網友提問：地心說真的錯了嗎？隻由某一任意的參照系決定的太陽位于“中心”(即地球圍繞太陽運行)的說法，是不是和地球位于“中心”的說法一樣不真實？

物理學家：當你在這個離奇的世界中行走時，沒有任何直接的理由能使你懷疑你腳下的地面是完全靜止的（盡管如此）。既然如此，當你擡頭仰望天空，看到旋轉的東西時，為什麼不假設它們在移動而你卻坐着不動呢？從表面上看，地心說是有意義的。

但有許多物理現象很快就會證明這種說法存在漏洞。舉個例子，傅科擺(通常稱為“大鐘擺”)擺動的時候，就好像地球正在它們的下面轉動，其轉動的方式與天空中萬物在頭頂上的轉動方式完全一緻（不是巧合）。

圖解: 托勒密的宇宙體系圖

通過觀察其他行星的運動，日心說（太陽位于太陽系中心的觀點）的經典理論被證明比地心說（地球位于太陽系中心的觀點）更有說服力。這也基本上符合哥白尼得研究；他指出，以地球為中心，其他行星的運動軌迹很是離奇，但以太陽為中心，其他行星（包括地球）的運動軌迹就是簡單的橢圓。他最初的論點是“奧卡姆剃刀”原理的應用：越簡單越好，所以太陽必須處于中心位置。

“奧卡姆剃刀”原理的提出，是檢測自組織/臨時/點對點理論方法的标志性旗幟，但它不屬于科學。考慮到這一點，哥白尼的研究卻仍能基于該原理得到正确結論，實在令人敬佩。幸運的是，在哥白尼大約一個半世紀之後，牛頓的出現使該理論得以完善。牛頓物理學講的不僅僅是“不可思議，但是橢圓也很漂亮”；它實際上描述了為什麼所有軌道的行為方式符合非常簡單的重力及運動定律。牛頓物理學也更進一步地描述了行星的運動，同時還描述了為什麼我們不會直接注意到我們自己的運動。

圖解：葡萄牙宇宙學家和制圖師巴爾托洛梅烏·維利烏于1568年繪制的地心說宇宙模型，收藏于法國國家圖書館。

如果我們仍然認為地球靜止在宇宙中，那麼物理學家們将會花費過去幾個世紀那麼長的時間，試圖解釋是什麼在如此巨大的圓圈中拖曳着太陽（以及其它的行星）。我們需要一些額外的、神秘的力量來解釋為什麼太陽系中的質心不會靜止不動（或者以勻速移動），相反它們每天會在空中突然移動。

圖解：托勒密系統的主要架構：行星以偏心點為圓心繞本輪（小圓）、均輪（大圓）兩個正圓轉動。

下面是牛頓的一些觀點。

位置和速度都是主觀的，但是加速度是客觀的。從物理意義上說，這意味着沒有任何方法、不能通過任何形式的測試來确定你在哪裡以及你移動的速度。當然，你可以環顧四周，觀察其它經過的食物，但即便如此，你也隻是在測量你的相對速度(相對于你正在觀察的東西的速度)。所以，假設太空中有一大團東西在飛行，你身處其中，那麼你永遠也觀察不出來你的速度。另一方面，加速度很容易測量。

圖解：無論你在哪裡或如何移動，物理定律都是完全相同的。因此，沒有任何實驗可以說明你的“真實”位置或速度。然而，加速确實改變了事實。這就是為什麼你可以在某一個位置（左上角）、或在不同的位置（右上角），甚至以各種速度（左下角），以完全相同的方式玩抛接球。但當加速的時候，你就不能玩抛接球了，或者說你需要以不同的方式玩抛接球（右下角）。

乍一看，似乎沒有辦法在地球上分辨出地球運動和靜止之間的區别。如果地球靜止不動，我們無法分辨。如果地球在運動，我們也無法分辨。但我們所做的不僅僅是移動，我們是繞着圓圈運動的，就像這樣，碰巧繞圓圈運動是需要加速度的。當你加速或減速時，你所感覺到的推力與你轉彎或旋轉時所感受到的推力的來源完全相同：都來自于加速度。

圖解：月球繞地球運行，地球繞月球運行。通過搖晃。

如果地球被“釘在太空”而從未加速過，那麼我們‎的月球潮和太陽潮中隻有一次。如果地球從未移動過，那麼月球的引力就會把海洋拉向它，僅此而已。但地球确實在運動。月球很重，因此即使地球移動的速度沒那麼快，地球也會以小圓圈軌迹運行，從而與月球的大圓圈軌迹相平衡。月球運行的大圓圈産生足夠的離心力來平衡地球對它的引力(這就是軌道)，同時地球運行的小圓圈也平衡了月球對我們的引力。

圖解：如果地球被釘在天空上，那麼月球引力隻會引起每天一次潮汐，因為海洋被拉向了月球。我們經曆了兩次，因為地球和月球繞着同一點(紅點)彼此環繞。地球背面的擺動弧度意味着遠端的水“被甩出”。

同樣的情況也發生在地球和太陽之間。靠近太陽的物體繞軌道運行的速度更快，而遠離太陽的事物體繞軌道運行的速度較慢。但地球必須以一個大塊的形式運行。物體面向太陽的一側離太陽更近，大約4000英裡，并且它比在較低水平運行時更慢。結果，太陽的引力在地球的“正午”區域稍稍“獲勝”，我們得到一個漲潮(朝太陽方向拉)。而物體背向太陽一側的移動速度比面向太陽那側的要快，所以它向外甩出的距離應當要多一些，午夜時分，我們又迎來了另一次漲潮。這被稱為“太陽潮”，它們很難被注意到，因為它們的強度約為月球(正常)潮汐的一半。也就是說，太陽潮很重要，它們的存在是因為地球在繞着太陽旋轉。

長話短說：如果地球是靜止的(地心論)，那麼我們就得想出許多奇怪的理由來解釋為什麼牛頓定律在地面上可以運用得很好，而在太空中卻根本不起作用，而且我們一天隻會有一次太陽潮和月球潮。如果地球在運動(特别是圍繞太陽運行)，那麼牛頓的簡單定律就可以普遍适用，而無需一連串的警告和星号*，我們一天可以有兩次月球潮和太陽潮。

相關知識延伸閱讀

地心說（或稱天動說），是古人認為地球是宇宙的中心，而其他的星球都環繞着地球而運行的學說。

圖解：阿那克西曼德宇宙模型的例證。左邊是夏天，右邊是冬天。

由于古代人缺乏足夠的宇宙觀測數據，以及懷着以人為本的觀念，因此他們誤認為地球就是宇宙的中心，而其他的星體都是繞着它而運行的。古希臘的托勒密（Claudius Ptolemy）将地心說的模型發展完善，且為了解釋某些行星的逆行現象（即在某些時候，從地球上看那些星體的運動軌迹，有時這些星體會往反方向行走），因此他提出了本輪的理論，即這些星體除了繞地軌道外，還會沿着一些小軌道運轉。後來，天主教教會接納此為世界觀的“正統理論”。

圖解：1550年Annotazione在Sacrobosco的Tractatus de Sphaera上的頁面，顯示了托勒密體系。

托勒密的理論能初步的解釋從地球上所看到的現象，但是在文藝複興時代，随着科學技術的進步，一些支持日心說的證據逐漸出現，且有些證據無法以地心說解釋，地心說逐漸占了下風。在現代世界，支持地心說的人已經寥寥無幾。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. The Physicist- askamathematician-李可

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