Physics 版 (精华区)

发信人: zjliu (秋天的萝卜), 信区: Physics
标  题: 物理学的美学准则（三）
发信站: 哈工大紫丁香 (Mon May 12 21:15:28 2003) , 转信

   有两个理论，几乎能解释同样多的事实，谁简单，物理学将选择谁。考虑一个
简单的问题，为什么人们最初都认为太阳及其它行星围绕地球转，而不是行星（含地球）

围绕太阳转？这也是出于简单性的考虑：人们最初天文知识少，只能通过肉眼观察；太阳

朝起夕落，认为太阳及其它行星围绕地球转自然是方便的事情。但是随着技术的进步，人

们的天文观测越来越精密，为了解释"太阳系"的许多现象，如地球的四季变化，日食和月

食，土星、木星位置的异常变化等，伟大的几何学家托勒密在前人的基础上创立了严密的

"地心说"，解释了当时的绝大部分观察现象。"地心说"的基本要义是：（１）地球是圆
的，静止地位于宇宙的中心；（２）太阳及其它行星绕地球转动，基本轨道（称为１级轨

道）是圆周，一般来说，太阳或行星并不恰好处于１级轨道上，而是绕１级轨道上的点作

半径更小的圆周（称为２级轨道）运动。这样，整个"太阳系"就像一个  轮嵌套体系：１

?轨道是一些大齿轮，２级轨道是一些较小的齿轮，大齿轮传动小齿轮。最初齿轮数目还
不多，但随着观察水平的提高，托勒密又不得不在小齿轮上套上更小的齿轮，越套越多，

最后竟达８０个之多。面对着这么多的齿轮，天才的哥白尼站了出来，说："不，太阳系
应该是简单的！我们若将太阳和地球换个位置，托勒密的齿轮至少能扔掉一半以上，太阳

系也就变变得井然有序。"这就是"日心说"，物理学最终选择了它。试问：从相对运动的观
?
来看（不考
虑动力学的原因），选择地球为参考系和选择太阳为参考系，没有理由说谁更优越，为什

么要抛弃"地心说"而承认"日心说"呢？两个字：简单--"日心说"后经开普勒的改造只剩三

条定律，但太阳系各行星运动规律尽在其中。



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