从亚里士多德的世界观到牛顿世界观,从亚里士多德到牛顿的世界观

《宇宙起源》以不同的语言、文化和宗教流传了几个世纪。当早期人类开始观察天空中的星星时，他们就开始思考星星在宇宙中的位置。这一发现最终产生了无数的宇宙模型，比如古希腊的宇宙、文艺复兴时期的宇宙、牛顿的宇宙等等。尽管它们是不同的，但每一个假设都是人类心理的基本要素（好奇心）的结果。

天文学在西方世界的开端是亚里士多德和托勒密的地心说。地心说是逻辑、观察和数学推理的结果。该模型由数学家、天文学家克劳迪亚斯·托勒密设计，将地球置于宇宙的中心。这个模型有两个主要的观察结果：

首先，太阳绕地球公转，这种现象在地球上每天都可以看到。这一假设得到了进一步的支持，即月球和行星除了绕各自的轴自转外，还绕着地球旋转。

第二，在地面观察者的参照系中，地球似乎是静止的。与流行的观点相反，中世纪的哲学家、古希腊人和古罗马人将地心说与球形地球结合起来，这与古老的扁平地球理论形成了鲜明的对比。然而，地心说并非没有缺陷。早期的天文学家观察到，行星似乎并没有以精确的圆形轨道围绕地球运行。一些恒星改变了它们在行星周围的运动，这些恒星被称为“逆行运动”。基督教会的神学家和哲学家圣托马斯·阿奎那坚持认为，信仰和理性应该相互兼容、相辅相成。在13世纪，阿奎那将亚里士多德和托勒密的思想与上帝的思想融合在一起。他们以地球为中心的宇宙很符合圣经的字面解释，把人类放在上帝创造的中心。

直到16世纪初，日心说才出现。

哥白尼，现代天文学之父，是第一个提出日心说的人。他的理论是以古希腊的宇宙模型为基础的。1543年，哥白尼发表了日心说的天文模型。他的模型把太阳放在宇宙的中心，地球和其他行星围绕着它旋转。

哥白尼日心说推测宇宙的中心位于太阳附近。它预言天体以匀速运动，根据这个模型，地球被推测为每天自转一次和每年绕太阳公转一周。此外，这颗行星还被认为每年都会经历一次轴心的倾斜。

哥白尼意识到他的提议会像冲击波一样席卷大众，他写道：

有些人，当他们发现我写的这本关于宇宙领域的革命的书时，就会向我大声吼叫，让我闭嘴。

哥白尼担心他的发现似乎与教会及其教义相悖。约书亚书中的一段描述了太阳绕着地球转。哥白尼不愿参与任何争论。他直到在去世的那一年才发表了他的作品，尽管他的理论早在几十年前就已经诞生了。

今天，人们普遍认为哥白尼模型为现代天文学奠定了基础。它不仅准确地预测了行星到太阳的相对距离，而且还为行星的明显逆行运动提供了一个合理的解释。他还解释说，不同的季节是地球倾斜旋转轴的结果。

第谷·德·布拉赫是一位著名的天文学家、占星家和炼金术士，他提出了一种新的宇宙模型，称为地球日心行星模型。

在他的模型中，所有的行星都绕着太阳转，太阳和月亮也绕着地球转。在他的一生中，布拉赫对精确的经验性事实和天文观测表现出极大的热情。第谷和他的助手约翰内斯·开普勒密切合作。

开普勒认为第谷的模型是错误的，并相信哥白尼的模型是准确的。

开普勒对火星轨道进行了深入的研究，利用几何学和物理学来预测行星轨道的形状。他利用布拉赫的观测数据来证明火星的轨道是沿椭圆轨道运行的。这反过来又消除了对本轮的需要，开普勒能够用数学方法描述椭圆轨道。开普勒修正了哥白尼日心说模型，用椭圆轨道代替圆形轨道。开普勒的太阳系模型是由三个定律决定的，即开普勒的行星运动定律。

轨道定律：开普勒第一定律指出，所有行星都绕着太阳运行，其轨道是椭圆状的，而太阳位于其中一个焦点上。面积定律：开普勒第二定律指出，太阳系中太阳和运动中的行星的连线（矢径）在相等的时间内扫过相等的面积。周期定律：开普勒第三定律指出，行星公转时间的平方与行星所绘出的椭圆半长轴的立方成正比。

开普勒的前两个定律被广泛接受。这可能是由于开普勒在1631年对水星凌日的预测。他提出所有的行星都沿椭圆轨道运行，虽然这是水星和火星椭圆轨道的合理近似，但现在我们知道它们的轨道并不是真正的椭圆。尽管开普勒定律能很好地估计行星的运动，但它们并不精确。

另一位对现代天文学发展做出贡献的伟人是伽利略，一位来自比萨的博学之士。

当他了解到新发明的“望远镜”后，他设计了自己的改良版。通过使用这种早期版本的望远镜，伽利略有了许多天文学上的发现。他对月球进行了观察。在他被发现之前，人们认为月球是一个光滑的球体，然而，伽利略发现月球有山脉、凹坑和其他特征，与地球相似。他发现了木星的四颗卫星和太阳表面的黑点。他观察了金星的相位，并得出结论：金星绕着太阳转，而不是地球转，这在当时是一种普遍的看法。

伽利略对月球、木星的卫星、金星和太阳黑子的开创性观察，为位于宇宙中心的是太阳而不是地球的观点进行了辩护。

在这一时期，教会是一个强大的保守机构，有着坚定的原则和教义，它的影响遍及整个欧洲。它接受了圣经对宇宙的解释，认为地球是宇宙的中心。任何质疑这一观点的人都将受到酷刑和处决。在伽利略与教会发生冲突之前，公众被分成了两个派别——亚里士多德的宇宙模型和哥白尼的宇宙模型。

虽然宗教权威反对日心说仅仅基于圣经的参考，但科学界认为，如果日心说的理论是正确的，每年就会出现恒星视差。1616年，教会谴责哥白尼模型是对信仰的威胁。后来，伽利略被召到罗马，并被警告不要支在传播他的理论。然而，1632年伽利略发表了支持哥白尼理论而非托勒密理论的著作。

伽利略因为支持日心说而被教会迫害了近20年。最终，他的书被禁了，他自己也被判了刑。1642年，他死于狱中。

1643年，艾萨克·牛顿爵士出生于英国伍尔索普的一个农民家庭。在整个过程中，牛顿的教育经历了几次突破。他在格兰瑟姆的国王学院学习期间，由于学院试图把他变成农民而导致他的学习中断，而他在剑桥大学的学习也因那场大瘟疫而中断。正是在离开大学的这段时间里，牛顿开始发展他关于光、微积分和天体力学的理论。他还扩展了伽利略的工作，并设计了一种新的宇宙模型，即“发条宇宙”。

17世纪力学成为了终极解释学，人们相信每一个现象都可以用牛顿力学解释。因此，牛顿模型被提出来支持自然神论的观点，即上帝创造了世界，使其成为一个完美的机器。这个模型采用了科学家开发的物理概念，并以牛顿自然定律的知识武装起来。

尽管如此，这个模型还是有缺陷的。

牛顿无法解释为什么万有引力理论不能应用于宇宙学，为什么万有引力没有使宇宙在它的力场下坍塌。同样地，牛顿也无法对奥博悖论做出解释。奥博悖论质疑的是，在无限大的空间里分布着无数颗恒星的宇宙，为什么宇宙仍然是黑暗的。

牛顿推动了科学界的革命。他定义了加速度并得出结论。他还提出了惯性的概念，并指出，一个静止的或匀速运动的物体，除非受到外力的作用，否则将继续以这种状态存在，并将动量定义为质量和速度的乘积。此外，他还得出系统的总动量总是守恒的结论。

然而，他对古典物理学的最大贡献来自于1687年发表的万有引力定律。

在他的《原理》一书中，他起草了三个基本的运动定律，帮助他得出了他的引力理论。牛顿万有引力定律指出，两个物体相互吸引所产生的引力与它们的质量成正比，与它们之间距离的平方成反比。这些定律解释了椭圆的行星轨道，行星如何在太阳引力的作用下保持在轨道上，月球如何绕着地球旋转，彗星如何绕着太阳的椭圆轨道旋转。利用这个定律，牛顿也能够计算出每颗行星的质量。他还确定了地球两极是平的，赤道是凸起的。除此之外，牛顿还发现了太阳和月亮的引力是如何在地球表面产生潮汐的。

在文艺复兴时期，天文学改变了政权。这个领域出现了许多伟大的人物，最著名的是伽利略、开普勒和牛顿。

天文学是最古老的自然科学之一，可以追溯到古代。在它被称为天体物理学和量子力学的结合之前，对恒星的研究与宇宙学、历法以及占星术交织在一起。

同时，天文学的种子开始在世界各地发芽。当巴比伦人记录了在太阳年里日光长度的变化，印第安人提出了一个计算系统来精确地计算行星的周期、日食和月食的时间。即便如此，日心说还是花了几个世纪才被接受。

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人类宇宙观的演变主要经历了哪几个阶段

先是提出了地心宇宙观，放弃地心宇宙观以后又提出了日心宇宙观。直到20世纪人们才认识到，我们的太阳不过是处在一个普普通通星系边沿的一颗普普通通的恒星。我们的星系是一个大星系团外部的一个松散星系群的一员。

甚至这个星系团（即室女座星系团）同我们在宇宙中其他地方看到的真正巨大的星系团相比，也只不过是一个毫不出众的角色而已。我们在宇宙中的地位可以说是平凡到了极点。

扩展资料

1543年，哥白尼提出地球可能不是宇宙的中心。哥白尼学说的逻辑推广是应将我们的银河系从任何优越的空间位置挪走。于是我们得到了近代宇宙论的重要基石，即哥白尼宇宙学原理。这个原理说，我们在宇宙空间中并不处于特别优越的位置。

人们研究了天文底片上的大量星系以后发现，它们的出现频率在不同方向上是颇为相似的。这一迹象表明，宇宙是局域各向同性的，从地球上看来，宇宙在不同方向上显示出相同的面貌。

参考资料来源：百度百科——宇宙论

谁能简述一下宇宙变迁的过程

大爆炸理论是关于宇宙形成的最有影响的一种学说，英文说法为Big Bang，也称为大爆炸宇宙论。大爆炸理论诞生于20世纪20年代，在40年代得到补充和发展，但一直寂寂无闻。直到50年代，人们才开始广泛注意这个理论。
大爆炸理论的主要观点是认为我们的宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里，宇宙体系并不是静止的，而是在不断地膨胀，使物质密度从密到稀地演化。这一从热到冷、从密到稀的过程如同一次规模巨大的爆发。根据大爆炸宇宙学的观点，大爆炸的整个过程是：在宇宙的早期，温度极高，在100亿度以上。物质密度也相当大，整个宇宙体系达到平衡。宇宙间只有中子、质子、电子、光子和中微子等一些基本粒子形态的物质。但是因为整个体系在不断膨胀，结果温度很快下降。当温度降到10亿度左右时，中子开始失去自由存在的条件，它要么发生衰变，要么与质子结合成重氢、氦等元素；化学元素就是从这一时期开始形成的。温度进一步下降到100万度后，早期形成化学元素的过程结束（见元素合成理论）。宇宙间的物质主要是质子、电子、光子和一些比较轻的原子核。当温度降到几千度时，辐射减退，宇宙间主要是气态物质，气体逐渐凝聚成气云，再进一步形成各种各样的恒星体系，成为我们今天看到的宇宙。
大爆炸模型能统一地说明以下几个观测事实：
a）理论主张所有恒星都是在温度下降后产生的，因而任何天体的年龄都应比自温度下降至今天这一段时间为短，即应小于200亿年。各种天体年龄的测量证明了这一点。
b）观测到河外天体有系统性的谱线红移，而且红移与距离大体成正比。如果用多普勒效应来解释，那么红移就是宇宙膨胀的反映。
c）在各种不同天体上，氦丰度相当大，而且大都是30%。用恒星核反应机制不足以说明为什么有如此多的氦。而根据大爆炸理论，早期温度很高，产生氦的效率也很高，则可以说明这一事实。
d）根据宇宙膨胀速度以及氦丰度等，可以具体计算宇宙每一历史时期的温度。
按照大爆炸理论，宇宙是150亿年前从一个极小的点诞生的，从那里诞生了时间和空间、质量和能量，从而由物质小微粒聚集成大团的物质，最终形成星系、恒星和行星等。在大爆炸发生前，宇宙中没有物质，没有能量，甚至没有生命。
但是，大爆炸理论无法回答现在的宇宙在大爆炸发生之前到底是什么样，或者说发生这次大爆炸的原因是什么？按照大爆炸理论，宇宙没有开端。它只是一个循环不断的过程，从大爆炸到黑洞的周而复始，便是宇宙创生与毁灭并再创生的过程。
这只是一个设想，并不是一个完美的理论。
大爆炸理论虽然并不成熟，但是仍然是主流的宇宙形成理论的关键就在于目前有一些证据支持大爆炸理论，比较传统的证据如下所示：
a）红位移
从地球的任何方向看去，遥远的星系都在离开我们而去，故可以推出宇宙在膨胀，且离我们越远的星系，远离的速度越快。
b）哈勃定律
哈勃定律就是一个关于星系之间相互远离速度和距离的确定的关系式。仍然是说明宇宙的运动和膨胀。
V＝H×D
其中，V（Km/sec）是远离速度；H（Km/sec/Mpc）是哈勃常数，为50；D（Mpc）是星系距离。1Mpc＝3.26百万光年。
c）氢与氦的丰存度
由模型预测出氢占25％，氦占75％，已经由试验证实。
d）微量元素的丰存度
对这些微量元素，在模型中所推测的丰存度与实测的相同。
e）3K的宇宙背景辐射
根据大爆炸学说，宇宙因膨胀而冷却，现今的宇宙中仍然应该存在当时产生的辐射余烬，1965年，3K的背景辐射被测得。
f）背景辐射的微量不均匀
证明宇宙最初的状态并不均匀，所以才有现在的宇宙和现在星系和星团的产生。
g）宇宙大爆炸理论的新证据
在2000年12月份的英国《自然》杂志上，科学家们称他们又发现了新的证据，可以用来证实宇宙大爆炸理论。
长期以来，一直有一种理论认为宇宙最初是一个质量极大，体积极小，温度极高的点，然后这个点发生了爆炸，随着体积的膨胀，温度不断降低。至今，宇宙中还有大爆炸初期残留的称为“宇宙背景辐射”的宇宙射线。
科学家们在分析了宇宙中一个遥远的气体云在数十亿年前从一个类星体中吸收的光线后发现，其温度确实比现在的宇宙温度要高。他们发现，背景温度约为-263. 89摄氏度，比现在测量的-273.33的宇宙温度要高。
虽然已有上述证据存在，但是宇宙是否起源于大爆炸学说，仍然缺乏足够多的令人信服的证据。
注解：3K是什么意思？二十世纪六十年代初，美国科学家彭齐亚斯和R·W·威尔逊为了改进卫星通讯，建立了高灵敏度的号角式接收天线系统。1964年，他们用它测量银晕气体射电强度。为了降低噪音，他们甚至清除了天线上的鸟粪，但依然有消除不掉的背景噪声。他们认为，这些来自宇宙的波长为7.35厘米的微波噪声相当于3.5K。1965年，他们又订正为3K，并将这一发现公诸于世，为此获1978年诺贝尔物理学奖金。
(摘自http://www.scitom.com.cn/)