加载中…质心说是双螺旋摆线天体运行原理（一）
(2015-03-07 08:39:09)
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牛顿质心说变换参考系摆线新里程碑 |
摘要：
哥白尼日心说推翻了托勒密地心说。开普勒椭圆理论推翻了托勒密摆线方法论。牛顿的《自然哲学的数学原理》1687年出版，提出了质心说宇宙观，反映了物质运动的本质。谁也想象不到，被人们和地心说一同唾弃的摆线，与质心说是不同参考系的同一个理论。以公共质心（简称质心）为参考系，两个天体都绕质心运动。如果变换参考系，以实体为参考系，太阳绕质心运动，换成质心绕太阳运动。行星绕太阳运动轨道就是摆线。摆线是天体运动的本质轨道。这是质心说和摆线327年的奥秘。卡丹转盘揭示，椭圆是特殊的内摆线。所以，开普勒椭圆也是特殊摆线。托勒密摆线方法没有错。两千年天文学史是：托勒密摆线——哥白尼摆线——开普勒椭圆（特殊摆线）——牛顿质心说摆线，处处光辉灿烂。这是新的里程碑。
关键词：牛顿，质心说，变换参考系，摆线，里程碑
1，引言
自从1609年开普勒椭圆轨道问世，托勒密摆线和地心说一样，遭到人们的抛弃，已经四百年了。2004年4月24日，在CCTV10百家讲坛《人类怎样认识宇宙》中，某教授说：“这是托勒密的手稿，行星的运动呢，因为（本轮的）中心，是没有东西的。这是不可能的。托勒密体系，没有正确反映行星运动本质。”[1] “这个学说（托勒密摆线）现在看来虽然是错误的，但在当时的观测水平限制下，是一种较自然的论。”[2]P4。这是中国天文界在科普中，在学术界对待摆线轨道的态度。
1687年牛顿质心说问世。它是物质运动的本质属性。谁也想象不到，根据牛顿质心说，变换参照系，用任何实体为参考系，行星轨道都是摆线。摆线和质心说，是不同参考系的同一个理论。根据卡丹转盘揭示：椭圆是特殊的内摆线，因此，开普勒椭圆也是特殊的摆线。所以，摆线是行星运动的本质轨道。从托勒密、到哥白尼、开普勒、牛顿，他们的行星轨道都是摆线。摆线渗透了两千年天文学史。但是，目前日心说和椭圆理论仍然充斥天下。人们对牛顿，只知道苹果落地的故事，至于牛顿质心说，基本上无人知晓。这个物质运动的本质，问世三百多年了，仍然被埋没，很不公正。它冤枉了前辈，抹黑了历史，愚弄了人们。我们一定要揭露这个奥秘，让科学真理大白于天下。
特别喜庆的是，《人类怎样认识宇宙》的作者天文学权威教授，非常明智地在他的同名大作2008年第一版和2011年第二版里，不但把他2004年在CCTV10的讲座里，批判托勒密本轮-均轮摆线方法论的内容，全部删除了。相反，他还褒奖“托勒密学识广博，一生著作颇多，且涉及诸多领域，……有灼见”
[3] 。这是权威教授的英明。
2，牛顿质心说，行星的本质轨道是摆线。
论据一：“……两个物体，不论是被吸引者或是吸引者，都不是真正的静止，而两者是互相吸引，绕公共重心旋转。”[4] 这里公共重心就是公共质心。
论据二：太阳系所有天体（包括太阳）绕质心运动的周期是不同的，所以角速度也不同。
论据三，推理方法——参考系变换：如果有A,B两个质点，它们在坐标系的坐标轴方向不变，自己都不旋转。A点围绕B点，作顺时针方向匀速圆周运动；那么把参考系变换到A点上面来，可以看做B点围绕A点，作同样的顺时针方向匀速圆周运动。
简而言之，A绕B作圆周运动，可以变换成为，B绕A
作圆周运动。半径、速度和方向相同。
论据四：摆线概念：
一个动圆与一个定圆内（外）切，动圆在定圆上滚动，不滑动。动圆上（或者半径和半径延长线上）一点划出来的轨迹就是内（外）摆线。这个时候，动圆的圆心与动圆上的点，运动的时针方向，是相反（相同）的。
简而言之，就是C绕B作圆周运动，B又绕A作圆周运动，并且角速度不同，那么C绕A运动的曲线就是摆线。
根据论据，变换参考系证明：
因为，以质心为参考系，太阳和行星都绕质心运动，并且角速度不同。（图2.1）
变换参考系：太阳绕质心作圆周运动，换成质心绕太阳作圆周运动。（图2.2）
http://s7/mw690/002pdQwEty6QvjnHKeia6&690
星绕公共质心作逆时针方向运动（绿色）。
http://s13/mw690/002pdQwEty6QvjrU7kU7c&690
所以，以太阳为参考系，行星绕质心作圆周运动，质心又绕太阳作圆周运动，这样，行星绕太阳运动的轨道就是摆线。（图2.3）
http://s3/mw690/002pdQwEty6Qvk0kaVsb2&690
质心说与摆线是同一个理论，仅是不同参考系表达而已。就像除法和分数，仅仅是用除号和分数线表达的不同。只要符合质心说的质点运动，其互相描述的轨道必然是摆线，别无选择。
牛顿质心说是天体运动的本质。质心说摆线是行星运动的本质轨道。
中国教育部 《普通高中数学课程标准》（实验稿）：“天体轨道方程就是摆线的统一方程”[5] 。
最后，行星精确轨道是椭圆摆线，还是螺旋摆线，另文论述。
这是，隐藏了327年的奥秘。
3，指针式钟表是铁证
http://s5/mw690/002pdQwEty6QvkbHfjSa4&690
4 托勒密地心模型的科学性
“托勒密在建立地心模型的过程中，充分地利用了归纳法、演绎法等数学统计方法，使得模型具有严密的逻辑性和科学性。” [6]
“在方法论意义上，托勒密的本轮—均轮方法和开普勒方法之间并没有对错之分，只是复杂和简单的区别：”
“哈佛大学科学史系主任、天文学和天文学史教授欧文、金格里奇在闲暇之余，利用计算机计算了中世纪行星的位置，包括13世纪的《阿方索星表》和1532年的施特夫勒的《星历表》，惊奇地发现，这两份曾经得到广泛应用的星表竟然都是依据托勒密学说，其中绝对没有任何关于本轮叠加的证据。换句话说，托勒密体系直到哥白尼时代仍在应用，并没有比托勒密原本多出点什么。”[8]
“在他的时代之后用希腊文写作的数理著作，几乎没有可与托勒密相匹敌的。”[9]
特别是，在所有版本的托勒密均轮，本轮图里，唯有太阳和月亮没有本轮[1]。为什么？因为太阳系质心，基本上都在太阳体上，所以太阳没有本轮。地球和月亮系统的质心，基本上在地球上，所以月亮没有均轮。其它行星就不同。这里暗示了，托勒密体系已包含了质心说。他是隐性的质心说摆线。
所以，托勒密摆线不但没有错，而且具有严密的逻辑性和科学性。它经受了1400多年的考验。
5 哥白尼用日心说继承了摆线方法论
“哥白尼发现，如果以太阳为中心来描述星体的运行，只需要8-10个圆，就能计算出一个行星的运动轨迹，他提出了日心说。”[12]
[13]
6，开普勒椭圆是特殊摆线捷径
根据数学里卡丹转盘：[5] [12] [14] [15] 定圆半径是动圆半径二倍时，变幅内摆线是椭圆。椭圆是特殊的内摆线。由于，开普勒行星轨道是椭圆，所以，开普勒行星轨道是特殊摆线。卡丹转盘椭圆上的点是绕椭圆中心旋转的。它有两个近心点和两个远心点。如果把这个椭圆中心作为太阳所在的焦点，从近心点到远心点，再到近心点结束，是一个椭圆的话，开普勒椭圆仅仅是卡丹转盘椭圆的一半。也就是卡丹转盘的椭圆是两个开普勒椭圆。不管怎么样，只要是椭圆就是特殊摆线。这是雷打不动的结论。实际上，开普勒椭圆理论，并不是推翻了托勒密的摆线理论，而是在方法上的改进。他运用了“摆线特例”的特殊方法，走了简单的捷径而已。其实，目前先进的天体轨道理论（摄动理论），不但始终紧扣椭圆（特殊摆线）发展，并且一直都是运用牛顿质心说327年的产物。它从来没有离开摆线。如果用椭圆推翻摆线，这是自我否定，是严重的概念错误。先进的理论与错误的概念是水火不容的。
7，摆线贯穿了两千年天文学史
根据质心说：行星在任何实体参考系，它的本质轨道都是摆线。又根据卡丹转盘，椭圆是特殊的内摆线。所以，两千年天文学史是：托勒密摆线——哥白尼摆线——开普勒椭圆（特殊摆线）——牛顿质心说摆线。
这是天文学两千年历史新的里程碑！
8，结论
质心说是天体运动的本质属性，是发展的大方向。这是科学常识，必须普及。质心说和摆线是同一个理论，只是参考系不同。这个奥秘已经隐藏了327年。
指针式钟表里，两只针尖相对运动的轨迹就是摆线；这是铁的事实。
同时，数学里的卡丹转盘揭示：椭圆是特殊的内摆线，说明，开普勒椭圆轨道同样的特殊摆线。这个三段论式的论证也是无可辩驳的。
目前，天文界仍然是宣传日心说和椭圆，根本不提质心说，更没有承认摆线。从幼儿园到高校的教材里都是这样。按照科学原则，日心说应该退出历史舞台。至于，以太阳为参考系是最佳选择，这是两回事，不能混为一谈。天文研究（卫星和航天）实际上是走牛顿质心说摆线的路，却不敢承认质心说摆线。这是天文界的悲哀。现在，天体轨道概念自我否定了四百年；伟大的托勒密被冤枉了四百年；一千四百年的光辉历史被抹黑；牛顿质心说与摆线轨道的奥秘埋没了327年；千千万万天文学家和人们被蒙蔽和愚弄了四百年。所以，揭开奥秘势在必行。我们必须让牛顿质心说摆线重见天日，普及世界。希望科学界不要犹豫，以前随大流者无过，谁敢逆流啊！现在应该面对真理。因为，这是史无前例的天文学史辉煌的大统一！天文学家历届的大团圆！万人欢呼，全球欢腾！
愿科普界、教育界和科研界，为树立天文学史新的里程碑，做贡献。这是我们这一代人的光荣使命。
参考文献
[1]赵君亮CCTV10百家讲坛天文系列2004.04.24人类怎样认识宇宙-
http://www.56.com/w58/play_album-aid-9941792_vid-NDcxMzk0NjI.html
[2]易照华编著1991.12. 《天体力学教程》上海科学技术出版社（绪论P1）
[3]赵君亮著2008.4第一版和2011.12第二版《人类怎样认识宇宙》上海科学技术出版社P4;P3
[4][英]
牛
[5]普通高中数学课程标准（实验稿2002年11月）4，圆摆线与天体运行轨道(中小学教育资源交流中心) P19：
http://text.k12zy.com/jiaoan/html/2005/194668.html
[6]刘东成 梁颖思 邱雅楠
陈
[7]张卫2009年11月《托勒密天文学中本轮—均轮方法何以可能？》《自然辩证法研究》第25卷增刊
P47—50
[8]孙正凡《被冤枉的托勒密——天文学史中流行的一个谬误》《现代物理知识》2010年第2期P59-60
[9]（英）米歇尔·霍斯金主编 江晓原 关增建等译2003-3《剑桥插图天文学史》山东画报出版社 第二章 古代天文学P037
[10]《相对论导引》[苏联] Ю.Б.鲁迈尔 М.С.雷夫金 著 李方锦译 上海科学技术出版社1962年9月第一版P6。
[11]普通高中数学课程标准（实验稿2002年11月）4，圆摆线与天体运行轨道(中小学教育资源交流中心) P18：
http://text.k12zy.com/jiaoan/html/2005/194668.html
[12]吴
[13][法]G伏古勒尔著李珩译2010年4月《天文学简史》中国人民大学出版社P24
[14]王树和著 张景中主编 2008年8月《数学聊斋》北京：科学出版社P65
[15]张润琦编著2007年4月第二版,普通高中数学课程标准实验教科书《数学（选修）4-4》人民教育出版社
誌谢赐教者：
方
陆本魁：南京紫金山天文台原台长首席研究员
李向东：南京大学天文系教授
陈鹏飞：南京大学天文系教授
周济林：南京大学天文系教授
张肇西：中国科学院物理研究所院士
作者简介;
郑炳南，男，1937年5月7日，在中国江西省乐平市出生。1961年，在江西教育学院函授班数学系学习。现在是乐平市第二中学退休教师，爱好数学、天文。1961年7月7日根据牛顿质心说，变换参考系，用实体为参考系，确定水星轨道是摆线。我请求母亲把我的结论绣在枕头套上面：“水星轨道bai xian 1961.7.7.和摆线轨道示意图”（枕头套已保存53年至今）。另外，数学里卡丹转盘揭示：椭圆是特殊的内摆线。说明了摆线与开普勒椭圆是母子集合。作者研究天体轨道的概念，已有56年。
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