希臘時期科學家,埃拉託色尼測定地球大小,希帕克斯創立球面三角

2021-01-12 小孟談歷史

哈嘍小夥伴們大家好,希臘人是最早相信地球是一個球體的民族。自畢達哥拉斯以來,天球一地球的兩球宇宙模型一直是希臘宇宙理論的基礎。地球的概念為解釋不少近地天文現象如月食提供了可信的依據,而天球的概念則很好地滿足了柏拉圖學派拯救現象的要求。為了科學地也即立足於經驗觀測和理性判斷地確立這兩個概念,亞歷山大裡亞學派有兩位著名的學者作出了重要的貢獻。

一位是埃拉託色尼,他科學地確立了地球的概念,並定量地確定了地球的大小;另一位是希帕克斯,他創立了球面幾何,為定量地描述天體的運動提供了數學工具。他的卓越貢獻是創立了球面三角這門數學工具,使天文觀測有效地進入宇宙模型之中。自歐多克斯發明同心球模型用以「拯救」天文現象以來,通過球的組合再現行星的運動。但有兩個問題尚未解決,一是如何在球面上準確表示行星的位置變化,一是同心球模型不能解釋行星亮度的變化,希帕克斯解決了這兩個重要的問題。

希帕克斯大約於公元前一九零年生於小亞細亞西北部的尼西亞即今土耳其的伊茲尼克,像阿基米德一樣,他在亞歷山大裡亞受過教育,但學成後又離開了這裡。這個時期亞歷山大裡亞不再是適於學者安心治學的地方了,託勒密王朝已不再像他們的祖先那樣對科學事業有特殊的興趣。據說,希帕克斯在愛琴海南部的羅得島建立了一個觀象臺,製造了許多觀測儀器,在那裡,他做了大量的觀測工作。

利用自己的觀測資料和巴比倫人的觀測數據,希帕克斯編制了一幅星圖。星圖使用了相當完善的經緯度,記載了一千多顆亮星,而且提出了星等的概念,將所有的恆星劃為六級。這是當時最先進的星圖,藉助這幅星圖,希帕克斯發現前人記錄的恆星位置與他所發現的不一樣,存在一個普遍的移動。這樣他就發現了北天極並不固定,而是作緩慢的圓周運動,周期是二萬六千七百年。由於存在北天極的移動,春分點也隨之沿著黃道向西移動,這就使得太陽每年通過春分點的時間總比回到恆星天同一位置的時間早。

也就是說,回歸年總是短於恆星年,這就是歲差現象。但我們今天只能從託勒密的著作中了解他的工作。他大約於公元前125年去世。為近代人最為熟悉的古代天文學家託勒密大概生於公元100年,因為從公元127年到151年間,他在亞歷山大城進行過天文觀測。他的名字與亞歷山大裡亞的統治者一樣,但並非他們的後裔,可能與託勒密的出生地有關,因此人們猜想他可能出生於上埃及的託勒密還寫過八卷本的《地理學入們》。在這本書中記述了羅馬軍團徵服世界各地的情況,他以此為基礎畫出了更新的世界地圖。

他已經知道馬來半島和中國,但比埃拉託色尼的比較準確的計算結果小許多。對古代人而言,埃拉託色尼算出的地球的大小太令人吃驚了,因為從當時已知的情況看,若埃拉託色尼是對的,那地球上的大部分都是海洋了,因此當時人們寧可相信比較小的數值。這個錯誤借著託勒密的權威流傳了一千多年。不過有意思的是,正是因為哥倫布相信這個比較小的數值,他才有勇氣從西班牙西航去尋找亞洲,要是他知道埃拉託色尼是對的,也許他就不會去完成這次偉大的航行。今天的內容到這來就結束了,喜歡的小夥伴記得關注和留言哦,我們下期見。

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