天 文 學 家 ─ 哥 白 尼
班級：電通一 A 姓名：謝富傑 學號：9630020
天 體 運 行 論 ─ 哥 白 尼
前言：
現在幾乎每個小學生都知道：地球會自轉、地球繞著太陽公轉。但是，大約在二千多年 前，正當科學萌芽之際，許多哲學家對宇宙、星象的觀察作出各種不同的說明和解釋，這些 學說大都是採用「地球為宇宙中心」的觀念。希臘最受尊敬的學者—亞里斯多德，更是進一 步用此「地心說」的觀念來解釋當時的天文現象。後來西元二世紀時，亞歷山卓城的學者—
托勒密，將這套理論彙整成一本《天文學》，裡面融合了古代天文學理論的精粹、並且完備 記載各項觀測的結果，成為科學史上最早一本有系統的天文學書。由於亞里斯多德和托勒密 都是當時的科學權威，所以托勒密的書也成為天文學的聖書。
托勒密的著作到了中世紀被教會所採用，並把「地心說」發展成基督教的宇宙觀，當時基督 教會控制了整個中古歐洲，頑固守舊的教義瀰漫整個歐洲，根本談不上學術自由和創新思考。
於是，亞里斯多德和托勒密的理論就這樣支配整個天文學界長達一千多年。
在這一千多年的漫長時空中，隨著觀測技術的日益進步，以及越來越多學者投入天文學的研 究，發現有許多天文現象是托勒密的理論所無法解釋的，而「天動說」的理論也逐漸暴露出 許多盲點，但是，一方面是沒有人匯整足夠的資料來印證新的理論；另一方面是害怕觸犯基 督教會的教義而被迫害，因此錯誤的天文學理論一直被當作「金科玉律」來遵守，直到哥白 尼出現，著書立言倡導「日心說」，才把整個天文學帶進科學革命的洪流。
生平：
天文學家哥白尼Nicolaus Copernicus (1473 ~ 1543)於 1473，
父親經商非常成功，育有四個子女，哥白尼是老么。但因父親早 逝(當時哥白尼只有十歲)，哥白尼由當主教的叔父扶養長大；由 於叔父熱衷教育，使哥白尼得以接受優良的教育。1492 年，他在 波蘭南部最優秀的學府科拉科(Krakow)大學攻讀美術與數學。次 年，叔父勸他學醫，理由是可以替更多人服務。1496 年起前往義 大利北部留學，他在波隆那(Bologna)大學學習教會法，同時也跟 隨天文學家諾巴拉從事星象觀測，也到過羅馬觀測行星。後來在
帕度亞(Padua)大學獲得教會法的博士學位，之後在羅馬大學教授數學和天文學。他因懷疑托 勒密的行星理論而不願再教書，1502 年回到波蘭懸壺濟世，受到大家的愛戴，同時在叔父服 務的教會擔任牧師，叔父去逝後，更管理教會的行政工作。
理論：
一、地球是圓球體：
證據是：越往北移動，北極星就升得越高；越往南移動，則越低。
二、地球由西向東自轉，並且大氣層隨著地表運動：
如果大氣不隨著地表運動，應該會有連續的風由東向西吹。太陽、月亮、和星星都是東 升西落，表示地球由西向東自轉。
三、地球不是宇宙的中心：
太陽才是宇宙的中心，地球和行星都以圓形的軌道繞太陽運轉，但是圓形的軌道不以太 陽為圓心；因為觀察行星在天空中移動的速率，並不是等速率的。
四、外行星以相反的方向繞行太陽：
當外行星(火星、木星、土星)在「衝」的位置時，看起來會漸慢而停止，再向後移動一 些，又停止一次後，再向東行。造成這樣現象的原因是地球在內軌道越過它們所造成的相對 運動。
五、太陽由西向東運行，星星則相反方向：
因為地球以圓形軌道繞著太陽運轉，看起來太陽在星空中移動的方向是由西向東；反之，
星星則以由東向西的方向移動。和我們今天觀察的現象吻合。
六、行星到達「衝」的位置時最亮：
因為行星到達「衝」的位置時，離地球最近，所以比其它時間亮。
七、火星的逆行運動比木星大，木星又比土星大：
火星的逆行運動比木星大，木星又比土星大；逆行所造成的圈線是透視的效果，表示火 星比木星靠近太陽，木星又比土星靠近太陽。
八、越在外側的行星，繞太陽作公轉的時間越長：
「恆星週期」是指行星繞轉太陽一週所需要的時間。恆星週期越長，行星離太陽越遠；
火星的週期 687 天、木星將近 12 年、土星大約 30 年，因此土星離太陽最遠，木星次之，火 星則是三者離太陽最近的行星。而地球的週期是 365 天，顯然比火星還靠近太陽。水星和金 星永遠無法完整地繞轉天空一週，因為它們的圓軌道在地球軌道內繞太陽運轉，週期分別是
88 天和 225 天，可以知道水星最靠近太陽，金星遠些但仍比地球近。由於水星與金星在地球 軌道內運行，從地球觀察會有盈虧現象，但因此現象無法用肉眼看見，而不能支持哥白尼的 觀點。
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哥白尼《天體運行論》中的手稿← 哥白尼日心體系：
各圖圓的中心為太陽，由內而外的軌道，分 別代表已知的行星：水星、金星、地球、火 星、木星、土星和恆星所在的天球。除恆星 天球不動外，其餘行星都在以不同的速度繞 太陽轉動，較靠近太陽者轉速較快（左圖以 紅色的長短來標示它的快慢速度），較遠離 太陽者轉速較慢。
對後人的引響：
哥白尼在義大利留學期間正逢文藝復興最盛期，在新思想接二連三地被提出的環境中，
他讀了紀元前三世紀時天文學家阿里斯塔克斯(Aristarchus) 的著作，受到很大的影響；阿 里斯塔克斯出生於希臘的薩摩斯島(Samos) ，該島位於愛琴海中的一小島，他的書寫著：「不 是太陽繞地球運行，而是地球繞太陽運行。」，對哥白尼主張太陽為中心的宇宙觀貢獻很大，
他指出恆星並不會因為視差而產生歲差的現象，因為恆星實在是太遙遠了。
1530 年哥白尼完成了他的著作，但仍繼續做修訂和編輯的工作，手稿卻在歐洲學者間四 處傳閱。1539 年，德國人雷替克斯 (Georg Joachim Rhaeticus,1514-1576)是數學教授，任 教於 Wittenberg 大學，因製作當時最精密的三角函數表而聞名。他閱讀哥白尼的論文深受感 動，親到佛隆堡(Frauenburg)-哥白尼的住處拜訪，並住下來一起討論了兩年。1540 年就出 書介紹哥白尼的學說。羅馬教皇讀過雷替克斯的書後，肯定其價值，力勸哥白尼出版全部論 文，後來哥白尼就把著書捐給教皇。隨後哥白尼又在 1541 年出版了工作摘要，標題是
「Narratio Prima」(意為：首次報告)長達三十八頁，立即引來羅馬天主教、馬丁路德(Martin Luther)、約翰喀爾文(John Calvin)、和Melancthon等宗教家的抨擊。
在那同時，因為雷替克斯必須離開烏天堡，故將哥白尼的手稿委託朋友出版，他是路德 教派的牧師奧西安得(Andreas Osiander,1498-1552)，他深知路德反對此學說，於是未經哥 白尼同意，自己寫了一篇序文加上去，說明該書的論點並非絕對真實，而只是計算行星位置 的方法，手稿交給Nurnberg的出版商Petrejus，並在 1543 年出版了，當時立刻轟動整個歐 洲；書名叫做「De Revolutionibus Orbium Coelestium」(意為：天體運行說) ，出版後兩 個月 (1543 年五月廿四日下午二時) 哥白尼因腦溢血去逝，使得哥白尼永遠沒有機會看到序 文；他若看到序文，可能死得更快。後來世人還以為懦弱的序文是哥白尼寫的，評價大幅降 低，直到 1609 年才被刻卜勒揭開真相，再度提升哥白尼的地位。
天球的運行一書共分六卷，第一卷是運行理論的基礎與全書概要，第二卷是球面「天文 學」與「地平天文學」，第三卷是以「地動說」為基礎的太陽運動，第四卷是月球的運動，
第五卷是行星在赤經方向上的運動，第六卷是行星在赤緯方向上的運動。
位於路德教派中心地的烏天堡(Wuttenberg)，有一位萊茵荷德(Reihold) 教授贊同哥白 尼地動說的觀點，製作了「行星運行表」，1551 年他在阿伯特(Albert)公爵的資助下出版了
「普魯士表」；他修正哥白尼一些計算上的錯誤，可以證明「地動說」的正確性。一直到 1627 年德國的天文學家及物理學家-刻卜勒(Johannes Kepler,1571-1630) 根據橢圓軌道計算出
「魯得夫表」(Tabulae Rudolfinae)後，才取代該表。
由於教會的打壓，使厄運降臨義大利哲學家布魯諾(Giordano Bruno,1548-1600)身上；
在哥白尼的書出版後五十七年，布魯諾強烈地認同哥白尼對行星運行的觀點，並使用法 語、
英語、和意大利語從事演說，闡述地球就是行星之一。1600 年，他被控告嚴重的罪行並且受
到嚴厲的審問，迅速的審判之後，處以火刑。義大利的物理學家及天文學家伽利略(Galileo Gililei,1564-1642) 後來也因為提倡「地動說」而受軟禁處分。
對於金星和水星一直沒有環繞整個天空，只在太陽附近擺動的問題？哥白尼是第一個給 我們正確解釋的人。金星只在太陽的東方和西方 47 度的範圍內擺動，水星則是 28 度，那是 因為兩者的軌道均在地球的軌道內。
哥白尼解釋行星「逆行」的運動是因為行星間的相對運動；外行星在「衝」附近時，從 地球觀測將發現順行漸慢，然後停止(天文學稱之為「留」)，再逆行(由東向西)一段時間，
又發生「留」一次後，繼續順行。「衝」的現象是行星與地球最接近的位置，也是二者與太 陽成一直線時的位置，火星每 780 天發生「衝」一次，木星是 399 天，土星是 378 天。
波蘭人以偉大的科學家哥白尼與居里夫人(Marie Curie,1867-1934) 為榮，稱讚二人為 波蘭之光。德國哲學家-康德(Immanuel Kant,1724-1804) 說：「哥白尼把地球為宇宙中心轉 變為太陽，使人們對地球的價值觀，甚至宗教觀與哲學觀都有重大的「哥白尼式轉變」。」
今天，太陽為宇宙中心的寶座也已不保，太陽只是銀河系中一顆平凡的恆星，銀河當然也不 是宇宙的中心。我們越了解宇宙的真理，自我似乎更渺小了！而知道這件事的第一人，正是
－哥白尼。
著作：
「天體運行」、「天文學」、「地平天文學」、「地動說」。
