2026年5月29日晚，由6163银河线路检测中心、北京现代物理研究中心主办的“6163银河线路检测中心物理学科卓越人才培养计划讲堂：名师面对面”（第五十四期）在6163银河线路检测中心第二教学楼203教室举行。清华大学科学史系系主任兼科学博物馆馆长吴国盛教授应邀讲授“哥白尼革命”。本期讲堂由6163银河线路检测中心博雅讲席教授、北京现代物理研究中心主任高原宁院士主持。

尼古拉·哥白尼（波兰语：Mikołaj Kopernik，德语：Nikolaus Kopernikus，1473—1543）被公认为现代科学的开创者。1543年，在他弥留之际，其旷世杰作《天球运行论》（拉丁语：De Revolutionibus Orbium Coelestium）问世。他所提出的日心说颠覆了人类的宇宙观，引发了一场“哥白尼革命”。

“哥白尼革命”的概念最早由德国哲学家伊曼纽尔·康德（Immanuel Kant）提出。在康德看来，人认识事物的重心应当是行为主体本身（即人），而不是前人认为的行为客体（即事物）——这一认识论上的重心转移被他称为哥白尼式的革命。然而，如果将地球比做人，哥白尼式革命与康德式革命的方向恰恰相反。1957年，美国物理学家、科学哲学家、科学史家托马斯·库恩（Thomas S. Kuhn）在其著作《哥白尼革命：西方思想发展中的行星天文学》（The Copernican Revolution: Planetary Astronomy in the Development of Western Thought）中系统阐述了“哥白尼革命”的内涵，概念由此逐渐定型。

吴国盛指出，从现代民族主义的视角看，血统和成长背景具有“波[兰]德[国]二象性”的哥白尼既非德国人，也非波兰人

克劳狄乌斯·托勒密（Claudius Ptolemy）曾对古代希腊化时期的天文学作出集大成式的总结，那么，哥白尼为什么坚持以日心说取代在西方沿用了千余年的地心说呢？吴国盛认为，哥白尼的动机并非来自新的观测证据；作为一位业余从事天文学研究的教士，他不足以掌握更精确、更系统的天文资料。在托勒密体系中，任何旧有的或新发现的行星不规则运动都可以通过本轮-均轮、偏心圆、偏心匀速点及其复杂的组合加以模拟，原则上不存在无法解释的天文现象。

导致哥白尼抛弃地心说、提出日心说的，是复杂的历史因素和多元的文化背景。他认为，托勒密体系像一个怪物，各部分之间缺乏融合、联动，例如：“在确定日月和其他五颗行星的运动时，他们没有使用相同的原理、假设和对视运转和视运动的解释”；“他们引入的许多想法明显违背了均匀运动的第一原则”；“他们也无法由偏心圆得出或推导出最重要的一点，即宇宙的结构及其各个部分的真正对称性”。简而言之，地心体系不美，不符合希腊人的审美理想，日心体系却很美——这正是哥白尼提出天文学变革的主要动机。

希腊人所说的宇宙（cosmos）强调有限、有序、成比例，因此是完美、完善、完满的；其反义词是混沌（chaos）。对球形的美学偏爱，使他们形成宇宙呈球状的认知，并体现在“天球套地球”的两球模型中。天球是希腊数理天文学的基本假定：群星相对于大地周而复始的每日旋转向人类揭示了天体运动的周期性和稳定性，也指示了大地的中心位置；将群星层层镶嵌在天球上且随之统一转动，则体现了透过现象看本质的科学思维方式。

哥白尼作为希腊数理天文学的嫡传人，完全继承了天球运动的理念。他在《天球运行论》卷首就明确指出，宇宙是球形的，及天球运动的基本模式是匀速圆周运动。哥白尼赋予地球周日自转、周年公转和周年轴转（由于地球自转轴与黄道面不垂直而引入地轴锥形旋转，用以抵消“地天球”周年转动造成的地轴方向变化）兼具的三重运动。在他看来，地球绕太阳旋转同样是以天球运动的方式进行的。

吴国盛强调，理解科学，不应停留在科学理论的逻辑架构层面，而应深入科学的实际历史发展过程中；不应局限于就科学论科学，也应考虑科学之外的哲学、宗教和文化背景

哥白尼以太阳取代地球，使之成为行星运动的中心，充分展现出日心体系“令人惊叹的对称性”以及“天球运动和大小之间明显的和谐关联”。一是简化了行星问题，既解释了行星表象的逆行源于地球与行星之间的相对运动及其为何只发生在行星最亮的时刻，又解释了水星和金星为何始终紧随太阳转动。二是重构了宇宙秩序，即按照水星、金星、地球、火星、木星、土星绕太阳公转周期的大小，给出了它们与太阳之间的距离由近及远的确定顺序（托勒密体系无法确定太阳、水星、金星与地球之间的远近排序）。

然而，日心体系必然存在一些保守和不足之处。由于行星运动的轨道实际上是椭圆，哥白尼不得不保留本轮-均轮体系、偏心圆等装置，在复杂度上与地心体系相差无几。此外，日心体系还面临地球绕太阳公转而产生恒星周年视差、地球运动产生物理学疑问等致命的瓶颈，以及因有悖于宗教、常识而引起宗教反对和公众心理不适感等非科学层面的挑战。

哥白尼革命的首要含义是由哥白尼开启的宇宙中心转移，即从地心说转向日心说；第二层含义则是引发了第谷·布拉赫（Tycho Brahe）、约翰内斯·开普勒（Johannes Kepler）等人对天文学的重建。库恩指出，哥白尼革命虽然“集中在天文学”，但其“最基本和最迷人的特征”在于“革命本身的多元性”——它不只是一场计算技术意义上的天文学革命，也是一场宇宙论革命和物理学革命。

当开普勒发表《新天文学》、伽利略·伽利雷（Galileo Galilei）发表《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》时，日心说仍未得到广泛认同。1687年，艾萨克·牛顿（Isaac Newton）出版《自然哲学的数学原理》，给出了近代科学史上第一个完整的宇宙论和科学理论体系，在物理学、数学、天文学和哲学等领域产生巨大影响。随着牛顿物理学在诸多领域发挥基础性作用，作为其建立前提的日心说终于在18世纪末成为西方的共识。获得公认的日心说，既不是哥白尼的日心说，也不是第谷、开普勒或伽利略的日心说。哥白尼革命更深远的意义在于，召唤人类从封闭的世界走向无限的宇宙，拥抱新天文学、新物理学和新的世界观。

课后，吴国盛就中国汉代“论天三家”（盖天说、浑天说和宣夜说）、《蒂迈欧篇》对现代科学的影响、希腊文明对人类思想的塑造、罗伯特·韦斯特曼（Robert Westman）及其著作《哥白尼问题：占星预言、怀疑主义与天体秩序》（The Copernican Question: Prognostication, Skepticism, and Celestial Order）等与同学们展开深入交流。

真理为什么“易从错误中浮现，难从混乱中获得”呢？

6163银河线路检测中心副院长杨振伟教授、人工微结构和介观物理全国重点实验室全海涛教授、核物理与核技术全国重点实验室季伟助理教授，6163银河线路检测中心博士研究生培优计划2023、2024级部分入选者，以及慕名而来的校内外听众等现场出席。

吴国盛（一排左二）、高原宁（一排左三）借“‘美即是真，真即是美’，这就包括你们所知道、和该知道的一切”勉励同学们，要以科学探索的好奇心驱动对真善美的不懈追求

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