托勒密〈古代伟大的天文学家、数学家〉( 3) 江铭辉 五梦网

2.     地心学说

在证明地球是圆球形之候，托勒密综合希腊的天文学说，提倡地球中心学说。

(A)亚理斯多德是一位“地球中心学说”的拥护者，他认为水星、金星、火星、土星、木星等五大行星及太阳、月球都绕地球旋转，而较远的恒星则贴在最外层的球面上旋转。这种思想后来为希腊天文学家托勒密（Claudius Ptolemy）所吸收，创立了“地心学说”或“天动说”

(B)今日我们知道行星皆以近乎圆形的轨道，由西至东绕太阳运行。但是早期希腊的天文学家，他们的观念是众星皆绕地球运行。虽然也有像阿利斯塔修斯（Aristarchus，希腊人）等有远见的人，提出“日心地动学说”，但不为人们所接受。希腊人仍然认为地球才是宇宙的中心，所有星球应该绕地球运行才对。

但是以地球为中心的诸星球绕地球运动中，最无法解释的天象有二：一是行星时亮时暗的现象，其次是从地球上看去，行星就时而顺行，时而逆行，时而发生停滞的现象。

为了解释这种天象，希腊的数学家兼天文学家阿波罗尼奥斯(Apollonius)，提出“本轮”和“均轮”学说。如图3，阿波罗尼奥斯行星以地球为中心旋转的圆叫做均轮，而以均轮上的点“T”作中心旋转的圆叫做本轮。行星“P”沿着本轮作匀速运行，而本轮中心“O”则沿着均轮围绕地球作均速圆周运动。这样一来，从地球上看去，行星会时而顺行，时而逆行，时而发生停滞的现象，以及有时较亮有时较暗，也完全能自圆其说，圆满解释清楚。

图3：本轮和均轮

(C) 亚理斯多德的地心说和阿波罗尼奥斯的本轮与均轮理论的精华被托勒密发扬光大创造一套完整的地心体系理论，他说(如图4)：(1)地球位于宇宙中心静止不动；(2)每个行星和月亮都在本轮上均速转动，本轮中心则沿均轮运转，只有太阳直接在均轮上均速绕地球转动，地球不在各个均轮的圆心上而是偏离一段距离；(3)水星和金星的本轮中心位于地球与太阳的联机上，这一联机一年中绕地球转一周，火星、木星、土星到它们各自的本轮中心的直线总是与地球─太阳联机平行，这三颗行星每年绕各自的本轮中心转一周；(4)携带所有恒星的“恒星天”每天绕地球自东向西转一周；(5)日、月、行星除上述运转外，还与恒星天一起，每天绕地球自东向西转一周。

图4：托勒密地球中心的宇宙系统

3.《 天文学大成》著作

《天文学大成》(Almagest)原由托勒密用古希腊文写成。后流传到阿拉伯人手中，公元八二七年译成阿拉伯文，十二世纪后半叶再传入欧洲，被转译成拉丁文。该书曾在元朝传入中国，但未译成中文，直至明末，徐光启等人编的《崇祯历书》中才有简要介绍。

全书共十三卷，分别阐述地和天的概念，基本观测事实和数学基础。书中论证地为球形，居于宇宙中心，静止不动，其他天体均绕地球运动，叙述太阳、月亮、行星运动规律，如何推算日蚀、月蚀，确定行星位置，制作古代天文仪器以及1022个垣星的位置表和它们的亮度等等。它是一本全面而系统的天文学著作，包括了古希腊天文学的全部成就。