天文學發展史 行星運動模型 地心?日心？

天文---最早研究的一門學科 天文學是一門古老的學科，至少已經有幾千年的歷史。天文學在人類早期文明中佔有非常重要的地位。古時候，人們通過用肉眼觀察太陽、月亮、星星來確定時間和方向，制定曆法，指導農業生產，這是天體測量學最早的開端。在此基礎上誕生了占星術，即通過天體的運行來占卜凶吉禍福，預測自然災害、戰爭的輸贏和個人的命運。

古代對宇宙的看法 當我們仰望繁星，我們不難看見太陽、月亮和所有星宿，都是東升西落地繞著我們轉，地卻是一動也不動，所以很自然，我們會覺得地球是宇宙的中心，其他天體圍著地球轉。

地心說 在西元前4世紀，古希臘的數學家尤得塞斯(Eudoxus of Cnidus)已想到一個以地球為中心，各個星體以多層同心球的方式環繞地球的宇宙體系了。鑲嵌了所有恆星的恆星同心球在最外層，以北天極為中心，用大約一天時間從東邊往西邊轉動(日周運動)。

火星逆行 使一直沿用很久的地心說，不能自完其說！

托勒密畫像，畫於16世紀 托勒密總結了希臘古天文學的成就，寫成《天文學大成》十三卷。其中確定了一年的持續時間，編製了星表，說明旋進、折射引起的修正，給出日月食的計算方法等。他利用希臘天文學家們特別是喜帕恰斯（Hipparchus，又譯伊巴谷）的大量觀測與研究成果，把各種用偏心圓或小輪體系解釋天體運動的地心學說給以系統化的論證，後世遂把這種地心體系冠以他的名字，稱為托勒密地心體系。

地心說（或稱天動說） 他提出了本輪的理論，即這些星體除了繞地軌道外，還會沿著一些小軌道運轉。 有了對逆行的“合理”解釋後，托靳密的地心說就變為“金科玉律”了！直至…

哥白尼日心說的出現 他的理論不容易被人接受，因為堅實的大地是運動的這一點在古代是令人非常難以接受 。 而且他們還提出； 1)如果地球在轉動，空氣就會落在後面，而形成一股持久的東風。 2)一塊石子向上拋去，就會被地球的轉動拋在後面，而落在拋擲點的西面。 3)如果地球轉動，它就會因離心力的作用變得土崩瓦解。

兩大不同體系的一決死戰 最初的幾十年，哥白尼的假設一直處於下風，但有愈來愈多的新証據被發現，使這個爭論百年的比賽，最後得以定案。

首先，我們很容易去理解逆行

第二號大將出場：伽利略 伽利略·伽利萊（Galileo Galilei，1564年2月15日－1642年1月8日）， 意大利比薩城人。偉大的物理學家和天文學家，近代實驗科學的奠基者之一與科學革命的先驅。他最早使用望遠鏡觀測天體來支持哥白尼的日心說。他通過理論分析與實驗推翻了被奉為圭臬的亞里士多德的力學體系並建立了近代力學。他工作中體現出的「實驗－模型」思維方法成為至今實驗科學研究的基石。

他的（cheap,cheap）望遠鏡 從這副望遠鏡，他首先發現： 天體不是完美的， 他發現太陽上有黑子，月亮表面的坑洞，打破了希臘人一直以來認為天上的天體是完美的的迷思。

還有他還發現銀河是由許多的恆星組成。 此外，伽利略還發現了金星的相，即金星會從新月狀逐漸變為滿月 。 他也發現了木星的四顆衛星。

最後的終結者--開普勒 伽利略的發現，不單沒有使他名成利就，反而，在他人生中的最後十年被軟禁起來。（不是被燒死） 直到開普勒和他的三條行星運動定律的出現，世界才在這個重大問題上畫上一個句號。 開普勒出生在德國威爾（Weil der Stadt）的一個貧民家庭，父親是符騰堡的一個陸軍軍官，母親是旅館主人的女兒。克卜勒是早產兒，體質很差，四歲時患上了天花和猩紅熱，身體受到了嚴重的摧殘，視力衰弱，一隻手半殘。

只差八分的故事 當年的開普勒只是一名教師，他被當時富有的貴族天文學家第谷欣賞而成為他助手。一年後，第谷去世並把生前的大量數據留給了開普勒，他發現就算用了日心模型去解釋火星所得的數據還差了八分，最後使他再努力鑽研而得出現在絕對無誤的結果。

開普勒第一定律 開 普 勒 第 一 定 律 ： 所 有 行 星 皆 以 橢 圓 形 軌 道 環 繞 太 陽 運 行 ， 而 太 陽 則 處 於 橢 圓 其 中 一 個 焦 點 之 上 。 繪 畫 橢 圓 形 其 中 一 個 方 法 是 固 定 一 條 繩 子 的 兩 端 ， 然 後 用 筆 把 繩 繃 緊 ， 在 繩 子 拘 束 之 下 ， 筆 所 繪 出 來 的 圖 形 便 是 一 個 橢 圓 ， 而 繩 子 兩 個 固 定 點 則 是 橢 圓 的 兩 個 焦 點。

開 普 勒 第 二 定 律 假 若 在 行 星 和 太 陽 之 間 畫 一 條 直 線 ， 無 論 行 星 在 甚 麼 位 置 ， 在 同 等 時 間 之 下 ， 這 條 直 線 所 掃 過 的 面 積 皆 會 相 等 。 簡 言 之 ， 行 星 越 接 近 太 陽 ， 運 行 速 度 越 高 。

開 普 勒 第 三 定 律 行 星 公 轉 周 期 的 平 方 和 其 與 太 陽 平 均 距 離 的 立 方 成 正 比 。 (公 轉 周 期)2 = (常 數) x (平 均 距 離)3 公 式 中 常 數 的 數 值 ， 對 所 有 行 星 以 至 一 切 環 繞 太 陽 運 動 的 人 造 或 天 然 物 體 皆 適 用 。 假 若 以 地 球 取 代 太 陽 ， 例 如 研 究 月 球 或 地 球 人 造 衛 星 時 ， 我 們 會 發 覺 上 式 的 常 數 會 有 所 變 更 。 行星 週期 T (y) 半長軸 a (AU) T2 / a3 (y2/AU3) 水星 0.241 0.387 1.0 金星 0.615 0.722 地球 1.00 火星 1.88 1.52 木星 11.9 5.20 土星 29.5 9.56 天王星 84.0 19.2 海王星 165 30.1

結論 經過幾代人的不斷努力，和冒著生命受威脅的情況下，建立了一個真正從事實客觀分析的科學。 隨後還有牛頓的萬有引力研究、愛因思坦的相對論研究，和很多很多現代學者的努力，使天文學在短短幾百年間發展神速，

數風雲人物還看今朝 但不要以為天文學已經走到了盡頭。 相反，電腦、望遠鏡和航天科技的急促發展將促天文學達到從未有的高速發展步伐。我們相信，在十年、廿年或三十年內，我們對這個偉大澔瀚的宇宙，定能有更多奇妙由衷的讚歎

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