Page 274 - 物质的绝对运动——相对论和量子力学的物理起源

自转，每年沿圆周轨道绕太阳一周，太阳和恒星都是静止不动的，各行星则是以太阳为中心
做圆周运动。这一学说完全与当时人们对宇宙的观点相悖，后来这个学说被指责为亵渎神灵，
一直受到基督教会的压制。哥白尼正是受到阿里斯塔克的思想的启发，坚定了日心说的信念。
1543 年，哥白尼的《天体运行论》出版发行，在书中他阐述了日心体系，提出地球只是围
绕太阳的一颗普通行星，地球每天自转一周，天穹的旋转正是由此产生的，月球在圆轨道上
绕地球转动，太阳在天球上的周年运动是地球绕太阳公转运动的反映，而地球上的人们观察
到的行星的“倒退”或“靠近”则是地球和行星共同绕日运动的结果。
哥白尼的日心说立即引起了极大地关注，驱使一些天文学家对行星运动作更为准确的观
察，其中就有丹麦天文观测家第谷•布拉赫（Tycho Brahe，公元 1546—1601），他的学生开
普勒最后根据第谷积累的观察资料，推导出行星运动的三大定律，即开普勒三定律，从而为
牛顿的万有引力定律打下了基础。与此同时，哥白尼的日心说也引起了奉行天动说的基督教
会的恐慌，他们对宣传和主张日心说的人士进行了残酷打压和迫害。意大利思想家乔尔丹诺
•布鲁诺（Giordano Bruno，公元 1548—1600）极力捍卫哥白尼的学说，并在日心说的基础
上进一步发展出宇宙无限统一的思想，他认为宇宙只有一个，而世界（各种天体系统）的数
目则无限多，太阳系只是其中之一，无限的宇宙不可能有任何边界和中心。布鲁诺在《论无
限、宇宙和世界》一书中提出了“无限的空间”的概念，虽然他是从哲学思维而不是从科学
的角度提出这个命题的，但也对后世产生了重要的影响。布鲁诺的主张使其成为风口浪尖上
的人物，最后被宗教裁判所判为“异端”，1600 年 2 月 17 日被烧死在罗马鲜花广场。直到
1992 年，罗马教皇才宣布为布鲁诺平反。
1609 年，意大利天文学家和物理学家伽利略手工制出望远镜，并用来观察天体，他发
现月球表面凹凸不平，并亲手绘制了第一幅月面图。他还发现了木星的四颗卫星，这为哥白
尼学说找到了确凿的证据。之后，借助于望远镜，他又陆续发现了土星光环、太阳黑子、太
阳的自转、金星和水星的盈亏现象、月球的周日和周月天平动，以及银河是由无数恒星组成
的等等。伽利略的观测推动了哥白尼日心说的传播。1632 年，伽利略出版了他的《关于托
勒密和哥白尼两大世界体系的对话》一书，他在书中采用对话的形式，否定了亚里士多德的
力学和宇宙论，并为哥白尼体系进行了辩护。这本书激怒了基督教会，1633 年 2 月，宗教
法庭把伽利略传到罗马，宣判他有罪，并责令他忏悔。最终伽利略只得承认地动说是错误的，
但“地球是转动的”说法却已经无可避免地流传开来。
望远镜的使用极大地扩展了人类的视野，使天文观测的范围不断扩大。人们发现不仅地
球不是宇宙的中心，太阳也不是宇宙的中心，而且太阳只不过是银河中的一个普通的恒星，
而银河是由无数个恒星组成的。于是，布鲁诺的宇宙无限论开始流行。事实上，宇宙无边的
思想在历史上源远流长，早在公元前 1 世纪，古罗马的卢克来修（Titus Lucretius，公元前
98—公元 55 年）就提出了宇宙无限的假说。中国东汉的张衡（公元 78—139）明确地表示，
“宇之表无极，宙之端无穷”，宇宙的边界并不存在，它的范围是没有穷尽的。但是布鲁诺
的宇宙无限论获得了天文观测事实的支持，因而不再是哲学猜想。特别是十七世纪下半叶牛
顿力学的建立，标志着近代科学的诞生。牛顿把万有引力归结为行星绕太阳运动的动力，并
运用万有引力定律将太阳系里已知各大行星的运动轨道计算出来。据此，牛顿认为宇宙必须
是无限的，否则宇宙将不稳定，在万有引力的作用下宇宙会塌缩。牛顿曾这样论证过宇宙的
无限性：“如果构成我们的太阳和行星的物质以及宇宙的全部物质都均匀分布于整个天空，
每个质点对于其他一切质点来说都有其内在的重力，而且物质分布于其中的整个空间又是有
限的，那末，处于这空间外面的物质，将由于其重力作用而趋向所有处于其里面的物质，而
结果都将落到整个空间的中央，并在那里形成一个巨大的球状物体。但是，如果物质是均匀
分布于无限的空间中的，那末它就决不会只是聚集成一个物体，而是其中有些物质会聚集成
一个物体，而另一些物质则会聚集成另一个物体，以致造成无数个巨大物体，它们彼此距离

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