太阳系的一些古老模型是什么?

Leonard Kelley拥有物理学学士学位，辅修数学。他热爱学术世界，并努力不断探索。

亚里士多德的希腊观点

柏拉图的斐多篇提供了关于我们太阳系是如何组织的第一个有记录的理论，尽管细节很少。他认为阿那克萨哥拉斯最初的理论将地球描述为一个巨大的天体漩涡中的物体。可悲的是，这就是他所提到的，而且似乎没有其他关于这个主题的作品流传下来(Jaki 5-6)。

Anaximander是下一个已知的记录，他没有提到漩涡，而是提到了热与冷的区别。地球和它周围的空气在一个冷的球体中，这个球体被一个热的“火焰球”所包围，这个“火焰球”最初更靠近地球，但慢慢地向外扩散，在太阳、月亮和恒星存在的球体上形成了洞。任何地方都没有提到行星。

但柏拉图认为这两种说法都不对，于是转向几何来寻找某种秩序，从而洞察宇宙。他想象宇宙被1、2、3、4、8、9和27的序列分割，其中每个序列都被用作长度。为什么是这些数字?注意1²= 1^3.= 1,2²= 4,3²= 9,2^3.= 8和3^3.= 27。然后，柏拉图用这些数字将太阳、月亮和行星设定为与我们不同的长度。但是几何呢?柏拉图认为，4个完美固体(四面体、立方体、八面体和二十面体)负责火、土、空气和水的元素，而第5个完美固体(十二面体)负责天空的构成(7)。

是个很有创造力的人，但他并没有止步于此。在他的共和国，他提到了“毕达哥拉斯关于球体和谐的学说”，如果一个人通过比较不同的球体比例来发现音乐比例，那么可能行星周期表现出这些比例。柏拉图认为这进一步证明了天堂的完美(同上)。

后亚里士多德的希腊观点

伊壁鸠鲁没有继续柏拉图提出的几何论点，而是进入了一些更深层次的问题。由于冷热之间的温差波动不定，伊壁鸠鲁认为冷热之间的生长和衰减导致了一个存在于无限宇宙中的有限世界。他知道漩涡理论，但并不关心它，因为如果是真的，那么世界就会向外螺旋，不再是有限的。相反，他认为这些温度的变化会导致整体的稳定性，从而防止漩涡的形成。最重要的是，恒星本身提供了一种力量，使我们保持在当前的位置，而不是向任何大致的方向移动。他并不否认其他世界可能存在，事实上，他说它们确实存在，但由于恒星的力量，它们被集中在一起形成了目前的结构。卢克莱修在他的书中提到了这一点De rerium natura(8 - 10)。

尤多克斯的模型是标准的地心说模型，地球在宇宙的中心，其他一切都绕着它绕着漂亮整洁的小圆圈运行，因为它们的完美形状反映了完美的宇宙。不久之后，萨摩斯的阿里斯塔克斯提出了他的日心说模型，该模型将太阳定为中心，而不是地球。然而，古人认为这是不可行的，因为如果是这样的话，地球一定在运动，所有的东西都会飞离它的表面。此外，如果我们移动到太阳轨道的两端，星星就不会像你的那样出现视差。而地球作为宇宙的中心揭示了我们在宇宙中的独特性(菲茨帕特里克)。

托勒密

现在我们来看一位重量级人物，他对天文学的影响持续了一千多年。在他的书中Tetrabibles托勒密试图把天文学和占星术联系在一起，展示它们之间的相互关系。但这并没有让他完全满意。他想要预测行星走向的能力，而之前的研究都没有涉及到这一点。利用几何学，他像柏拉图一样认为天堂会揭示它们的秘密(Jaki 11)。

这就是他最著名的作品天文学大成就产生了。托勒密在先前希腊数学家工作的基础上，疯狂地使用本轮(圆周上的圆运动方法)和外心(我们围绕一个假想的不同点运动，不同点带着本轮运动)模型来解释地球中心模型中行星的运动。它非常强大，因为它确实非常好地预测了它们的轨道。但他意识到这并不一定反映了它们轨道的真实情况，所以他对此进行了研究并写了下来行星的假设．在书中，他解释了地球为何是宇宙的中心。具有讽刺意味的是，他批评了萨摩斯的阿里斯塔克斯，后者将地球与其他行星放在一起。对萨摩斯来说太糟糕了，可怜的家伙。托勒密在这一批判之后继续通过成像球形外壳，其中包含了距离地球最远的行星。完全想象一下，它就像一个俄罗斯的雏蛋娃娃，土星的外壳接触天球。然而，托勒密在这个模型中有一些问题，他很方便地忽略了。例如，金星到地球的最大距离小于太阳到地球的最小距离，这违反了两个物体的位置。此外，火星最大距离是最小距离的7倍，这使它成为一个奇怪的球体(Jaki 11-12, Fitzpatrick)。

中世纪和文艺复兴时期的观点

奥雷因是托勒密之后几百年提出新理论的人之一。他设想的宇宙从无到有，处于“完美状态”，就像“发条”一样。行星根据上帝设定的“机械定律”运行，在他的作品中，奥雷因实际上暗示了当时未知的动量守恒，以及宇宙不断变化的性质!(Jaki 13)

库萨的尼古拉斯写下了他的想法无知的医生，写于1440年。直到17世纪，它才成为宇宙学的下一部巨著。在这本书中，库萨把地球、行星和恒星放在一个无限的球形宇宙中，代表着一个无限的上帝，“它的圆周无处不在，中心无处不在。”这是巨大的，因为它实际上暗示了距离和时间的相对性质，我们知道爱因斯坦正式讨论过，加上整个宇宙的均质性。至于其他天体，库萨声称它们有被空气包围的固体内核(同上)。

布鲁诺延续了库萨的许多思想，但没有太多的几何La cena de le coneu(1584)。它也提到了一个无限的宇宙，其中的恒星是“神圣而永恒的实体”。然而，地球像三维物体一样旋转、绕行、倾斜、偏航和滚动。虽然布鲁诺没有任何证据证明这些说法，但他最终是对的，但在当时这是一个巨大的异端，他因此被烧死在火刑柱上(14)。

哥白尼和日心说

我们可以看到，随着16世纪的发展，关于宇宙的观点开始慢慢偏离托勒密的理想。但真正击中要害的人是尼古拉斯·哥白尼，因为他对托勒密的本轮理论进行了批判，并指出了它们的几何缺陷。相反，哥白尼做了一个看似微不足道的编辑，却震动了世界。简单地把太阳移到宇宙的中心，让包括地球在内的行星围绕它运行。这个日心说模型比地心说模型给出了更好的结果，但我们必须注意到，它把太阳作为宇宙的中心，因此这个理论本身有一个缺陷。但它的影响是立竿见影的。教会与之斗争了一段时间，但随着越来越多的证据堆积起来，特别是来自伽利略和开普勒等人的证据，地心说模型慢慢地衰落了。

这并没有阻止一些不合格的人试图提出关于哥白尼理论的额外发现。以让·博丹为例。在他的宇宙自然戏剧(1595年)，他试图在地球和太阳之间找到一个完美的固体。用576作为地球的直径，他指出576 = 24²让它更美丽的是“完美固体中的正交正交”的总和。四面体是24个，立方体也是，八面体是48个，十二面体是360个，二十面体是120个。当然，有几个问题困扰着这项工作。没有人知道地球直径的数字，吉恩甚至没有计算它的单位。他只是抓住了他在一个他甚至没有研究过的领域里能找到的一些关系。他的专长是什么?“政治学、经济学和宗教哲学”(15)。

开普勒

布拉赫的学生约翰内斯·开普勒(Johannes Kepler)不仅更有资格(毕竟是一名天文学家)，而且绝对是哥白尼理论的支持者，但他想知道为什么哪里只有6颗行星，而不是更多。于是，他像之前的许多希腊天文学家一样，转向了他认为可以解开宇宙之谜的方法:数学。在1595年的整个夏天，他在寻找清晰度的过程中探索了几种选择。他试图找出每周期比的行星距离与任何等差数列之间是否存在相关性，但没有发现。同年7月19日，当他看到土星和木星的合相时，他的顿悟时刻到来了。通过将它们画在圆上，他可以看到它们之间相隔111度，接近120度，但并不相同。但如果开普勒画了40个三角形，其中一个顶点从圆心发出9度，那么行星最终会再次击中同一点。这种波动的量会引起圆中心的漂移，因此从轨道上创造了一个内圈。开普勒假设，这样的圆将适合在等边三角形内，而等边三角形本身将镌刻在行星的轨道上。但开普勒想知道这是否适用于其他行星。 He found that 2-D shapes didn’t work but if he went to the 5 perfect solids then they would fit inside the orbits of the 6 planets. What is amazing here is that he got the first combination he attempted to work. At 5 different shapes to nestle into each other, there are 5! = 120 different possibilities! (15-7).

那么这些形状的布局是什么呢?开普勒在水星和金星之间有一个八面体，在金星和地球之间有一个二十面体，在地球和火星之间有一个十二面体，在火星和木星之间有一个四面体，在木星和土星之间有一个立方体。对开普勒来说，这是完美的，因为它反映了一个完美的上帝和他完美的创造。然而，开普勒很快意识到，这些形状不会改变完美的合身，但要贴身。正如他后来发现的那样，这是因为每个行星的轨道都是椭圆形的。一旦知道了，现代的太阳系观开始站稳脚跟，从那以后我们就没有回头。但是也许我们应该……

作品的引用

菲茨帕特里克,Richard。历史背景Farside.ph.utexas.edu．德克萨斯大学，2006年2月2日。2016年10月10日。

《行星和行星学家:行星系统起源理论的历史》。约翰·威利和儿子霍尔斯特德出版社，1979:5-17。打印。