? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?希帕克斯：天文學(xué)之父

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2019-4-2 青野云麓

歷史上把亞歷山大帝國(guó)建立（公元前330年）至羅馬征服希臘（公元前146年）為止，稱(chēng)為希臘化時(shí)期。希臘化時(shí)期的天文學(xué)已經(jīng)進(jìn)入了“觀測(cè)天文學(xué)”階段，它不同于人類(lèi)早期充滿(mǎn)想象的“神話(huà)天文學(xué)”，也不同于從泰勒斯到亞里士多德時(shí)期建立在現(xiàn)象觀察加上天才猜想和推測(cè)基礎(chǔ)上的古希臘“經(jīng)典天文學(xué)”而是將天文學(xué)作為數(shù)學(xué)的研究對(duì)象，將天文觀測(cè)與計(jì)算相結(jié)合的一種科學(xué)意義上的天文研究。代表這一時(shí)期觀測(cè)天文學(xué)研究最高成就的是號(hào)稱(chēng)“天文學(xué)之父”的希帕克斯。

被稱(chēng)為“天文學(xué)之父”的希帕克斯是希臘化時(shí)期偉大的天文學(xué)家，他的卓越貢獻(xiàn)是創(chuàng)立了球面三角這門(mén)數(shù)學(xué)工具，解決了前人歐多克斯發(fā)明的、被人用來(lái)“拯救”天文現(xiàn)象的同心球模型都無(wú)法解決的兩個(gè)難題，使希臘天文學(xué)由定性的幾何模型變成定量的數(shù)學(xué)描述，使宇宙模型真正有效而又準(zhǔn)確地反映出天文觀測(cè)的結(jié)果。

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希帕克斯出生于小亞細(xì)亞西北部的尼西亞（即如今土耳其的伊茲尼克）。年輕時(shí)，他曾在亞歷山大城求學(xué)，這座城是埃及托勒密王朝的首都，原是希臘化時(shí)代科學(xué)和文化的中心，吸引了幾乎所有這個(gè)時(shí)代的偉大科學(xué)人物。但是，到希帕克斯時(shí)期恰逢托勒密王朝日趨衰落。托勒密王朝的統(tǒng)治者已不再像他們的祖先那樣關(guān)注和支持科學(xué)事業(yè)，亞歷山大城也不再是適于學(xué)者們安心治學(xué)之處。所以，希帕克斯完成學(xué)業(yè)后便離開(kāi)了這座曾經(jīng)輝煌過(guò)的亞歷山大城，來(lái)到了當(dāng)時(shí)的新文化中心——愛(ài)琴海南部的羅得島。他在這座小島上建起了觀象臺(tái)，開(kāi)始了自己熱愛(ài)的天文學(xué)研究。

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希帕克斯在羅得島觀象臺(tái)制造了許多觀測(cè)儀器，創(chuàng)立了球面三角這門(mén)數(shù)學(xué)工具，解決了前人歐多克索發(fā)明的、被人用來(lái)“拯救”天文現(xiàn)象的同心球模型都無(wú)法解決的兩個(gè)難題，即在球面準(zhǔn)確表示行星的位置變化和解決行星亮度的變化問(wèn)題。使希臘天文學(xué)由定性的幾何模型變成定量的數(shù)學(xué)描述，使宇宙模型真正有效而又準(zhǔn)確地反映出天文觀測(cè)的結(jié)果。

希帕克斯的最大貢獻(xiàn)是在觀測(cè)天文學(xué)研究領(lǐng)域。

希帕克斯以長(zhǎng)期觀測(cè)和對(duì)前人觀測(cè)資料的分析，求得一年為365天零1/4日再減去日1/300日。這個(gè)數(shù)值是很精確的，誤差只有6分鐘。他利用古代日月食記錄，認(rèn)識(shí)了月亮的朔望月、恒星月、近點(diǎn)月和交點(diǎn)月4種周期，并準(zhǔn)確定出了這些周期的數(shù)值。他精確地測(cè)得白道(月亮繞地球旋轉(zhuǎn)所成軌道的平面和天球相交所成的大圓)與黃道的交角為5°。他運(yùn)用三角學(xué)方法計(jì)算出月地距離，還編制了幾個(gè)世紀(jì)的太陽(yáng)月亮運(yùn)動(dòng)位置表。用這些精密的數(shù)表來(lái)推算日食和月食，這是在他之前許多學(xué)者想做卻沒(méi)做到的成就。

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　　公元前134年，希帕克斯在天蝎座發(fā)現(xiàn)了一顆新星，這打破了前人關(guān)于“天是永恒不變”的哲學(xué)信念，也促使他編制了西方天文學(xué)史上第一張記載恒星的星圖，這也是當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的星圖。圖表上共記載著1080顆星，記載著恒星在星座間的分布和它們的亮度。希帕克斯在編制星圖時(shí)把星的亮度分為六等，他使西方第一次有了星等的概念。只是希帕克斯的星等概念的意義與現(xiàn)代星等概念不同。古人認(rèn)為恒星都在一個(gè)球面上，所以至地球的距離是相等的。星等的原意是指恒星的大小。不過(guò)，正是希帕克斯的這張星圖，在18世紀(jì)后幫助哈雷發(fā)現(xiàn)了恒星的自行。

希帕克斯運(yùn)用自己制作的星圖，還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)重要的天文學(xué)現(xiàn)象：當(dāng)他將自己的觀測(cè)結(jié)果與前人記錄的恒星位置對(duì)照時(shí)，發(fā)現(xiàn)有很大差異，說(shuō)明恒星并不“恒”，它們?cè)谝苿?dòng)。太陽(yáng)每年通過(guò)春分點(diǎn)的時(shí)間總是比回到恒星天同一位置要早，也就是說(shuō)，回歸年總是比恒星年短，這就是希帕克斯發(fā)現(xiàn)的“歲差”現(xiàn)象。他計(jì)算的歲差值為36秒，比實(shí)際值少了14秒。盡管如此，這個(gè)數(shù)值在西方一直沿用了很多個(gè)世紀(jì)。

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希帕克斯發(fā)明了以經(jīng)緯度測(cè)定地球上不同地點(diǎn)方位的方法，并發(fā)明了由極點(diǎn)向赤道面投影的制圖方法，他做的最重要的一件事是把歐多克索那個(gè)不受歡迎的同心球宇宙模型推翻，設(shè)想了一套本輪均輪系統(tǒng)取代之。這套系統(tǒng)雖仍是以地球?yàn)橹行?，但比起繁瑣的同心球宇宙模型，可要?jiǎn)單得多了。比如，對(duì)水星、金星這兩顆內(nèi)行星，該系統(tǒng)的解釋是：它們同樣在本輪均輪上運(yùn)動(dòng)，但本輪的運(yùn)動(dòng)周期相當(dāng)于該星的恒星周期，而均輪的運(yùn)動(dòng)周期等于太陽(yáng)的恒星周期。這樣，內(nèi)行星始終只能在太陽(yáng)周?chē)魍颠\(yùn)動(dòng)便有了順理成章的解釋。希帕克斯的均輪本輪系統(tǒng)能很好地解釋天文現(xiàn)象，還可以根據(jù)觀測(cè)記錄，準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)日食和月食。因此，很受天文學(xué)界的歡迎，這一系統(tǒng)一直主宰著歐洲人的天文學(xué)，直到哥白尼時(shí)代才被費(fèi)力地推翻。

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希帕克斯以他淵博的天文學(xué)知識(shí)和豐富的天文觀測(cè)資料，以他的天才研究為觀測(cè)天文學(xué)做出了貢獻(xiàn)。而他信奉的“地球是宇宙中心”又由他的弟子托勒密發(fā)展成系統(tǒng)的“地心說(shuō)”，統(tǒng)治天文學(xué)界達(dá)1400年之久，嚴(yán)重阻礙了天文學(xué)的發(fā)展。盡管如此，希帕克斯仍不失為希臘化時(shí)代的天文學(xué)巨星。他一個(gè)又一個(gè)驚人的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明，他對(duì)天文學(xué)的劃時(shí)代貢獻(xiàn)，使他成為希臘最偉大的天文學(xué)家。