拙筆一篇，與各位同好分享，另小弟學淺，若有疏漏，還請各位同好指教。
aerolite
顏吉鴻
西方天文學史
人類觀測星空的歷史非常久遠，所以天文學可說是人類歷史上最古老的知識之一
。西方天文學的起源是在著名的美索不達米亞平原，也就是著名的「兩河流域」，在
這個地區的民族，先將天上的星星分成了一個一個的星座。但這些民族對天文學最大
的貢獻是六十進位法的發明、星座的劃分和曆法的創建。在當時，巴比倫人已經創造
了三十六個星座，其中當然也包含我們熟悉的十二星座，至於六十進位法是今天時間
計算的基本法則，而曆法則是維持農業活動所必須具備的知識。大家在歷史上都讀過
，兩河流域的文化最後被愛琴文化傳承，在地中海大放異彩，從這裡開始，西方天文
學即將進入一個嶄新的世界。
希臘天文學的發展，最早是所謂的『希臘學派』。其中最早的是愛奧尼亞學派的
泰勒斯(Tales 624 BC-547BC)，這個學派的人認為，大地是一個有限而且扁平的薄片
，在外頭則有空氣、水和火包圍這個大地，大地這個薄片就飄留在空氣的漩渦中。緊
接著就是著名的畢達哥拉斯(Pythagoras 580 BC-500 BC)，從他開始，我們就已經認
為地球是圓的了，他也認為地球不斷的自轉，同時也是宇宙的中心。在他之後的柏拉
圖(Plato 427 BC-347 BC) 則不完全同意畢氏的說法。柏拉圖認為地球是圓的，這一
點與畢氏倒是完全相同，但是他們在地球轉不轉這個問題上就有不同的意見了，畢氏
認為地球正繞著地軸在轉，而柏拉圖卻說地球是不動的，在動的是一層一層包圍地球
的星星。這個問題在當時是無法確定的，不過柏拉圖的想法卻透過他的弟子亞里斯多
德，傳布了整個歐洲，也支配了整個中世紀。不過，在那之前，羅馬天文學卻有更輝
煌的成果。
羅馬天文一開始發展就有很好的路子。從希臘天文學的簡述中我們可以知道，希
臘天文學的發展受制於希臘人好幻想的天性，所有的進展都是一些思維產物，其中的
理論在今天看來可能還荒謬無比，但羅馬人注重實際的精神，不僅使他們在工藝建築
上開創了空前的成果，也在天文學上留下豐碩的果實。羅馬亞歷山大學派是由亞利斯
塔克(Aristarchus 310 BC-230 BC) 揭開序幕，亞氏是第一位主張用科學方法研究天
體的科學家，也就是應用定量、定性的敘述，有系統的研究天體，從他開始，天文學
從哲學思辨中脫離，成為一門真正的學問，除此之外，他還是第一位主張『日心說』
的人，可惜的是，他的想法在當時並不被重視。在亞氏之後的天文學家多能秉承他的
傳統，以科學方法進行研究，如Eraosthenes(284 BC-192 BC)，他利用正午時候，分
別測量不同地方相同物品的影長，由此他計算出地球的圓周約為49600km ，與現在的
真值雖然有所出入，但在兩千年前這已經是相當傑出的成就了。接下來的這一位成就
更是偉大，他就是被尊稱為『天文學之父』的 ─ 喜帕恰斯(Hipparchus 190 BC-125
BC) ，這位先生首先將天上的星星分成六個亮度等級，也就是「星等」。當時的分法
當然很粗糙，天空中最亮的的就是一等星，肉眼可見最暗的就是六等星，後來經過許
多天文學家的努力，星等的定義才更加明確。除了星等的區分外，喜帕恰斯也在西元
前134 年繪製了西方第一份星表，這一份星表幫助哈雷發現恆星的『自行運動』，所
以，喜帕恰斯被稱為天文學之父的確是當之無愧。而現代陽曆的制定，也是由這個時
期的索琴西斯所完成的，也就是當時的『儒略曆』。
隨著時間的推演，著名的天文學家托勒密(Ptolemy 85 AD-165 AD)終於誕生了，
托勒密首先將希臘和羅馬的天文學做總結，並寫了一本有名的『大綜合論』，這一本
書可說是古今天文之大成，書中不僅說明了所有天文學的知識，也大大的宣揚了著名
的『天動說』，這個理論認為，所有的天體都在『本輪環』上繞著地球公轉，一圈一
圈往外，有時為了修正星體的運動，必須在本輪環上再加本輪環，這樣一來天體的運
動就會變得很複雜，對於觀測精度不高的古代，這樣做當然有其好處，只不過到了後
來，天文觀測儀器的改進終於使『天動說』壽終正寢。但是，由於中世紀教會的影響
，『大綜合論』成為中世紀的天文學經典，而天動說也藉此支配中世紀的歐洲達一千
多年之久。
未完待續........
To Be Continued.....
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標 題: 西方中古天文學簡史
發信站: ☆清華電機☆ (Tue Aug 8 16:53:39 1995)
前情提要：話說西方天文學傳入歐陸後，由希臘及羅馬的天文學家開創了天文學的新
時代，希臘人重視理論思想，羅馬人則偏重實驗觀測，這兩派別的天文研
究，由托勒密集大成，成為上古天文的經典，『天動說』則為本時代主要
的理論依據，托勒密而在之後，西方天文學界又有什麼新發展呢﹖欲知後
事如何，請看本回分曉。
西方天文學史＜第二集＞
上古天文學在托勒密手中集大成之後，歷史的焦點隨即進入了中世紀，也就是從
西羅馬帝國滅亡到文藝復興的這一千多年之間，大約是西元五世紀到十五世紀，在這
段時期當中，五世紀到十世紀更是史學家口中的『黑暗時代』。比起其他時代，這個
時期歐洲天文學的發展幾乎是一片空白。這是因為中世紀的歐洲是一個政教合一的社
會，尤其是基督教神學，在這個時代中佔據統治地位，一切不合基督教教義的思想的
被禁止，甚至連地球是球形的思想都被視為異端，當時的人更不清楚希臘羅馬的天文
學成就，聖經中的神話被當成是最基本的宇宙體系，雖然在這個時期裡天文學是高等
教育的必修科目，但其主要目的卻只是要學生學會計算復活節的日期而已。這時代的
歐洲天文學並沒有作出多大的貢獻，只有在末期對天體的測量中，為哥白尼提供了新
理論的動機。但是在這個同時，阿拉伯帝國卻開創了這個時期最偉大的研究。
中世紀天文學的代表就是阿拉伯天文學，其中依時間先後的不同分為三個學派，
分別是，九世紀到十世紀的『巴格達學派』、十世紀到十二世紀的『開羅學派』以及
十一到十三世紀的『西阿拉伯學派』，這個時期的阿拉伯天文學主要的貢獻是在『歲
差』的測定，以及曆法。這幾個時期的天文學家所作出的貢獻很多，其中包括黃赤交
角的重測，開羅學派的天文學家解決了許多關於球面三角的問題，不僅有理論，更有
實際應用的例子；而天文學家海桑則先後研究過球面相差、大氣折射率和透鏡放大率
。特別是西阿拉伯學派，更掀起了反托勒密的思潮，當時中亞的天文學家比魯尼已經
提出了地球繞日公轉的學說，他在一封信函還曾提到行星的軌道可能是橢圓形而不是
圓形，這個思想比克卜勒發現行星三大定律足足早了二百多年，比哥白尼的想法更加
先進。
就時間上而言，阿拉伯天文學是處在托勒密和哥白尼之間，在歐洲天文一蹶不振
的情形下，它起了承先啟後的作用。而歐洲到了中世紀的末期終於有了轉機出現，首
先是培根的唯物思想，他認為真正的科學知識應從觀察和實驗中得到，而不是一昧地
相信教會裡的權威，他的思想影響了當時的一些人，歐洲天文學界科開始有人從事天
文測量的工作，並精確的測量了歲差和二至點，他們在實踐上和理論上為近代天文學
的誕生創造了條件，哥白尼的成功就是根基於這些基礎之上的。
隨著文藝復興的開始，歐洲漸漸開始有了新活力。由於大航海時代的來臨，新的
儀器漸漸的產生，對於航海天文測量以及定位的技術更是一日千里，因為當時的觀測
越來越準確，當時的天文學便發現，托勒密的理論並不適用，因而紛紛尋找新的方法
，但礙於教會勢力，當時的天文學家只能在托勒密的體系上不斷的修正，這樣的結果
只會使計算更複雜。這時候，一位劃時代的天文學家終於誕生啦！他就是大家所熟知
的哥白尼。哥白尼原本是一個波蘭教士，在當時他受到畢達哥拉斯治學理念的影響，
使他覺得，自然界的定律一定是以一種簡單的形式表達的，而當時地心說已經變得複
雜無比，甚至必須動用八十個本輪才能算出行星正確的位置。所以哥白尼想，一定存
在一個簡單而正確的結論可以描述我們所見的世界和宇宙，因此，他寫下了一本科學
史上永垂不朽的名著 ─ 『天體運行論』，這一本書可以說將自然科學完全的從神學
中解放出來，而這一本書也揭示著科學革命的到來，但是哥白尼在生前還是不敢將這
一本書出版，因為當時的教廷還是擁有很大的勢力，因此他還是不敢冒著得罪保守派
的危險將這本提倡日心說的書發表，尤其他還是個教士，那更是罪加一等，所以這本
書只在友人間流傳。到了最後，哥白尼聽從友人的勸告，將他的手稿送去出版，不過
他在序中大膽的將這一本書獻給教皇保羅三世，因為他認為在這位開明的教皇的庇護
下，他的書應該可以問世。除了這一篇序，書中還有一篇未署名的前言，這一篇前言
是負責辦理排印工作的教士安得爾假造的，為了讓他的學說不被教廷禁止，安得爾在
這一篇假前言中不斷強調『日心說』只是一種較簡便的計算方法而已。當第一本印好
的『天體運行論』問世時，哥白尼已經病重彌留了。
『天體運行論』出版後，的確沒有受到教廷的注意，大家只把這本書當作是一種簡
便的新方法罷了。直到伽利略公開支持日心說，教廷才將它列為禁書。不過，這一切
已經太晚了，經過克卜勒、伽利略和牛頓等大科學家的努力，哥白尼的學說終於獲得
勝利。而最重要的是，他將天文學從神學中解脫出來，不僅為『科學革命』揭開序幕
，更令人振奮的是，天文學的知識從此便大步的向前邁進，創造了第一次的大飛躍。
未完待續...........
To be continued....
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標 題: 西方天文學簡史<續>
發信站: ☆清華電機☆ (Fri Sep 1 21:32:43 1995)
這一系列文章可以使剛進入天文學領域的同好對西方天文學的
發展有一個歷史性的認識。若有謬誤，請多指教。
前情提要：中世紀的歐洲由於宗教的壓迫，自然科學的進展不大，因此這個時期的天
文學重心便集中在阿拉伯。中世紀天文學最主要的成就是歲差的測定和曆
法的修正，在當時甚至已經有光學的研究出現。這些阿拉伯天文學的成就
，為哥白尼的新體系奠下了基礎。而哥白尼的名著『天體運行論』的出版
正揭示了科學革命的到來。
西 方 天 文 學 史 ＜第三集＞
當哥白尼的天體運行論一書出版後，日心學說就像漣漪一樣地向外傳布。如果我
們把今天源源不絕的科學成果比喻成自來水，那麼哥白尼就可以說是一位裝設水管的
工人，而把這個水龍頭扭開的人則是牛頓，但是其中有一些非常重要的人，他們告訴
牛頓水龍頭在哪裡。這些人把水龍頭的位置告訴牛頓，牛頓把水龍頭扭開，於是，科
學的成果便一直不絕的產生，這個水龍頭的流水不虞匱乏，因為它直接與真理的海洋
相連。
在哥白尼之後，出現了一位天文學史上舉足輕重的天文觀察家，也就是第谷。他
在其一生中以當代最最精確的精度觀測了天空中的行星，其精確程度可說是肉眼的極
限。他對天文學最重要的貢獻就是他窮畢生精力所累積的觀測資料，這些資料在他死
後由他的學生克卜勒繼承，而克卜勒也因為第谷的資料而發現了行星運動定律。其次
，第谷是一個地心說的擁護者，為了使地心說不至於完全潰敗，他也提出了一種介於
日心和地心說的行星運動體系，可惜的是他沒有成功，因為日心說畢竟『較符合』實
際的情況。在他一生觀測生涯當中，他也記錄、發現了以前所未見的天象，如歷史上
著名的『第谷之星』就是一顆爆發的超新星，這一個超新星的記錄使得人們意識到，
天空中的恆星並不是一成不變的，因此人類對於天堂的夢想有點幻滅。另外，他還發
現了月球運動中的『二均差』，這是一個預測月球運動的修正項。為了觀測的方便，
他本身也是一位天文儀器製造家，他的儀器使得當時的觀測精度達到肉眼的顛峰，只
有望遠鏡才能超越它。
說到第谷，就不能不談一談克卜勒了。他和第谷是師生關係，也是第谷最得力的
助手。克卜勒是一位天文學家，但是因為他的家境貧困，因此他有時也兼任占星家，
為人預卜吉凶禍福，藉此賺外快以養家活口。直到第谷邀請克卜勒擔任天文臺助手一
職，克卜勒的家境才有點好轉。然而克卜勒之所以留名青史的原因，是因為他發現了
著名的『克卜勒行星運動三大定律』，這些定律是沒有光學儀器的時代中，最後的重
大發現。在他繼承了第谷的事業後，他對第谷留下來的資料進行計算。起先他仍照傳
統觀念，假設行星進行的是勻速圓周運動，但是經過推算後他發現，無論是用哥白尼
的方法或是托勒密、第谷的方法，都無法與第谷的觀測資料相吻合，最大有8'的誤差
，也就是2/15度。這樣子的誤差在很多人眼裡可能微不足道，但克卜勒絕對的相信他
老師所遺留的觀測資料，於是他不用圓軌道來計算行星位置，而改用其他的的圓錐曲
線，在經過一段長時間的努力之後，克卜勒終於找到正確的方法，使計算值與觀測值
有相當好的吻合，據克卜勒的說法『就憑這8'的差異，引起了天文學全部的革命』。
而將其總結，就是第一運動定律
1.行星軌道為橢圓，太陽在其任一焦點上。
這個定律將哥白尼學說推進了一大步。而第二定律與第一定律幾乎同時發現
2.行星的向徑在單位時間內掃過的面積相等。
這也就是說，行星在近地點公轉得較快，在遠地點公轉得較慢。換而言之，行星的運
動並不是勻速的。綜合第一及第二定律，我們可以知道，行星並不是以往所想像的在
進行勻速圓週運動。在發現這兩條定律後，克卜勒繼續他的工作，在幾年之後，終於
將第三定律完整的呈現在世人眼前
3.行星公轉週期的平方正比於軌道半長軸的立方。
這三條定律所揭示的，是一個力學的新境界，也是天體力學的成功。不過，克卜勒在
其一生中，卻無法對這行星運動定律作出解釋。一是因為當時的數學工具，另一個原
因是他的生命沒那麼長。但是克卜勒也對於重力的存在作出了猜測，事實上，這行星
運動定律正是牛頓力學在天體力學的展現，而這定律在科學使上之所以如此舉足輕重
，就是因為在這三大定律導致了數十年後重力理論的發現。
未完待續......
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