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數(shù)學(xué)心

第六十四章 第谷的星圖

數(shù)學(xué)心 蔡澤禹 394 2020-05-03 17:47:56

  星圖是所有有文明的地方都會(huì)有的東西。中國(guó)、埃及、印度和希臘肯定會(huì)有的。

  約110年梅涅勞斯(Menelaus)撰寫(xiě)了《球面學(xué)》(Sphaerica),書(shū)中研究了球面三角形和它們?cè)谔煳膶W(xué)的應(yīng)用。

  約公元前150年許普西克勒斯(Hypsicles)撰寫(xiě)了《論星的升起》(On the Ascension of Stars)。書(shū)中他首次將黃道劃分為360度。

  約公元前127年喜帕恰斯(Hipparchus)發(fā)現(xiàn)分點(diǎn)歲差,并計(jì)算年份的長(zhǎng)度精確到正確值的6.5分鐘內(nèi)。他的天文學(xué)工作使用了早期形式的三角學(xué)。

  約150年托勒密(Ptolemy)在天文學(xué)應(yīng)用中產(chǎn)生了許多重要的幾何成果。他的天文學(xué)理論在往后一千多年里被人認(rèn)可。

  約公元前290年阿里斯塔克斯(Aristarchus)使用幾何方法來(lái)計(jì)算太陽(yáng)和月亮到地球的距離。他也提出了地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)。

  到920年巴塔尼(Al-Battani)撰寫(xiě)了天文學(xué)主要著作《天文星表》(Kitab al-Zij),共57章。它包含了三角學(xué)的進(jìn)步。

  約970年,阿布·瓦法(Abu'l-Wafa)發(fā)明了象限儀臺(tái),用于精確測(cè)量天空中星星的偏角。他寫(xiě)了關(guān)于算術(shù)和幾何結(jié)構(gòu)的重要書(shū)籍。他引入了正切函數(shù),并產(chǎn)生了改進(jìn)的計(jì)算三角表的方法。

  恒星在星圖中是固定的,一般位置不會(huì)有變化,所以有固定性。很多不同的人,都會(huì)有特殊的記憶這些固定星星的辦法。

  細(xì)心的天文學(xué)家當(dāng)然能發(fā)現(xiàn)行星是運(yùn)動(dòng)的,至于為什么這么動(dòng),只有古希臘人理解的正確。

  古希臘人有人知道地球是圓的,會(huì)繞太陽(yáng)轉(zhuǎn),所以就能理解這些天文過(guò)程,甚至可以啟迪前年之后的后人。

  在航海中也會(huì)用星圖,可以根據(jù)對(duì)應(yīng)時(shí)間確定海洋上的確切位置。最好用的是北極星,北極星指方向最管用。但是北極星也會(huì)發(fā)生微微的移動(dòng)。只是這種運(yùn)動(dòng)比起其他星星相對(duì)要少些,但這也說(shuō)明了各個(gè)時(shí)期的天文學(xué)家對(duì)北極星的重視程度。

  古希臘的天文學(xué)家伊巴谷,又名喜帕恰斯,他對(duì)晚上看星星這個(gè)事情很感興趣,所以晚上看了不少的星星,同時(shí)將所有的星星都記錄下來(lái)。

  每個(gè)星星,按照不同的亮度來(lái)分成各種星等,這樣對(duì)于不同類(lèi)型的星星就好區(qū)分了。

  什么一天,對(duì)伊巴谷來(lái)說(shuō)一個(gè)太陽(yáng)到達(dá)相同位置的世界間隔才算是一天,伊巴谷進(jìn)行計(jì)算之后一年大概是365天加6個(gè)小時(shí)。

  什么是一個(gè)月,就是月球繞地球一圈用的時(shí)間,大約是29天12個(gè)小時(shí)多。

  發(fā)現(xiàn)北極星不是不動(dòng)的,有歲差。

  發(fā)現(xiàn)地球軌道不均勻,夏至離太陽(yáng)遠(yuǎn),冬至離太陽(yáng)近。

  大約1500年后,第谷繼承了伊巴谷的愛(ài)好,也開(kāi)始對(duì)星星的研究來(lái)了興趣。

  第谷手里有很多古代星圖,對(duì)于很多星星固定的位置,第谷有著天然的好奇心。里面也有移動(dòng)的星星,也就是行星,對(duì)于這些行星的記錄,第谷想好好精確的測(cè)量每個(gè)星星的準(zhǔn)確位置。

  1572年的時(shí)候,丹麥國(guó)王腓特烈二世花錢(qián)給第谷搭建了一個(gè)準(zhǔn)確的觀象臺(tái)。

  第谷拿著觀想臺(tái),也拿著伊巴谷的星圖對(duì)照著,開(kāi)始一個(gè)個(gè)的測(cè)量每個(gè)星星的軌跡。

  第谷把所有精確測(cè)量的星星都記錄下來(lái),對(duì)著這些數(shù)據(jù)看。

  前一段時(shí)間鬧得沸沸揚(yáng)揚(yáng)的哥白尼的日心說(shuō),讓第谷也開(kāi)始疑惑:“莫非哥白尼是正確的?”

  但是隨即第谷就打消了這個(gè)念頭:“這是大逆不道的說(shuō)法,要觸犯神靈的。”

  “可是從太陽(yáng)的運(yùn)行軌跡來(lái)說(shuō),也可以考慮地球繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)的可能性呀!”

  第谷的學(xué)生開(kāi)普勒看著第谷嘟嘟囔囔的在自言自語(yǔ)。

  開(kāi)普勒對(duì)第谷說(shuō):“地球繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng),難道不就是太陽(yáng)繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)嗎?”

  第谷對(duì)開(kāi)普勒說(shuō):“從道理上講,可以這么說(shuō)。可是群星沒(méi)有繞地球和太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)的意思,我從這些個(gè)星星的數(shù)據(jù)上就可以看出來(lái)。難道上帝不是這樣設(shè)計(jì)的?”

  開(kāi)普勒說(shuō):“說(shuō)實(shí)話(huà),上帝可沒(méi)說(shuō)過(guò),一定要星星繞地球轉(zhuǎn)。那只是我們教會(huì)的想法?!?p>  第谷連忙打個(gè)閉嘴的手勢(shì),示意開(kāi)普勒小聲點(diǎn)。

  “不要命了你,我們只是為了讓占星學(xué)正準(zhǔn)確一些,你別跟我在外面宣揚(yáng)那些哥白尼的理論。最近有個(gè)叫布魯諾的人,有些鬧騰,他已經(jīng)被教會(huì)的人盯上了,很危險(xiǎn)的。所以,做我們這一行,一定要謹(jǐn)慎?!?p>  開(kāi)普勒說(shuō):“可是,我們精確測(cè)量和計(jì)算出來(lái)的,就是這樣的結(jié)果,地球確實(shí)是繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)的。而星星也沒(méi)有繞地球和太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)。地球也是自轉(zhuǎn)的,才讓人以為星星是繞地球轉(zhuǎn)的。咱們得圓一下這個(gè)事情?!?p>  第谷說(shuō):“可以說(shuō)星星繞太陽(yáng)轉(zhuǎn),然后太陽(yáng)繞地球轉(zhuǎn),這聽(tīng)起來(lái)不也合理嗎?”

  開(kāi)普勒噗嗤的笑了,這樣的相對(duì)性思想也是沒(méi)誰(shuí)了,起碼能蒙哄過(guò)關(guān)。

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