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研究生: 陳鵬仁
論文名稱: 天文學的確認──克卜勒對圓迷思的破除與均勻性的奠定
指導教授: 姚珩
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 物理學系
Department of Physics
論文出版年: 2009
畢業學年度: 97
語文別: 中文
論文頁數: 1114
中文關鍵詞: 克卜勒哥白尼托勒密天文學
論文種類: 學術論文
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  • 克卜勒沿襲了哥白尼所推崇的畢達哥拉斯與新柏拉圖主義的精神,並接受了哥白尼提倡的日心說理論,欣賞當中簡單、對稱的數學架構,但在哥白尼始終對太陽的位置,未能夠有明確的決定出來,感到十分不滿意。於是克卜勒自己秉持著太陽為宇宙中心,無可比擬的主宰地位,輔以托勒密的偏心圓模型,得出暫代性假說來描述行星運行的軌道。

    可以明白此假說對克卜勒有著重大的意義,可以將太陽的位置、行星正圓軌道中心以及偏心勻速點明顯的區隔出來,不再混淆不清,模稜兩可。更進一步地得到行星運動背後的動力學成因——距離規則,而再以距離規則為基礎,得出克卜勒行星運動第一與第二定律,即橢圓律與面積律。

    而當初克卜勒得到行星運動定律的過程過於繁瑣,於是以簡易的幾何方法來重訪克卜勒獲得行星定律的歷程,讓讀者更為清楚地明白行星定律的確實成立。此處先是確認地球的橢圓律與面積律的成立,再順理成章地推廣到其他五個行星的行星運動定律亦會成立。最後,討論克卜勒提出行星定律的背後思想以及對後世的影響,闡述克卜勒在科學革命中扮演著承先啟後的重要地位。

    感 謝……………………………………………………………………3 摘 要……………………………………………………………………4 第一章 序 論………………………………………………………5 第二章 歷史背景……………………………………………………7 第一節 古希臘時代的宇宙論…………………………………7 第二節 亞里士多德的宇宙論……....……....…....…………..11 第三節 行星逆行問題………………………………………..14 第四節 同心球殼理論與本輪-均輪系統…………………..20 第五節 托勒密的天文學……………………………………..24 第六節 哥白尼的天文學……………………………………..27 第三章 偏心點的引入——暫代性假說…………………………..31 第一節 偏心點的存在………………………………………..31 第二節 太陽位置與火星軌道中心的安排…………………..34 第四章 新天文學裡橢圓律與面積律之原貌..................................44 第一節 距離規則......................................................................44 第二節 橢圓律與面積律原貌之呈現......................................50 第五章 以簡易幾何方法重訪地球的行星定律..............................58 第一節 地球的面積律..............................................................58 第二節 地球的橢圓律..............................................................66 第六章 其他行星的面積律與橢圓律之探討..................................70 第一節 火星的面積律..............................................................70 第二節 火星的橢圓律..............................................................79 第三節 木星的面積律及橢圓律..............................................85 第七章 克卜勒的偉業與缺憾..........................................................88 第一節 圓軌道迷思的破除......................................................88 第二節 力概念的缺失..............................................................93 第八章 結 論..................................................................................96 附錄一......................................................................................................99 附錄二....................................................................................................100 附錄三....................................................................................................101 附錄四....................................................................................................102 附錄五....................................................................................................104 參考資料................................................................................................113

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