千古之謎與幾何天文物理兩千年

前言

縱觀理性文明從公元前5世紀到17世紀2000多年的發(fā)展史，其中幾何學、天文學和物理學三者緊密相聯(lián)，而且扮演著其中的主角與主軸。在諸多古文明中，如中國、埃及、巴比倫、希臘、瑪雅等，天文、星象一直是令人神往、發(fā)人深思者；而且也都注意到天際有五顆與眾不同、奇特獨行的星體，即金、木、水、火、土五大行星。它們漫游于黃道十二宮，其行蹤獨特，令人難解其怪。因此這也就自然成為古天文學之中心課題：眾說紛紜，百思不得其解的“千古之謎”（參看第二章）。此事一直到整整400年前之1609年開普勒行星運行定律之發(fā)現(xiàn)才得以真相大白?？梢哉f，上述千古之謎乃是貫穿幾何學、天文學與物理學這2000年研究的核心議題。自古以來，量天、理解天象一直是研究幾何學的主要原動力和向往的崇高目標。古希臘幾何學家們，體認到量天在精準上的極高要求，因而這促使他們在定量幾何基礎論上力求嚴格、明確：首先他們在長度的度量上提出“可公度性”，但是在其初論中“誤判”可公度性是普遍成立的并以此為其頭號公設。此事一直到希伯薩斯發(fā)現(xiàn)不可公度性之存在才迷途知返；其后希臘幾何學界經(jīng)歷了大半世紀的危機、挑戰(zhàn)與“煉獄”，才由歐多克斯創(chuàng)逼近論而得以重建其幾何基礎論，此乃是理性文明史上第一個偉大的基石與里程碑（參看第一章）。如今回顧反思，我們可以認識到幾何學是由于天文學的需求而立論嚴謹，雖經(jīng)挫折，但終能浴火重建，脫胎換骨，為理性文明奠定了極為基本、重要之幾何與分析基礎論。

內(nèi)容概要

本書以通俗淺顯的語言，介紹了從古希臘時代到牛頓時代關于天文學變革的歷史，特別突出了開普勒關于行星運行理論的功績。本書作者試圖用初等數(shù)學推導再現(xiàn)，開普勒當年如何從第谷等前輩積累下來的浩瀚的天文觀察數(shù)據(jù)中，獲得行星運行三大定律的研究過程，同時又解釋了牛頓如何從開普勒三大定律導出萬有引力定律。    作為通俗的科學知識和科學歷史的普及讀物，本書對于大學理工科類學生以及學有余力的高中生，了解西方文明和理性思維的發(fā)展過程很有裨益，對讀者養(yǎng)成理性思維的習慣、學習追求真理的精神有一定的啟發(fā)作用。

作者簡介

編者：(美國)項武義 張海潮 姚珩

書籍目錄

第一章  古希臘幾何基礎論之浴火重生與連續(xù)世界的認知　1.中西定量平面幾何之比較分析與希臘幾何基礎初論　2.希帕克斯的偉大發(fā)現(xiàn)——不可公度比的存在　3.歐多克斯之逼近論——幾何基礎論之震后重建　4.連續(xù)性與連續(xù)世界的認知第二章  天文學的發(fā)生與內(nèi)容　1.天文崇拜及神秘性　2.第一個天體模型——歐多克斯的同心球　3.阿利斯塔克對地心說之質(zhì)疑　4.阿波羅尼斯的本輪一均輪、偏心圓與橢圓　5.古典天文學的奠基者——希帕克斯　6.集古代天文學大成的行星理論——托勒密系統(tǒng)第三章  科學革命的序曲　1.目的論之宇宙觀和文藝復興　2.新柏拉圖主義——數(shù)學與實體　3.哥白尼日心說之特質(zhì)——簡單性　4.行星逆行與日心系統(tǒng)之和諧性　5.精致與完善的天文觀測者——第谷　6.對圓的迷思與太陽角色的不定性第四章  開普勒三定律之探索與發(fā)現(xiàn)　1.啟蒙與時代背景　2.概述行星運行三定律的探索歷程　3.地球繞日運行的面積律：邁向新天文學的基礎性重大突破　4.千古之謎，真相大白——又見橢圓第五章  重訪行星三定律的探索歷程——師法其意、改弦更張、身歷其境　1.重訪之一：發(fā)現(xiàn)地球面積律的簡潔途徑　2.重訪之二：發(fā)現(xiàn)地球橢圓律的簡潔途徑　3.重訪之三：水到渠成，順理成章——行星運行三定律　4.回顧、演練與展望第六章  天地一體的萬有引力定律　1.劃時代《原理》一書之定義定律與核心內(nèi)涵　2.月亮、蘋果及拋體運動　3.微積分、幾何和運動學的三連星　4.伽利略、笛卡兒與開普勒　5.面積律等同向心力——《原理》的首要命題　6.《原理》中的直接問題與逆問題第七章  《原理》重要命題的闡述與特質(zhì)　1.圓周運動的速度向量和面積律的數(shù)理分析　2.從面積律和橢圓律到平方反比力律——直接問題　3.平方反比力至橢圓律或圓錐曲線軌道——逆問題　4.球體的吸引力與積分之藝術結束語參考文獻感謝

章節(jié)摘錄

插圖：2.新柏拉圖主義——數(shù)學與實體托勒密理論發(fā)展至今，一直與觀測結果相當一致，科學家們不可能因為其中微小差值，而改弦更張，全然取代地心系統(tǒng)。再者，反對地心說即是駁斥亞氏之宇宙論，而目的論的宇宙觀，根深蒂固，并非輕而易舉就可被推翻。因此近代日心說的發(fā)生，中間必定是產(chǎn)生了一種思考模式的跳躍與轉移。而這種躍遷發(fā)生的原因，卻完全是來自于天文學以外的一種信念——新柏拉圖主義。新柏拉圖主義為延續(xù)及強調(diào)柏拉圖所主張“數(shù)學為變動世界背后之實體”，且淡化其余內(nèi)容，并加上一些超驗神秘性的一種思潮。該學說的創(chuàng)始者普羅克洛斯（Proclus，415-485。）曾言：“所有的數(shù)學種類都在靈魂中有一個基本的實體，于可感覺的數(shù)字之前，在她最幽深處可找到自我運動的數(shù)；鮮活的圖形先于表面可見的圖形；理想的和諧比例先于協(xié)調(diào)的聲音；不可視的軌道先于在圓上運動的物體。……必須把所有這些形式設想為有生命力及知性的存在物，且為可見的數(shù)字、圖形、理解及運動的范例。我們應追隨蒂邁歐的學說，他從數(shù)學形式中導出源頭，并完成靈魂結構，且自其本質(zhì)反映出萬物存在之因。”新柏拉圖主義認為本體（being）的源頭是唯一、整全和無限（one，whole，infinite），它是生命的源頭，因此是唯一的真實存在，它不具任何事物的屬性、大小或外形，因它超越所有個別物。人內(nèi)在的靈魂（human sonl）自出世后就脫離了其最初的整全狀態(tài)，因此必須竭盡所能，重回到原初之永恒、至高的源頭。

編輯推薦

《千古之謎與幾何天文物理兩千年:紀念開普勒《新天文學》問世四百周年》：眾所周知，地球和其他行星繞日運行的常識，一直到1609年開普勒行星定律的發(fā)現(xiàn)才真相大白。行星漫游于星際的行蹤奇特，其理何在？此乃古天文學家的中心議題，也是希臘幾何學的量天巨夢，堪稱“千古之謎”。理性文明自公元前五六世紀一直到17世紀兩千多年的演進與發(fā)展，其主軸與重大進展主要在幾何、天文、物理；而上述千古之謎則是貫穿全局的主角?！肚Ч胖i與幾何天文物理兩千年:紀念開普勒《新天文學》問世四百周年》以簡樸明快的表述，概括了幾何、天文、物理這兩千年的探索歷程與輝煌成就。古希臘幾何基礎論、開普勒的《新天文學》和牛頓的《自然哲學的數(shù)學原理》是理性文明中三個偉大的里程碑?！肚Ч胖i與幾何天文物理兩千年:紀念開普勒《新天文學》問世四百周年》的重點在于分別對上述三個重大突破提供簡潔易懂的重訪，特別是后兩者。這對于大學理工科類學生和學有余力的高中生理解理性認知的途徑很有裨益，對于培養(yǎng)讀者理性解析思維的能力有啟蒙和增進作用。

圖書封面

圖書標簽Tags

無

評論、評分、閱讀與下載

---

    千古之謎與幾何天文物理兩千年 PDF格式下載

---