? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 托勒密：“地心說”的集大成者

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2019-4-8 青野云麓

克羅狄斯?托勒密（Claudius Ptolemaeus,）“地心說”的集大成者，生于埃及，父母都是希臘人。公元127年， 年輕的托勒密被送到亞歷山大去求學。

在那里，他閱讀了不少的書籍，并且學會了天文測量和大地測量。他曾長期住在亞歷山大城，直到151年。有關他的生平，史書上少有記載。

約公元90年生于埃及的托勒馬達伊，曾在亞歷山大城居住和工作，168年去世。一生著述甚多。其中《天文學大成》（13卷），是根據(jù)喜帕恰斯的研究成果寫成的一部西方古典天文學百科全書，主要論述宇宙的地心體系，認為地球居于中心，日、月、行星和恒星圍繞著它運行。此書在中世紀被尊為天文學的標準著作，直到16世紀中哥白尼的日心說發(fā)表，地心說才被推翻。另一部重要著作《地理學指南》（8卷）是古希臘有關數(shù)理地理知識的總結，主要以馬里努斯的工作為基礎，參考亞歷山大城圖書館的資料撰成。第1卷為一般理論概述，闡述了他的地理學體系，修正了馬里努斯的制圖方法。第2卷至第7卷列有歐、亞、非三大洲8100處地點位置的一覽表，并采用喜帕恰斯所建立的緯度和經(jīng)度網(wǎng)，把圓周分為360份，給每個地點都注明經(jīng)緯度坐標。第8卷由27幅世界地圖和26幅局部區(qū)域圖組成，以后曾多次刊印，稱為《托勒密地圖》。

托勒密認為地理學是對地球整個已知地區(qū)及與之有關的一切事物作線性描述，即繪制圖形，并用地名和測量一覽表代替地理描述。他在《地理學指南》中采用了波西東尼斯錯誤的地球周長數(shù)字，又在繪制陸地向東延伸中增加了誤差。把有人居住的世界想象為一片連續(xù)不斷的陸塊，中間包圍著一些海盆，并在地圖上表明：印度洋的南面還存在一塊未知的南方大陸（見古希臘羅馬地理學）。直到18世紀英國探險家J.庫克的探險航行，才消除這個錯誤。他在《地理學指南》中還提出了兩種新的地圖投影：圓錐投影和球面投影。

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克羅狄斯?托勒密（Claudius Ptolemaeus,）“地心說”的集大成者，生于埃及，父母都是希臘人。公元127年， 年輕的托勒密被送到亞歷山大去求學。

在那里，他閱讀了不少的書籍，并且學會了天文測量和大地測量。他曾長期住在亞歷山大城，直到151年。有關他的生平，史書上少有記載。

約公元90年生于埃及的托勒馬達伊，曾在亞歷山大城居住和工作，168年去世。一生著述甚多。其中《天文學大成》（13卷），是根據(jù)喜帕恰斯的研究成果寫成的一部西方古典天文學百科全書，主要論述宇宙的地心體系，認為地球居于中心，日、月、行星和恒星圍繞著它運行。此書在中世紀被尊為天文學的標準著作，直到16世紀中哥白尼的日心說發(fā)表，地心說才被推翻。另一部重要著作《地理學指南》（8卷）是古希臘有關數(shù)理地理知識的總結，主要以馬里努斯的工作為基礎，參考亞歷山大城圖書館的資料撰成。第1卷為一般理論概述，闡述了他的地理學體系，修正了馬里努斯的制圖方法。第2卷至第7卷列有歐、亞、非三大洲8100處地點位置的一覽表，并采用喜帕恰斯所建立的緯度和經(jīng)度網(wǎng)，把圓周分為360份，給每個地點都注明經(jīng)緯度坐標。第8卷由27幅世界地圖和26幅局部區(qū)域圖組成，以后曾多次刊印，稱為《托勒密地圖》。

托勒密認為地理學是對地球整個已知地區(qū)及與之有關的一切事物作線性描述，即繪制圖形，并用地名和測量一覽表代替地理描述。他在《地理學指南》中采用了波西東尼斯錯誤的地球周長數(shù)字，又在繪制陸地向東延伸中增加了誤差。把有人居住的世界想象為一片連續(xù)不斷的陸塊，中間包圍著一些海盆，并在地圖上表明：印度洋的南面還存在一塊未知的南方大陸（見古希臘羅馬地理學）。直到18世紀英國探險家J.庫克的探險航行，才消除這個錯誤。他在《地理學指南》中還提出了兩種新的地圖投影：圓錐投影和球面投影。

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學術觀點

天文學

在古老的宇宙觀中，人們把天看成是一個蓋子，地是一塊平板，平板就由柱子支撐著。

在公元前四到三世紀，對于天體的運動，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，把天上復雜的周期現(xiàn)象，分解為若干個簡單的周期運動；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，并且用二十七個球層來解釋天體的運動，到了亞里士多德時，又將球層增加到五十六個。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，每年沿圓周軌道饒日一周，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。但阿利斯塔克的見解當時沒有人表示理解或接受，因為這與人們?nèi)庋劭吹降谋碛^景象不同。

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托勒密于公元二世紀，提出了自己的宇宙結構學說，即“地心說”。其實，地心說是亞里士多德的首創(chuàng)，他認為宇宙的運動是由上帝推動的。他說，宇宙是一個有限的球體，分為天地兩層，地球位于宇宙中心，所以日月圍繞地球運行，物體總是落向地面。地球之外有9個等距天層，由里到外的排列次序是：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，此外空無一物。各個天層自己不會動，上帝推動了恒星天層，恒星天層才帶動了所有的天層運動。人居住的地球，靜靜地屹立在宇宙的中心。托勒密全面繼承了亞里士多德的地心說，并利用前人積累和他自己長期觀測得到的數(shù)據(jù)，寫成了8卷本的《偉大論》。在書中，他把亞里士多德的9層天擴大為11層，把原動力天改為晶瑩天，又往外添加了最高天和凈火天。托勒密設想，各行星都繞著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。他把繞地球的那個圓叫“均輪”，每個小圓叫“本輪”。同時假設地球并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；日月行星除作上述軌道運行外，還與眾恒星一起，每天繞地球轉動一周。托勒密這個不反映宇宙實際結構的數(shù)學圖景，卻較為完滿的解釋了當時觀測到的行星運動情況，并取得了航海上的實用價值，從而被人們廣為信奉。

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托勒密的天體模型之所以能夠流行千年，是有它的優(yōu)點和歷史原因的。它的主要特點是：

1． 繞著某一中心的勻角速運動，符合當時占主導思想的柏拉圖的假設，也適合于亞里士多德的物理學，易于被接受。

2． 用幾種圓周軌道不同的組合預言了行星的運動位置，與實際相差很小，相比以前的體系有所改進，還能解釋行星的亮度變化。

3． 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。

在當時的歷史條件下，托勒密提出的行星體系學說，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(qū)分出行星和日月是離我們較近的一群天體，這是把太陽系從眾星中識別出來的關鍵性一步。

托勒密本人聲稱他的體系并不具有物理的真實性，而只是一個計算天體位置的數(shù)學方案。至于教會利用和維護地心說，那是托勒密死后一千多年的事情了。教會之所以維護地心說，只是想歪曲它以證明教義中描繪的天堂人間地獄的圖象，如果編纂教義時流行著別的什么學說，說不定教會也會加以利用的。所以，托勒密的宇宙學說同宗教本來并沒有什么必然的聯(lián)系。

托勒密的天文學著作經(jīng)阿拉伯學者之手而重為歐洲所知之后，又在歐洲保持了長時間的影響力，至少延續(xù)到16世紀。在此之前，沒有任何西方的星歷表不是按托勒密理論推算出來的。雖然星歷表的精確程度不斷有所提高，但由于托勒密所使用的古希臘本輪–均輪系統(tǒng)具有類似級數(shù)展開的功能，即為了增加推算的精確度，可以在本輪上再加一個小輪，讓此小輪之心在本輪上繞行，而讓天體在小輪上繞行。只要適當調(diào)諸輪的半徑、繞行方向和速度，即可達到要求。從理論上說，小輪可以不斷增加，以求得更高的精度，有些天文學家正是這樣做的。但其缺點也是顯而易見的，那就是過于繁瑣。之后哥白尼在《天體運行論》中放棄了這種表示，改用了更為簡潔的日心說。

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地理學

除了在天文學方面的造詣， 托勒密在地理學上也做出了出色的成就。他認為，地理學的研究對象應為整個地球，主要研究其形狀、大小、經(jīng)緯度的測定以及地圖投影的方法等。他制造了測量經(jīng)緯度用的類似渾天儀的儀器（星盤）和后來馳名歐洲的角距測量儀。托勒密有地理學著作八卷，其中六卷都是用經(jīng)緯度標明的地點位置表。他的多數(shù)地點位置好像都是根據(jù)他的本初子午線和用弧度來表現(xiàn)的平緯圈之間的距離來計算的，因為他的經(jīng)度沒有一個是從天文學上測定的，只有少數(shù)緯度是這樣測定的。托勒密采用了波昔東尼斯測定的地球周長的較小數(shù)值，這就使得他所有用弧度表現(xiàn)的陸向距離都夸大了，因為他把每一弧度的距離定為五百希臘里，而不是六百希臘里。這樣一來，從歐洲到亞洲橫貫大西洋的洋面距離，看上去就比埃拉托斯特尼的計算值小得多，這項計算最后還導致了哥倫布從西面駛往亞洲的企圖。托勒密對世界情況比他的前輩熟悉得多，埃拉托斯特尼的地圖東面只到印度的恒河為止，但是托勒密知道有馬來半島和“蠶絲之國”，即中國。

其他

在數(shù)學方面，他用圓周運動組合解釋了天體視動，這在當時被認為是絕對準確的。他還論證了四邊形的特性，即有名的托勒密定理。他對光學也作過研究，認為光線在折射時入射角與折射角成正比關系。

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人物評價

在討論托勒密的歷史功績及影響時，不能不先談到一些很容易使人誤入歧途的成見。這些成見并非學術研究所得出的成果，而是與某些特定時期的宣傳活動密切結合在一起。因而廣泛流傳，其中比較重要的有如下兩種。

第一種成見，是將托勒密看成只是一些古代科學文獻的編輯者，由此引申開去，就自然會有諸如《至大論》不過襲自希帕恰斯、《地理學》只是馬里努斯著作的翻版之類的偏激之論。這種成見的發(fā)端，據(jù)研究很可能是19世紀初期的法國數(shù)學家、天文學史家J?B?德朗布爾（Delambre）的《古代天文學史》（Histoire de I’astronomie ancienne）一書，這種看法早已被學者們的研究所否定，但在一些非學術的讀物中有時仍可見到。

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第二種成見，是將托勒密與亞里士多德（Aristotle）兩人不同的宇宙體系混為一談，進而視之為阻礙天文學發(fā)展的歷史罪人。在當代科學史著述中，以李約瑟（J.Needham）“亞里士多德和托勒密僵硬的同心水晶球概念，曾束縛歐洲天文學思想一千多年”的說法為代表，至今仍在許多中文著作中被反復援引。而這種說法其實明顯違背了歷史事實。亞里士多德確實主張一種同心疊套的水晶球（crystalline spheres）宇宙體系，但托勒密在他的著作中完全沒有采納這種宇宙體系，他也從未表示他贊同這種體系。另一方面，主要由希臘–阿拉伯學者保存、傳述下來的亞里士多德學說，直到13世紀仍被羅馬教會視為異端，多次禁止在大學里講授。因此，無論是托勒密還是亞里士多德，都根本不可能“束縛歐洲天文學思想一千多年”，至1323年，教皇宣布托馬斯?阿奎那（T.Aquinas）為“圣徒”，阿奎那龐大的經(jīng)院哲學體系被教會官方認可，成為欽定學說。這套學說是阿奎那與其師大阿爾伯圖斯（Albertus Magnus）將亞里士多德學說與基督教神學全盤結合而成。在論證水晶球宇宙體系時，阿奎那曾引用托勒密的著作來論證地心、地靜之說。此后亞里士多德的水晶球宇宙體確實束縛了歐洲天文學思想約二三百年，但這顯然無法構成托勒密的任何罪狀。

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托勒密的《至大論》，在他身后不久就成為古代西方世界學習天文學的標準教材。公元4世紀就出現(xiàn)了帕普斯（Pappus）的評注本文學和亞6歷山大城的塞翁（Theon of Alexandria）的評注本。約在公元800年出現(xiàn)阿拉伯文譯本。隨后出現(xiàn)更完善的譯本，它們與阿拔斯王朝的哈里發(fā)阿爾馬蒙（Al–Ma’mun）對天文學的大力贊助密切聯(lián)系在一起。1175年，出現(xiàn)了克雷莫納的杰拉爾德（Gerard of Cremona）從阿拉伯文譯的拉丁文譯本，《至大論》開始重新為西歐學者所了解。在此之前不久，1160年左右還有一個從希臘文本譯出的拉丁文譯本出現(xiàn)在西西里，但可能不太為人所知。這些譯本，連同來自阿拉伯一些以《至大論》為基礎的新論著，在13世紀大大提高了西方天文學的水準，而在此前漫長的中世紀時期，西方世界的天文學進展主要出現(xiàn)在阿拉伯世界；然而阿拉伯天文學家更是大大受益于托勒密的天文學著作。