《星空的琴弦：03日月星辰的变化》歌词

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[00:00:05] 欢迎收听科学有故事

[00:00:09] 比科学故事更重要的是科学精神

[00:00:27] 今天我继续为大家讲仰望星空

[00:00:30] 天文学史话这个系列的第三期日月星辰的变化

[00:00:35] 我们的太阳东升西落

[00:00:37] 日复一日

[00:00:38] 年复一年

[00:00:39] 人们日出而作

[00:00:41] 日落而息

[00:00:42] 这幅景象自人类诞生以来就从未改变过

[00:00:47] 几乎每一个小孩儿

[00:00:48] 从他们懂事开始的时候呢

[00:00:50] 就会问一个朴素的问题

[00:00:52] 为什么会有白天为什么会有黑夜

[00:00:55] 这个在今天看来简直是简单的

[00:00:58] 不能再简单的问题却在人类历史上引发过持续上千年的世纪大辩论

[00:01:04] 古代的先哲们为此伤透了脑筋磨破了嘴皮

[00:01:09] 这个问题之所以重要

[00:01:11] 因为它事关日月星辰运行的根本**是打开宇宙奥秘的第一扇大门

[00:01:18] 只要你是一个双目健全的人

[00:01:20] 你就能用自己的眼睛发现

[00:01:22] 每当太阳升起

[00:01:24] 大地就一片光明太阳一落下

[00:01:27] 则夜幕降临

[00:01:28] 虽然有月亮和星光

[00:01:30] 但是呢

[00:01:31] 他们也无法带来光明

[00:01:33] 所以任何人都可以用自己的观察得出这样一个结论

[00:01:37] 太阳的东升西落带来了白天和黑夜一次太阳东升西落的周期

[00:01:43] 人们就把它称之为一日

[00:01:46] 如果你每天晚上都注意观察月亮

[00:01:49] 你会发现月亮每天升起的时间总是会比昨天晚上升起的时间要晚48 分钟

[00:01:56] 而且月亮总是会从一个弯弯的弓形

[00:01:59] 慢慢地变成满月

[00:02:01] 然后又慢慢的变弯如此周而复始

[00:02:04] 这样的一个周期

[00:02:05] 我们就把它称之为一月太阳和月亮的变化规律

[00:02:10] 我们每一个普通人都很容易就可以注意到

[00:02:14] 然后星星的变化规律就不是每个人都能注意到了

[00:02:17] 如果你从今天开始

[00:02:19] 每天晚上到同一个地点去观察头顶上的美丽星空

[00:02:24] 如果你能坚持观察一年

[00:02:26] 并且非常勤快的做好记录的话

[00:02:28] 那么你应该能够注意到这样的一些事情

[00:02:32] 我们头顶上的绝大多数的星星呢

[00:02:34] 都是在整体缓缓地向一侧移动

[00:02:38] 例如你可以选取某一个固定的东西

[00:02:40] 作为一个参照物

[00:02:42] 比如说某一棵树的树梢间

[00:02:45] 现在你把天狼星每次经过这个树梢间的时刻呢

[00:02:49] 给他记录下来

[00:02:50] 你就会发现天狼星每天都会提早四分钟到达这个指定位置

[00:02:55] 而整整一年后呢

[00:02:57] 天狼星又会为于一年前完全相同的位置

[00:03:00] 年复一年

[00:03:01] 周而复始

[00:03:03] 如果在一个晚上的时间

[00:03:05] 你把所有星星走过的路径给它连接起来

[00:03:08] 你就会发现他们整体在绕着北极星旋转

[00:03:12] 而这颗北极星似乎永远在同一个位置

[00:03:15] 一年四季从不变化

[00:03:17] 人们把这些每年同一时间都处在同一位置的星星呢

[00:03:21] 就称之为恒星

[00:03:24] 但是天上有五颗星星是非常特别的

[00:03:28] 虽然他们只是星星中的九牛一毛

[00:03:31] 但是你却很容易发现他们至少能轻易地发现其中的四课

[00:03:36] 因为他们都是天空中最亮的几颗星星之一这五颗星星

[00:03:41] 每天晚上在天空中的位置都是不同的

[00:03:44] 而且亮度也会发生变化

[00:03:46] 人类一定是很早很早就注意到了这五颗星星

[00:03:50] 中国人根据传统的五行学说把他们称之为金星木星

[00:03:55] 水星火星和土星而西方人则把它们叫做Venus

[00:04:01] 爱神维纳斯逐比特就是众神之王朱庇特mercury 是信使生墨丘利mars 战神马尔斯还有Saturn 朱比特的老爸农业神萨图尔努斯

[00:04:16] 这五颗星星在天上的运动变化

[00:04:18] 真可以用神出鬼没来形容

[00:04:21] 他们时而出现在早上时而呢又出现在傍晚

[00:04:25] 有时候朝这个方向运动

[00:04:26] 有时候又朝着完全相反的方向运动

[00:04:29] 有些星星会整夜整夜地消失

[00:04:32] 很多天

[00:04:32] 然后又突然冒出来

[00:04:34] 它们的出没似乎完全没有规律可循

[00:04:37] 尤其是这五颗星星

[00:04:39] 互相之间排列成的图形

[00:04:41] 那就更是千变万化了

[00:04:43] 没有一个晚上会重复也没有任何一年的任何同一天会重复这些千变万化的图形就是占星家们有饭吃的宝藏

[00:04:52] 如果每天的图形都一样的话

[00:04:54] 那么占星家们就得集体失业了

[00:04:56] 对吧

[00:04:57] 这五颗星星相对于其他满天的繁星来说呢

[00:05:00] 就好像是五个会行走的异类

[00:05:03] 因此人们把这五颗星星称之为行星

[00:05:08] 那么太阳月亮五大行星还有恒星就构成了望远镜发明之前的全部可见宇宙在人类文明诞生的钱4700 多年中

[00:05:20] 这四种天体几乎就是占星家们的全部家当

[00:05:24] 当然咯

[00:05:25] 还有偶尔出现的

[00:05:26] 比如说扫帚星

[00:05:27] 也就是现在所谓的呃

[00:05:29] 也就是现在所说的彗星

[00:05:31] 有时候还会出现克星

[00:05:33] 中国人称之为克星啊

[00:05:34] 其实就是超新星还有偶尔出现的火流星呃以及下流星雨时候的那些流星等等

[00:05:42] 当然这些天像跟前面所说的内几个天体相比呢就喊见得多了

[00:05:48] 所以呢

[00:05:49] 在古代占星家也就是天文学家他们之间是没有什么区别的这些天体为什么会呈现这样的变化规律又该如何精确地预测

[00:05:59] 它们在天空中的位置

[00:06:01] 这些问题让一大批古代先哲们痴迷着他们争先恐后地提出自己的观点

[00:06:07] 各种学说

[00:06:08] 粉墨登场

[00:06:09] 蔚为壮观

[00:06:11] 首先登场的是我们的老朋友毕达哥拉斯学派

[00:06:15] 那么他们的掌门毕达哥拉斯的观点是这样的

[00:06:19] 宇宙的中心是球形的地球地球外面被一圈球形的天空包裹着天空的外面呢

[00:06:26] 是一圈被他称之为和谐的一个球

[00:06:30] 在这个和谐球里面距离地球由近及远运行着五大星星月亮太阳

[00:06:38] 在外面的一圈呢

[00:06:39] 就是天界恒星在里面运行着天界之外就是一圈永不熄灭的天火

[00:06:46] 所有的这些天体都围绕着地球做着匀速圆周运动

[00:06:52] 然而毕达哥拉斯的一个学生菲洛劳斯却提出了这样的异议

[00:06:57] 先生您的这个观点从数学上来说还是不够和谐

[00:07:03] 是您亲口教导我们宇宙中的万物规律必然在数学上是和谐完美的毕达哥拉斯有点小高兴

[00:07:12] 他觉得这个学生好像挺自以为是的

[00:07:14] 就反问道

[00:07:15] 那么你说说看怎么就不和谐了呢

[00:07:19] 菲洛劳斯略带谦卑的说啊

[00:07:23] 但是其实是憋着那种装进先生

[00:07:26] 我们来数一下地球月亮太阳金木水火土恒星球一共是九个天体对不对

[00:07:37] 但是九这个数字明显是不对的呀

[00:07:40] 我记得您教过我们这个世界上只有一三六十才是神圣的四重数

[00:07:47] 因为这些数字刚好能组成一个完美的等边三角形

[00:07:51] 因此我认为天体的数量一定是十个

[00:07:55] 而不是九个这个毕达哥拉斯听完以后呢

[00:07:59] 呆了一呆马上就有点小尴尬

[00:08:02] 他不得不符合说说得对

[00:08:04] 说得对

[00:08:05] 我怎么忘了这茬呃

[00:08:07] 看来老师的年纪确实是大了这个费老师呢

[00:08:11] 就有点小得意

[00:08:12] 他接着说

[00:08:14] 我的观点是这样必然还有一个天体的存在

[00:08:18] 只是我们看不到它

[00:08:19] 因为它始终处于地球反面的位置

[00:08:22] 我把它称之为反地球

[00:08:25] 加上了这个天体

[00:08:27] 那么宇宙就和谐了

[00:08:29] 谢谢大家

[00:08:29] 我的发言完了

[00:08:31] 这时候下面是涨声一片啊费老师的观点博得了毕达哥拉斯学生们的广泛支持

[00:08:38] 大家可以看到啊

[00:08:39] 在那个年代思辨的力量是很强大的

[00:08:44] 也就是说如果你的思辨说得有道理

[00:08:46] 说得头头是道的话呢

[00:08:48] 基本上其他人就会认为你说的是真有道理

[00:08:53] 很少有人会提出哎

[00:08:54] 你这样子有没有实际的证据来证明啊

[00:08:59] 那么能提出这种有没有实际证据来证明的

[00:09:02] 这种思想的人呢

[00:09:03] 在当时其实是不多的

[00:09:05] 而人类智慧的这种火光呢

[00:09:08] 恰恰是从这一群人身上开始冒出来的

[00:09:13] 这个没过多久呢

[00:09:14] 有一个叫做柏拉图的年轻人发出了疑问

[00:09:18] 这个柏拉图在很年轻的时候

[00:09:20] 他听到毕拉哥拉斯学派的这些人的说法以后呢

[00:09:23] 他就提出了一个疑问

[00:09:25] 他是这样问的

[00:09:26] 如果所有的天体都是绕着地球做匀速圆周运动

[00:09:30] 那么

[00:09:31] 为什么五大行星会时而顺行

[00:09:33] 时而逆行

[00:09:34] 甚至有时候会一连好几天都呆在天上的同一个位置

[00:09:38] 不动呢

[00:09:39] 这个柏拉图就是那个日后大名鼎鼎的唯心主义的代表人物柏拉图亚里斯多德的老师

[00:09:47] 毕达哥拉斯的很多追随者呢就沉默了

[00:09:51] 其实有很多人

[00:09:52] 他们心中也早就有了这样的疑问

[00:09:55] 但是碍于面子他不好意思向她的老师被达哥拉斯提出罢了

[00:10:00] 柏拉图继续说道

[00:10:01] 我发出这个疑问并不代表我反对格拉毕达哥拉斯的观点我也认为地球毫无疑问是宇宙的中心天体绕着我们做匀速圆周运动

[00:10:13] 但是这些奇怪的现象却又是客观存在的

[00:10:17] 它的背后一定存在着某些我们还没有发现

[00:10:20] 但又是符合宇宙和谐规律的原因

[00:10:23] 需要我们这一代人去拯救现象

[00:10:26] 拯救现象是天文学史上蛮有名的一个词

[00:10:29] 在古代天文学的研究中观测到的现象与当时的理论不相符

[00:10:35] 是常有的事情

[00:10:36] 因此呢

[00:10:37] 每每出现一个不符合理论预期的现象

[00:10:40] 就需要被拯救一番20 00多年中

[00:10:43] 人类中的那些才俊们就是在不断地拯救各种各样的现象

[00:10:49] 柏拉图的这一席话被他的一个叫做欧多克斯的学生默默的记下来了

[00:10:55] 他开始潜心研究导师留下的这道难题

[00:10:59] 为了解决五大行星的乱动问题

[00:11:02] 欧多克斯那可是天天食不甘味

[00:11:05] 夜不能寐

[00:11:06] 一心扑在了这个难解之谜上终于欧多克斯没有辜负导师的期望

[00:11:12] 他想出了一个绝妙的同心球理论成功地解释了

[00:11:16] 五大猩猩的反常运动现象

[00:11:19] 这绝对是一个天才的构想

[00:11:21] 按照今天的标准来看

[00:11:23] 欧多克斯的智商应该是在170 以上

[00:11:26] 参加奥数拿拿个金牌肯定是没有问题的

[00:11:30] 欧洲科斯的理论是这样说起来呢

[00:11:33] 有点费劲

[00:11:34] 大家需要点耐心

[00:11:36] 首先恒星位于一个极大的天球上

[00:11:39] 这个天球绕着地球旋转着

[00:11:42] 这样就造成了恒星的运动

[00:11:44] 然后太阳月亮五大行星的运动则是若干套同心球体系的匀速圆周运动的组合效果

[00:11:53] 欧多克斯拿火星出来举例

[00:11:55] 火星就是一颗典型的会时而逆行

[00:11:58] 时而顺行的行星欧德克斯说火星其实是被四个透明的同行球带着运动这四个同行求一个套一个最外面的那个球呢

[00:12:08] 是绕着地球运动的火星被这个球带着运动

[00:12:13] 在我们看来就表现出每天晚上的东升西落

[00:12:17] 但是火星的运动还会被其他三个铜球的运动带动毫无疑问

[00:12:22] 他们都是做着完美的和谐的匀速圆周运动

[00:12:25] 但每个同心球的自转轴都不一样

[00:12:28] 自转的方向和速度也不一样

[00:12:30] 于是只要适当的选取各个自转轴的取向和个球的旋转速度就可以使得这些运动的组合与火星那些奇怪的运动轨迹相符合

[00:12:42] 为什么我前面说欧多克斯能得奥数的金牌

[00:12:46] 因为他的这个方案需要非常精神的几何学知识

[00:12:49] 而且巧妙到令人窒息

[00:12:51] 并且不会错

[00:12:53] 因为我们用现代数学可以证明任意曲线运动都可以用多个圆周运动的叠加来表示

[00:13:00] 如果发现行星的运动用四个同心球不够就可以继续增加理论上只要同心球数量足够多

[00:13:07] 再复杂的运动曲线也能模拟欧多克斯

[00:13:11] 最后给五大行星分别套了四个同星球太阳和月亮套了三个

[00:13:16] 再加上最外面的恒星天球一共就是27 个

[00:13:20] 后来人们果然发现球不够用了

[00:13:23] 于是欧克斯的后继者们就继续的增加同心球的数量

[00:13:26] 并且是越加越多

[00:13:28] 最后经过大师级人物

[00:13:30] 亚里士多德的改进和完善同心球理论达到了它的巅峰

[00:13:35] 并且亚里斯多德为这个改进后的理论还起了个更加动听的名称

[00:13:40] 水晶球模型呃

[00:13:42] 这套理论模型在很长的一段时间内是雄霸江湖无人能与之匹敌

[00:13:48] 于是

[00:13:49] 欧洲克斯就这样拯救了柏拉图和毕达哥拉斯的理论

[00:13:54] 使得这套理论的信徒呢

[00:13:55] 是越来越多成了当时古希腊的主导学说

[00:14:00] 我们应当看到欧多克斯是值得人们赞扬的

[00:14:04] 它是人类天文学发展史上的一个里程碑

[00:14:07] 因为在他之前毕达哥拉斯柏拉图

[00:14:09] 他们对宇宙的思考都基本上停留在了思辨的阶段

[00:14:13] 而欧洲克斯则第一个开始用几何学的思想和理论来真实地模拟天体的运动正因为有了这个方法人类才可以有胆量去预测天体的位置天文学

[00:14:26] 因此逐渐开始有了脱离哲学和占星术的原动力

[00:14:30] 当然离真正脱离还有将近20 个世纪的漫漫长路要走

[00:14:34] 但这毕竟是一个开端

[00:14:37] 在欧多克斯之前五大行星组成的图形是来自神的启示

[00:14:42] 人类只能再观察到以后呢

[00:14:44] 战战兢兢地去揣测神的意图

[00:14:46] 占星家也因此能成为一个高薪的职业

[00:14:50] 不过这个风险也很高

[00:14:51] 弄不好就是要掉脑袋的

[00:14:53] 在欧多克斯之后

[00:14:54] 人类理性的小火苗正是窜了起来

[00:14:57] 摇曳在风中

[00:14:58] 虽然摇摇晃晃的看上去随时会被熄灭

[00:15:01] 但已经没有什么力量能够阻止它燃烧起来了

[00:15:05] 然而

[00:15:06] 不管是欧多克斯的同心球理论

[00:15:08] 还是亚里士多德的水晶球理论却都存在着一个致命的漏洞

[00:15:13] 这个漏洞整整存在了将近一个世纪都没有人指出来

[00:15:16] 这就好像美女脸上的一个小痘痘

[00:15:19] 因为脸型实在是太完美了

[00:15:21] 谁都不忍心把这个小瑕疵给放大了

[00:15:23] 仔细看谁也不愿意去破坏这个美女在心目中的完美形象

[00:15:28] 直到有一个叫做阿波罗尼的古希腊数学家兼天文学家残忍的给他指了出来

[00:15:35] 其实呢

[00:15:36] 早在阿波罗呢

[00:15:37] 之前

[00:15:37] 人们就注意到五大行星不仅是运动的方向经常发生变化

[00:15:42] 而且它们的亮度也会发生变化

[00:15:45] 阿波罗尼的第一个指出

[00:15:47] 这个亮度变化是同心球理论的致命漏洞

[00:15:51] 按照同心球理论五大行星与地球的距离永远是不变的

[00:15:56] 并且根据毕达哥拉斯学派的宇宙数字和谐的思想

[00:16:00] 这五大行星与地球的距离也应该符合简单的整数比关系

[00:16:05] 但是如果五大行星与地球的距离不变

[00:16:09] 那么为什么它们的亮度会发生变化呢

[00:16:12] 根据当时人们普遍相信的理论五大行星发光是反射天火而发出的光芒

[00:16:18] 因此它们的亮度只跟距离有关

[00:16:21] 即便是亮度要发生变化

[00:16:23] 也应该是同时发生变化

[00:16:25] 而不应当是各自发生变化

[00:16:28] 这的的确确是同心球理论无法解释的一个现象

[00:16:31] 这个存在了将近一个世纪的理论遭到了空前的危机

[00:16:36] 而阿波罗尼则用他那颗非凡的数学脑袋在同心球理论的基本框架下面又提出了另外一个模型完美地解决了行星亮度变化的问题

[00:16:48] 好了

[00:16:48] 欲知阿波罗尼是如何完美地解决这个问题的科学有故事下一期接着为您讲

[00:17:00] 我是卓老板

[00:17:01] 我是吴京平

[00:17:02] 我是王杰

[00:17:03] 我们是科学声音

[00:17:12] 我想呢

[00:17:13] 大家一定听出来了

[00:17:14] 我呢

[00:17:15] 其实是一个南方人

[00:17:16] 所以呢

[00:17:17] 南方人说普通话呢

[00:17:19] 是说不准的

[00:17:20] 尤其是平舌音和翘舌音呢

[00:17:22] 对我来说呢

[00:17:23] 要分清楚是一件很痛苦的事情

[00:17:25] 这是我的一个短板

[00:17:26] 基本上比如说像挣扎

[00:17:28] 到底是挣扎还是挣扎还是挣扎

[00:17:34] 我是经常分不清楚的

[00:17:36] 而且每次要在拼音上打全拼的时候要把挣扎这两个词答准打出来特别的难

[00:17:42] 我进去的排列组合好几遍才能把把这个词给打出来

[00:17:46] 那还有比这更痛苦的

[00:17:48] 有一个叫引擎的引擎

[00:17:50] 我也不知道我现在念的对不对啊

[00:17:52] 就是前鼻音和后鼻音

[00:17:54] 我是总是打不对这个引擎到底是引擎呢

[00:17:57] 还是隐情呢

[00:18:00] 我每次说这个词或者打这个词都很痛苦

[00:18:03] 不包括到现在

[00:18:04] 我还是不知道概念引擎还是引擎

[00:18:09] 然后讲到这里呢

[00:18:09] 我突然又想到了呃

[00:18:12] 前两天呢我

[00:18:13] 就是开通了那个打赏的那个服务就是喜马拉雅不是一个打赏吗

[00:18:18] 我一开通以后呢

[00:18:20] 当天呢

[00:18:20] 就收到大概这个18 块钱的赏金

[00:18:23] 其实总共是20 块了

[00:18:24] 但是有两块钱是我自己打赏给自己的

[00:18:27] 所以呢

[00:18:27] 我当天就收到了18 块钱的这个打赏金额你知道我当时看到这18 块的打赏金额心里那叫一个激动啊

[00:18:35] 当然还充满了一种感动那天中午我吃盒饭的时候我本来呢一般都是买不超过16 元的盒饭那天呢

[00:18:44] 我就买了一个18 块的盒饭啊

[00:18:46] 慰劳了一下自己

[00:18:47] 也算是对自己的一种鼓励和奖励

[00:18:50] 所以说呢打赏这个东西很奇怪

[00:18:53] 你说18 块钱能干嘛啊

[00:18:55] 基本上也不算什么钱

[00:18:57] 但是呢

[00:18:58] 因为你通过这种方式别人自愿给你了18 块钱

[00:19:01] 你就会觉得哇

[00:19:02] 这个18 块钱的这个价值真的是蛮高的

[00:19:05] 而且对自己的这种精神鼓励确实蛮大的这种兴奋啊

[00:19:09] 就好像自己人生当中赚到的第一桶金一样

[00:19:13] 啊

[00:19:13] 特别有意思

[00:19:15] 所以呢

[00:19:15] 在这里呢

[00:19:16] 我要特别感谢一下第一个给我打赏的这个拓跋OH 同学你的这五块钱的打赏呢

[00:19:23] 让我如沐春风啊

[00:19:25] 还有呢

[00:19:26] 第二个给我打赏的fox 高

[00:19:28] 还有马可思维

[00:19:29] 还有驱蚊二一

[00:19:31] 还有低迷啊

[00:19:33] 这些人都给我做了打赏

[00:19:35] 当然我要自己感谢一下自己

[00:19:37] 因为我自己也给自己打赏了两块钱

[00:19:40] 另外呢

[00:19:41] 我这两天也收到了很多的这个评论基本上呢

[00:19:45] 都不介意我的口音

[00:19:46] 这一点呢

[00:19:47] 让我蛮高兴的

[00:19:49] 另外呢

[00:19:49] 我还想知道一下在收听我时间的形状

[00:19:53] 这个专辑的听众当中呢

[00:19:55] 有多少是已经读过我的书了的还有多少是没有读过我的书了的啊

[00:20:00] 希望你能评论告诉我一下这样子呢

[00:20:03] 也便于我决定用什么样的方式来念这本书中间要穿插的感想是多一点呢

[00:20:09] 还是少一点

[00:20:10] 另外

[00:20:11] 也希望你告诉我你

[00:20:13] 想听到我在念书的过程中穿插一些什么样的废话好了

[00:20:19] 今天的废话和唠叨就到这里

[00:20:22] 欢迎收听下一集

[00:20:25] 哦

[00:20:25] 对了

[00:20:25] 你不点一下订阅吗