物 料 號：14419-00書 名：千古之謎與幾何天文物理兩千年 紀(jì)念開普勒《新天文學(xué)》問世四百周年作 者：項武義張海潮姚珩 ISBN：978-7-04-014419-2版 別：專項產(chǎn)品出版日期：2010-3-1定 價：￥12.9元 內(nèi)容簡介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(guān)于天文學(xué)變革的歷史，特別突出了開普勒關(guān)于行星運行理論的功績。本書作者試圖用初等數(shù)學(xué)推導(dǎo)再現(xiàn)，開普勒當(dāng)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(dǎo)出萬有引力定律。 作為通俗的科學(xué)知識和科學(xué)歷史的普及讀物，本書對于大學(xué)理工科類學(xué)生以及學(xué)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(xí)慣、學(xué)習(xí)追求真理的精神有一定的啟發(fā)作用。圖書目錄第一章 古希臘幾何基礎(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(xué)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(xué)的奠基者 希帕克斯 6.集古代天文學(xué)大成的行星理論 托勒密系統(tǒng)第三章 科學(xué)革命的序曲 1.目的論之宇宙觀和文藝復(fù)興 2.新柏拉圖主義 數(shù)學(xué)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(xué)的基礎(chǔ)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(xué)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(shù)結(jié)束語參考文獻前言 縱觀理性文明從公元前5世紀(jì)到17世紀(jì)2 000多年的發(fā)展史，其中幾何學(xué)、天文學(xué)和物理學(xué)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(xué)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(xué)、天文學(xué)與物理學(xué)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(xué)的主要原動力和向往的崇高目標(biāo)。古希臘幾何學(xué)家們，體認到量天在精準(zhǔn)上的極高要求，因而這促使他們在定量幾何基礎(chǔ)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(shè)。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(xué)界經(jīng)歷了大半世紀(jì)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(chǔ)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(xué)是由于天文學(xué)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(chǔ)論。 古希臘的幾何學(xué)大師，如歐多克斯、阿波羅尼斯，也都以 量天 為其志趣；而天文學(xué)大師如阿利斯塔克、希帕克斯和托勒密，也都精通幾何學(xué)（其實，他們可以說都是兩棲、雙修的幾何學(xué)、天文學(xué)大師）。古希臘文明在天文學(xué)上世代相承的成果在托勒密的《至大論》中集其大成。大體上《至大論》乃是一種純幾何的試圖對于行星、太陽、月亮的 視運動 作一系統(tǒng)描述，而當(dāng)年所采用者乃是 地心 體系而不是 日心 體系。如今反思，此事實乃誤入歧途。試問當(dāng)年為什么會誤入歧途呢？而且還會在這件事上有長達千年的迷途 不 知返呢？此事著實令人費解！其實，遠在公元前3世紀(jì)，阿利斯塔克即已提出 日心 之主張，但是因為 日心 說和當(dāng)時的 物理觀 全然相悖而被棄置，一直被冷凍到16世紀(jì)才由哥白尼給以 文藝復(fù)興 。大致上，上述迷途千年難返的原因大概可以歸結(jié)到下述兩點：其一是長期以來奉為經(jīng)典的亞里士多德物理學(xué)論述，其實它乃是一種形而上的似是而非之論；其二是托勒密體系對于行星的 視運動 基本上具有相當(dāng)不錯的可預(yù)測性[一般約在10 ，亦即（1／6度）左右]。這種將錯就錯，還能把相當(dāng)復(fù)雜的周期平面 視運動 用均輪、本輪、小本輪（亦即多個等速圓周運動之妥加組合）描述得差不離，相當(dāng)程度地反映著希臘幾何天文學(xué)家世代相承地鉆研行星 視運動 上，用力之深和高度的幾何技巧。 但是這種本質(zhì)上和事實極為不符的 地心 體系，業(yè)已到了愈來愈繁復(fù)、左支右絀、難以為繼的狀況。使得有識之天文學(xué)家們覺得有改弦更張之必要。及至文藝復(fù)興后期，幸有哥白尼、第谷和開普勒三位天文學(xué)大師，各盡其畢生之力完成了天文學(xué)巨棒的 三接力 。迷途知返，千古之謎得以真相大白；幾何學(xué)量天之夢想終于在開普勒的超人奮斗下得以圓滿達成。400年前是整個理性文明史上無比輝煌的時刻。開普勒行星運行三大定律是理性文明中第二個光芒萬丈的里程碑，它不但全面革新了天文學(xué)，也使得物理學(xué)迷途知返，全面更新。由開普勒定律，伽利略的重力實驗，笛卡兒的解析幾何與慣性定律，一直到牛頓的萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)，可以說是水到渠成，順理成章。由開普勒的新天文學(xué)到牛頓的新物理學(xué)，起承轉(zhuǎn)合進展之神速，比之于兩千年的進化歷程，簡直可以說是一氣呵成！牛頓的巨著《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》則是理性文明中第三個偉大的里程碑。 千古之謎在幾何、天文、物理長達2000年的發(fā)展史中，貫穿全局。其間引人入勝、發(fā)人深思、富有啟發(fā)的思想、方法和重大突破比比皆是。我們試寫這本小冊子，概述其要并且試著讓讀者能身歷共境，重訪某些重大突破的精要所在。師法先賢，高山仰止、心向往之。希望此書能有助于有智、有志之青年能夠踏著巨人的腳印，邁步奮進，投身于理性文明之世代相承，承先啟后，繼往開來之長河。