托勒密是古希臘著名的天文學家、數學家、地理學家。他建立托勒密地心學說,著有《天文學大成》十三卷。另外還著有《光學》五卷,其中第五卷明確提出大氣折射(蒙氣差)現象。此外,他還有地理學、年代學和占星學等方麵的著作。
一、生平簡介
本書主要介紹的天文巨匠包括:托勒密、哥白尼、布魯諾、伽利略、開普勒、牛頓、哈雷、康德、哈勃、梅西耶、威廉·赫歇爾、高斯、張斯、祖衝之、一行。
托勒密(約公元90-168年),約公元90年誕生於埃及的亞曆山大裏亞,父母都是希臘人。托勒密是古希臘著名的天文學家、數學家、地理學家。在公元168年去世,終年78歲。
公元127年,年輕的托勒密被送到亞曆山大去求學。在那裏,他閱讀了大量的書籍,汲取豐富的知識,學會了天文測量和大地測量,為以後進行天文研究和創建托勒密地心學說打下了堅實的基礎。直到151年,他都長期居住在亞曆山大城。有關他的生平,史書上少有記載。
托勒密
二、科學成就
我們為什麼說托勒密體係在天文學理論上享有崇高的曆史地位呢?一方麵,托勒密把自己的天文觀測成果和地心體係總結成十三卷巨著《大綜合論》,後來阿拉伯文譯本改名為《至大論》。另一方麵,托勒密的體係具有充分的包容性,由於較好地容納了望遠鏡發現之前的天文觀測,所以一直被作為最好的天文學體係,統治了西方天文學界千餘年。
古時候的人,比較簡單地把天看成是一個蓋子,地是一塊平板,平板就由四根柱子支撐著。在公元前4到前3世紀,對於天體的運動,希臘人有兩種不同的看法:一種以歐多克斯為代表,他從幾何的角度解釋天體的運動,把天上複雜的周期現象,分解為若幹個簡單的周期運動;他又給每一種簡單的周期運動指定一個圓周軌道,或者是一個球形的殼層,他認為天體都在以地球為中心的圓周上做勻速圓周運動,並且用27個球層來解釋天體的運動,當時的人們都比較認同歐多克斯的觀點。後來亞裏士多德又發展了歐多克斯的理論,將天體運動的球層增加到56個。另一種以阿利斯塔克為代表,他認為地球每天在自己的軸上自轉,每年沿圓周軌道繞日一周,太陽和恒星都是不動的,而行星則以太陽為中心沿圓周運動。但阿利斯塔克的觀點在當時幾乎沒有人表示理解或接受,因為人們相信眼見為實,阿利斯塔克的觀點卻與人們通常看到的表麵景象不同。
公元2世紀,托勒密提出了自己的宇宙結構學說“地心說”。其實,早在托勒密之前,亞裏士多德就首創性地提出了地心說。亞裏士多德在總結了古希臘的學說的基礎之上,把地心說納入整個宇宙論體係。亞裏士多德宇宙觀的核心是:地心與宇宙中心重合論;天地有別論。天是完善的圓形,他的宇宙是有限的、球狀的和同心的,在此之外沒有任何物體、位置、真空與時間。在亞裏士多德看來,宇宙的運動是由上帝推動的。在闡述宇宙有限論時,亞裏士多德把宇宙分為天地兩層,靜靜地屹立在宇宙的中心,所以日月圍繞地球運行,物體總是落向地麵。地球之外隻有9個等距天層:月球天、水星天、金星天、太陽天、火星天、木星天、土星天、恒星天和原動力天。他們是由裏到外排列的,並且每個天層自己是不會動的,是上帝推動了恒星天層,恒星天層才帶動了所有的天層運動。
托勒密全麵繼承了亞裏士多德的地心說,並利用前人積累和他自己長期觀測得到的數據,寫成了8卷本的《偉大論》。在《偉大論》中,他發展了亞裏士多德的9層天理論,將其擴大為11層,添加了最高天和淨火天,並把原動力天改為晶瑩天。在書中,托勒密是這樣闡述天體運動的:各行星都繞在一個較小的圓周上運動,而每個圓的圓心則在以地球為中心的圓周上運動。繞地球的那個圓叫“均輪”,每個小圓叫“本輪”。同時假設地球並不恰好在均輪的中心,而偏開一定的距離,均輪是一些偏心圓;日月行星除做上述軌道運行外,還與眾恒星一起,每天繞地球轉動一周。托勒密本人聲稱他的體係並不具有物理的真實性,而隻是一個計算天體位置的數學方案。但是,一方麵,他的體係在航海上取得了實用價值;另一方麵,地球不動的說法,對當時人們的生活是令人安慰的假設,也符合基督教信仰,所以被人們廣為信奉。在當時的曆史條件下,托勒密提出的行星體係學說,是具有進步意義的。首先,它肯定了大地是一個懸空著的沒有支柱的球體。其次,從恒星天體上區分出行星和日月是離我們較近的一群天體,這是把太陽係從眾星中識別出來的關鍵性一步。