《天文学大成》主要内容是什么

《天文学大成》

作者简介

托勒密（约90～168），古希腊地理学家、天文学家、数学家，长期进行天文观测，一生著述甚多。托勒密在天文学、光学和音乐方面也颇有造诣。除了《天文学大成》外，托勒密另一重要著作《地理学指南》主要论述地球的形状、大小、经纬度的测定，以及地图的投影方法，是古希腊有关数理地理知识的总结。书中附有27幅世界地图和26幅区域图，后人称之为托勒密地图。

托勒密

在托勒密时代，地理学家已经把喜恰帕斯画的南北走向的线叫做经线，把与赤道平行的线叫做纬线。同喜恰帕斯一样，托勒密也把地球分成360度。他还将每一度分成60分，每一分分成60秒。他发展了弦的体系，通过将其展现在平面上，让人们对分和秒有更加直观的概念。托勒密的这一体系使地图绘制者能够精确地确定物体在地球上的位置，并沿用至今。

托勒密对于地图绘制具有开创性贡献，他认为将球状的地球表面画到一张扁平的地图上意味着许多误差和扭曲，因此他创立了将球体图形投射到平面上的技术。

内容精要

《天文学大成》是一部囊括了古代全部数理天文学的著作，是集托勒密之前的古代天文学知识之大成。他利用希腊天文学家们特别是喜帕恰斯的大量观测与研究成果，把各种用偏心圆或小轮体系解释天体运动的地心学说给以系统化的论证，后世遂把这种地心体系冠以他的名字，称为“托勒密地心体系”。

《天文学大成》全书共13卷。第1卷概述了托勒密体系；第2卷记载了现存最古老的三角学：一个列有间隔半度、精度为五位数的弦值表以及有关解球面三角形的方法；第3卷论述了太阳运动和年的长度；第4卷讨论了月球和月份；第5卷除继续论第4卷的问题外，还论述了太阳和月球的距离并介绍如何制作星盘；第6卷论述了日、月食和行星的冲、合；第7、8两卷主要讨论了恒星，按喜帕恰斯星表列出1022颗恒星的黄道坐标和星等，还提及岁差和天球仪的制作。其余5卷详论第1卷概述的托勒密体系。

托勒密从第一原理出发，通过必要的宇宙论和天文学工具，表述了古代所知道的一些天体的运动理论，并解释了与它们相关的各种现象；最后制作了一些表，使人们能够确定它们在指定日期的运动或现象。

《天文学大成》中最主要的内容是论述了他所创立的“地心说”。他认为地球是世界的中心，而且永远是静止不动的，日、月、行星和恒星均围绕地球作圆周匀速运动。

影响和评价

《天文学大成》基本上将三角术定了型，并于此后1000多年间保持不变，虽然托勒密在此书中讲的三角术主要是球面三角，但该著作实际上也奠定了平面三角的理论基础。因而该书不仅在天文学史，而且在数学史上也具有重要的意义。该书于8世纪末传入阿拉伯国家。

托勒密是世界上第一个系统研究日月星辰的构成和运动方式并作出系统解释的科学家。此书曾被尊为天文学的标准著作，直到16世纪哥白尼的“日心说”发表，“地心说”才被推翻。由于“地心说”在中世纪时期被教会利用，成为禁锢人们思想的工具，这其实与托勒密没有任何关系，他在2000多年前对于天文学方面的开创性探索在科学上意义重大。

原著选读

现在把问题从地球的形状转移到地球的位置上。观测到的事实只有假定地球位于诸天的中心（如同位于球的中心一样）才能得到解释。如果地球不位于诸天的中心，那么它或者与两极等距但不在轴上；或是在轴上但与两极不等距；或者既不在轴上又与两极不等距。

首先来证明第一个假定是不正确的。如果假定地球不位于轴上，就地球的某些部分而言，地球或者位于轴上或者位于轴下。这些部分，在直立球的情况下，由于地平面将天空分成两个不等的部分，因此永远不会有昼夜平分的时候。就地球的其他部分而言，天空是倾斜的。由于地平面没有把天赤道（绕及旋转的最大平行圈）平分成两半，而是地平面之上或者地平面之下的一条平行圈将天赤道平分成两半，因此，或者没有春分点，或者春分点不在冬至点和夏至点的中间。然而，尽人皆知，从春分到夏至白昼时间最长的那一天，与从冬至白昼最短的那一天到春分的时间间隔是相等的。此外，由于假定地球不在轴上，致使地球的某些部分偏东或偏西，结果对这些部分而言恒星的大小和角距在东西地平线上既不相等也不相同。而且，从恒星出现到中天的时间与从中天到沉没的时间也不一样。显然，这些与日常所见的现象相反。

再看第二个假设，即地球位于轴上但偏向一极。那么，在各个纬度上地平面将把天空分成两个不相等的部分，两部分的差异程度视纬度与地球偏离中心的情况而定。只有对直立球来说地平面才能平分天空。在倾斜球的情况下，地球的中心越偏向北极，地平面以上的天空部分越小，地平面以下的天空部分越大，结果还使通过黄道带中心的大圆不被地平面所平分。但事实绝非如此，十二宫中的六个宫经常出现在地平面上，其他六宫则看不见。而当后者全部出现时，前六宫却看不见，表明地平面平分黄道。

此外，如果地球不位于天赤道上而偏于南北任一级，那么，在春分或秋分日出时圭表的影子与日落时的将不在一条直线上。但所见到的情况均与此相反。由此可以立即证明第三个假定也是错误的，因为前面两个假定中的矛盾也在这里出现。

总之，如果地球不位于宇宙中心，那么所观察到的昼夜消长规律将发生混乱。此外，由于当日、月正好相反时，地球并非常常位于它们的中间，因此当日、月相冲时不会经常发生月食。

——节选自《天文学大成·第五章》