版權歸原作者所有，如有侵權，請聯係我們(men)

17世紀之前，歐洲的主流觀點認為(wei) 所有天體(ti) 都繞著地球旋轉。在哥白尼和伽利略之後，幾乎所有的天文學家都被說服而改變了主意：月亮繞著地球轉，行星繞著太陽轉。

但是最初的問題還是沒解決(jue) ，地球和太陽，是誰繞著誰轉呢？流行的改良版地心說認為(wei) ，行星繞太陽轉的同時，太陽還是繞地球。

當時的天文觀測解決(jue) 不了這個(ge) 問題，因為(wei) 運動本身是相對的。如果隻考慮太陽係內(nei) 部的話，不管地球繞太陽，還是太陽繞地球，在運動上都是完全等價(jia) 的，隻要進行一個(ge) 坐標係變換就可以了。

如果考慮到整個(ge) 宇宙的話，二者就存在區別了：假如地球在動，那麽(me) 地球處在不同位置的時候，看到的星空應該有微小的差異，這就是所謂的“視差”。假如動的是太陽，那就沒有差異。當時的天文學觀測並沒有發現視差，這似乎是支持太陽在動。支持地球在動的一方認為(wei) ，這是因為(wei) 恒星的距離非常遙遠，導致視差太小，觀測不到。這個(ge) 說法雖然是可能的，但終究沒有證據。

何況，如果恒星真的那麽(me) 遠，那意味著有些恒星必定非常之大，當時的估算是某些恒星的半徑比地球和太陽之間的距離還大。今天我們(men) 知道這是可能的，但17世紀的天文學家就覺得這太荒謬了。

日地誰在動的這個(ge) 根本分歧，靠17世紀的觀察解決(jue) 不了，但除了觀察還有別的辦法，比如說，探究一下底層機製：為(wei) 什麽(me) 天體(ti) 之間會(hui) 彼此繞著轉呢？

古希臘人認為(wei) 圓周運動是天體(ti) 的自然規律，沒有為(wei) 什麽(me) 。近代物理學的進展否定了這個(ge) 觀點，特別是牛頓提出的三定律第一條就指明，在不受外力的情況下，物體(ti) 應該做勻速直線運動。換句話說，圓周運動的天體(ti) ，必定是受到了某個(ge) 力的作用。

是什麽(me) 力呢？牛頓認為(wei) ，是物體(ti) 之間的萬(wan) 有引力。

有一個(ge) 著名的故事說，牛頓年輕時因為(wei) 被蘋果砸了頭，思考它為(wei) 何落下而不是飛上天，所以發現了引力。這個(ge) 故事有很多不準確的地方，比如說，它是牛頓晚年的時候才第一次講的，史家懷疑它可能根本就沒發生，隻是為(wei) 了爭(zheng) 優(you) 先權；再比如說，本來的故事裏牛頓隻是看到了蘋果落下，也不是被砸了頭，蘋果砸頭雖不如榴蓮但也是相當疼的。不過最關(guan) 鍵的是，之前的物理學家早就試圖解釋過蘋果為(wei) 何落下了。牛頓的突破不在於(yu) 思考蘋果的下落，而是意識到蘋果和月亮遵守同樣的物理定律。

那為(wei) 何月亮不會(hui) 落到地球上呢？牛頓說，想象一門大炮以越來越快的速度發射炮彈，炮彈落地的距離也會(hui) 越來越遠。不停地遠下去會(hui) 發生什麽(me) 呢？地球是圓的，繞圓一周的距離是有限的，所以炮彈必然會(hui) 開始繞地球一圈、兩(liang) 圈、三圈甚至更多圈才會(hui) 落下，最後變成繞地球穩定的圓周運動。可以理解為(wei) ，雖然炮彈在往地球的方向掉，但是地表因為(wei) 是圓的所以也在下沉，二者正好相互抵消了。

這個(ge) 點子可能不是牛頓第一個(ge) 想到的。當時的另一個(ge) 物理學家胡克，也認為(wei) 天體(ti) 之間的吸引力是天體(ti) 運行的動力源，兩(liang) 人為(wei) 了優(you) 先權爭(zheng) 吵多年。但是，胡克隻能計算出圓周運動的情況，他不會(hui) 算橢圓運動，而當時天文學界已經普遍接受了行星的軌道是橢圓的。是牛頓從(cong) 數學上證明了，引力確實可以導致我們(men) 觀測到的橢圓軌道。

一旦確定了天體(ti) 運動的動力來源，日心和地心的爭(zheng) 論就自然解決(jue) 了。力的作用是相互的，太陽和地球對彼此施加的引力大小相同。但是牛頓第二定律指出，受到同樣大小的力時，質量越大的，加速度越小。太陽非常巨大，所以應該在中心幾乎不動。相比之下地球很小，所以應該在外圍繞圈。這個(ge) 論證基本上宣判了改良版地心說的死刑，而等到後來天文學進展發現了視差的存在，就徹底地給地心說蓋上了棺材板。

觀察是所有科學的起點，但隻有觀察，很多問題解決(jue) 不了，必須深入到底層機製的解釋，才能探明世界的本源。實際上，許多古代星空体育官网入口网站體(ti) 係都積累了豐(feng) 富的觀察，它們(men) 和科學的差異，就在於(yu) 是否能夠正確地探明觀察現象背後的機製。

歡迎掃碼關(guan) 注深i科普！

我們(men) 將定期推出

公益、免費、優(you) 惠的科普活動和科普好物！