从托勒玫到牛顿

第三章　从托勒玫到牛顿

每个人都有这样的经验：

当我们所乘的火车刚开动时，我们常常会认为是旁边的那辆火车在向相反的方向开；我们站在船舷边向下看，似乎看到海水正急速地向船后流去。其实，无论是旁边的火车还是海水都没有动，只不过是一种叫做运动相对性的现象在起作用罢了。

假设不动的物体，被叫做参照物，所有运动都是相对参照物而言的，对于一对运动体，选择不同参照物会有不同的结果。如果我们认为大地是不动的，那么我们可以认为是公路上的汽车在跑；而如果我们选择汽车作为参照物，假设它是不动的，那么我们可以认为是公路及两边景物在后退。（有自我中心意识的人常常这么看）这只是个习惯问题，人们总认为脚下坚实的大地是不动的，因而总认为是汽车在动，其实这与认为公路向后退没有什么本质不同。

知道了这一点，我们就不难理解为何古人会认为太阳、月亮及星辰都绕着地球转了。每天太阳、月亮和星辰都东升西落，并且几乎亙古不变（只要你不去仔细观察），人们认为它们绕着地球转也就不足为怪了。

但正如古人说的那样，“不识庐山真面目，只缘生在此山中”。如果我们跑到地球以外很远的地方去看，情况就不一样了。你会惊奇地发现，原先被你直觉认为是宇宙中心的地球，只不过是一个很小的星球而已，与太阳相比，就像一粒芝麻和一个西瓜那样。并且，我们的地球不仅绕着太阳旋转，同时还绕着一根贯穿南北极的轴嘀溜溜转个不停，这与我们在地球上所想象的是多么大的不同呀！当然，在这里，我们是选择了大得多的太阳为参照系，如果你硬要选择地球作参照系的话，也未尝不可（实际上天文望远镜跟踪天体便是如此），但这会使一切麻烦得多，并且我总觉得有点像认为公路上的汽车的车轮不动而是车身和里头的人绕着车轮飞转那样。

在历史上，人们认识到地球是绕着太阳转并不是跑到远处去看的。要知道，人类飞出地球不过是三十几年前的事，而人们确信地球绕着太阳旋转已不下数百年了。