作品介紹
無邊的引力世界
作者：劉樹勇,邱克,尹德利 整理日期：2021-12-29 05:04:40
一、宇宙的立法者
寧靜的夜晚，當(dāng)我們漫步戶外的時(shí)候，往往會(huì)情不自禁地抬頭仰望星空。滿天的星斗，浩瀚無際的天空，為人們提供了巨大的想象空間。自古以來，寬廣而又深邃的星空一直吸引著人類的目光。星星是什么？它們離我們有多遠(yuǎn)？宇宙有多大？星球的運(yùn)動(dòng)、演化、空間和時(shí)間等等所有這些問題仍是人類最為關(guān)心的問題。
宇宙是我們的祖先最早開始關(guān)心的一個(gè)話題，他們有著豐富的想象，提出了各種各樣的模型，以說明他們所觀察到的現(xiàn)象。什么是宇宙？戰(zhàn)國時(shí)期一位叫尸佼的人是這樣說的：“四方上下日宇，往古來今日宙”。意思是說：“宇”指的是東、南、西、北、上、下六個(gè)方向的空間；“宙”則包括過去、現(xiàn)在和將來的時(shí)間。人類活動(dòng)、天體運(yùn)行、萬物演化都包含在這個(gè)空間中，并隨時(shí)間變化而發(fā)展。
自古以來，人們頭頂著天，腳踩著地，很自然地認(rèn)為宇宙是由天地兩部分組成，還認(rèn)為天地是有形的。古埃及人把宇宙設(shè)想成一個(gè)箱子，箱底是大地，箱蓋是天。古巴比倫人認(rèn)為天像圓罩，罩在大地上。
中國古人對天地的認(rèn)識主要有三種說法：“蓋天說”、“渾天說”、“宣夜說”。
起源于周代的“蓋天說”把天看成圓蓋，大地如同四方的棋盤。后來有人發(fā)現(xiàn)大地并不是平面的而是拱形的，于是又提出新的蓋天說，認(rèn)為天像一個(gè)圓形的蓋子，地像一個(gè)倒放的盆。
“渾天說”的主要代表人物是東漢科學(xué)家張衡。他認(rèn)為：天地像一個(gè)雞蛋，天如同蛋殼，形狀圓圓的像一個(gè)彈丸，地像雞蛋中的蛋黃，居于中間；天大地小，天包著地，就像蛋殼裹著蛋黃；天靠氣支撐著，地好像浮于水上。渾天說的球形大地概念比蓋天說前進(jìn)了一大步，但這種天有形狀、地在中心的說法并不科學(xué)。
“宣夜說”相傳出自殷代，它的主要思想是：天高遠(yuǎn)無盡頭，天無顏色，并非實(shí)體，只是因?yàn)樘祀x我們太遠(yuǎn)，所以看起來好像一種有顏色的實(shí)體；日、月、行星自由移動(dòng)于虛無的空間，可自由地做各種不同的運(yùn)動(dòng)。宣夜說拋棄了天有形的觀念，認(rèn)為宇宙是無限的，這種觀點(diǎn)很早就出現(xiàn)在中國，實(shí)在是難能可貴的。
古希臘著名天文學(xué)家亞里士多德認(rèn)為，宇宙是和諧的、完美的，幾何圖形中圓形、球形是最完美的，因此天體的形狀也應(yīng)該是球形的。他提出大地是一個(gè)球體，一部分是陸地，另一部分是水域，周圍被空氣包圍著。他還用許多實(shí)例來證明這種觀點(diǎn)。例如，當(dāng)一個(gè)人站在海岸上看著遠(yuǎn)去的帆船，當(dāng)船身已經(jīng)看不見時(shí)，仍能看見船的桅桿露在水面上。這說明海洋的水面不是平面，而是彎曲的。亞里士多德還以月食現(xiàn)象為例指出：月食是由于地球擋住了太陽光，地球的陰影掠過月亮的表面時(shí)引起的，陰影是圓形的，所以地球本身也應(yīng)該是圓形的。確立大地球形的觀點(diǎn)是亞里士多德對天文學(xué)的重要貢獻(xiàn)。
亞里士多德還認(rèn)為地球是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的；天是有形的，由一個(gè)個(gè)透明天球?qū)咏M成，日、月、五大行星分別附在各自的天球?qū)永�，這些天球?qū)訃@地球做復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，離地球最近的是月亮，其余依次是水星、金星、太陽、火星、木星和土星。他還認(rèn)為日、月、行星的運(yùn)行路線應(yīng)該是一種完美的正圓，運(yùn)動(dòng)速度均勻不變。
亞里士多德的天球?qū)幽Ｐ褪枪糯鞣降谝粋�(gè)關(guān)于宇宙結(jié)構(gòu)的理論。但在當(dāng)時(shí)沒有多少人相信亞里士多德的話，人們總是反問：如果地球是圓的，那么住在地球另一端的人頭總是向下，他們怎么走路呢？他們怎么不掉下去呢？亞里士多德還不知道地球的引力作用，無法回答這些問題。
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