核心内容:地心说的思想演进
今天我们知道,地球一边自转,一边绕太阳公转;太阳也不是整个宇宙的中心。但如果站在古人的位置上,脚下的大地似乎安稳不动,太阳、月亮和星星却每天东升西落,把地球放在中央是很自然的设想。在古代希腊形成的多种宇宙图景中,以地球为中心的模型占据着主流地位。
展项16:旋转的天球

古希腊时代的阿那克西曼德认为夜空中的星星都镶嵌在一个巨大的圆周结构上,中央的大地模型保持不动。慢慢转动外面的“天球”,就会看到星座从一侧升起进入明亮区,又从另外一侧沉入黑暗区,模拟星体的升起、运行和沉落。从地球模型的位置看,天球转动一圈的效果与我们每天看到的星空整体转动很相似,这反映了地心模型也能够重现日周视运动。而今天我们知道,这是地球自转导致的。
展项17:表影测日

地球上的立杆依靠日影观测太阳高度:北半球中纬度,夏至正午影最短、冬至最长,春秋分居中,定点定时观测将天象转为可比对数据。展品可模拟四季太阳高度角变化,演示影长差异。奥诺皮德斯时代测量黄赤交角约 24°,与今天测量值接近。这是天球几何处于萌芽阶段时,在早期天文学中的一次成功应用。这套理论相对完善地解释了太阳的视运动规律,但我们今天知道真相并非如此。这也说明了科学进步的曲折性,即能够良好解释现象的理论未必是正确的。
展项18:行星漫步者

行星沿小圆(本轮)运动,本轮中心又绕地球沿大圆(均轮)公转。两组圆周运动叠加,就能模拟出行星折返的视逆行轨迹。完整模型还包含偏心圆、等距点,用来匹配行星速度变化、亮度变化等天文现象,本展项做了简化,选取了日、月、水星、木星四个天体,重点呈现轨迹合成原理。启动装置后,可在光迹上分辨顺行、转折与逆行区段。这些轨道不是凭空设想,是古人依托长期观测调整参数得到的数学工具,用于编制星表、预测天象,展现古代数理天文学的成就。