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科学揭秘地球仪为什么是歪的

2017-12-18    来源:网络转载

 想必大家都见过地球仪,很多人都会有疑问地球仪为什么是歪的,有什么特别的意义吗?还是会比较好看呢?其实地球仪的摆放方式,也反映出了我们对于宇宙的认识,这是哥白尼“日心说”的功劳。

当我们回顾历史的时候,会惊奇地发现,人类头脑中宇宙观念强烈地影响了当时的社会,包括决定了艺术家画笔下描绘世界的方式。在中世纪,亚里士多德-托勒密“地心说”是主流的宇宙观念,在当时表现上帝把亚当和夏娃驱逐出伊甸园的画面中,上帝手中推动着的竟然是“地心说”宇宙模型,这意思是不是说,因为上帝掌握着宇宙真相,才有资格决定人类的命运?

地球仪

地球仪曾经也正过

“地心说”模型古希腊天文学家托勒密总结古希腊数百年的天文学贡献的成果,它认为地球静止在宇宙的中心,日月行星在轨道上绕地球运行。为了计算日月行星的位置,轨道被设计成圆环套圆环的样子。这个设计虽然计算结果相当准确,但它既不美观,又很繁琐,长期被天文学家们诟病,不过在一千多年里,没有人有能力提出更好的方法,它也就被默认为“正确”的。

与地心说相呼应的,中世纪学者们表现宇宙秩序,一般采用地球北极向上的方式,外围是日月五星和恒星天球。这就是古希腊宇宙观念的“地球—天球”模式,简称为“天地仪”。值得注意的是,在这里北极向上,赤道面就是水平的,而日月五星所在的黄道面是倾斜的。对于“地心说”模型,这是很自然的——既然地球位于宇宙中心,地位特殊,当然要端端正正,不能东倒西歪。在很多古代科学艺术作品中,“正”的(北极竖直向上的)地球仪或天地仪代表“地球静止在宇宙中心”的思想。

在这些古代科学艺术作品中,“正”的(北极竖直向上的)地球仪或天地仪代表“地球静止在宇宙中心”的思想。

后来被弄歪了

1543年,波兰天文学家哥白尼在《天体运行论》中提出了“日心说”,用太阳取代了地球成为中心,可以更完善地解释我们观测到的各类天文现象。后来经过伽利略、开普勒等天文学家证明,“日心说”比“地心说”更为合理。从此,占据统治地位一千多年“地心说”被天文学家抛弃。这段宇宙观念的大变革时期,被我们称为“科学革命”。

1660年出版的星图《和谐大宇宙》就描绘了从托勒密时代到哥白尼时代星图的变迁。也展示了“科学革命”时期,人们宇宙观念的变革。

哥白尼告诉我们,地球只不过围绕太阳运动的一颗普通行星,地球运动包括自转和公转。日月星辰每天东升西落,实际上是地球绕贯穿南北极的自转轴发生自转的结果;黄道面实际上是地球围绕太阳公转的轨道平面。黄赤交角,即我们在之前也提到的(倾斜的)黄道面和赤道面的夹角,是地球整体相对黄道面的倾斜程度。换句话说,地球是倾斜着绕太阳转动的!

当“日心说”被科学界所公认,确认地球倾斜着绕太阳转动之后,为了形象地表示我们对哥白尼科学革命的崇高敬意,地球仪从此就变成如今的“歪”着的形象啦。“歪”地球仪意味着,赤道面是倾斜的,而黄道面也就是地球绕太阳的轨道是水平的。让地球在“水平”轨道上跑,在我们想象中应该更合理一些,对吧?

今天的地球仪。在你的教室里,倾斜的地球仪悄悄诉说着的,正是科学革命时代,哥白尼思想对我们的宇宙观念、对人类文化形成的巨大冲击。