哥白尼與日心說

羅方揚

托勒密的地心說提出后，傳播到歐洲各國和阿拉伯世界，占據統治地位長達1000多年。在這個漫長的時期里，隨著觀測儀器的改良，人們對行星的觀測精度有所提高，也發現了托勒密的數據不夠精確，已經不能推算行星速度和逆行的位置了。這樣一來，人們就對地心說提出疑問了。

16世紀，波蘭天文學家哥白尼在經過大量的計算和觀測后，提出了日心說。日心說指出，地球和金、木、水、火、土各行星（當時還沒發現天王星和海王星）是圍繞太陽旋轉的。月亮圍繞地球公轉，同時地球又帶著月亮圍繞太陽轉，而天上的恒星都要比各行星遠得多。對于行星的逆行現象，哥白尼指出是因為行星繞日公轉的角速度不同，所以在地球上看去，才有逆行現象。在這張油畫中，我索性就把哥白尼的頭像畫在太陽中，周圍是各行星繞太陽公轉。

一個新學說的提出，并沒有那么容易讓人接受，日心說也不例外。阻力來自兩個方面：一方面是羅馬教會，教會宣布日心說為邪說，到處打壓，甚至燒死了堅持日心說的意大利科學家布魯諾；另一方面是保守的天文學家，他們還是相信托勒密的學說。

保守派甚至提出一個非常尖銳的問題：若是地球確實繞太陽公轉，那么在每年的1月和7月（即地球位于太陽兩側的時候），我們應該能看到恒星的視差角。因為每隔半年，地球在太陽兩側，所以這個視差角叫作恒星的周年視差角。

這個問題確實是從科學上進行提問，若是測不出恒星的周年視差角，日心說就無法真正讓人信服。但憑當時的測量儀器，根本測不出這么小的角度。這個尖銳的問題把日心說逼到了墻角。

時間一點點過去，到了19世紀，測量技術不斷得到提高。人們造出了量日儀，可以很精確地測出太陽的直徑，它也可以用來測恒星的周年視差角。1838年，德國天文學家貝塞爾利用量日儀終于測出了天鵝座61星的視差角，為0.31角秒。這個角有多小呢？差不多就是把一枚1元硬幣放在16.6千米遠處觀看時的視角。測出恒星周年視差角之后，再把已知的地、日距離作為基線，就可以用三角測量法算出恒星的距離了。據此，貝塞爾測出天鵝座61星距離地球約10.4光年（現在的數據為11.4光年）。

隨后，織女星、半人馬座α星等恒星也陸續被測出距離。恒星周年視差角的測出，算是徹底證明了日心說的正確性。也正是從這一刻起，人們的目光才算真正跳出太陽系，對恒星世界的認知又進一步擴大和加深了。