太陽系的發現

在古代，各民族最初的宇宙觀是一樣的，認為地球是平坦的或圓或方的大地，上面是帽形的天穹，日月星辰在上面運行，如我國古代“天圓地方”的思想，同時，都認為自己是世界的中心，位置在大地的中央，這是由于古代人的生活范圍狹小，在方圓幾十公里的有限活動范圍內不可能發現地表的彎曲。

理性的思考始于古希臘，從那時起人們開始認識到大地應該是球形的，古希臘由于其獨特的地理環境，需要依靠對外貿易來維持本土的發展，這樣古希臘的航海事業很發達，在航海過程中，人們發現當一艘帆船遠去時，首先看不到的是船舷，這時甲板及以上部分還露出水面，然后甲板看不見了，最后桅桿也消失在水面之下了，根據這種現象古希臘人推斷，地球的表面決不可能是平坦的，應該是彎曲的，再聯系其它一些現象，如太陽、月球是球形的，以及月食時地影的邊緣是弧形的等現象，古希臘哲學家畢達哥拉斯(約572BC—497BC)第一次提出了作為一個圓球的地球概念，在以上觀察和思考的基礎上，古希臘人創立了地心宇宙體系，他們認為，地球靜止在宇宙中心，日、月、星辰沿圓形軌道圍繞地球做晝夜旋轉。

其實，在當時已經有人產生了更科學的想法，古希臘人阿里斯塔克(約310BC—230BC)根據幾何學三角視差原理測量出了月地、日地距離以及相對大小，經過測量，他發現太陽要比地球大的多，一個小的物體圍繞一個大的物體運轉是正常的，而一個大的物體圍繞小的物體運動是不太可能的，所以，他認為應該是地球繞著太陽轉而不是相反，我們每天看到天體的東升西落是地球自轉的緣故。

但是有人反問道：如果地球一面自轉一面繞著太陽飛快地轉圈，我們為什么感覺不到呢?大地如果運動，地球上的一切東西都不會停在原地，應該飛出地球或被甩到天上去，我們跳起后也不會落在原地，應該落在后面某個地方，此外還有一些別的疑問，由于無法解釋這些現象，所以日心說并未被接受，地心說一直占據統治地位。

1543年，波蘭天文學家哥白尼(1477—1543)的不朽著作《天體運行論》問世，他在古希臘日心說的啟發下，提出了太陽中心說，引起了人類宇宙觀的巨大變革，其基本觀點為：地球不是宇宙的中心，太陽是宇宙的中心，行星都繞太陽運轉；地球是圍繞太陽運轉的一顆普通行星，本身在自轉著；月球是地球的衛星，地球帶著月球繞日運行；行星在太陽系中的排列次序依次是：土、木、火、地、金、水，它們的繞日周期分別是30年、12年、2年、1年、9個月、88天。

哥白尼的日心說能夠比較合理地解釋行星的不規則運動及其他天體的運動現象，更為重要的是，它把被托勒密地心說顛倒了一千多年的日地關系顛倒過來，摧毀了地球居于宇宙中心是上帝安排的神學宇宙觀，給宗教神學以沉重的打擊，但他的學說仍然沒有得到廣泛的贊同，因為遺留了兩千年的問題還沒有解決。

伽利略(1564—1642)是近代科學史上的一位關鍵性人物，在人類對宇宙的探索上發揮了重要作用，伽利略將自制的望遠鏡指向太空，發現了許多前人未知的奧秘，1632年，伽利略出版《關于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》，用通俗易懂的語言宣傳日心說，由于伽利略的發現和積極宣揚，使哥白尼的日心說日漸深入人心，影響越來越大，最終，伽利略于1633年受到宗教裁判所的審判，并被判處終身監禁。

牛頓(1642—1727)是英國的天才科學家，見長數學、天文學和物理學，最終由他將哥白尼、伽利略等人的杰出成就與不懈努力統一建構起來，形成完整的體系，1687年，牛頓出版了他的不朽巨著《自然哲學的數學原理》，在這本書中，牛頓證明了行星繞太陽的運動，并說明了這種運動的原因，即萬有引力提供行星繞太陽運動的向心力，牛頓還討論了潮汐現象、月球軌道、地球形狀和彗星等問題，最終，牛頓把天體和地球統一起來，結束了自古以來的無休止的宇宙學爭論，證明了太陽系的存在，向人們展示了一個嶄新的世界。

人們感覺不到地動的疑難問題也被伽利略和牛頓解決，其實，這里的原因中國古代的學者就已經發現，約1800年前編成的《尚書緯·考靈曜》中，就寫有“地常動移而人不知，譬如人在大舟中閉艙而坐，舟行不覺也”。

伽利略在《對話》一書中指出：不論進行怎樣的力學實驗，都不能判斷一個慣性系處于靜止狀態還是在作勻速運動，這條原理稱伽利略相對性原理。

牛頓第一定律說：任何物體都保持靜止或勻速直線運動的狀態，直到受到其它物體的作用力迫使它改變這種狀態為止，即物體在沒有外力作用的情況下會保持原有的狀態，這種性質叫慣性。

有了這兩條原理后，以上問題就解決了，我們在地球上隨地球一起運動，居于地球表面的我們可以近似看作勻速運動，根據相對性原理，由于我們本身在地球上，所以我們是不可能覺察到地球的運動的，根據牛頓第一定律，由于地球上的一切物體在隨地球一起運動，所以它們具有一樣的速度，在地球向前運動的過程中會隨地球一起運動，就算你從地面上跳起來，因為慣性，你仍然具有向前運動的速度，所以落地后仍在原處，不會落在后方，以上這些理論在我們生活中很容易被證明。

日心說從被提出到最終為世人接受，期間經歷了兩千年，是科學史上具有劃時代意義的觀念革命。