转帖： 《文盲正侃时间史第一部【物理正传】》

柳之心

　　达芬奇反对把过去的东西作为金科玉律，他倡导人们到自然界中寻求知识和真理。指出“理论脱离实践是最大的不幸”，抨击教会是“一个贩卖欺骗与谎言的店铺”，他说：“真理只有一个，它不在宗教中，而在科学中”。他认为，地球不是太阳系的中心，更不是宇宙的中心，它只是绕着太阳转的一颗行星。

　　当然，教会是不肯承认这些结论的。在事实面前，他们有一种本能，那就是歪曲和遮掩。

　　

　　科学事实虽然不那么显而易见，但遮掩起来也不是件容易的事，因为它就在那儿摆着。

　　波兰教士尼古拉•哥白尼发现，以地球为中心，难以解释行星、月球甚至太阳的运行轨道。并且，托勒密理论周转圆数量居然有77个，这和自然规律的简洁美十分不符——它们干嘛把自己的路绕得如此复杂？难道是为了参加全民健身运动锻炼身体？按照托勒密对月球运行的解释，一定会得出一个荒谬的结论：月亮的体积时大时小。一颗星球怎么会周期性、大幅度地膨胀和收缩呢？

　　即便如此，托勒密的体系，还是那时最精密、最符合观测的理论。

那个年代，信息极不发达，各种学说真伪难辨，连月圆月缺，也没个统一说法。甚至很多人相信，月亮圆了缺了，是由于它本身膨胀了或收缩了。要知道，在那个年代，既没有膨大剂，也没有瘦肉精。就算是只气球，也要定期充气、放气才行——哪个妖怪会吃饱了撑的，去做这种无聊而又费力的事？太不和谐了！难道，这只是一个奇迹？！

当然，无论推理如何有理，也只是逻辑推测。

　　科学事实更要依据实际观测。

　　

　　所以，我们不得不回到那著名的一夜。

柳之心

　　下弦月。

　　夷地微寒。

　　夜空清朗，繁星闪闪。

　　这样的日子本不适合杀人。事实上哥白尼和玛利亚也没打算杀人。

　　但你绝不能低估哥白尼的能力。圣约瑟夫教堂塔楼上的每个人都不能低估。

　　事实上，塔楼上只有两个人。

　　一个是哥白尼，一个是玛利亚。

　　教会，近年来江湖上最令人胆战心惊的一个组织。自从给月亮吹气放气之后，便声名鹊起。

　　他们要向教会说不，替受气的月亮，也替天下讨回公道。

　　现在，那弯月牙浮游太空，缓缓向金牛座最亮的那颗星“毕宿五”移近。

　　哥白尼皱了皱眉头，而玛利亚却睁大了眼睛。他们，密切关注着这一切。

　　果然，当毕宿五和月牙相接而还有一些缝隙的时候，毕宿五忽的从视线里消失了。就像从来没存在过那样。

　　这说明什么呢？这证明，月亮还是圆的，而不是缩小成了月牙，挡住毕宿五的，是月亮本身的阴影部分。

　　也就是说，月球的体积并没有缩小。我们只看见一弯月牙时，是因为只有那个部位反射了太阳的光，而其余部分是阴影。

    那一天是1497年3月9日。

　　经过长期的观测和研究，哥白尼发现，以太阳为中心，地球公转和自传，日月星辰的运转才与观测更相符，而且，周转圈的数量可以减少到34个。他说，是地转，而不是天旋。为了解释天体东升西落是地球自转公转导致的人类错觉，哥白尼把地球比作船，把日月星辰比作两岸的景物，船稳稳地航行时，船上的人会感觉不是船在走，而是两岸在走。

　　1513年，哥白尼提出了日心说，创造了以太阳为中心的宇宙模型，论述了地球绕其轴心自转、月亮绕地球运转、地球和其他所有行星都绕太阳运转的事实。

　　　　

　　哥白尼的日心说使真相走向大众，却使危险迫近自己。

　　历史证明：越是狭隘自私的统治者，越是害怕真相；越是愚昧黑暗的年代，真理诞生付出的代价越是惨重。例证俯拾皆是：1327年，意大利天文学家采科.达斯科里被活活烧死，而罪状居然是他论证地球呈球状，在另一个半球上也有人类存在。

柳之心

    日心说奠定了哥白尼作为现代天文学创始人的地位，但是，这一科学的学说并没有立即被人们普遍接受，他遭到了教会威胁和迫害，甚至亲戚朋友也受到了牵连。意大利天文学家伽利略说：“我一想起我们的教师哥白尼的命运，就感到心惊胆颤。”

　　坐拥极权的统治者为何会敏感至此？当然是因为他们极力宣扬、维护的体系太虚假、太脆弱，经不起哪怕一点点推敲和质疑。

如果现在有人宣扬，地球其实像根黄瓜，我们不会为此感到震惊和恐惧，更不可能去迫害他，甚至都不用理他，因为事实就在那摆着，我们心里太有底了，不怕质疑。所以，树立权威最好的办法不是嘴硬，而是主动和事实站在一起。

在极其险恶的环境下，哥白尼的著作《运行》历尽磨难，终于出版（一些关键内容被教会篡改），1543年5月24日，这部印好的巨著被送到弥留之际的哥白尼手里，一小时后，哥白尼与世长辞。直到这时，他身边还有上司布置的密探和奸细。

　 意大利伟大的哲学家布鲁诺信奉哥白尼的学说，在欧洲十几座著名的城市宣传哥白尼的理论，而且发展了哥白尼的学说。他进一步指出，运动是永恒的，太阳只是无数恒星中的一颗，它不是宇宙的中心，宇宙没有中心，是无限的。

　　后来，布鲁诺被宗教裁判所诱捕下狱，惨遭酷刑，监禁达8年之久。

　　1600年2月17日，在罗马的百花场上，布鲁诺被教会活活烧死。

　　这就是满口宽容、仁慈的教会所作所为。可见不论是谁，说什么都不足信，得看他做什么。

　　遍体鳞伤的《运行》在人世间流传了400多年，直到1953年，《天体运行》出第四版时，才补足原著。

　　　1609年，一个非凡的年份——人类近代科学史翻开了灿烂的第一页。意大利物理学家、天文学家伽利略发明了天文望远镜，他迫不及待地把它瞄向令人遐想无数的夜空。

柳之心

　　人类历史从此加快了前进的脚步，一切开始变得不同了。

　　距离真的决定认识！

　　伽利略发现，皎洁的月亮姐姐皮肤不好，她的表面居然是坑坑点点凹凸不平的。

　　1610年1月7日，伽利略发现了木星的四颗卫星。这个意义可是非同一般，因为这一发现为哥白尼学说找到了确凿的证据——并不是所有天体都是围着地球转的——这标志着哥白尼学说要沉冤得雪、走向胜利。

　　伽利略还先后发现了土星光环、太阳黑子、太阳自转，以及银河是由无数恒星组成等等。上帝啊，望远镜真是个好东西！这些发现开辟了天文学的新时代，为牛顿第一、第二定律提供了启示。人们说：“哥伦布发现了新大陆，伽利略发现了新宇宙”。

　　这些成绩的代价是，又一次触怒了罗马教廷（为什么要说“又”呢），他们先是对伽利略发出措辞严厉的警告，随后，两名捕快风尘仆仆来到伽利略家门前，说是统计小区人数，伽利略一开门，就被带到罗马，由教会进行审讯。

柳之心

　　为了让教会当局也相信科学的学说，伽利略献上他的望远镜：麻烦你们自己看看吧。

　　教会派了几个心腹大患观摩了一遍，又一遍，再一遍……他们把看到的情况汇报给领导，开了N次会，分别是听证会座谈会研讨会茶话会团拜会调研会碰头会鹊桥会收心会故事会……会议一致认为，不能相信自己的眼睛！他们创造性地宣称：望远镜会产生种种幻象，看到的东西都不存在，至于你信不信，我反正是信了。

　　愚昧和无理至此，可真让人无语。

　　伟大的伽利略当场被雷焦。

　　有的人盗铃，捂自己的耳朵。有的人盗铃，捂自己耳朵不说，还堵别人嘴，并且蒙上自己的眼睛！（看来手多了脑子便有问题，三只手的家伙就是不好搞。）

　　构建一个和谐理论，要做的是，勘误求真，使之趋向和谐，而不是遮羞盖丑，使之看起来和谐。可惜教会不这么想。发现观念与事实不符，他们不去修正自己以求发展，却不择手段拼命掩盖和扭曲真相。可见强权不仅伴生无耻，更伴生着愚蠢。

　　何止是愚蠢？简直就是愚蠢！

　　

　　当时教会有个条例传了下来，不知道是不是山寨版，全文如下：

　　一定得选最蠢的理由，

　　雇本门精神病，

　　反就得反最尖端的科学。

　　眼睛直接闭上，

　　不行直接不让人说话，

　　什么事实呀、数据呀、逻辑呀，

　　能给他灭的全给他灭了！

　　书上写用笔改，嘴上硬用火烧。

　　台上站一教会法官，

　　戴一假表，特绅士的那种。

　　论敌一进门甭管有事没事都得跟人家说：

　　“submit or die？”

　　一口地道的罗马流氓腔，

　　倍儿有面子。

　　社区里再建一所贵族学校，

　　教材用地心说，

　　一年光用纸就得几万吨，

　　再建一所文字狱，

　　二十四小时监审，

　　就是一个字：累！

　　审个帖子就得花个十天半月的。

　　前几任不是烧布鲁诺就是烧达斯科里，

　　本朝要是就抓一伽利略，

　　你都不好意思跟人家打招呼。

　　你说这样的行为一次得阻碍发展多少年？

　　我觉得怎么着也得十年八年的吧，

　　十年八年？那是副作用，

　　一百年起！

　　你别嫌多，还不打折。

　　你得研究教主的作孽心理，

　　舍得让社会倒退十年八年的主，

　　根本不在乎再多退九十年。

　　什么叫恬不知耻，你知道吗？

　　恬不知耻就是不管说什么玩意，

　　都说最虚的，不说最实的。

　　所以，我们搞事的口号就是：

　　不求心服，但求口服！

　　根据这一条例，1616年2月，宗教裁判所宣布，不许伽利略再宣传哥白尼的学说。他们还把伽利略软禁起来。

柳之心

　　与世隔绝的伽利略用了差不多5年时间，写了《关于两种世界体系的对话》，以三个人对话的形式，客观地讨论地心说与日心说，对谁是谁非进行没有偏见的探讨。这本书历尽千难万险，终于在1632年2月出版（环境还没糟透，居然能出版）。从字里行间流露出来的大胆结论，使神学家们感到极大恐慌，毫不意外——疯狂的迫害又开始了。

　　1632年8月，罗马宗教裁判所下令禁止这本书出售，10月，69岁的伽利略被宗教裁判所审讯，接着被投进大牢，教会法官用火刑威胁伽利略：要么认错，要么领死。

　　那时伽利略身患重病、精神颓丧，实在懒得再面对这帮蛮横的蠢货了，被迫向宗教裁判官宣读他的供状，“我以严重的邪教嫌疑罪被捕，这种邪教就是……地球在动……”

　　当他念到最后几个字的时候，在地上跺着脚，自言自语地说：“可是地球的确是在动啊！”

　　他被判处终身监禁。

　　1642年，伽利略去世，牛顿出生。虽然人类对同类不善，但上帝对人类真好。

　　野蛮、残暴和无耻的破坏力再强大，也抹杀不了真理的光芒。

　　雷人的是，300多年后，1979年11月，在世界主教会议上，罗马教皇提出重新审理“伽利略案件”。全球人民瞬间被这个提议雷焦了。这时，宇宙飞船在太空翱翔，人类已踏上月球，人造卫星源源不断地把更多真相传回地球，宇宙测探器飞出太阳系发回崭新的信息……孰是孰非，还用审理吗？

　　直接认错至少还能显示勇气，扭捏作态只能颜面扫地。真TM给流氓丢脸！

　　　　

　　伽利略——伟大的天文学家、力学家、哲学家、物理学家、数学家，近代实验物理学的开拓者。他以系统的实验和观察，推翻了亚里士多德诸多观点，撼动了神学的科学理论根基。恩格斯称之为“不管有何障碍，都能不顾一切而打破旧说，创立新说的巨人之一”。 他的工作，为现代科学理论体系的建立奠定了基础。他被称为 “现代观测天文学之父”、“现代物理学之父”、“现代科学之父”，甚至“科学之父”。

　　霍金说：“自然科学的诞生要归功于伽利略，他这方面的功劳大概无人能及。”

　　　　

　　那么，地球为什么要围着太阳转，它怎样围着太阳转？

柳之心

　　第五章 苹果传奇

　　

　　这应该是天文学史上最奇妙的一次合作。

　　第谷，丹麦人，在天文界以观测著称，观测资料严谨、精确、翔实，时称“星学之王”。

　　开普勒，德国人，著名天体物理学家、数学家、哲学家。他视力不太好，因此不擅观测，但这家伙聪明而又执着。

　　信奉地心说的第谷先生眼光独到。1600年，他邀请信奉日心说的开普勒任自己的助手。这俩人没有像其他宇宙观不同的人那样，按照惯例打起来，相反，他们工作和感情都十分融洽，合作在亲切友好的气氛中进行。可惜好景不长，一年后，第谷逝世。

　　

　　开普勒继承了第谷精确、翔实的观测记录。宝剑配英雄，威力惊人。开普勒发现，自己的宇宙模型、哥白尼体系、托勒密体系、第谷体系，没有一个能与第谷的精确观测相符合——搞了几百年，居然没有一个是正确的？就让我来揭开谜底吧！开普勒对自己说。

　　

　　开普勒找火星帮忙，用三角测量法，巧妙地测量了地球轨道。原理：火星在每个火星年的同一时刻，都会出现在自己轨道的同一位置。每个火星年的这一时刻，同时观测火星和太阳，可确定地球的不同位置，把每次观测到的地球位置点连成线，就是地球轨道。

　　地球轨道搞定了，地球及其向径在任何时刻的位置和距离变化，也就成为已知条件。反过来，以地球向径作为基线，从观测数据中推求其他行星的轨道和运动，对开普勒来说就是小菜一碟了。

　　行星轨道算出来了，下一步要弄清楚的问题是，行星运动遵循什么样的数学定律。

　　开普勒的目光首先盯住的还是火星。

　　How old are you——怎么老是你？

　　是因为火星色泽鲜艳、选材考究、诚实守信，用了都说好，我们大家都喜欢？

　　当然不是，这是因为第谷的数据中对火星的观测记录最多、最详实。

柳之心

　　幸运的是，恰好，就是这个行星的运行与哥白尼理论出入最大，火星轨道与哥白尼日心说预言相差8弧分！还有更巧的，火星轨道是太阳系行星中偏心率是比较明显的。我们马上就会知道这些巧合很重要。

　　按照传统的偏心圆来探求火星轨道失败后，开普勒断定火星运动的线速度是变化的，而这种变化应当与太阳的距离有关：距离越近时，速度越快。他还认识到，火星在轨道上，其向径围绕太阳在一天内所扫过的面积是相等的。随后，开普勒看出火星的轨道有点像卵形，在连接极大与极小速度两点方向的直径似乎伸得长些，他确定了火星是在椭圆的轨道上运动。现在我们知道，为什么那些巧合很重要：如果是一颗偏心率不明显的行星，在轨道测绘不十分精密的情况下，很难确定椭圆轨道这一事实。也就是说，幸亏火星轨道“椭”得比较厉害！

　　说到这，我们先干点体力活，休息休息大脑，顺便复习一下椭圆是怎么回事。

　　在木板上钉一颗钉子，拿一根线，一头系在钉子上，一头系在笔上，保持线绷直，用笔在木板上画一圈，哇塞，原来是个圆！那个钉子钉的位置就是圆心，线长就是半径。咱俩都认识嘢，庆祝下。

　　现在我们在另一块木板上钉两颗钉子，拿一根线，两头分别系在两颗钉子上，系好后线的长度要大于两颗钉子的距离才行，拿一支笔靠在线上，保持线绷紧，在木板上画线，绕两颗钉子一圈，哇塞，原来是个椭圆！两颗钉子的位置就是椭圆的“焦点”，它俩的距离当然就叫“焦距”了，过两个焦点与椭圆相交的线段，叫“长轴”。

　　在线长不变的情况下，两颗钉子距离越远，画出的椭圆就越扁；两颗钉子距离越近，画出的椭圆就越接近圆；两颗钉子钉在一处，画出来的当然就是圆了。嗯，圆是一种特殊的椭圆，就像正方形是一种特殊的长方形一样。

柳之心

　　1609年，开普勒发表了《新天文学》一书和《论火星运动》一文，公布了两个定律：

　　一、所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上运动。太阳的位置不在轨道中心，而在轨道的两个焦点之一。这是行星运动第一定律，也叫轨道定律。

　　二、在同样的时间里，行星向径在其轨道平面上所扫过的面积相等。这是行星运动第二定律，也叫面积定律。

　　有了这个定律，可以计算任何时刻行星在轨道上的位置。爽就一个字，我只说一次。

　　

取得了好成绩的开普勒同学没有骄傲自满，他还要解决下一个问题：行星离太阳越近，在轨道上跑得越快，那么，他们是什么数量关系呢？

柳之心

　　开普勒又一头扎进一堆乱七八糟的数字，整理、归纳、分析数量关系，过程十分枯燥（此处删去10万字）……9年后（如果当时有对数运算的话，或许9天就能搞定，可见数学之于科学多么重要），他终于找到一个奇妙的规律：行星公转周期的平方与它同太阳距离的立方成正比。这是行星运动第三定律，也称调和定律。

　　多美丽的定律啊，复杂的行星公转关系居然与数学结合得如此简洁美妙！

　　在美丽的同时，它更是一条十分重要定律。它表明，行星们不是一群随便围着太阳乱转的马屁精，而是以太阳为中心，共同构成一个纪律严明、组织严密的天体社团——太阳系。不仅行星遵循着它，连同行星的卫星，以及太阳、太阳系、银河系等其他天体概无例外。从此，行星在夜空中复杂的运动，立刻就失去全部神秘性。

　上述行星运动三大定律，被称为“开普勒定律”，它把看似杂乱、令人头痛的行星运动，与精确的数学完美地结合在一起，成为天界的“法律”。开普勒因此被称为“天空立法者”。

　　

　　可是，星星们为什么要遵循这样的定律呢？是谁让星星小盆友们这样乖巧服帖？

　　

　　回答这个问题，我们不得不请出本文的第一位超级牛人——牛顿。