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第八章 开普勒、吉伯和伽利略
满足天文学需要的力学所造成的结果。开普勒试图以一种修正过的亚里士多德学说为基础来创立一门天体力学,但却没有(也不可能)如愿以偿。

    其次,对于天空中也许存在着一些绵延数亿里的太阳力这一观点,也有人抱有截然相反的看法。例如,伽利略在解释哥白尼天文学时,既没有承认也没有运用开普勒的行星运动的三定律。在其《关于两大世界体系的对话》中,伽利略特别批评了开普勒的这一暗示:起控制作用的力,能够像月亮有可能导致我们海洋的潮汐运动那样,穿越空间向外运动。尽管椭圆轨道定律(开普勒第一定律)得到了从事实际工作的天文学家的普遍承认,但椭圆的第二个或quot;空闲的quot;焦点的作用仍然令人费解,况且,由于数百年来的偏见,对于行星轨道的形状不是圆形这一点,仍然存在着范围相当大而且是很quot;自然的quot;反对意见。对许多天文学家来说,面积定律(开普勒第二定律)似乎使他们在概念上困惑不解而不是有所帮助。无论如何,正如开普勒本人注意到的那样,这一定律除非利用一些近似值,否则就不能作为精确计算行星位置的基础,为了取代开普勒的面积定律,从开普勒时代到牛顿时代的天文学家们打算借用一种直接近似法,这种方法的基础就是以空闲的焦点(它可以用来作为一种等分点)为中心的问量矩的匀速转动,即使对于那些愿意接受并使用这两个定律的人来讲,这些定律本身也是古怪的东西,因为它们看上去与所接受的基本原理并没有什么因果上的或演绎上的关联。

    许多天文学家确实认识到了开普勒的第三亦即和谐定律(它是在1619年出版的《宇宙和谐论》中而不是1609年出版的《新天文学》中发表的),开普勒在这条定律中展示出,行星的恒星周期的平方与它到太阳的平均距离的立方的比是恒定不变的。不管这第三定律多么有趣,它并没有实际用途,因为它既不能作出什么预见,也没有什么明显的物理学上的原因、理由或证明,而且,它似乎只不过是开普勒对数字有多种好奇心的一种体现。这个定律既无助于计算行星的位置,也无助于确定行星的轨道。原则上讲,它可以用来预见行星在与太阳的任一已知的距离上出现的周期,但这是一个理论问题而非实际问题。这一定律也像椭圆轨道定律和面积定律一样,看不出它能起到什么明显的物理学原理方面的作用。

    此外,在考虑开普勒天文学时,我们必须记住,在(《哥白尼天文学概要》中)最后的总结里,开普勒所阐述的并不仅仅是行星运动三定律,亦即我们今天熟知的开普勒定律。书中还有许多此类定律,其中包括,行星的大小和顺序与轨道的大小和顺序之间的关系,以及行星轨道的非圆周性规则这种我们今天会认为不属于物理学范畴因而不予考虑的问题。开普勒纳入此书的还有他的第一个发现:行星轨道的数目和大小与柏拉图五种规则的几何体之间关系的定律。要接受开普勒的天文学,还存在着一个问题,即机械论物理学原则与泛灵论物理学原则的混合。这二者的混合所导致的并不是一种纯粹的研究物理作用及其所导致的物理运动的动力学。例如,轨道运动或行星的公转,是由物理学上的太阳-行星的(磁的)作用力来说明的,而地球和太阳规则而持续的自转却被说成是一种泛灵论的quot;灵魂原则quot;的结果。在开普勒那里,quot;解释运动的泛灵论原则与机械论原则展开了竞争quot;(麦克斯·卡斯帕1959,296)。

    实际情况是,在牛顿的《原理》(1687)以前,几乎没有什么理论的或实用的天文学著作提到过开普勒行星运动三大定律,更不用说开普勒有关导致轨道运动的天体作用的思想了。因而看起来很清楚,1687年以前,科学中未曾有过开普勒革命。我们回顾一下便可得出这样的结论:开
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