
地心说在当时没有错.doc
16页开普勒行星运动的三条定律的发现开普勒行星运动的三条定律的发现对火星轨道的研究是开普勒重新研究天体运动的起点在第谷遗留下来的数据 资料中,火星的资料是最丰富的,而哥白尼的理论在火星轨道上的偏离也是最 大的开始,开普勒用正圆编制火星的运行表,发现火星老是出轨他便将正 圆改为偏心圆在进行了无数次的试验后,他找到了与事实较为符合的方案 可是,依照这个方法来预测卫星的位置,却跟第谷的数据不符,产生了 8 分的 误差这 8 分的误差相当于秒针 0.02 秒瞬间转过的角度开普勒知道第谷的实 验数据是可信的,那错误出在什么地方呢?正是这个不容忽略的 8 分使开普勒 走上了天文学改革的道路他敏感的意识到火星的轨道并不是一个圆周随后, 在进行了多次实验后,开普勒将火星轨道确定为椭圆,并用三角定点法测出地 球的轨道也是椭圆,断定它运动的线速度跟它与太阳的距离有关经过长期繁 复的计算和无数次失败,他终于发现了行星运动的三条定律:1. 所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上;2. 行星的向径在相等的时间内扫过相等的面积(图 4-8)3. 所有行星轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等,即 行星运动三定律的发现为经典天文学奠定了基石,并导致数十年后万有引力定 律的发现。
第谷据说是开普勒的师傅,只是第谷数学可差劲,只是耐心好,又认真仔细 于是记录了当时最精确的星象记录档案于是他那个精通数学的徒弟开普勒将 这些资料整理,进行了精密计算和无数次假设后,推出了开普勒 3 定律事实上,开普勒 3 定律一旦得出,经简单计算就可以得出牛顿 3 定律只不过, 开普勒太穷了,刚推出 3 定律没多久就饿死在一间酒馆里了~~挺遗憾的~~屈原说屈原说“谁能够不怕艰难谁能够不怕艰难,谁才可以登上高山谁才可以登上高山.正义的路是崎岖的路正义的路是崎岖的路,它它只欢迎勇敢的人只欢迎勇敢的人.“请你举出一个实例证明这个观点请你举出一个实例证明这个观点,语言简明语言简明.开普勒死了开普勒死了1626 年,一群天主教徒包围了开普勒的住所,扬言要处决他后来,开普勒因 为曾担任皇帝的数学家而幸免遇难1630 年 11 月,因数月未得到薪金,生活 难以维持,年迈的开普勒不得不亲自到雷根斯堡索取不幸的是,他刚刚到那 里就抱病不起1630 年 11 月 15 日,开普勒在一家客栈里悄悄地离开了世界他死时,除一些书籍和手稿之外,身上仅剩下了 7 分尼(1 马克等于 100 分尼) 2当时哥白尼只身一人反对力量强大的封建神学,发现了“日心说”,却被封建教众烧死,虽 然后来后来被证明“日心说”也是错的,但在“太阳系”里确实说得通,哥白尼发现了真理, 却躲不过封建宗教的破害。
评价开普勒、第谷和伽利略评价开普勒、第谷和伽利略第谷(Tycho Brahe),1510 年 12 月 14 日生于斯坎尼亚省基乌德斯特普的一 个贵族家庭其父是律师1601 年 10 月 24 日,第谷逝世于布拉格,终年 57 岁 第谷于 1559 年入哥本哈根大学读书1560 年 8 月,他根据预报观察到一次日 食,这使他对天文学产生了极大的兴趣1562 年第谷转到德国莱比锡大学学习 法律,但却利用全部的业余时间研究天文学1563 年他写出了第一份天文观测 资料——“木星合土星”,记载了木星、土星和太阳在一直线上的情况1565 年第谷开始到各国漫游,并在德国罗斯托克大学攻读天文学从此他开始了毕 生的天文研究工作,取得了重大的成就 第谷的一生在天文观测方面所取得的成果,为近代天文学的发展奠定了坚实的 基础第谷的最重要发现是 1572 年 11 月 11 日观测了仙后座的新星爆发前后 16 个月的详细观察和记载,取得了惊人的结果,彻底动摇了亚里士多德的天体 不变的学说,开辟了天文学发展的新领域 1576 年在丹麦国王弗里德里赫二世的建议下,第谷在丹麦与瑞典间的赫芬岛开 始建立“观天堡”这是世界上最早的大型天文台,在这里设置了四个观象台、 一个图书馆、一个实验室和一个印刷厂,配备了齐全的仪器,耗资黄金 1 吨多。
直到 1579 年,第谷一直在这里工作 20 多年,取得了一系列重要成果,创制了 大量的先进 天文仪器其中最著名的有 1577 年以二颗明亮的彗星的观察他 通过观察得出了彗星比月亮远许多倍的结论,这一重要结论对于帮助人们正确 认识天文现象,产生了很大影响1599 年丹麦国王弗里德里赫死后,第谷在波希米亚皇帝鲁道夫十世的帮助下, 移居布拉格,建立了新的天文台1600 年第谷与开普勒相遇,邀请他作为自己 的助手,次年第谷逝世,开普勒接替了他的工作,并继承了他的宫廷数学家的 职务第谷的大量极为精确的天文观测资料,为开普勒的工作创造了条件,他 所编著经开普勒完成,于 1627 年出版的《鲁道夫天文表》 成为当时最精确的 天文表 第谷是一位杰出的观测家,但他的宇宙观却是错误的第谷本人不接受任何地 动的思想他认为所有行星都绕太阳运动,而太阳率领众行星绕地球运动他 的体系是属于地心说的可以说,作为丹麦天文学家的第谷,是近代天文学的奠基人他的学生开普勒 也是一位很杰出的天文学家 伽利略·伽利雷 (1564~1642) 是意大利文艺复兴后期伟大的意大利天文学家、 力学家、哲学家、物理学家、数学家也是近代实验物理学的开拓者,被誉为 “近代科学之父”。
他是为维护真理而进行不屈不挠的战士恩格斯称他是 “不管有何障碍,都能不顾一切而打破旧说,创立新说的巨人之一”1564 年 2 月 15 日生于比萨,1642 年 1 月 8 日卒于比萨主要贡献 可分下列三个方面:①力学 伽利略是第一个把实验引进力学的科学家,他利用实验和数学相结合的方法确 定了一些重要的力学定律1582 年前后,他经过长久的实验观察和数学推算, 得到了摆的等时性定律接着在 1585 年因家庭经济困难辍学离开比萨大学期 间,他深入研究古希腊学者欧几里得、阿基米德等人的著作他根据杠杆原理 和浮力原理写出了第一篇题为《天平》的论文不久又写了论文《论重力》, 第一次揭示了重力和重心的实质并给出准确的数学表达式,因此声名大振与 此同时,他对亚里士多德的许多观点提出质疑在 1589~1591 年间,伽利略对落体运动作了细致的观察从实验和理 论上否定了统治千余年的亚里士多德关于“落体运动法则”确立了正确的“自 由落体定律”,即在忽略空气阻力条件下,重量不同的球在下落时同时落地, 下落的速度与重量无关根据伽利略晚年的学生 V.维维亚尼的记载,落体实验 是在比萨斜塔上公开进行的:1589 年某一天,伽利略将一个重 100 磅,一个重 1 磅的铁球同时抛下,几乎同时落地,在场的竞争者个个目瞪口呆,在大笑中 耸耸肩走了。
但在伽利略的著作中并未明确说明实验是在比萨斜塔上进行的 因此近年来对此存在争议伽利略对运动基本概念,包括重心、速度、加速度等都作了详尽研究并 给出了严格的数学表达式尤其是加速度概念的提出,在力学史上是一个里程 碑有了加速度的概念,力学中的动力学部分才能建立在科学基础之上,而在 伽利略之前,只有静力学部分有定量的描述伽利略曾非正式地提出过惯性定律(见牛顿运动定律)和外力作用下物 体的运动规律,这为牛顿正式提出运动第一、第二定律奠定了基础在经典力 学的创立上,伽利略可说是牛顿的先驱伽利略还提出过合力定律,抛射体运动规律,并确立了伽利略相对性原 理. 伽利略在力学方面的贡献是多方面的这在他晚年写出的力学著作《关于 两门新科学的谈话和数学证明》中有详细的描述在这本不朽著作中,除动力 学外,还有不少关于材料力学的内容例如,他阐述了关于梁的弯曲试验和理 论分析,正确地断定梁的抗弯能力和几何尺寸的力学相似关系他指出,对长 度相似的圆柱形梁,抗弯力矩和半径立方成比例他还分析过受集中载荷的简 支梁,正确指出最大弯矩在载荷下,且与它到两支点的距离之积成比例伽利 略还对梁弯曲理论用于实践所应注意的问题进行了分析,指出工程结构的尺寸 不能过大,因为它们会在自身重量作用下发生破坏。
他根据实验得出,动物形 体尺寸减小时,躯体的强度并不按比例减小他说:“一只小狗也许可以在它 背上驮两三只同样大小的狗,但我相信一匹马也许连一匹和它同样大小的马也 驮不起②天文学 他是利用望远镜观测天体取得大量成果的第一位科学家这些成果包括:发现 月球表面凹凸不平,木星有四个卫星(现称伽利略卫星),太阳黑子和太阳的 自转,金星、木星的盈亏现象以及银河由无数恒星组成等他用实验证实了哥 白尼的“地动说”,彻底否定了统治千余年的亚里士多德和托勒密的“天动说” ③哲学 他一生坚持与唯心论和教会的经院哲学作斗争,主张用具体的实验来认识自然规 律,认为经验是理论知识的源泉他不承认世界上有绝对真理和掌握真理的绝对 权威,反对盲目迷信他承认物质的客观性、多样性和宇宙的无限性,这些观 点对发展唯物主义的哲学具有重要的意义但由于历史的局限性,他强调只有 可归纳为数量特征的物质属性才是客观存在的伽利略因为支持日心说入狱后,”放弃了”日心说,他说”考虑到种种阻碍, 两点之间最短的不一定是直线”,正是因为他有这样的思想,暂时的放弃换得 永远的支持,没有像布鲁诺那样去壮烈,但却可以为科学继续贡献自己的力量伽利略的科学发现,不仅在物理学史上而且在整个科学中上都占有极其重要的 地位。
他不仅纠正了统治欧洲近两千年的亚里士多德的错误观点,更创立了研 究自然科学的新方法 伽利略在总结自己的科学研究方法时说过,“这是第一次为新的方法打开了大 门,这种将带来大量奇妙成果的新方法,在未来的年代里,会博得许多人的重视后来,惠更斯继续了伽利略的研究工作,他导出了单摆的周期公式和向 心加速度的数学表达式牛顿在系统地总结了伽利略、惠更斯等人的工作后, 得到了万有引力定律和牛顿运动三定律伽利略留给后人的精神财富是宝贵的 爱因斯坦曾这样评价:“伽利略的发现,以及他所用的科学推理方法,是人类 思想史上最伟大的成就之一,而且标志着物理学的真正的开端!”开普勒是德国近代著名的天文学家、数学家、物理学家和哲学家他以数学的 和谐性探索宇宙,在天文学方面做出了巨大的贡献开普勒是继哥白尼之后第 一个站出来捍卫太阳中心说、并在天文学方面有突破性成就的人物,被后世的 科学史家称为“天上的立法者” 开普勒出生在德国威尔的一个贫民家庭,开 普勒是一个早产儿,体质很差他在童年时代遭遇了很大的不幸,四岁时患上 了天花和猩红热,虽侥幸死里逃生,身体却受到了严重的摧残,视力衰弱,一 只手半残但开普勒身上有一种顽强的进取精神,但一直坚持努力学习,成绩 一直名列前茅。
1587 年进入蒂宾根大学,在校中遇到秘密宣传哥白尼学说的 天文学教授麦斯特林在他的影响下,很快成为哥白尼学说的忠实维护者大 学毕业后,开普勒获得了天文学硕士的学位,被聘请到格拉茨新教神学院担任 教师后来,由于学校被天主教会控制,开普勒离开神学院前往布拉格,与卓 越的天文观察家第谷一起专心地从事天文观测工作正是第谷发现了开普勒的 才能在第谷的帮助和指导下,开普勒的学业有了巨大的进步第谷死后,开 普勒接替了他的职位,被聘为皇帝的数学家然而皇帝对他十分悭吝,给他的 薪俸仅仅是第谷的一半,还时常拖欠不给他的这一点点收入不足以养活年迈 的母亲和妻儿,因此生活非常困苦但开普勒却从未中断过自己的科学研究, 并且在这种艰苦的环境下取得了天文学上的累累成果 早期的开普勒深受柏拉 图和毕达哥拉斯神秘主义宇宙结构论的影响,以数学的和谐性去探索宇宙他 用古希腊人已经发现的五个正多面体,跟当时巳知的六颗行星的轨道套迭,从 而解释了太阳系中包括地球在内恰好有六颗行星以及它们的轨道大小的原因 他把这些结论整理成书发表,定名为《宇宙的秘密》这个设想虽带有神秘主 义色彩,但却也是一个大胆的探索 第谷最大的天文学成就就是发现了开普勒。












