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第谷·布拉赫(1546-1601)是丹麦天文学的巅峰与近代精密天文学的奠基者。这位出身贵族的科学家以其毕生精力投入天文观测,创造了前望远镜时代天体测量的精度极限,其积累的珍贵数据直接催生了开普勒行星运动定律的发现。 第谷的科学生涯始于1572年对仙后座超新星的详细观测。他在《论新星》中证明这颗突然出现并逐渐消失的亮星位于遥远的恒星天区,有力冲击了亚里士多德“天体永恒不变”的传统教条。1576年,在丹麦国王腓特烈二世的资助下,第谷在汶岛建立乌拉尼堡天文台——这是欧洲首个大型综合性科研机构,配备着他设计的巨型象限仪、六分仪等精密仪器,其墙壁象限仪的测量精度达到弧分级别。 1597年离开丹麦后,第谷受神圣罗马皇帝鲁道夫二世邀请在布拉格附近建立新天文台。在这里,青年开普勒成为他的助手。第谷临终前将毕生观测资料托付给开普勒,特别强调要完善他自己提出的混合宇宙模型:行星绕太阳运行,而太阳率行星统绕地球旋转。这个折中体系虽被证明错误,但其火星轨道数据中8角分的误差,最终引导开普勒发现行星轨道实为椭圆。 第谷对1577年大彗星的观测彻底改变了宇宙观念。他通过视差测量证明彗星位于月球轨道之外,其轨道必须穿越传统认为由水晶天球构成的行星际空间——这实际上宣告了固态天球理论的终结。他编制的《鲁道夫星表》虽在其逝世后由开普勒完成,但直至18世纪仍是航海天文学的标准工具。 这位用金银合金鼻梁替代在决斗中失去鼻子的传奇科学家,其人生恰如观测与理论的时代交汇:他既是用肉眼完成最后伟大观测的传统天文学家,又是首位认识到系统误差并坚持长期观测的现代科学家。第谷建立的观测规范与数据积累传统,为哥白尼革命提供了最终的实证基础,架起了从古典宇宙论到牛顿力学的关键桥梁。#历史 #科学 #科技 #人物 #文艺复兴
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66661周前
几十年后 被誉为 “天空立法者” 的开普勒横空出世 他在日心说的基础上总结出了行星运行的三大定律 第一条是椭圆轨道定律 就是所有行星绕太阳的轨道都是椭圆形 太阳处在椭圆的一个焦点上 第二是面积速度定律 就是说行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积是相等的 第三叫调和定律 就是行星轨道的半长轴也就是行星与太阳的平均距离 他的三次方跟公转周期的平方 成正比 开普勒三大定律的数据大多都是基于 他师傅第谷和开普勒本人肉眼的观测 所以当时的人对这三大定律将信将疑 直到伽利略发明了天文望远镜 他用更精准的观测数据对开普勒三大定律进行验证 结果完全正确 后来伽利略还做了著名的比萨斜塔实验 所以这个时候我们就同时有了 开普勒三大定律 和自由落体定律 后来一个苹果砸到牛顿的头上,牛顿就发现了万有引力 是这样吗? 当然没这么简单 牛顿先是基于自由落体定律 发现了惯性定律 然后进一步推导出了加速度定律 再加上作用与反作用定律,这就是著名的牛顿三大定律 基于牛顿三大定律,结合开普勒的三大定律 牛顿最终推导出了万有引力定律 在1687年 牛顿发表了他最重要的成果 《自然哲学的数学原理》 划时代的牛顿经典力学体系 从此诞生 所以 牛顿能成为最伟大的物理学家 他的灵感显然不是源于那颗苹果 而是之前一代代,无比执着,无比聪明的天文学者们 用肉眼仰望星空 记录下的一串串数字和推导出的数学方程 构建了一个全新的 完整的宇宙模型 叫做无限静态宇宙模型 牛顿认为 引力是支配宇宙运行的基本力 引力使得星球遵循着特定规律旋转着 同时引力又保证宇宙整体的永恒和稳定 基于这样的认知 牛顿构建了一个静止均匀无限的宇宙模型 静止 他认为宇宙作为一个整体是永恒的静态的 均匀 宇宙在小范围的局部 可以是不均匀 但是在更大的尺度上 宇宙一定是均匀分布的 无限 要使宇宙保持永恒的静止状态 宇宙在均匀的状态下还必须是无限大 因为只有均匀并且无限大,没有边界 宇宙的任意地点都可以被看作是宇宙的中心 在万有引力的作用下各向同性 就能保持静止 否则 如果是有限 就算是均匀的,宇宙也一定会因为引力而收缩 牛顿的无限静态宇宙模型几乎是无懈可击 在当时 几乎所有人都认为宇宙就是 无限的 均匀的 静止的 他提出了一个在今天看来杠精才会提出的问题 为什么我们地球上 会有白天和黑夜 我们都会认为 白天正对太阳 晚上背对太阳 所以白天的亮的,晚
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约翰内斯·开普勒(1571-1630)是德国天文学家与数学家,其发现的行星运动三大定律彻底革新了人类对宇宙的理解,为牛顿的万有引力理论奠定了基石。他出生于一个贫困家庭,凭借卓越的数学天赋获得奖学金进入蒂宾根大学学习,在那里受到秘密传播的哥白尼日心说影响,成为该理论的坚定拥护者。 开普勒科学生涯的转折点始于1600年与丹麦天文学家第谷·布拉赫的合作。第谷毕生积累的精密观测数据——特别是关于火星轨道的记录——为开普勒的理论探索提供了不可或缺的素材。第谷去世后,开普勒继承这些珍贵资料,开始了长达数年的计算与分析。他最初试图用传统圆形轨道拟合火星运行,但总存在8角分的微小误差。他坚信第谷数据的精确性,毅然放弃统治天文学两千年的圆形轨道教条,转而尝试椭圆轨道模型。 这一突破性思考最终结晶为开普勒三大定律。第一定律(轨道定律)指出行星沿椭圆轨道运行,太阳位于椭圆的一个焦点上。第二定律(面积定律)发现行星在相等时间内与太阳的连线扫过相等面积,揭示行星轨道速度的不均匀性。这两项成果于1609年发表在《新天文学》中。十年后,他在《世界的和谐》中提出第三定律(周期定律),精确指出行星公转周期的平方与其轨道半长轴的立方成正比,首次将整个太阳系用数学关系联结成统一体系。 开普勒的成就远不止于此。他在光学领域阐明了视网膜成像原理,发明了开普勒式望远镜;编制《鲁道夫星表》的精确度超越所有前人星表;还准确计算了1604年超新星(现称开普勒超新星)的位置。这位“天空立法者”一生饱受战乱、宗教迫害与个人不幸的困扰,却始终保持着对宇宙数学和谐的坚定信念。他的工作将哥白尼体系从假设转化为物理现实,用数学定律取代几何模型,标志着古代天文学向现代天体力学的决定性转变,其思想直接引导牛顿发现万有引力定律。#历史 #人物 #科学 #科技 #宇宙
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声明:本视频由人工智能合成内容 天不生牛顿,万古如长夜 伊萨克·牛顿死了,但他的思想却活着。这思想穿透三百年光阴,至今仍在人类智慧的穹顶熠熠生辉。倘若天不生牛顿,这世界当如何?大约仍要在蒙昧中摸索,如盲人骑瞎马,夜半临深池。 十七世纪的欧洲,正值新旧思想交锋之际。哥白尼已撬动地心说的基石,伽利略用望远镜窥见了天机,开普勒算出行星轨迹,却无人能说清其中道理。此时牛顿横空出世,将纷繁现象统摄于几条简明定律之下。他证明苹果落地与月亮绕地,竟是同一力量所致;他揭示白光原是七彩交融,用三棱镜分出虹霓;他发明微积分,为运动变化立下算法。这些发现,非小智小慧所能为,实乃"究天人之际,通古今之变"的大智慧。 牛顿之前,人类观天象如观壁画,知其然而不知其所以然。自他以后,天体运行可计算预测,哈雷据此算出彗星周期,后人果然在预言之年重见其踪。这岂非"前知五百载,后晓五百年"的神异?然牛顿自言,他不过是站在巨人肩上的侏儒。此非谦辞,实乃真知——真理长河奔流不息,每个发现者都只是掬一捧水饮的过客。 今人回望牛顿时代,常惊叹其智慧超群。殊不知当时剑桥学风僵化,仍讲授亚里士多德旧说。牛顿在乡间避疫时完成主要发现,足见天才不受地域局限。他的笔记本上密布"试金""试银"字样,晚年沉迷炼金术,这些"不光彩"的侧面,恰证明天才亦是凡人。也许正因他对神秘事物保持好奇,才能突破常规思维束缚。 当今物理大厦仍矗立在牛顿力学基石上。虽爱因斯坦相对论修正了绝对时空观,量子力学揭示了微观不确定性,但日常生活中,牛顿定律依旧准确无误。火箭升空、桥梁架设、机械运转,无不依其法则。这思想生命力,堪比"与天地兮同寿,与日月兮齐光"。 天若真不生牛顿,科学革命或要迟来百年。那时节,蒸汽机不得其理而造,电光不明其故而用,人类恐将在黑暗中多徘徊许久。幸而有他劈开迷雾,使后世得见理性之光。今人站在他肩上看世界,更觉此光耀目,照亮文明前路。
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