网友提问:地心说真的大错特错吗?太阳是否处于“中心”(即地球绕太阳旋转)仅仅是一个任意的参考系决定,和地球在中心的说法一样不靠谱吗?
物理学家:当你在这个疯狂的大世界里漫步,你完全没有办法去怀疑,你脚下的土地,并不是绝对静止的,它还有着其他的运动(尽管事实的确如此)。思考一下,当你抬头仰望天空,看到天上的东西转过,为什么不假定它们是移动的而我们是静止的呢?从这一层面想,地心说是言之有理的。
但是很快有很多物理现象将这个理论戳破。例如,傅科摆(常被叫做“大摆”)摆动的时候,仿佛地球在它们下面转动一样,而且转动方式和天空中所有物体转动的方式一致。(这并不是一个巧合)
证明日心说(太阳在太阳系中心的观点)比地心说(地球在太阳系中心的观点)合理的经典方法是观察其它行星的运动。哥白尼就是这样做的;他指出如果以地球为中心,那么其它天体的运动看起来是杂乱无章的,但是以太阳为中心的话,行星(包括地球)的运动是简单的椭圆。他最初的观点是对“奥卡姆剃刀”的应用:越简单越好,所以太阳一定在中心。
奥卡姆剃刀是一个检测特例假设的特殊理论,但它不是科学。知道了这些,就能理解哥白尼是多么的正确,多么令人印象深刻了。幸运的是,大约在哥白尼一个半世纪后,牛顿提出并解决了这个世纪难题。牛顿物理学说的远不止“哇塞,椭圆形超级好看”;它准确地描述了:为什么所有的轨道都以一套非常简单的引力和运动定律来运行。牛顿物理学甚至有了更多突破,它不仅仅描述了行星的运动,还解释了为什么我们不能直接注意到我们自己的运动。
如果我们仍然假定地球在宇宙中是静止的,物理学家将花费近几个世纪去拼命尝试着解释:是什么拉着太阳(以及其它行星)转这么大的圆圈。我们需要一股额外的神秘力量来解释为什么太阳系的质心不是静止的(或者匀速运动),而是每天从头顶掠过。