1700504090
1700504091
1700504092
1700504093
数据科学家养成手册 [:1700503489]
1700504094
数据科学家养成手册 1.3 托勒密的秘密
1700504095
1700504096
如果托勒密这个名字你不熟悉，“地心说”你估计不会陌生。托勒密就是“地心说”的集大成者。
1700504097
1700504098
克罗狄斯·托勒密（Claudius Ptolemaeus，约90年～168年，如图1-12所示），古希腊天文学家、地理学家、占星学家和光学家。他著有4本重要著作，分别是《天文学大成》（Almagest）、《地理学》（Geography）、《天文集》（Tetrabiblos）和《光学》（Optics）。
1700504099
1700504100
1700504101
1700504102
1700504103
图1-12 克罗狄斯·托勒密
1700504104
1700504105
其中，《天文学大成》这本书受到世人的赞誉当属最多。这本书总结了当时近500年的希腊天文学和宇宙学思想，并统治天文学界长达13个世纪，直到15世纪才被哥白尼的“日心说”推翻。在托勒密的认知体系下，假设宇宙是以地球为中心的，所有天体以均匀的速度按圆形的轨道绕转。
1700504106
1700504107
我们在中学物理课上就已经学过，实际上，“天体的运动以变速按椭圆轨道绕地球以外的各天体中心运动”的描述最为简洁。例如，可以描述地球围绕太阳公转就是在一个椭圆轨道上，而太阳就在这个椭圆的其中一个焦点上。然而，托勒密认知的局限性显然没有让他认识到这一点。毫无疑问，这种假设与观测到的天体运动特性也有差距。
1700504108
1700504109
所以，要想维护原来的基本假设，就要考虑用一些非常复杂的几何形状来进一步做补充解释。托勒密使用了“秘密武器”——3种复杂的原始设想——本轮、偏心圆和均轮（如图1-13所示）。在加入这些辅助模型后，他能对火星、金星和水星等的轨道分别给出合理的描述。但是，如果把它们放在一个模型中，尺度和周期将发生冲突。而且，这种模型的问题还是刚才说的——描述起来太复杂。
1700504110
1700504111
1700504112
1700504113
1700504114
图1-13 托勒密的均轮和本轮模型
1700504115
1700504116
说到这里，也许有些读者朋友会觉得托勒密也没什么了不起，写了半天还写了个错误的理论。可是，这种理论在当时的场景局限下也是一种可以被印证的理论，不然也不可能成为传世之作，而且一传就是13个世纪。至于后来教会对“日心说”的提出者——尼古拉·哥白尼（1473年2月～1543年5月）的迫害，也跟托勒密没什么直接关系，毕竟罗马天主教廷是因为“日心说”违反《圣经》才这样做的。
1700504117
1700504118
托勒密的成就在于自己建立了一套相对完备的、自圆其说的天文运行系统，而且是在单筒望远镜发明前1000多年(10)就已经进行了相对精确的定性与量化，演算模型也相对完整，这在当时实属不易。客观地说，“日心说”也好，“地心说”也好，只要整个体系描述不矛盾就行，把哪个天体当成这个“不动”的中心参考点都可以，区别只在于对描述其他天体运行状态时的复杂度不同。想想看，是不是这样？
1700504119
1700504120
1700504121
1700504122
1700504123
数据科学家养成手册 [:1700503490]
1700504124
数据科学家养成手册 1.4 牛顿为什么那么牛
1700504125
1700504126
艾萨克·牛顿（Isaac Newton，1643年1月～1727年3月，如图1-14所示）爵士，英国皇家学会会长，英国著名的物理学家，百科全书式的全才，著有《自然哲学的数学原理》（Philosophiae Naturalis Principia Mathematica）、《光学》等。
1700504127
1700504128
1700504129
1700504130
1700504131
图1-14 艾萨克·牛顿
1700504132
1700504133
数据科学家养成手册 [:1700503491]
1700504134
1.4.1 苹果和三大定律
1700504135
1700504136
我们每个人都很熟悉牛顿的名字，估计大部分人第一次听说他，都是因为那个被苹果砸了脑袋之后“脑洞大开”，提出万有引力的故事（如图1-15所示）。近年来，也有人说这个故事不过是杜撰而已。
1700504137
1700504138
1700504139