太多，如果无限大的天穹在旋转，而地球不无限大的天穹在旋转，而地球不动，实在不可想象动，实在不可想象其它其它天体天体的的运动运动太阳是不动的，而且处太阳是不动的，而且处于宇宙的中心，地球以于宇宙的中心，地球以及其他的行星都一起围及其他的行星都一起围绕太阳做圆周运动绕太阳做圆周运动因为人们看到的是这些天体每天因为人们看到的是这些天体每天都在有规律的东升西落都在有规律的东升西落西方 后来，德国天文学家开普勒指出，行星绕太阳运动的轨道应该是椭圆而不是圆，太阳位于椭圆的一个焦点上这一重大发展使得观测结果完全可以用理论来加以解释和预报，日心说的地位进一步得以巩固西方 按照日心学说，就地球上的人来看，天上恒星的位置应随着地球绕太阳运动而发生变化在哥白尼提出日心说后的近300年中，人们进行了大量的观测，企图证明这一点，可是始终没有成功原来，恒星离开地球十分遥远，最近的一颗也远达43万亿千米因此，地球围绕太阳运行造成的这颗恒星的位置变化只有12.5。

恒星越远，这一变化也越小，当时的观测仪器是无法探测到的直到1838年，德国天文学家白塞尔才首次利用三角方法测出一颗名为天鹅61的恒星的位置变化，并推算出它的距离为11.2光年，从而最终证实了哥白尼的日心地动学说西方“日心说”对天体的描述大为简化，同时打破了过去认为其它天体和地球截然有别的界限，是一项真正데科学革命这种学说和宗教的主张是相反的为宣传和捍卫这个学说，意大利学者布鲁诺被宗教裁判活活烧死在罗马鲜花广场意大利科学家伽利略因为支持“日心说”同样受到残酷的迫害，被教会判处终身监禁，但他对科学独立的信仰从来未被动摇过人类认识地球的过程是漫长而又艰辛的：很多科学家为之付出了努力，也有很多科学家受到了迫害但人们对宇宙的探索并不会因此而停止西方昼夜交替现象的解释 当“地球不动，太阳绕着地球转”时，地球上有昼夜交替，但是太阳要绕地球一圈，才会发生一次昼夜交替太阳离地球1.5亿千米，太阳运行的速度是250千米/秒，照此速度，科学家推算太阳绕地球一圈要花1046.6小时也就是说约要43天才会发生一次昼夜交替现象，不会24小时内发生一次昼夜交替现象，这显然是不符合实际情况的昼夜交替现象的解释 “太阳不动，地球围绕太阳公转但不自转”这种情况下，也会有这也交替现象，但要地球绕太阳一圈才会发生一次昼夜交替现象，也就是说需要约8760个小时的时间，这显然也是不符合事实的。

昼夜交替现象的解释 “地球自转不公转”时，地球自转一周就会发生一次昼夜交替现象如果是这样，地球上某地的昼夜长短、气温变化就天天一样，不会出现差异，也就不会发生四季变化这也不符合实际情况昼夜交替现象的解释 “地球围绕太阳转，同时自转”才会既有昼夜变化，又有四季变化，才符合真实的情况总结： 人类正确认识宇宙以及地球在宇宙中的地位经历了漫长的过程，这一过程与历史上许多著名学者的辛勤劳动——细致的观测和深入的理论研究——是密不可分的。