天体运行论(复刻精装版)(二版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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原文作者： Nicholaus Copernicus

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　　哥白尼(Nicolaus Copernicus, 1473-1543)，十六世纪的波兰牧师与数学家，也是众所週知的近代天文学奠基者。他之所以获此殊荣，乃因为他是第一个论断行星与太阳并非绕地球而旋转的科学家。在哥白尼以前，太阳曾被认为是另一颗行星。把太阳置于行星体系的实际中心是哥白尼革命的开始。冲突点在于当时庞大的教会势力所认定的宇宙中心其实是地球，而哥白尼的日心理论自然难以见容于当时。为此，《天体运行论》虽于一五三○年完成初稿，却迟至一五四三年两眼失明身体瘫痪的哥白尼临终前夕才得以出版。但哥白尼这撼动人心的理论，终究揭开了下一波科学革命的序幕，奠定十七世纪伽利略、克卜勒及牛顿等后续科学成就的基础。
 

星际漫游的诗篇：探索宇宙的宏伟乐章 卷首语：人类对星空的永恒凝视 自古以来，仰望星空一直是人类文明中最深刻的冲动之一。那片深邃的黑暗中闪烁的无数光点，不仅是地理上的指引，更是哲学思考的源泉。我们试图理解自己在宇宙中的位置，追溯光线的源头，并试图揭示支配万物运行的法则。本书并非对任何特定书籍的重述，而是汇集了人类在理解宇宙过程中所积累的，关于天体、运动、引力以及时空本质的诸多深刻洞见与前沿思考。 我们将踏上一段跨越数千年的思想旅程，从早期文明对星座的命名，到文艺复兴时期对宇宙结构的革命性重塑。这段旅程充满了挑战与突破，每一次认知的飞跃，都伴随着对既有范式的颠覆与重构。 --- 第一部：从地心到日心——观测与哲学的交锋 本部分深入探讨了人类早期对宇宙模型的构建与演变，重点不在于特定文本的复述，而在于揭示驱动这些模型变化的根本动力：观测的精确性与形而上学的驱动力。 1. 浑圆之梦与本轮均轮的几何美学 早期的宇宙观，深受古希腊哲学的影响，坚信“天体必然是完美和永恒的”。这种哲学信念直接催生了同心圆的宇宙结构。我们审视了如何通过引入“本轮”和“均轮”的复杂叠加，试图在几何上解释行星——尤其是火星——在天空中的“逆行”现象。这种模型虽然在数学上日益繁复，却在哲学上保持了其内在的和谐与圆满性。这种对“完美秩序”的执着，是人类早期科学精神的一种独特体现。 2. 划时代的视角转换：哥白尼的勇气与挑战 随后，我们将目光转向一场观念上的革命。当观测数据积累到一定程度，地心说的几何复杂性达到了一个临界点。我们探讨了日心说的兴起，并非仅仅是位置的对调，而是一次视角的彻底倾覆。这种新模型极大地简化了对行星运动的数学描述，但同时也对神学和世俗权力构成了严峻挑战。讨论的核心在于，科学模型的优越性往往体现在其解释力的简洁性与预测的精确性上，而非仅仅是直观感受。 3. 观测的利器：望远镜与伽利略的震撼 望远镜的发明是人类感官的延伸，它不再满足于肉眼所见。我们聚焦于早期望远镜观测所带来的“经验冲击”——木星的卫星、月球表面的不完美、金星的相位变化。这些直接的、无可辩驳的观测证据，如何一步步瓦解了“完美天体”的传统观念，并为新的物理定律的诞生铺平了道路。 --- 第二部：力的觉醒——万有引力与宇宙的机械律动 本部分转向对支配天体运动的根本力量的理解，这是从“描述运动”到“解释运动”的关键飞跃。 1. 抛物线的优雅与椭圆的必然性 在描述行星运动的轨迹时，从几何学上的圆周运动到物理学上的椭圆轨道的过渡是至关重要的。我们分析了开普勒如何通过对第谷精确数据的细致分析，得出这三个简洁的运动定律。这些定律，虽然最初只是经验性的描述，却揭示了宇宙运动的内在数学结构，为后续的理论物理学提供了坚实的基础。 2. 苹果的启示与普适性的法则 万有引力理论的建立，标志着人类第一次成功地将地上的物理学（如物体下落）与天上的运动（如行星绕日）统一起来。我们探讨了引力的概念如何从一种抽象的超距作用，逐渐演变为一个具有可量化、可计算性质的物理场。这种普适性法则的发现，极大地增强了人类理解自然界的信心，预示着宇宙在任何尺度上都服从一致的数学规律。 3. 微扰计算与长期稳定性 理解了基本引力定律后，随之而来的是对复杂多体系统的计算挑战。行星并非孤立运动，它们之间的相互吸引会造成轨道微小的偏离。本节将侧重于摄动理论的早期发展，即如何通过微小的修正项来描述和预测长期演化的轨道，这是经典天体力学精确性的体现。 --- 第三部：超越经典——时空、光与极速的边界 随着对引力理解的深化，人们开始意识到，描述宏大尺度和高速运动的经典理论在某些极限下会失效。 1. 从光速恒定到时空弯曲 本部分聚焦于革命性的相对论思想。我们探讨了狭义相对论如何重构了对时间、长度和质量的经典认知，特别是光速不变原理如何成为宇宙的基本限制。随后，我们进入广义相对论的范畴，理解引力如何被重新解释为时空的几何属性——物质告诉时空如何弯曲，时空告诉物质如何运动。这种对时空几何的深刻洞察，为理解黑洞、引力波等极端天体现象提供了框架。 2. 宇宙学的黎明：膨胀的证据与背景辐射 当将引力理论应用到整个宇宙尺度时，我们进入了宇宙学的领域。我们回顾了早期对遥远星系光谱红移的观测，这些观测强有力地指向了一个非静态的、正在演化的宇宙。随后，我们讨论了宇宙微波背景辐射的发现，它被视为大爆炸模型的有力证据，是宇宙初生时刻的“余晖”，将天体运行的讨论从局部的太阳系扩展到了整个可观测宇宙的起源与命运。 3. 现代天体物理的探索前沿 最后，我们将目光投向当代研究热点，这些领域极大地扩展了我们对天体运行的理解： 系外行星的发现与宜居性分析：通过凌日法和径向速度法，我们正以前所未有的速度发现绕行于其他恒星的行星，研究它们的大气成分和轨道稳定性，极大地丰富了我们对行星形成与演化的模型。 引力波天文学：通过探测时空本身的涟漪——由黑洞或中子星合并产生的引力波，我们获得了一种全新的“听觉”来观测宇宙，验证了爱因斯坦理论在强引力场下的精确性。 暗物质与暗能量的谜团：当代观测表明，我们所能“看见”的普通物质只占宇宙总质能的极小一部分。对星系旋转曲线的分析揭示了暗物质的存在，而对遥远超新星的测量则暗示了暗能量正在驱动宇宙加速膨胀。这些看不见的力量，主导着宇宙的结构形成与最终命运。 --- 结语：永无止境的探索 人类对天体运行的探索，是一部由精确的数学、大胆的想象和不懈的实验共同谱写的史诗。从预测月食到捕捉引力波，每一步都深化了我们对自然法则的理解。宇宙的广阔与精妙，永远为下一代探索者留下了无限的疆域。本书旨在激发读者对这门古老而常新的学科产生浓厚的兴趣，认识到每一次对星空的凝视，都是对人类智慧边界的一次温柔试探。

作者简介

史蒂芬‧霍金（Stephen Hawking）

　　一九四二年于伽利略逝世三百週年诞生，世人公认是爱因斯坦之后最杰出的理论物理学家。承袭牛顿担任剑桥大学数学系卢卡斯讲座教授长达三十余年。其着作包括：《图解时间简史》（扩充修订新版）、《胡桃里的宇宙》、《新时间简史》（《时间简史》普及版），以及《大设计》等，并主编物理学与天文学经典《站在巨人肩上》五巨册（其中包括哥白尼、伽利略、克卜勒、牛顿，以及爱因斯坦，总计两百余万字的原典以及霍金的导论）。以上霍金各书中文版均由大块文化出版发行。霍金拥有十二个荣誉头衔，还获得许多奖项与勋章，他是英国皇家学会会员与美国国家科学院院士，他在进行理论物理学研究的同时，并没有忽视家庭生活（他有三名子女和一个孙子），此外为了科学知识的普及，他生前持续在世界各地旅行，并为公众演讲。二○一八年三月十四日，霍金结束他七十六年的精彩生命，留给世人一个永存记忆的科学典范。
 

关于英文文本的说明
前言
哥白尼生平与着作
序言
第一卷
第二卷
第三卷
第四卷
第五卷
第六卷

 

前言

　　「如果说我看得比别人更远，那是因为我站在巨人的肩上。」伊萨克•牛顿在一六七六年致罗伯特•胡克的一封信中这样写道。尽管牛顿在这里指的是他在光学上的发现，而不是指他关于引力和运动定律的更重要的工作，但这句话仍然不失为一种适当的评论——科学乃至整个文明是累积前进的，它的每项进展都建立在已有的成果之上。这就是本书的主题，从尼古拉•哥白尼提出地球绕太阳转的划时代主张，到爱因斯坦关于质量与能量使时空弯曲的同样革命性的理论，本书用原始文献来追溯我们关于天的图景的演化历程。这是一段动人心魄的传奇之旅，因为无论是哥白尼还是爱因斯坦，都使我们对自己在万事万物中的位置的理解发生了深刻的变化。我们置身于宇宙中心的那种特权地位已然逝去，永恆和确定性已如往事云烟，绝对的空间和时间也已经被橡胶布所取代了。

　　难怪这两种理论都遭到了强烈的反对：哥白尼的理论受到了教廷的干预，相对论受到了纳粹的压制。我们现在有这样一种倾向，即把亚里斯多德和托勒密关于太阳绕地球这个中心旋转的较早的世界图景斥之为幼稚的想法。然而，我们不应对此冷嘲热讽，这种模型决非头脑简单的产物。它不仅把亚里斯多德关于地球是一个圆球而非扁平盘子的推论包含在内，而且在实现其主要功能，即出于占星术的目的而预言天体在天空中的视位置方面也是相当准确的。事实上，在这方面，它足以同一五四三年哥白尼所提出的地球与行星都绕太阳旋转的异端主张相媲美。

　　伽利略之所以会认为哥白尼的主张令人信服，并不是因为它与观测到的行星位置更相符，而是因为它的简洁和优美，与之相对的则是托勒密模型中复杂的本轮。在《关于两门新科学的对话》中，萨耳维亚蒂和萨格利多这两个角色都提出了有说服力的论证来支持哥白尼，然而第三个角色辛普里修却依然有可能为亚里斯多德和托勒密辩护，他坚持认为，实际上是地球处于静止，太阳绕地球旋转。

　　直到克卜勒开展的工作，日心模型才变得更加精确起来，之后牛顿赋予了它运动定律，地心图景这才最终彻底丧失了可信性。这是我们宇宙观的巨大转变：如果我们不在中心，我们的存在还能有什么重要性吗？上帝或自然律为什么要在乎从太阳算起的第三块岩石上（这正是哥白尼留给我们的地方）发生了什么呢？现代的科学家在寻求一个人在其中没有任何地位的宇宙的解释方面胜过了哥白尼。尽管这种研究在寻找支配宇宙的客观的、非人格的定律方面是成功的，但它并没有（至少是目前）解释宇宙为什么是这个样子，而不是与定律相一致的许多可能宇宙中的另一个。

　　有些科学家会说，这种失败只是暂时的，当我们找到终极的统一理论时，它将唯一地决定宇宙的状态、引力的强度、电子的质量和电荷等。然而，宇宙的许多特征（比如我们是在第三块岩石上，而不是第二块或第四块这一事实）似乎是任意和偶然的，而不是由一个主要方程式所规定的。许多人（包括我自己）都觉得，要从简单定律推出这样一个复杂而有结构的宇宙，需要借助于所谓的「人择原理」，它使我们重新回到了中心位置，而自哥白尼时代以来，我们已经谦恭到不再作此宣称了。人择原理基于这样一个不言自明的事实，那就是在我们已知的产生（智慧？）生命的先决条件当中，如果宇宙不包含恆星、行星以及稳定的化合物，我们就不会提出关于宇宙本性的问题。即使终极理论能够唯一地预测宇宙的状态和它所包含的东西，这一状态处在使生命得以可能的一个小子集中也只是一个惊人的巧合罢了。

　　然而，本书中的最后一位思想家阿尔伯特•爱因斯坦的着作却提出了一种新的可能性。爱因斯坦曾对量子理论的发展起过重要的作用，量子理论认为，一个系统并不像我们可能认为的那样只有单一的历史，而是每种可能的历史都有一些可能 性。爱因斯坦还几乎单枪匹马地创立了广义相对论，在这种理论中，空间与时间是弯曲的，并且是动力学的。这意味着它们受量子理论的支配，宇宙本身具有每一种可能的形状和历史。这些历史中的大多数都将非常不适于生命的成长，但也有极少数会具备一切所需的条件。这极少数历史相比其他是否只有很小的可能性，这是无关紧要的，因为在无生命的宇宙中，将不会有人去观察它们。但至少存在着一种历史是生命可以成长的，我们自己就是证据，尽管可能不是智慧的证据。牛顿说他是「站在巨人的肩上」，但正如本书所清楚阐明的，我们对事物的理解并非只是基于前人的着作而稳步前行的。有时，正像面对哥白尼和爱因斯坦那样，我们不得不向着一个新的世界图景做出理智上的跨越。也许牛顿本应这样说，「我把巨人的肩用做了跳板。」
 

序言：与读者谈谈这部着作中的假说（哥白尼）

既然这部着作中的新假说——让地球运动起来，而把静止不动的太阳置于宇宙的中心——已经广为人知，因此我毫不怀疑，某些饱学之士一定会为此火冒三丈，认为当前在早已正确建立起来的人文学科中制造任何干扰都是错误的。然而，如果他们愿意认真进行考察之后再作结论，那么就会发现本书作者其实并没有做出什么可以横加指责的事情。要知道，数学家的职责就是先通过艰苦的、训练有素的观察把天运动的历史收集起来，然后——由于他无论如何也不能发现这些运动的真正原因——再想像或构想出任何令他自己满意的原因或假说，以至于通过假设这些原因，过去和将来的那些同样的运动也可以通过几何学原理计算出来。本书作者在这两个方面做得都很出色。这些假说无须真实，甚至也并不一定是可能的，只要它们能够提供一套与观测结果相符的计算方法，那就足够了。或许碰巧有这样一个人，他对几何学和光学一窍不通，竟认为金星的本轮是可能的，并且相信这就是为什么金星会在40°左右的角距离处交替移到太阳前后的原因之一。难道谁还能认识不到，这个假设必然会导致如下结果：行星的视直径在近地点处要比在远地点处大四倍多，从而星体要大出十六倍以上？但任何时代的经验都没有表明这种情况出现过。在这门学科中还有其他一些同样荒唐的事情，但这里没有必要再去考察它们了。事实已经很清楚，这门学科对视运动不均匀的原因绝对是全然无知的。如果说它凭想像提出了一些原因（它当然已经想像出很多了），那么这不是为了说服任何人相信它们是真实的，而只需要认为它们为计算提供了一个可靠的基础。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我之前对天文学的了解仅限于一些科普读物，总觉得那些复杂的公式和天体运动的描述离我有点遥远。这次入手《天体运行论（复刻精装版）（二版）》，纯粹是出于对经典名著的好奇，以及被它那精美的装帧所吸引。拆开包装的那一刻，我已经被它厚重的质感和考究的排版所打动。虽然我还没能完全领会其中的科学精髓，但光是这份呈现方式，就足以让人感受到作者和出版方的用心。我脑海中浮现出，在某个宁静的夜晚，点上一盏暖黄色的灯，捧着这本书，慢慢地去品味那些关于星辰、行星运行的古老智慧。我并非是专业的学者，可能无法完全理解每一个细节，但我相信，这本书所承载的科学精神和探索勇气，本身就是一种极具感染力的力量。我期望它能点燃我心中对未知的好奇，即使我只能窥见其中一角，也定能收获良多，不再将宇宙仅仅视为遥不可及的星点。

评分☆☆☆☆☆

这本书真的太棒了！拿到手的时候就被它的精装质感惊艳到了，纸张厚实，印刷清晰，就连封面设计都充满了复古的韵味，摆在书架上绝对是一道亮丽的风景线。我一直对宇宙充满了好奇，但总觉得那些理论知识太过枯燥乏味，难以深入。这本书的到来，仿佛为我打开了一扇通往星辰大海的窗户。虽然我还没有真正开始细读它的内容，但仅仅是翻阅目录和序言，就已经能感受到其中蕴含的深邃智慧和严谨科学。我非常期待能够沉浸在哥白尼的伟大构想中，去理解那曾经颠覆了整个世界的“日心说”，感受人类探索宇宙奥秘的伟大历程。这不仅仅是一本书，更像是一次穿越时空的对话，与一位伟大的思想家进行灵魂的交流。我猜想，在接下来的阅读中，我会被书中那些精密的计算、巧妙的论证所折服，也会对宇宙的浩瀚与规律产生更深刻的敬畏。这本书的出现，让我的阅读体验充满了期待和神圣感。

评分☆☆☆☆☆

这本《天体运行论（复刻精装版）（二版）》简直是一件艺术品！拿在手里沉甸甸的，触感温润，封面设计低调却又不失庄重，打开来，书页的质感也非常好，一点也不像我以前看过的那些普通版本，感觉翻阅它就是一种享受。虽然我还没来得及深入研究里面的具体内容，但光是这份精心制作的复刻版，就足以让我感受到出版方的诚意和对经典著作的尊重。我常常幻想，在那个时代，哥白尼是如何在寂静的夜晚，仰望星空，一点点地绘制出那改变世界的理论。这本书不仅仅是知识的载体，更承载着一段辉煌的科学史。我迫不及待地想要去探寻书中那些颠覆当时认知的思想，去感受人类智慧的光辉。我相信，这本书一定会给我带来前所未有的阅读体验，让我对宇宙的认识产生质的飞跃，即使我对天文学的了解浅薄，也能从中汲取到最纯粹的科学精神。

评分☆☆☆☆☆

这《天体运行论（复刻精装版）（二版）》的质感，简直让我惊艳！光是它的重量和封面材质，就能感受到它绝非寻常。我一直对那些能够载入史册的科学巨著充满敬意，而这本书恰好符合我的期待。虽然我还没有真正开始啃读里面的科学内容，因为我知道这需要时间和精力，但仅凭这份精美的复刻装帧，就已经让我觉得物超所值。它不仅仅是一本书，更像是一件值得珍藏的文物，承载着一段人类探索宇宙的伟大篇章。我设想着，未来某个时刻，我将带着无比虔诚的心，去品味书中的每一个字句，去理解那些曾经是如何一步步推翻旧有认知的。我期望这本书能够引导我更深入地思考宇宙的本质，即使我的知识储备有限，我也相信，它所蕴含的科学精神和探索勇气，足以给我带来启发和力量。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，我买这本书纯粹是被它的“复刻精装版”和“二版”这两个标签吸引的。最近工作压力大，想找点有深度、能让我暂时逃离现实的书籍，而《天体运行论》的名头我早有耳闻，总觉得是那种能够“沉淀”下来的书。拿到手，果然不负所望，这装帧质量简直绝了！比我预想的还要好，拿在手上有一种庄重感，仿佛握住了历史的脉络。我还没有来得及细细研读里面的科学论证，但光是看着厚实的纸张、清晰的字体，以及那复古的排版风格，就觉得心情特别平静。我猜测，这本书里肯定充满了严谨的推导和精妙的观察，也许里面的很多概念对我来说是全新的，甚至是难以理解的，但我坚信，阅读的过程本身就是一种学习和提升。我期待着，在某个悠闲的下午，能够静下心来，一点点地去理解哥白尼的伟大思想，感受人类探索宇宙的智慧结晶。