第70章 漫步到宇宙尽头

但在某些时候，人们会发现行星在夜空中的运动速度会渐渐变慢，直到停滞不前，并向反方向短暂的运动一段时间。在不久后，它们又会再次扭头踏上原来的轨道。

在完美的宇宙模型中行星的逆行显得不合规矩，但古希腊人也对此无可奈何，只能忍痛对宇宙模型修修补补。

到了公元140年前后，这套模型已经变得无比繁复。

出生在希腊的罗马天文学家，克罗蒂斯·托洛米被公认是古代天文学集大成者。

在他出版的天文学巨著《天文大成》中展示了当时最先进的宇宙认知。

在这本书里，地球已经被悄悄地移开了宇宙中心。

所有行星的轨道变成了【偏心圆】，除此以外，每个行星都有一个属于自己的小轨道，被称作【本轮】。

【本轮】套在【偏心圆】轨道上运动。

而行星呢，则在【本轮】上运动。

直到16世纪为止。

托洛米的理论统治了天体运行理论1000多年。

这很奇怪，托洛米的理论计算繁复，而且也不是纯正的【地心理论】，它实际上违背了古希腊人所崇尚的完美和平衡的宇宙。

【偏心轮】这样的构造更像是出现在机械匠人手工间里的‘奇巧yin技’，而不应该出现在神明创造的天空中。

但另一方面，【托洛米体系】确实很好的解释了行星的运动和逆行现象。

16世纪，尼古拉·哥白尼提出了革命性的【太阳中心理论】。

在哥白尼的宇宙模型中，太阳被放到了宇宙的中心。

一切天体都围绕着太阳转动，但直到哥白尼去世半个世纪后【日心说】仍然无法压倒托洛米的【地心说】。

从寓言的准确程度上看，它们差不太多。

而不管，哪一套理论都无法准确的寓言行星的运动。

大行星似乎总是在某些时候走的过快了一些，有时又走的慢了一点。

【地心说】的缺陷随着时间长河的奔腾，随着科技的进步，无可避免地在一步一步的暴露。

17世纪初，【望远镜】在荷兰诞生。

这种仪器是将两个透镜用一根金属长管连接起来。

第一个透镜被称作【物镜】。用来收集光线，并汇聚起来。

这些光线被第二个透镜修正后，生成人眼可直接观察的识相（识相，可被肉体凡胎观察的成像），望远镜收集光线的能力和【物镜】的面积成正比例关系。

【物镜】直径增加10倍，望远镜收集光线的能力就增加100倍.

望远镜还可以使观测者分析更加精确的图像，这种能力和望远镜的直径成正比例关系。

人类的眼睛本是一套精巧的光学系统，但人眼收集光线的面积很小，大致等于瞳孔尺寸。

这样的能力足以使人类在自然界分辨敌害，甚至也足以使人在昏暗的蜡烛或油灯下分辨羊皮纸上手写的小字。

但说到仰望星空，人眼能力终究有限。

早期的望远镜非常简陋。

但【物镜】的面积要比人眼的瞳孔大上几十倍，早期的望远镜大大提高了人类的‘视力’。

1609年，伽利略第一次将【望远镜技术】应用到天文观测中。

他惊奇的发现夜空中横亘的银河原来是由无数的星星构成的。

当他将望远镜指向【木星】时，他发现木星周围居然还有4颗小小的天体。

很明显，这些天体是在围绕着木星做周期转动的卫星。其中转动最快的卫星在一个晚上就能发现它在夜空中发生明显的位移。

既然有天体可以围绕着木星转动，而不是以地球为中心，那么太阳有什么理由一定要围绕着地球转动呢？

1573年，哥白尼去世18年后，约翰尼斯·开普勒出生于德国的威尔德斯达特镇。

开普勒幼年贫穷，由祖父抚养长大。

他的视力很差，可能是幼年的‘天花’造成的，终其一生，开普勒很少坐到望远镜前。

但他任然被认为是欧洲一流的天文学专家。

因为在数学计算方面，开普勒罕有敌手。

开普勒是哥白尼学说的信徒。

不仅仅是科学上的原因，也有神学上的动机。

在开普勒的想象中，上帝创造的世界一定具有完美的几何特性。

【几何学】一共存在5种不同的正多面体。

正四面体（四个面都是等边三角形所构成的几何物体）；

正六面体（正方体，六个面都是面积相同的正方形构成的几何物体）；

正八面体（从外部看，该几何体由8个等边三角形面组成，从外部观察类似把两个金字塔模型底座对底座粘和所形成的产物）；

正十二面体（它由12个等边五角形组成，也就是从外部观察该几何体有12个面积相等的等边五角形）

正二十面体（它由20个等边三角形组成。）

每一个正多面体总是存在一个【内接球】（内部能放下的最大球体）和一个【外接球】（正好包裹多面体的球体）。

如果将5种正多面体嵌套起来，就可以将空间分为6层。

开普勒相信，这并不是巧合。

在他的假想中，如果将太阳放到宇宙的中心，那么水、金、地、火、木、土这六颗行星的轨道应该可以正好放入5个层层嵌套的正多面体分割的6层球壳中，哈哈，这是多么完美呀！

1596年，在开普勒的第一本天文学著作《宇宙之迷》中，他热情地描述了自己完美的宇宙理论并辅以初步的计算结果。

然而，欧洲的天文学家并不十分买账。

在哥白尼之后的半个多世纪里，天文学观测精度提高了不少，而开普勒依然用哥白尼时代的旧理论去验证自己的数据显得不那么合适（就很呆）。

数据的质量在之后的很多年里困扰着开普勒。

1600年，开普勒接到当时最著名的天文学家笛古·布拉赫的邀请前往布拉格做他的助手。

这正是开普勒梦寐以求的机会呀！

笛古可能是望远镜发明以前最伟大的观察天文学家他改造了【六分仪】和【四分仪】。使得他们对角度的分辨力大大提高。

笛古可以用他自己改造的仪器在1【角分】的精度上研究行星的运动。

读者可以将自己的手臂伸直与眼平齐，竖起食指，此时食指所能遮掩的角度大约是1度。

笛古的观测角度是这个角度的60分之一。

笛古的一身都致力于高精度测量行星运动，在邀请开普勒时，笛古是神圣罗马皇帝，鲁道夫二世的皇家天文学家。

他的工作是将自己一身积累的行星观测结果变为一个以他的赞助人，鲁道夫二世命名的星表。

这些数据正是开普勒所需要的，他深信这些数据可以证明自己的正多面体模型。

于是，欣然踏上旅程。

笛古和开普勒的合作并不愉快。

笛古有自己的一套宇宙模型，介于【日心说】和【地心说】之间。

在这个模型里，所有的大行星都围绕着太阳转动，而太阳呢？又绕着地球转动。

笛古希望利用开普勒的数学才华来研究自己的模型，但开普勒却是坚定的哥白尼门徒。开普勒无法从笛古那里获得行星运动的全貌。

因为笛古对他充满了戒心，只是一点一点得，施舍似的提供给他自鳞片爪的数据。

开普勒没有能够取得研究的进展，反倒是花了大量精力为笛古撰写，攻击研究笛古对手的文章。

这份合作非常短暂，6个月后，笛古不幸因为一场突如其来的疾病去世。

在弥留时刻，笛古终于将所有的数据交给了开普勒。”

夏小秦看到这里，微微停顿，莞尔一笑。

他当然没有恶意揣度什么，只是感叹命运的神奇，至少他从这个故事中了解到开普勒的隐忍、专注等等品质在成功路上的重要性。

夏小秦继续看下去。

“笛古对开普勒说，‘不要辜负了我的一生’。

在随后的数年里，开普勒终于能全身心投入太阳系运行的问题里。

他很快发现，自己的正多面体模型有严重的问题，【水星】的运动完全无法用这个模型预测。

其他行星的运动也只是勉强和这个模型对得上。

是笛古的数据错了吗？

开普勒拒绝相信是这个原因。

和笛古一起工作过的他，完全相信数据的精确度。

开普勒只好痛苦地承认，自己完美的宇宙模型出了问题，但他距离真正的答案已经不远了。

在重新审视了数据后，开普勒发现了解开谜团的关键之处。

行星的轨道是【椭圆曲线】而不是正圆，太阳处于椭圆的一个焦点上，这就是【开普勒第一定律】。

而他呢？也找到了正确描述行星运动的法则，行星在椭圆轨道上运行，当它远离太阳的时候，它的速度就会变慢。

当它接近太阳的时候，它的速度就会加快。

如果我们将行星和太阳练成一条线，那么，这条线在单位时间内扫过的面积总是相同的。这就是【开普勒第二定律】。

在数年后，开普勒又发现了【开普勒第三定律】：

行星围绕太阳运动的周期平方正比于轨道半长轴的3次方。

开普勒的研究取得了巨大的成功！”

从此以后只要确定任何时刻的行星位置，根据【开普勒定律】，人们就可以完全精确的预测它之后的运动。

为什么行星会如此运动呢？

1687年，艾萨克·牛顿最终找到了蕴含在【开普勒定律】里的奥秘【万有引力定律】。

牛顿认为宇宙任意两个物体之间都存在相互吸引的力，这个力的大小与其距离的平方成反比。

而开普勒的行星运动定律正是牛顿引力定律的直接推论。


　　(https://www.xblqugex.cc/book_26748805/80868085.html)


　　请记住本书首发域名：www.xblqugex.cc。笔趣阁手机版阅读网址：m.xblqugex.cc