渾儀與渾象
渾儀是以“渾天說”為理論基礎製造的、由相應天球坐標係各基本圈的環規及瞄準器構成的古代天文測量天體的儀器。渾儀的最基本構件是四遊儀和赤道環。四遊儀由窺管和一個雙重的圓環組成,窺管是一根中空的管子。渾象是根據“渾天說”用來演示天體在天球上視運動及測量黃赤道坐標差的儀器。渾象與渾儀合稱渾天儀。“宣夜說”
“宣夜說”是我國曆史上最有卓見的宇宙無限論思想。它最早出現於戰國時期,到漢代則已明確提出。“宣夜”是說天文學家們觀測星辰常常喧鬧到半夜還不睡覺。據此推想,宣夜說是天文學家們在對星辰日月的辛勤觀察中得出的。
不論是中國古代的蓋天說、渾天說,還是西方古代的地心說,乃至哥白尼的日心說,無不把天看作一個堅硬的球殼,星星都固定在這個球殼上。宣夜說否定這種看法,認為宇宙是無限的,宇宙中充滿著氣體,所有天體都在氣體中漂浮運動。星辰日月的運動規律是由它們各自的特性所決定的,決沒有堅硬的天球或是什麼本輪、均輪來束縛它們。宣夜說打破了固體天球的觀念,這在古代眾多的宇宙學說中是非常難得的。這種宇宙無限的思想出現於2000多年前,是非常可貴的。
另一方麵,宣夜說創造了天體漂浮於氣體中的理論,並且在它的進一步發展中認為連天體自身、包括遙遠的恒星和銀河都是由氣體組成的。這種十分令人驚異的思想,竟和現代天文學的許多結論相一致。
宣夜說不僅認為宇宙在空間上是無邊無際的,而且還進一步提出宇宙在時間也是無始無終的、無限的思想。它在人類認識史上寫下了光輝的一頁。可惜宣夜說的卓越思想在中國古代沒有受到重視,幾至於失傳。
本輪與均輪
本輪和均輪是古希臘天文學家阿波羅尼提出的用來解釋宇宙“地心體係”的一種假想的圓圈,行星沿本輪繞本輪中心旋轉,而本輪中心則沿均輪繞地球運轉。在一定時期和程度上,本輪和均輪較為圓滿地解釋了行星運動的“逆”和“留”等現象。“地心說”
“地心說”是長期盛行於古代歐洲的宇宙學說。它最初由古希臘學者歐多克斯提出,後經亞裏士多德、托勒密進一步發展而逐漸建立和完善起來。
托勒密認為,地球處於宇宙中心靜止不動。從地球向外,依次有月球、水星、金星、太陽、火星、木星和土星,在各自的圓軌道上繞地球運轉。其中,行星的運動要比太陽、月球複雜些:行星在本輪上運動,而本輪又沿均輪繞地運行。在太陽、月球、行星之外,是鑲嵌著所有恒星的天球——恒星天。再外麵,是推動天體運動的原動天。
地心說是世界上第一個行星體係模型。盡管它把地球當做宇宙中心是錯誤的,然而它的曆史功績不應抹殺。地心說承認地球是“球形”的,並把行星從恒星中區別出來,著眼於探索和揭示行星的運動規律,這標誌著人類對宇宙認識的一大進步。地心說最重要的成就是運用數學計算行星的運行,托勒密還第一次提出“運行軌道”的概念,設計出了一個本輪—均輪模型。按照這個模型,人們能夠對行星的運動進行定量計算,推測行星所在的位置,這是一個了不起的創造。在一定時期裏,依據這個模型可以在一定程度上正確地預測天象,因而在生產實踐中也起過一定的作用。
地心說中的本輪—均輪模型,畢竟是托勒密根據有限的觀測資料拚湊出來的,他是通過人為地規定本輪、均輪的大小及行星運行速度,才使這個模型和實測結果取得一致。但是,到了中世紀後期,隨著觀測儀器的不斷改進,行星位置和運動的測量越來越精確,觀測到的行星實際位置同這個模型的計算結果的偏差,就逐漸顯露出來了。
但是,信奉地心說的人們並沒有認識到這是由於地心說本身的錯誤造成的,卻用增加本輪的辦法來補救地心說。起初這種辦法還能勉強應付,後來小本輪增加到80多個,但仍不能滿意地計算出行星的準確位置。這不能不使人懷疑地心說的正確性了。到了16世紀,哥白尼在持日心地動觀的古希臘先輩和同時代學者的基礎上,終於創立了“日心說”。從此,地心說便逐漸被淘汰了。“日心說”