Các mô hình về vũ trụ

Mô hình vũ trụ của Ptoleme – Học thuyết địa tâm Trong thiên văn học, mô hình địa tâm geocentric model trong tiếng Hy Lạp: geo = Trái Đất, kentron = trung tâm của vũ trụ là lý thuyết c

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

KHOA VẬT LÝ

NGUYỄN THỊ THANH

CÁC MÔ HÌNH VỀ VŨ TRỤ

Chuyên ngành: VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Người hướng dẫn khoa học TS NGUYỄN HỮU TÌNH

HÀ NỘI, 2017

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn:

- TS Nguyễn Hữu Tình đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em để hoàn thành khóa luận này

- Các thầy cô trong hội đồng giám khảo bảo vệ đề cương và Hội đồng giám khảo bảo vệ và đánh giá khóa luận tốt nghiệp trường Đại học Sư Phạm Hà Nội 2 đã không quản thời gian để đọc và tham gia góp

ý cho khóa luận được hoàn thành

- Bạn bè và người thân đã quan tâm giúp đỡ

Hà Nội, tháng 4 năm 2017

Tác giả

Nguyễn Thị Thanh

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan khóa luận này là công trình nghiên cứu của riêng em Các số liệu, kết quả nghiên cứu đều là trung thực và chưa có ai công bố trong một công trình nghiên cứu nào

Hà Nội, tháng 4 năm 2017

Tác giả

Nguyễn Thị Thanh

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TRONG KHÓA LUẬN

Viết đầy đủ Viết tắt

Trước công lịch TCL

Trước công nguyên TCN

Năm ánh sáng n.a.s

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 1

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1

4 Nhiệm vụ nghiên cứu 1

5 Phương pháp nghiên cứu 2

6 Đóng góp của đề tài 2

7 Cấu trúc khóa luận 2

CHƯƠNG 1: CÁC MÔ HÌNH VŨ TRỤ THỜI CỔ ĐẠI 3

1.1 Vũ trụ luận của Hy Lạp cổ đại 3

1.2 Vũ trụ luận của Trung Hoa cổ đại 6

CHƯƠNG 2: CÁC MÔ HÌNH VŨ TRỤ THỜI TRUNG ĐẠI 11

VÀ CẬN ĐẠI 11

2.1 Mô hình vũ trụ của Ptoleme – Học thuyết địa tâm 11

2.1.1 Hy Lạp cổ đại 11

2.1.2 Claudius Ptoleme 14

2.1.3 Hệ địa tâm và các hệ thống đối nghịch khác 16

2.1.4 Hấp dẫn: Newton và Einstein 18

2.1.5 Thuyết địa tâm ngày nay 18

2.2 Mô hình vũ trụ của Copecnic – Học thuyết nhật tâm 19

2.2.1 Sự phát triển của thuyết nhật tâm 19

2.2.2 Những tranh cãi tôn giáo về thuyết nhật tâm 26

2.2.3 Quan điểm của khoa học hiện đại 31

CHƯƠNG 3: CÁC MÔ HÌNH VŨ TRỤ HIỆN ĐẠI 33

3.1 Mô hình vũ trụ của Einstein – De Sitter (1932) 33

3.2 Mô hình Big Bang 34

3.2.1.Thuyết Big Bang là gì? 35

3.2.2 Lịch sử hình thành thuyết Big Bang 36

3.3 Cấu trúc vũ trụ ngày nay 42

KẾT LUẬN 45

TÀI LIỆU THAM KHẢO 46

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài:

Ngày nay vũ trụ học công nhận rằng vũ trụ của chúng ta bắt nguồn từ lý thuyết Vụ Nổ Lớn Lý thuyết Vụ Nổ Lớn là mô hình vũ trụ học được chấp thuận rộng rãi, nó miêu tả về sự hình thành và tiến hóa của vũ trụ Vũ trụ bao gồm mọi thành phần của nó cũng như không gian và thời gian Các nhà thiên văn chưa biết được kích thước toàn thể của vũ trụ là bao nhiêu và có thể là vô hạn Vũ trụ còn rất nhiều bí mật chưa được khám phá, con người cần phải đi tìm những chiếc chìa khóa để mở từng cánh cửa nhằm tiến sâu hơn nữa vào vũ trụ Từ đó các mô hình vũ trụ lần lượt ra đời Mô hình địa tâm định lượng đầu tiên đã được phát triển bởi các nhà triết học Hy Lạp cổ đại và triết học Ấn

Độ Trải qua nhiều thế kỉ, các quan sát thiên văn ngày càng chính xác hơn đã đưa tới mô hình nhật tâm của Côpecnic Đó chính là bước đệm thúc đẩy con người bước chân vào nghiên cứu vũ trụ bao la Các mô hình vũ trụ được coi là công cụ hữu hiệu trong quá trình khám phá vũ trụ Đây chính là lí do mà tôi lựa chọn đề tài “Các mô hình về vũ trụ”

2 Mục đích nghiên cứu:

Tìm hiểu một số quan niệm và các mô hình về vũ trụ từ thời cổ đại đến hiện đại

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

Đối tượng nghiên cứu: Các mô hình về vũ trụ

Phạm vi nghiên cứu: Bản khóa luận chủ yếu tập trung vào một số mô hình vũ trụ từ thời cổ đại đến hiện đại

4 Nhiệm vụ nghiên cứu:

Nghiên cứu một số mô hình vũ trụ từ thời cổ đại đến hiện đại

5 Phương pháp nghiên cứu:

Từ mục đích nghiên cứu tôi lựa chọn phương pháp nghiên cứu là trình bày một số mô hình về vũ trụ từ thời cổ đại đến hiện đại

6 Đóng góp của đề tài:

Giúp mọi người hiểu biết sâu thêm về các mô hình vũ trụ, mở ra các hướng nghiên cứu mới, là tài liệu tham khảo cho thiên văn học

7 Cấu trúc khóa luận:

Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, phụ lục nghiên cứu khóa luận gồm 3 chương

Chương 1: Các mô hình vũ trụ thời cổ đại

Chương 2: Các mô hình vũ trụ thời trung đại và cận đại

Chương 3: Các mô hình vũ trụ hiện nay

CHƯƠNG 1: CÁC MÔ HÌNH VŨ TRỤ THỜI CỔ ĐẠI

1.1 Vũ trụ luận của Hy Lạp cổ đại

Vũ trụ luận của Arixtốt

Quan điểm nhị nguyên vật chất - mô thức là cơ sở để xác lập học thuyết về bốn nguyên nhân cơ bản của vận động và biến đổi trong thế giới, đó là nguyên nhân vật chất, nguyên nhân mô thức, nguyên nhân vận động, nguyên nhân, mục đích Arixtốt viết: “Nguyên nhân được gọi là: 1) cái hàm chứa bên trong

sự vật, cái mà từ đó nó xuất hiện, chẳng hạn đồng là nguyên nhân của pho tượng, bạc là nguyên nhân của cái đĩa, 2) mô thức, hay khuôn mẫu, cái xác định bản chất sự vật, 3) cái mà từ đó bắt đầu sự thay đổi hay chuyển hóa vào trạng thái cân bằng, chẳng hạn người thầy là nguyên nhân (của học trò tốt), người cha - nguyên nhân của đứa con; nói chung cái tạo ra là nguyên nhân của cái được tạo ra, cái làm biến đổi - nguyên nhân của cái biến đổi, 4) mục đích, nghĩa là cái vì nó, chẳng hạn mục đích của đi dạo là sức khỏe Do đâu con người đi dạo? Vì muốn được khỏe mạnh Hẳn khi nói như thế chúng ta nghĩ rằng mình đã chỉ ra nguyên nhân”

Nguyên nhân mô thức: mọi vật trong thế giới có thể vận động là nhờ mô thức của chúng; do mô thức là tính quy định căn bản của tồn tại, nên nó là nguyên nhân quan trọng nhất

Nguyên nhân vật chất: vật chất là cội nguồn của thế giới các sự vật Trong quan hệ giữa vật chất, hay tiềm thể (dynamis), và mô thức, hay hiện thể (energeia) vận động đóng vai trò cái làm cho sự thống nhất các mặt đối lập thành hiện thực

Nguyên nhân mục đích: tính mục đích vừa đồng nhất với tính tất yếu, vừa được xem như vận động hướng tới mục đích tối cao là cái thiện, hạnh phúc,

và theo nghĩa đó nó bao trùm toàn thể vũ trụ lẫn đời sống con người, chi phối tất cả các sự vật, các hiện tượng và các quá trình diễn ra trong thế giới

Nguyên nhân vận động: Arixtốt không thừa nhận sự tự vận động, mà xem vận động là do sự tác động của vật này lên vật khác Arixtốt nhấn mạnh

“Dưới mọi sự biến đổi một cái gì đó biến đổi nhờ một cái gì đó và vào một cái gì đó” Sau cùng ông hướng đến động cơ đầu tiên như nguồn gốc và nguyên nhân vận động

Học thuyết về bốn nguyên nhân được Arixtốt phân thành bốn nhóm, trong

đó nhóm nguyên nhân vật chất tách riêng, còn nhóm nguyên nhân mô thức - mục đích - vận động chỉ là một Trong quan niệm về vật chất vận động Arixtốt đến gần với chủ nghĩa duy vật

Trong bảng phân loại khoa học vật lý học được xem như khoa học về các hiện tượng của tự nhiên Tự nhiên ở Arixtốt là thứ tự nhiên có hai mặt - vật chất và mô thức, vì thế ắt phải đặt ra câu hỏi: vật chất có thể được xem là tự nhiên trong chừng mực nào? Trả lời: nó trở thành tự nhiên chỉ khi nào có thể được xác định thông qua bản chất Tự nhiên theo nghĩa đầu tiên và riêng có của nó là bản chất, mà chính là bản chất của cái có khởi nguyên vận động tự thân Vật chất được gọi là tự nhiên vì nó có khả năng đạt tới bản chất này” Như vậy có thể nói tự nhiên là nguồn lực bên trong của sự tự vận động và phát triển của các sự vật

Arixtốt trình bày học thuyết về vận động cả trong siêu hình học lẫn vật lý học Trong siêu hình học Arixtốt chỉ ra bốn dạng vận động có thể là: 1) tăng

và giảm; 2) biến đổi về chất, hay chuyển hóa; 3) xuất hiện và diệt vong; 4) chuyển dịch vị trí trong không gian (vận động cơ học) Trong bốn hình thức

đó Arixtốt xem vận động trong không gian là hình thức chủ yếu, điều kiện của tất cả các hình thức vận động còn lại Arixtốt chia vận động cơ học như thế thành vận động theo vòng tròn, vận động thẳng, sự kết hợp vận động vòng

tròn và vận động thẳng, theo đó vận động theo vòng tròn là vận động có tính liên tục, còn vận động thẳng có tính gián đoạn

Sau khi định nghĩa và phân loại vận động Arixtốt tìm hiểu các khái niệm khác của vật lý học Không gian theo cách hiểu của Arixtốt đồng nghĩa với vị trí - giới hạn của vật thể Đại thiên cầu không có vị trí, không nằm ở đâu cả, vì không có cái gì vây bọc nó Vị trí không phải là mô thức lẫn vật chất, vì cả hai không thể đứng tách biệt với đối tượng, còn vị trí thì có thể Vị trí cũng không phải là sự vật đơn nhất, vì nếu nói như vậy ta phải chấp nhận trong một

vị trí có hai vị trí Vị trí là bể chứa các vật thể Khác với không gian, thời gian không liên kết với các vật thể, mà với vận động Thời gian không phải là vận động, nhưng nó không tồn tại thiếu vận động, bởi lẽ nó là “số lượng vận động xét theo quan hệ với quá khứ và tương lai”, là sự tuôn chảy Vị trí thế giới là hữu hạn, một khi nó được giới hạn bởi bầu trời, do đó có thể có vận động tuyệt đối và đứng im tuyệt đối, có trên tuyệt đối và dưới tuyệt đối Thời gian thì vô hạn, vì nếu như tất cả các quá trình đơn nhất đều hữu hạn, và độ dài lâu của chúng được đánh giá bằng thời gian, thì thế giới thống nhất và vĩnh cửu phải có độ dài lâu vô hạn Thời gian không phải là vận động, vì vận động thì

có vận động nhanh, vận động chậm, còn thời gian thì đâu đâu cũng vậy Nhờ đặc tính ấy mà thời gian là thước đo của vận động Ngược lại vận động cũng

đo lường được thời gian, khác chăng ở đây là không phải bất kỳ vận động nào, mà chỉ vận động cân bằng theo vòng tròn của đại thiên cầu mới là thước

đo thời gian, “vòng thời gian” Thời gian là số lượng vận động liên tục; thời gian “trở thành vận động chỉ bởi vì vận động có số lượng” Arixtốt không nhất trí với Platôn vì đã quy các yếu tố tự nhiên về những dạng thức hình học Giả thiết ấy, theo Arixtốt, không thể lý giải trọng lượng của các hiện tượng vật lý, do đó khó tìm ra nguyên nhân vận động của chúng Ông thay phương

án dạng thức hình học bằng phương án xác định vị trí Nếu vật thể nằm ở vị

trí cố hữu tự nhiên của mình thì nó đứng im; nếu bị đẩy sang vị trí khác không tương xứng, thì nhất định nó phải chuyển dịch trở về vị trí tương xứng tự nhiên ban đầu Trái Đất đứng im vì tọa lạc ở vị trí tự nhiên của mình, tức ở trung tâm đại thiên cầu Nếu ném hòn đất lên trên, nó sẽ rơi trở lại, tức hướng

về vị trí tự nhiên

Quan niệm về vận động của các hành chất tự nhiên ở Arixtốt có những cải biến nhất định Bốn hành chất truyền thống - đất, nước, lửa, khí - đều vận động theo đường thẳng: đất, nước - từ trên xuống, hướng về tâm; lửa, khí - từ dưới lên, hướng ra ngoại diên Thế giới được tạo nên từ sự kết hợp các hành chất ấy Arixtốt còn đưa ra hành chất thứ năm - ête (aither), có đặc tính bất biến, hình thành nên nhữnh vật thể bầu trời

Vật lý học và vũ trụ luận của Arixtốt chứa đựng yếu tố mục đích luận Toàn bộ tự nhiên là một cơ thể sống động thống nhất, nơi mà “cái này xuất hiện vì cái kia” Do chỗ tự nhiên có tính chất hai mặt: một đằng nó là vật chất, đằng khác - như mô thức, mà mô thức lại là mục đích, mà toàn bộ những gì khác đều tồn tại vì mục đích, nên nó (mô thức) cũng sẽ là nguyên nhân của sự

“vì cái gì” (Arixtốt, Vật lý học, quyển 2) Bên cạnh đó Arixtốt cũng phân biệt tính mục đích và tính tất yếu, mặc dù chưa rõ ràng

1.2 Vũ trụ luận của Trung Hoa cổ đại

Vũ trụ quan của Kinh Dịch

Kinh Dịch là một bộ sách cổ trong ngũ kinh của Trung Hoa Theo truyền thuyết, từ đời Thượng cổ, vua Phục Hy (4477 - 4363 trước Công lịch) nhận thấy những dấu vết như bức vẽ trên lưng con long mã nổi lên trên sông Hoàng

Hà mà lập ra Hà Đồ, vạch liền biểu thị cho Dương, vạch đứt biểu thị cho Âm

Và khi từng 2 quẻ chồng lên nhau (gồm 6 vạch) qua 8 quẻ tạo nên 64 quẻ kép, mọi việc từ thiên văn, địa lý đến cai trị dựa vào bói toán qua các quẻ ấy mà luận định Đến đời nhà Hạ, vua Vũ Đại (2205 - 1766 trước Công lịch) nhân

lúc trị thủy, thấy dấu vết trên lưng con rùa thần trên sông Lạc mới lập ra Lạc Thư và định ra cửu trù tức là 9 điều căn bản để dạy dân trong sinh hoạt hằng ngày Đến thời điểm ấy, Kinh Dịch chưa có gì thành văn tự Khi vua Văn Vương nhà Chu bị vua Trụ nhà Ân bắt giam ở Dữu Lý 3 năm, ông mới đem các quẻ của Phục Hy đặt thành Hậu thiên Bát quái, dùng văn tự để giải thích việc tốt xấu của từng quẻ gọi là quái tử Chu Công Đán, còn Văn Vương tiếp theo đó giải nghĩa từng hào (từng vạch), trong đó một quẻ gọi là hào tử Nhận thấy việc giải thích trên còn quá nhiều vắn tắt trong khi tư tưởng dịch lý rất uyên thâm, Khổng tử (551 - 479 trước Công lịch) bèn viết thêm 10 thiên truyện gọi là Thập dực để quảng diễn ý nghĩa Từ đấy đến sau này, nhất là đời nhà Tống các danh nho đã phát huy Dịch học một cách rất phong phú Đến nay, tổng ước lượng đã có 158 sách nghiên cứu Dịch học tại Trung Hoa Kinh Dịch là pho sách triết học rất thâm sâu nhưng cũng rất hấp dẫn Khổng Tử cũng đã nhìn nhận là Học dịch phải mất rất nhiều công sức và thời gian, sách

Sử Kí Tư Mã Thiên đã nói “Ông Khổng Tử về già, xem Kinh Dịch đến 3 lần làm đứt cả lề sách rồi mới làm thêm các thiên truyện” Còn chính Khổng Tử

từ trước khi từ trần, còn than tiếc nói với học trò: “Giá như ta được thêm ít năm nữa để học Dịch cho trọn vẹn thì không có điều sai lầm lớn” Ở nước ta

từ đời Lý, Kinh Dịch đã sớm đưa vào học và nội dung thi cử Các cụ thi đỗ không ai là không biết qua về âm dương, ngũ hành nhưng phần lớn là cưỡi ngựa xem hoa hay đến mức phổ thông để làm nghề thuốc, địa lý và bói toán, rất ít người nghiên cứu kĩ lưỡng và có hệ thống, có một số sách được viết để lại cũng đã thất lạc Những nhà tinh thông Kinh Dịch có thể biết được qua một số sách để lại hoặc qua sự nghiệp của các cụ thì có thể kể là: Nguyễn Bỉnh Khiêm, Đào Duy Từ, Nguyễn Thiệp, Lê Quý Đôn với Kinh Dịch phu thuyết gồm 6 quyển hay Trần Cao Vân với Trung Thiên Dịch Những năm gần đây, có thêm một số tác giả đã viết và bàn giải vể Kinh Dịch như: Phan

Bội Châu, Ngô Tất Tố, Bửu Cầm… Đối với Á Đông chúng ta, Kinh Dịch được xem là sách căn bản hàng đầu cho tất cả các sách khác, hay như ông Nguyễn Đức Đạt (1825 - 1889) đã nói với vua Tự Đức: “Tóm hết sự biến đổi trong thiên hạ, thông suốt tình hình trong thiên hạ, không sách nào bằng Kinh Dịch” Nam sơn tùng thoại thì điều ấy không có gì lạ, bởi đó là nguồn gốc văn hóa từ Trung Hoa Nhưng Kinh Dịch đã truyền sang phương Tây và có ảnh hưởng càng ngày càng sâu đậm trong lúc khoa học kĩ thuật càng ngày càng phát triển nhanh chóng Ngày nay Trung Quốc đang mở rộng giao lưu với thế giới bên ngoài tiếp xúc với phương Tây để tiếp thu khoa học kĩ thuật hiện đại thì từ phương Tây các học giả, các khoa học gia lại đua nhau tìm hiểu thu nhập văn hóa phương Đông nhất là Ấn Độ và Trung Hoa với điều căn bản là Kinh Dịch Liên Hiệp Quốc đã thành lập hội nghiên cứu Kinh Dịch và đã tổ chức được 4 lần hội thảo quốc tế về Kinh Dịch Tại ngay mỗi nước như Anh, Pháp, Đức, Mĩ đều có hội nghiên cứu Kinh Dịch Kinh Dịch đã được ứng dụng dần dần vào khoa học phương Tây Người thực hiện sớm nhất có lẽ là Leibniz triết gia và toán học gia người Đức Ông đã quan sát bát quái, nghĩ ra phép nhị phân thay cho phép thập phân bằng cách chỉ dùng hai con số: 1 làm dương và 0 làm âm để mã vào máy tính điện tử Hai con số này thành mỗi nhóm 6 số và gồm 64 nhóm khi có điện vào đèn bật là 1 và khi tắt là 0 cứ như thế để truyền các tín hiệu Còn C G Jung là một người gốc Thụy Sĩ đã cùng với Freud tạo ra khoa học phân tâm Ông cũng là bạn thân của R Wilhem, người đã dịch Kinh Dịch ra tiếng Đức Jung cho là có thể sử dụng Kinh Dịch

để tìm hiểu tiềm thức con người, trong đó có việc bói toán Hai nhà vật lý học người Mỹ gốc Trung Hoa là Lý Chinh Đạo giáo sư đại học Priceton và Dương Chấn Ninh, giáo sư đại học Columbia đã tuyên bố nhờ nghiên cứu Kinh Dịch

mà biết rằng trong thế giới điện tử, phía trái và phía phải không như nhau, dương thì 9 mà âm thì 6 có tỉ số 3/2 Hai ông chứng minh khi hạt nguyên tử

nổ thì làm bắn ra những ly tử âm và ly tử dương, tia dương bắn xa hơn tia âm theo tỉ lệ 3/2 tạo ra định luật cơ ngẫu Hai ông đã được giải Nobel Vật lý năm

1957 Các bác sĩ Tây Âu ngày nay muốn học qua Đông y đều phải thuộc lý thuyết sinh khắc của âm dương ngũ hành, đặc biệt là khoa châm cửu Họ đều ngạc nhiên về kinh huyệt có thể châm tê để giải phẫu một cách không đau cho người bệnh Ngày nay người ta đã đem đối chiếu Kinh Dịch với nhiều lý thuyết triết học, khoa học Tây phương như lý thuyết về nguyên tử, thuyết sinh vật tiến hóa của Lamark Darwin, biện chứng pháp của Hegel, Kari thuyết tương đối của Einstein với phương trình E=MC2 lý thuyết về vũ trụ và các vì sao Hầu hết những lý thuyết quan trọng, người ta hy vọng qua Kinh Dịch sẽ ước đoán để tìm ra những cái mới rồi sẽ dùng khoa học để kiểm chứng lại Như vậy là đúng với lời của nhà toán học Pháp H Poincare đã nói: “Phỏng đoán trước rồi hãy chứng minh! Tôi có cần nhắc lại rằng chính như vậy mà đã

có những phát minh quan trọng” Vậy trước khi dò tìm phỏng đoán người ta cũng đã cần có những căn cứ gì rồi

Nếu chúng ta không hiểu được vũ trụ và địa vị của con người trong khoảng không gian vô tận và thời gian vô cùng thì chúng ta không thể đoán định được cứu cánh của con người phải nên như thế nào Bởi vậy hệ thống triết học tối thiểu cũng phải gồm có vũ trụ luận và nhân sinh luận Đã đành triết học phải tổng hợp khoa học để nghiên cứu vũ trụ, nhưng triết học tự có mục đích, không phải chỉ là khoa học đại cương Ngày xưa triết gia Hy Lạp

đã chia triết học làm 3 phần lớn, vật lý học, đạo đức học và luận lý học Nói theo thuật ngữ đời nay thì triết học gồm có: vũ trụ luận, nhân sinh luận và tri thức luận Cách phân chia này tương đối hợp lí và có căn cứ lịch sử, nên được phổ biến lưu hành từ thời Platon đến thời Trung cổ và mãi đến gần đây vẫn còn có giá trị Nay ta có thể theo đó để chia lại như sau: Vũ trụ luận có hai phần gồm nghiên cứu bản thể tồn tại và yếu tố chân thật của vạn hữu, gọi là

bản thể luận và nghiên cứu sự phát sinh, lịch sử và quy thức của thế giới gọi

là vũ trụ luận Nhân sinh luận có hai phần: Nghiên cứu cái cứu cánh của con người (nhân loại học, tâm lý học…) và nghiên cứu cái quy phạm chất của tri thức, tức là luận lý học Nhìn vào cách phân loại trên đây, ta thấy vũ trụ luận

và nhân sinh luận có mối tương quan mật thiết, nhân sinh luận phải lấy vũ trụ luận làm căn bản Dương chu và Epicure đã xem vũ trụ là vật chất, cơ giới, nên lấy việc truy cầu khoái lạc trước mắt làm mục đích nhân sinh Đạo gia cho rằng vũ trụ là biểu tượng của tự nhiên nên chủ trương thuận theo tự nhiên

là tốt, trái lại là xấu Phái theo chủ nghĩa lãng mạn trong triết học Tây phương cũng có tư tưởng gần như thế Xem đó đủ biết các môn phái triết học có nhân sinh luận không giống nhau là vì có vũ trụ luận khác nhau Vì lẽ ấy, triết gia muốn thực hiện một xã hội lý tưởng phải tổng hợp khoa học để nghiên cứu vũ trụ Có nhiều triết gia đã do tri thức luận chứng thành vũ trụ luận như Berkeley và Kant Có người nghiên cứu nhân sinh mà liên quan đến tri thức luận như Locke và Hume Vậy vũ trụ luận, nhân sinh luận và tri thức luận là

ba phần không thể thiếu được của triết học Kinh Dịch đã gồm đủ ba phần ấy Kinh Dịch có vũ trụ luận hợp với khoa học, nhân sinh hợp với hòa bình và công lý, tri thức luận sáng sủa và vững vàng Biện chứng pháp của Kinh Dịch đáng được chú ý hơn cả biện chứng pháp của Hegel và Felicien Challaye đã phê bình rất đúng: “Phương pháp cách mạng, hệ thống bảo thủ” Vẫn biết vũ trụ quan và nhân sinh quan của Kinh Dịch không tách rời nhau, nhưng tác giả vẫn đề cập đến nhân sinh quan và biện chứng pháp

CHƯƠNG 2: CÁC MÔ HÌNH VŨ TRỤ THỜI TRUNG ĐẠI

VÀ CẬN ĐẠI 2.1 Mô hình vũ trụ của Ptoleme – Học thuyết địa tâm

Trong thiên văn học, mô hình địa tâm (geocentric model) (trong tiếng

Hy Lạp: geo = Trái Đất, kentron = trung tâm) của vũ trụ là lý thuyết cho rằng Trái Đất là trung tâm của vũ trụ và Mặt Trời cùng các thiên thể khác quay quanh nó

Hệ này được coi là hình mẫu tiêu chuẩn thời Hy Lạp cổ đại, được cả Arixtốt và Ptoleme, cũng như đa số các nhà triết học Hy Lạp đồng thuận rằng Mặt Trời, Mặt Trăng, các ngôi sao, và những hành tinh có thể quan sát được bằng mắt thường đều quay quanh Trái Đất Các ý tưởng tương tự cũng đã xuất hiện ở thời Trung Quốc cổ đại Aristarchus xứ Samos đã đưa

ra một mô hình nhật tâm của Hệ Mặt Trời, nhưng rõ ràng ông ở phe thiểu

số tin rằng Trái Đất không nằm ở trung tâm

Người Hy Lạp cổ đại và các nhà triết học thời Trung Cổ thường cho

mô hình địa tâm đi cùng với Trái Đất hình cầu, không giống với mô hình Trái Đất phẳng từng được đưa ra trong một số thần thoại Người Hy Lạp cổ đại cũng tin rằng những sự chuyển động của các hành tinh đi theo đường tròn chứ không phải hình elíp Quan điểm này thống trị văn hoá phương tây cho tới tận trước thế kỷ 17

Mô hình địa tâm là quan điểm thống trị thời tiền hiện đại; từ cuối thế

kỷ 16 trở về sau nó dần bị thay thế bởi hệ nhật tâm của Copecnic, Galileo

và Kepler

2.1.1 Hy Lạp cổ đại

Mô hình địa tâm bắt đầu xuất hiện trong triết học và thiên văn học Hy Lạp từ rất sớm Có thể tìm thấy những dấu vết mô hình này trong triết học tiền Socrat Vào thế kỷ thứ 6 trước Công Nguyên, Anaximander đã đưa ra

một vũ trụ học với Trái Đất như một mặt cắt của một cột trụ (một hình trụ), được giữ ở bên trên tại trung tâm tất cả mọi vật Mặt Trời, Mặt Trăng,

và các hành tinh được đục trong những bánh xe vô hình quanh Trái Đất; thông qua những hố đó, con người có thể thấy được ngọn lửa thần bí Cùng thời gian ấy, những môn đồ Pytago dạy rằng Trái Đất là một hình cầu, nhưng không phải ở trung tâm; họ tin rằng nó chuyển động quanh một ngọn lửa thần bí Sau này các quan điểm đó được phối hợp với nhau, vì thế

đa số những học giả Hy Lạp từ thế kỷ thứ 4 TCN đều nghĩ rằng Trái Đất là một hình cầu tại trung tâm vũ trụ

Trong thế kỷ thứ 4 TCN, hai nhà triết học Hy Lạp có nhiều ảnh hưởng

đã viết các tác phẩm dựa trên mô hình địa tâm Đó là Plato và học trò của mình, Arixtốt Theo Plato, Trái Đất hình cầu, và nằm ở trung tâm vũ trụ Các ngôi sao và các hành tinh được gắn trên các mặt cầu quay quanh Trái Đất, với thứ tự: Mặt Trăng, Mặt Trời, Sao Kim, Sao Thuỷ, Sao Hoả, Sao Mộc, Sao Thổ, các ngôi sao cố định Trong "Thần thoại Trái Đất" (myth of Er) một phần của cuốn Cộng hoà, Plato miêu tả vũ trụ như Con suốt của sự tất yếu (spindle of necessity), được chăm sóc bởi các Mỹ nhân ngư và được quay bởi ba Thần mệnh Eudoxus xứ Cnidus, người cùng làm việc với Plato, đã phát triển một cách giải thích ít tính thần bí và khoa học hơn về sự chuyển động của các hành tinh dựa trên lời tuyên bố của Plato cho rằng toàn bộ các hiện tượng trên trời có thể được giải thích bằng một chuyển động tròn duy nhất Arixtốt đã thêm chi tiết vào hệ thống của Eudoxus Trong hệ thống đã được phát triển đầy đủ của Arixtốt, Trái Đất hình cầu nằm ở trung tâm vũ trụ Mọi vật thể trên trời được gắn với 56 mặt cầu đồng tâm quay quanh Trái Đất (số lượng nhiều bởi mỗi hành tinh cần nhiều mặt cầu trong suốt) Mặt Trăng nằm trên mặt cầu gần tâm nhất Vì thế nó thuộc địa hạt Trái Đất, khiến nó cũng không hoàn hảo, gây nên các chấm đen và

phải trải qua các tuần trăng Nó không hoàn hảo như những vật thể khác trên trời, vốn tự toả sáng bằng ánh sáng của chính mình

Thuyết địa tâm được nhiều người tin theo bởi nó phù hợp với các quan sát thông thường Đầu tiên, nếu Trái Đất thực sự chuyển động, thì một người trên đó phải quan sát thấy các ngôi sao cố định dời chỗ vì hiện tượng thị sai Nói gọn, những hình dạng của các chòm sao phải thay đổi ở mức quan sát thấy trong năm Trên thực tế, các ngôi sao ở quá xa so với Mặt Trời và các hành tinh tới mức chuyển động của chúng (thực sự có tồn tại) không thể quan sát thấy cho đến tận thế kỷ 19 Vì không thể quan sát thấy thị sai nên bất cứ một thuyết nào khác ngoài mô hình địa tâm đều bị bác bỏ

Một sự quan sát có nhiều ảnh hưởng khác là Sao Kim luôn có độ sáng ổn định trong mọi khoảng thời gian “và vì thế nó luôn ở cùng một khoảng cách so với Trái Đất” Trên thực tế điều đó xảy ra bởi vì phần ánh sáng mất

đi trong các tuần của nó bù trừ cho kích thước biểu kiến thay đổi theo khoảng cách của Sao Kim với Trái Đất Những sự chống đối khác bao gồm

ý tưởng do Arixtốt đưa ra cho rằng những vật thể to lớn như Trái Đất theo trạng thái tự nhiên phải đứng yên và rằng phải cần có nhiều lực mới có thể làm chúng chuyển động Một số người cũng tin rằng nếu Trái Đất quay quanh trục của nó thì không khí và các vật thể trên Trái Đất (như chim hay mây) sẽ bị bỏ lại đằng sau

Một sai lầm lớn của các mô hình Eudoxus và Arixtốt dựa trên các mặt cầu đồng tâm là họ không thể giải thích được sự thay đổi độ sáng của các hành tinh do sự biến đổi khoảng cách gây ra

2.1.2 Claudius Ptoleme

Dù những giáo lý căn bản của thuyết địa tâm Hy Lạp được hình thành

từ thời Arixtốt, các chi tiết về hệ của ông không phải là một tiêu chuẩn Vinh dự này được dành cho Hệ Ptoleme, được nhà thiên văn học Hy Lạp-Rôma Claudius Ptoleme (hay còn gọi là Ptoleme) đưa ra vào thế kỷ thứ 2 sau Công nguyên Cuốn sách thiên văn học quan trọng của ông Almagest là thành quả cao nhất của công trình kéo dài hàng thế kỷ của các nhà thiên văn Hy Lạp nó đã được chấp nhận trong hơn một nghìn năm sau, được những người châu Âu và các nhà thiên văn học Hồi giáo coi là mô hình vũ trụ chính xác Vì ảnh hưởng của nó, hệ Ptoleme thỉnh thoảng được coi tương tự với mô hình địa tâm

Trong hệ Ptoleme, mỗi hành tinh chuyển động trên hai hay nhiều mặt cầu: một mặt cầu chính (deferent) với tâm là Trái Đất, và các mặt cầu khác được gọi là ngoại luân nằm trên mặt cầu chính Hành tinh chuyển động trên các mặt cầu và ngoại luân đó Mặt cầu chính quay quanh Trái Đất trong khi ngoại luân quay bên trong mặt cầu chính, khiến hành tinh có thể tiến gần hay rời xa Trái Đất hơn tùy theo các điểm khác nhau trên quỹ đạo của nó,

và thậm chí có thể di chuyển chậm, dừng lại, đi giật lùi (trong chuyển động lùi) Thứ tự các hành tinh từ Trái Đất trở ra theo hệ Ptoleme như sau: Mặt Trăng, Sao Thủy, Sao Kim, Mặt Trời, Sao Hỏa, Sao Mộc, Sao Thổ, các định tinh

Hình 1: Các yếu tố cơ bản của thiên văn học Ptoleme, thể hiện một hành tinh trên một ngoại luân với một mặt cầu chính lệch tâm trên một điểm tâm sai

Mô hình mặt cầu chính và các ngoại luân đã từng được các nhà thiên văn Hy Lạp sử dụng trong nhiều thế kỷ, cũng như ý tưởng lệch tâm (một mặt cầu chính có tâm hơi lệch khỏi tâm Trái Đất) Trong hình minh hoạ, tâm của mặt cầu chính không phải tâm Trái Đất mà là điểm X, khiến nó bị lệch tâm Không may thay, hệ này ở thời Ptoleme không tương thích lắm với các quan sát, thậm chí khi nó đã được cải tiến nhiều so với hệ Arixtốt Thỉnh thoảng kích thước các hành tinh đang thụt lùi (trường hợp dễ thấy nhất là Sao Hoả) nhỏ lại, và thỉnh thoảng lại to hơn Điều này khiến ông phải đưa ra ý tưởng về một đẳng thước (equant) Điểm đẳng thước là một điểm gần tâm một quỹ đạo hành tinh mà, nếu bạn đứng đó quan sát, trung tâm ngoại luân của hành tinh sẽ luôn thể hiện di chuyển với cùng một tốc

độ Vì thế, hành tinh trên thực tế đang chuyển động với một tốc độ khác nhau tùy theo điểm mà ngoại luân ở trên mặt cầu chính Khi sử dụng đẳng thước, Ptoleme muốn giữ chuyển động luôn là đồng nhất và hình tròn, nhưng nhiều người không thích nó bởi vì họ cho rằng nó không chính xác với tuyên bố của Plato về “chuyển động tròn đồng nhất” Hệ thống cuối cùng được nhiều người chấp nhận ở phương tây là một hệ thống rất cồng kềnh khi quan sát theo quan điểm hiện nay; mỗi hành tinh cần một ngoại luân quay quanh mặt cầu chính, được bù thêm bằng một tâm sai khác nhau

tùy theo hành tinh Nhưng hệ này lại phán đoán được chuyển động của nhiều thiên thể, gồm cả sự khởi đầu và kết thúc của chuyển động lùi, khá chính xác ở thời điểm ấy

2.1.3 Hệ địa tâm và các hệ thống đối nghịch khác

Không phải tất cả những người Hy Lạp đều đồng tình với mô hình địa tâm Hệ thống của Pytago đã được đề cập tới; một số người theo trường phái Pytago tin rằng Trái Đất là một trong nhiều hành tinh quay quanh một ngọn lửa thần bí Hicetas và Ecphantus, hai học trò của Pytago ở thế kỷ thứ

5 TCN, và Heraclides Ponticus ở thế kỷ thứ 4 TCN, tin rằng Trái Đất quay quanh trục của nó nhưng vẫn là trung tâm của vũ trụ Một hệ thống như vậy vẫn được coi là hệ địa tâm Ở thời Trung cổ hệ thống này được Jean Buridan sửa đổi lại Heraclides Ponticus cũng thỉnh thoảng được cho là đã đưa ra ý tưởng rằng cả Sao Kim và Sao Thủy đều quay quanh Mặt Trời chứ không phải Trái Đất, nhưng bằng chứng chứng minh cho ý tưởng đó không

rõ ràng Martianus Capella rõ ràng đã đặt Sao Thủy và Sao Kim trên những ngoại luân quanh Mặt Trời

Aristarchus xứ Samos là người có tư tưởng tiến bộ nhất Ông đã viết một tác phẩm, hiện không còn nữa, về hệ nhật tâm, nói rằng Mặt Trời nằm

ở trung tâm vũ trụ, trong khi Trái Đất và các hành tinh khác quay quanh nó

Lý thuyết của ông không phổ biến, và chỉ có một người duy nhất được biết đến đã ủng hộ lý thuyết của ông, Seleucus xứ Seleucia

Hệ thống Copecnic

Năm 1543 hệ địa tâm lần đầu tiên bị thách thức nghiêm trọng khi Copecnic xuất bản cuốn Về chuyển động quay của các thiên thể (De revolutionibus orbium coelestium), ấn định rằng Trái Đất và các hành tinh khác đều quay quanh Mặt Trời Hệ địa tâm vẫn còn tồn tại nhiều năm sau

đó, bởi vì ở thời ấy hệ Copecnic không đưa ra được các tiên đoán tốt hơn

về vị trí các hành tinh so với hệ địa tâm, và nó đặt ra các vấn đề đối với cả triết học tự nhiên và Kinh thánh

Với sự phát minh ra kính viễn vọng năm 1609, những cuộc quan sát đầu tiên do Galileo tiến hành (như Sao Thổ có các Mặt Trăng) đặt ra một số nghi vấn đối với những giáo lý của thuyết địa tâm nhưng không đe dọa nghiêm trọng tới vị trí của nó

Tháng 12 năm 1610, Galileo Galilei đã sử dụng kính viễn vọng của mình chứng minh rằng Sao Kim có trải qua các tuần, giống như các tuần Mặt Trăng Đây là một bằng chứng cho thấy sự không chính xác của hệ Ptoleme

Ptoleme đặt Sao Kim bên trong mặt cầu của Mặt Ttrời (giữa Mặt Trời

và Sao Thuỷ), đây là hành động tùy tiện; ông chỉ có thể đơn giản đổi vị trí Sao Kim và Sao Thủy rồi đặt chúng vào phía bên kia của Mặt Trời, hay đặt chúng ở bất cứ vị trí nào, khi chúng luôn nằm gần đường thẳng từ Trái Đất tới Mặt Trời Trong trường hợp này nếu Mặt Trời là nguồn gốc của mọi ánh sáng, theo hệ Ptoleme:

Nếu Sao Kim nằm giữa Trái Đất và Mặt Trời, pha của Sao Kim phải luôn là hình lưỡi liềm hoặc hoàn toàn tối

Nếu Sao Kim ở phía bên kia Mặt Trời, pha của Sao Kim phải luôn khuyết hoặc hoàn toàn tròn Nhưng Galileo quan sát thấy ban đầu Sao Kim nhỏ và tròn đầy nhưng sau đó lớn lên và có hình lưỡi liềm

Các nhà thiên văn học thời kỳ này cho rằng nếu các kết quả được chấp nhận là đúng thì đó là một bằng chứng không thể phủ nhận cho thấy sự sai lầm của vũ trụ học Ptoleme Vì thế, nửa sau thế kỷ 17 là thời gian diễn ra cuộc tranh chấp giữa các mô hình vũ trụ dựa trên hệ thống Tycho của Tycho Brahe (trong đó Trái Đất vẫn nằm ở trung tâm vũ trụ và Mặt Trời

quay quanh nó, nhưng toàn bộ các hành tinh khác quay quanh Mặt Trời theo rất nhiều hệ ngoại luân), và hệ Copecnic

2.1.4 Hấp dẫn: Newton và Einstein

Năm 1687, Isaac Newton đưa ra định luật hấp dẫn vũ trụ, cho rằng lực hấp dẫn là lực khiến Trái Đất và các hành tinh chuyển động trong vũ trụ cũng như giữ không khí không bị bay đi mất

Năm 1838, nhà thiên văn học Friedrich Wilhelm Bessel đã đo thành công thị sai của ngôi sao 61 Cygni, và đây được coi là bằng chứng cuối cùng cho thấy Trái Đất đang chuyển động

Từ quan điểm khoa học hiện đại, đặc biệt theo thuyết tương đối rộng của Einstein, không hề có hệ tham chiếu tuyệt đối, mà chỉ có những hệ tham chiếu thích hợp hay không thích hợp cho một mục đích quan sát mà thôi Một hệ tham chiếu với Trái Đất là trung tâm thích hợp cho những hoạt động thường ngày và đa số các thực nghiệm khác, nhưng nó lại không phải

là một lựa chọn tốt cho cơ học Hệ Mặt Trời và du lịch không gian Trong khi hệ tham chiếu với Mặt Trời ở trung tâm thích hợp hơn cho những trường hợp đó, thiên văn học thiên hà và ngoại thiên hà dễ tiếp cận hơn nếu coi Mặt Trời không đứng yên cũng không phải là trung tâm vũ trụ mà đang quay quanh trung tâm ngân hà

2.1.5 Thuyết địa tâm ngày nay

Một số tín đồ chính thống Do Thái, Thiên chúa giáo và Hồi giáo vẫn giải thích theo sách kinh tôn giáo của họ rằng Trái Đất là trung tâm của vũ trụ - được gọi là thuyết địa tâm hiện đại

Trong mô hình thiên văn học:

Mô hình địa tâm (Ptoleme) về Hệ Mặt Trời vẫn thường được những người chế tạo các mô hình thiên văn học ưa chuộng, bởi vì, về lý do kỹ thuật, cơ cấu chuyển động của các hành tinh kiểu Ptoleme có nhiều ưu thế

hơn so với hệ Copecnic Các mặt cầu thiên thể, được sử dụng cho các mục đích giảng dạy và thỉnh thoảng cho cả mục đích hoa tiêu cũng vẫn dựa trên

hệ địa tâm

2.2 Mô hình vũ trụ của Copecnic – Học thuyết nhật tâm:

Trong thiên văn học, mô hình nhật tâm là lý thuyết cho rằng Mặt Trời nằm ở trung tâm của vũ trụ hay của Hệ Mặt Trời Từ này (heliocentrism) có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp (helios = "Mặt Trời" và kentron = "trung tâm")

Về mặt lịch sử, hệ nhật tâm đối lập với hệ địa tâm và hiện nay là với thuyết địa tâm hiện đại, cho rằng Trái Đất nằm ở trung tâm (sự phân biệt giữa Hệ Mặt Trời và Vũ trụ là không rõ ràng cho tới tận thời hiện đại, nhưng đặc biệt quan trọng cho sự tranh cãi về vấn đề vũ trụ học và tôn giáo) Trong thế kỷ 16 và 17, khi lý thuyết này được Copecnic, Galileo và Kepler đưa ra

và ủng hộ, nó trở thành trung tâm của một cuộc tranh cãi lớn

2.2.1 Sự phát triển của thuyết nhật tâm

Quan sát tinh tượng thiên tượng theo thuyết Nhật tâm đông phương Đối với bất kỳ một người nào đứng nhìn lên bầu trời, có vẻ rõ ràng rằng Trái Đất đứng yên vị trong khi mọi vật trên bầu trời mọc và lặn hay quay quanh nó hàng ngày Quan sát trong một thời gian lâu hơn, họ sẽ thấy nhiều chuyển động phức tạp hơn Mặt Trời chuyển động chậm chạp theo hình tròn trong năm; các hành tinh có các chuyển động tương tự nhau, nhưng thỉnh thoảng chúng quay vòng và di chuyển ngược lại trong một khoảng thời gian (chuyển động lùi) Khi các chuyển động đó ngày càng được tìm hiểu kỹ hơn, càng ngày càng cần có những miêu tả tỉ mỉ hơn, cách miêu tả nổi tiếng nhất là hệ Ptoleme, được hình thành từ thế kỷ thứ 2

Ấn Độ cổ đại:

Những dấu vết sớm nhất về một ý tưởng đi ngược trực giác cho rằng Trái Đất trên thực tế đang quay quanh Mặt Trời và Mặt Trời là trung tâm

của Hệ Mặt Trời (và đó chính là khái niệm của thuyết nhật tâm) đã được tìm thấy trong nhiều văn bản kinh Vệ Đà tiếng Phạn được viết trong thời

Ấn Độ cổ đại Yajnavalkya ghi nhận rằng Trái Đất có hình cầu và rằng Mặt Trời là “trung tâm của vũ trụ” như được miêu tả trong kinh Vệ Đà ở thời

ấy Trong bài viết về thiên văn học của mình Shatapatha Brahmana cho rằng: “Mặt Trời treo các thế giới Trái Đất, các hành tinh, khí quyển vào mình bằng một sợi chỉ” Ông nhận rằng Mặt Trời lớn hơn nhiều so với Trái Đất, và đây là điều ảnh hưởng tới khái niệm thuyết nhật tâm sơ khai này Ông cũng đã đo chính xác các khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trời và Mặt Trăng bằng 108 lần đường kính các thiên thể đó, khá gần với con số ngày nay là 107.6 với Mặt Trời và 110.6 với Mặt Trăng Ông cũng đã miêu

tả một loại lịch trong cuốn Shatapatha Brahmana

Văn bản Vệ Đà tiếng Phạn Aitareya Brahmana cũng nói rằng: “Mặt Trời không lặn cũng không mọc” Khi con người nghĩ rằng Mặt Trời đang lặn, nó không làm như vậy; vì thế đó là sự hiểu lầm Văn bản này chỉ ra rằng Mặt Trời đứng yên (vì thế Trái Đất di chuyển quanh nó), điều này đã được trình bày chi tiết hơn trong một bản bình luận thời sau Vishnu Purana (khoảng thế kỷ thứ 1), nói rằng: “Mặt Trời luôn đứng yên, trong ngày Vì Mặt Trời luôn đứng yên tại chỗ, nên nó không lặn cũng không mọc”

Hy Lạp cổ đại:

Ở thế kỷ thứ 4 TCN, trong chương 13 quyển hai bộ Về bầu trời (On the heavens), Arixtốt đã viết rằng "Ở trung tâm, họ (những người theo trường phái Pytago) nói là ngọn lửa, và Trái Đất là một trong những ngôi sao, tạo nên ngày và đêm bởi các chuyển động hình tròn của chúng quanh trung tâm" Những lý do của sự sắp đặt này là vì triết học dựa trên các nguyên tố cổ điển chứ không phải khoa học; ngọn lửa có tầm quan trọng lớn hơn Trái Đất theo quan điểm của trường phái Pytago, và vì lý do này ngọn lửa phải