日心说与地心说的异同

Answer 1

根据狭义相对论的相对性原理，任何参照系都是等价的，所以地心说和日心说是没有区别的，只是观察事物的角度不同。
从数学的观点来看，地心说和日心说也确实是等价的。前者是圆的级数展开，后者是直观的椭圆轨迹，两者的差别只是表达的形式有所不同。
然而，从物理的观点来看，地心说与日心说则又是两个完全不同的理论。前者是唯象型理论，只建立了现象之间的外在联系；后者则是构建型理论，提供了现象之间内在的物理机制。
比如，地心说认为其所描绘的本轮和均论图像，是天然自成的，世界本来就是这个样子；而日心说则认为，由于引力的作用，使小物体围绕着大物体运动。
根据现代宇宙学的发展，认为我们的宇宙是一个体积有限的封闭体系，宇宙起源于一个奇点的迅速膨胀。
因而，存在着影响物体行为的物理背景，即存在着特殊的物理参照系。尽管这一参照系会随着物质的分布而发生变化，并不是完全平直的，但也绝不是所有的参照系都是等价的。
因此，地心说与日心说，尽管在数学上是等价的，但是在物理上却是两个截然不同的理论。没有日心说，就无从建立经典力学，进而更不会有广义相对论和量子力学了。
于是，我们只能回过头来，重新审视狭义相对论的相对性原理。
当人的认识由宏观范围延伸至高速领域，使作为物理背景的空间效应显现了出来。比如，经典电磁学中的光速不变现象和迈克尔逊-莫雷干涉实验