日心说的合理之处（日心说其实也并不那么准确）

网友提问：地心说真的大错特错吗？太阳是否处于“中心”（即地球绕太阳旋转）仅仅是一个任意的参考系决定，和地球在中心的说法一样不靠谱吗？

物理学家：当你在这个疯狂的大世界里漫步，你完全没有办法去怀疑，你脚下的土地，并不是绝对静止的，它还有着其他的运动（尽管事实的确如此）。思考一下，当你抬头仰望天空，看到天上的东西转过，为什么不假定它们是移动的而我们是静止的呢？从这一层面想，地心说是言之有理的。

图解：托勒密的宇宙体系图

但是很快有很多物理现象将这个理论戳破。例如，傅科摆（常被叫做“大摆”）摆动的时候，仿佛地球在它们下面转动一样，而且转动方式和天空中所有物体转动的方式一致。（这并不是一个巧合）

图解：在巴黎先贤祠的傅科摆。

证明日心说（太阳在太阳系中心的观点）比地心说（地球在太阳系中心的观点）合理的经典方法是观察其它行星的运动。哥白尼就是这样做的；他指出如果以地球为中心，那么其它天体的运动看起来是杂乱无章的，但是以太阳为中心的话，行星（包括地球）的运动是简单的椭圆。他最初的观点是对“奥卡姆剃刀”的应用：越简单越好，所以太阳一定在中心。

图解：可能存在无必要的复杂解释。例如，可以将矮精灵拉布列康加入任何解释中，但是奥卡姆剃刀阻止了这样的添加，除非它有必要。

奥卡姆剃刀是一个检测特例假设的特殊理论，但它不是科学。知道了这些，就能理解哥白尼是多么的正确，多么令人印象深刻了。幸运的是，大约在哥白尼一个半世纪后，牛顿提出并解决了这个世纪难题。牛顿物理学说的远不止“哇塞，椭圆形超级好看”；它准确地描述了：为什么所有的轨道都以一套非常简单的引力和运动定律来运行。牛顿物理学甚至有了更多突破，它不仅仅描述了行星的运动，还解释了为什么我们不能直接注意到我们自己的运动。

图解：《天体运行论》中哥白尼的宇宙观。

如果我们仍然假定地球在宇宙中是静止的，物理学家将花费近几个世纪去拼命尝试着解释：是什么拉着太阳（以及其它行星）转这么大的圆圈。我们需要一股额外的神秘力量来解释为什么太阳系的质心不是静止的（或者匀速运动），而是每天从头顶掠过。

接下来的是一系列牛顿理论。

位置和速率都是完全主观的，但是加速度是客观的。其物理含义在于无论怎么测量，都没有绝对的方法说出你在哪里，或者你运动的速度有多快。当然，你可以环顾四周看到其它的东西经过，但即使这样，你也是在测量你们的相对速度（相对于你来说，所看到的物体的速度）。所以假想一下，如果你在一个巨大的球体上在太空中飞行，你永远无法得知你的速度。然而，加速度很简单就能测量。

图解：不管你在哪里或者你如何移动，物理定律都是完全相同的。因此，没有一个实验可以告诉你你的“真实”位置或者速度。然而，加速度改变了一些事情。这就是为什么你可以在一个地方以相同的方式杂耍（左上），一个不同的地方（右上），甚至一个不同的速度（左下），但是当加速度时，你不能变戏法（右下），或者你必须以不同的方式杂耍。

从地球上乍一看，似乎是没有办法区分地球是在运动还是静止的。如果地球是静止的，我们无话可说；如果地球是运动的，我们也不得而知。但我们不仅仅知道了地球是运动的，而且知道地球以椭圆形轨道运动着，这个运动碰巧需要加速度。当你加速或者减速时，你感受到的推力和你转弯或旋转时感受到的推力，有着同一个来源：加速度。

图解：月球绕地球运行，地球也绕月球运行，摇摆不定.

如果地球被“定在太空里”并且从来不加速，那么我们将只有一个月亮和太阳潮汐。如果地球不运动，那么月球引力将把海洋吸引向它但不会涌回。但是地球确实在运动，月球质量太大了，所以，即使地球不会移动太多，但还是要绕一个小圆运动来平衡月球的大圆。月球绕的大圆能产生足够大的离心力来平衡地球对它的引力（这就是轨道），并且同时，地球转的小圆也平衡了月球对我们的引力。

图解：如果地球被定止在天空，那么月球的引力将导致一天只有一个潮汐，即海洋被拉向它。我们可以经历两次是因为地球和月球围绕着同一个点(红点)彼此运行。地球背面的摆动意味着远处的水被“抛向外”。

这种基本事件也发生在地球和太阳之间。越接近太阳的天体在轨道上运行速度越快，而越远离太阳的天体在轨道上运行速度越慢。但地球必须以一整块运动。面朝太阳的那一面距离约4000英里(约4000公里)，如果它在略低的轨道上运行，那么它的运行速度会慢一些。结果，太阳的引力在地球的“正午区域”略胜一筹，因而我们有了高潮（海浪吸引向太阳）。地球远离太阳的一面要比同在该距离轨道上的天体运动得要快，所以它向外推的速度比正常的要快一点，这样，我们在午夜见到了另一次高潮。这些被称作“日潮”，我们平时很少注意到，因为它只有“月潮”（常规潮汐）一半的强度。也就是说，日潮真的很重要，只有地球围绕着太阳转才会有日潮的存在。

长话短说：如果说地球是静止的（地心说），那么我们不得不想出一堆奇奇怪怪的理由来解释为什么牛顿法则在地面上完美适用，但在太空中失效了；还有我们将每天只有一次日潮和月潮。如果地球是运动的（而且是绕着太阳转动），那么牛顿定律将可以畅通无阻地使用，我们每天也将会有一次日潮和两次月潮。

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. The Physicist- askamathematician

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