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    中华读书报 2015年04月29日 星期三

    为什么人类认为地球围绕太阳转

    赵静荣 《 中华读书报 》( 2015年04月29日   24 版)

        春去秋来,日出日落,群星闪烁,斗转星移,这些自然天象,在今天的人们看来,已是熟视无睹。也很少有人去想,去问,去思考诸如地球真的是在围绕太阳旋转么?天,真的是好似古诗里面写的“天似穹庐、笼盖四野”么?

        古往今来,谁见过地球绕着太阳转?

        迄今为止,没有一个人亲眼见证过地球绕着太阳转。远在五百多年前,甚至远在二千多年前,在人们的活动范围还很小、只有极简陋的技术和工具,许多数学计算的方法还没有发明的情况下,就有天文学家指出地球在绕太阳转,他们是怎么想得到,又是怎么论证的呢?

        我们现在可以从很多天文书籍中知道,地球的绕日运行轨道直径有3亿千米左右,设想一下吧,如果我们想亲眼目睹地球围绕太阳的转动,那就必须站在与地球运动轨道平面相垂直的,离太阳中心数亿千米远的地方,看上一整年时间。就像看一个巨大的钟,必须站在钟的正面,离得足够远,才能将这个巨大的钟尽收眼底。到目前为止,人类还远做不到这一点。

        况且天体的运行非常缓慢,需要长时间的耐心和连续的仔细观测,如月亮悬挂在天空,你再怎么瞪大眼仔细看,一时半会儿也很难发现它在天幕上由西往东缓慢行走;许多天文现象的重复周期比较长,如太阳每天正午时刻的高度在周期性的缓慢变化,而这往往是通过长期观测树影等方法来发现的;还有的天文现象,甚至需要经过若干世纪的观测才能积累到足够大的数量,人们也才能通过分析比较发现种种天象发生的规律,如行星的运行周期。

        那么,我们的祖先是如何发现了这些天地间的规律的呢?除了需要双眼观察,更需要智慧的头脑。让我们架起时空穿梭机器,跟随葛云保先生的《谁见过地球绕太阳转》,穿越千年,去重新发现、探索、思考吧。葛先生花了近十年的时间,学习、观测、计算、思考,只为回答一个为什么:为什么人类认为地球围绕太阳转动?

        它将带我们回到古希腊,夜观天象,昼测日影,发现地球是圆的,算出地球的大小。它带我们追寻天才的阿里斯塔斯克,丈量天地的尺寸,把地球推下宇宙中心的神坛,超越时代整整两千年。它带我们与阿波罗尼乌斯、喜帕恰斯、托勒密这些或陌生或熟悉的先贤为伍,用唯美的圆周运动和精巧的几何模型构建地心说的宏大体系,独步千年。它带我们来到16世纪,与哥白尼一起扫清托勒密天空中的朵朵乌云,发现日心说的宇宙是如此简洁、如此和谐。它带我们与“天空立法者”一起破除圆周运动的旧法律,与“天空哥伦布”一起发现新的卫星和大陆,与牛顿一起用牛顿力学和万有引力诠释统一天地。它引导我们从古人的视角观察,在几千年的时间跨度上体味科学探索的艰辛曲折、享受科学发现的欣喜愉悦。

        《谁见过地球绕太阳转》类似讲解一道初中的几何证明题,已知条件是什么呢?就是展现在我们眼前的浩瀚的天空,这个天空对古今中外所有的人都是开放的,那要证明的结果是什么呢?结果就是:宇宙的真实模样。这个结果早就家喻户晓了,但是这个饶有趣味的过程很多人却不清楚。

        人类从远古蒙昧时代的所知甚少,逐步认识到大地是球形,再逐步认识到地球是太阳的行星之一,走过了极其漫长的路。走这段漫漫长途,人类凭借的仅仅是自己的一双肉眼和一些简单的仪器,所需要的知识也就是初中的几何知识,主要是平行线、圆形和三角形知识。所以,这段历史对于一个有初中文化基础,有空间想象能力的人来说,应该是容易理解的。

        当人类第一次抬起头仰望星空的时候,就被那浩瀚而神秘的星空震慑了,从此便开始了无穷无尽的追问、探索。跟随历史上的天文学家,无需离开大地,我们就可以知道大地是球形的;无需“站在与地球运动轨道平面相垂直的,离太阳中心数亿公里以远的地方,看上一整年时间”,我们就可以确信地球在围绕太阳旋转,这就是人类的智慧!

        凭借这样的智慧,人类不仅认识了太阳系,而且已经远远超出太阳系,将探索的视角伸展到浩瀚的宇宙深处。自然界的很多事物都难以用肉眼直接看见,也许在将来某一天,科学家可以通过某种仪器设备直接观察到原子结构和DNA结构,通过实验与推理,论证描绘出原子结构和DNA结构。

        这是一本与众不同的科普作品。它的目的不是介绍日心说的知识,而是引导我们思考,引导我们重温建立日心说的科学历程。它的作者不是天文学家,而是一名天文爱好者。正因为此,这是一本适合大众的科普书。读懂它,只需要简单的数学和推理。正因为此,这是一本充满感情的书,字里行间,能够感受到作者对科学的爱好和探索科学的激情。正如国家天文台宇宙暗物质与暗能量研究团组首席科学家、研究员陈学雷先生所说:这本书让我们站在古人的视角上,重新发现大自然给我们的启示,还原先贤们的思想历程。葛先生不是专业的天文学家和史学家,但这使他具有更贴近普通人的视角。这是一本启发思维的书,所需要的知识并不多,一般中学生都完全可以读懂;阅读此书可让人不仅知其然,而且知其所以然。而对于探索宇宙来说,这种对大自然奥秘的兴趣和思索的能力,比具体的最新知识更重要。

        《谁见过地球绕着太阳转》,葛云保著,科学出版社2015年4月,35.00元

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