喜帕恰斯
古希腊天文学家、数学家
喜帕恰斯(Hipparchus,约公元前190年-公元前125年),又译希巴恰斯、希巴克斯、依巴谷、伊巴谷等,是古希腊天文学家、数学家。他编制出1022颗恒星的位置一览表,首次以“星等”来区分星星;提出了托勒密定理
姓名争议
在中文世界,喜帕恰斯的译名极不统一,除喜帕恰斯外,还有希巴恰斯、希巴克斯、依巴谷、伊巴谷等,这是因为他的中文译名多是从英文转译的,Hipparchus是他的古希腊语原名的英文翻译,经两次翻译,汉语译名与其母语的准确发音相差就有很大出入了。其中,最流行的还是喜帕恰斯和依巴谷,在提到这名天文学家的时候,一般称其为喜帕恰斯,而在提到以其名字命名的天文卫星依巴谷卫星和与其有关的天文术语(如依巴谷星表)的时候,一般称之为依巴谷,因为在天文学术语中,使用的是Hipparcos而不是Hipparchus。
人物生平
喜帕恰斯算出一年的长度为365又1/4日再减去1/300日;发现白道拱点和黄白交点的运动,求得月亮的距离为地球直径的30又1/6倍;编制了几个世纪内太阳和月亮的运动表,并用来推算日食和月食。他发现公元前134年新星,由此推动他编出一份包括850颗恒星的位置和亮度星表。发明了用经纬度表示地理位置的方法和投影制图的方法。
为了研究天文学,喜帕恰斯创立了三角学球面三角学 。喜帕恰斯留下大量的观测资料。后人在定出行星的各种周期与参数时,常常利用他的观测结果。1718年,哈雷将自己的观测与喜帕恰斯的记录比较而发现了恒星的自行。喜帕恰斯的著作没有流传下来,所知的关于他的工作都是从托勒密的著作中得来的。
传说中,喜帕恰斯的视力非常好,第一个发现巨蟹座M44蜂巢星团。喜帕恰斯利用自制的观测工具,并创立三角学球面三角学,测量出地球绕太阳一圈所花的时间约365.25-1/300天,与正确值只相差六分钟;他更算出一个朔望月周期为29.53058天,与现今算出的29.53059天十分接近。
公元前130年,喜帕恰斯发现地球轨道不均匀,夏至离太阳较远,冬至离太阳较近。 他制定了星等,质疑亚里士多德星星不生不灭的理论,并制造了西方第一份星表:依巴谷星表
喜帕恰斯是希腊伟大的天文学家。还有,虽然他可能在亚历山大受过教育,但他没有在那里工作,这种异乎寻常的做法也与阿基米德相似。他在爱琴海罗得岛建立了他的观象台,并发明了许多用肉眼观察天象的仪器,这些仪器后来沿用了1700年, 喜帕恰斯继承了阿利斯塔克测量太阳和月亮大小和距离的研究。他不仅使用了阿利斯塔克的月食方法,还测定了月亮视差。当移动自己的位置时,就会发现与远处物相比的一近物体位置的明显变化,这就是体会到的视差。(从火车车窗向外看,会看见近处的树相对于远处的树在移动。) 近物移动的角度既取决于自身位置变化的大小,又取决于近物的距离,知道所移动的距离,你就能计算出该物体的距离。为了作到这点,直角边斜边构成各种直角三角形各边的比例必须知道。当时这个理论为大家所知,有些数学家曾努力想运用这些比例,但喜帕恰斯首先将这些比例做成了精确表格,所以通常都认为他是三角学奠基人。
在适当的变化条件下,通过测量月亮相对于星星的位置,就能测定月亮的视差,并算出其距离,他发现该距离为地球直径的三十倍,这数值是正确的。如果有人将这值用于由埃拉托色尼测出的地球直径的话,那么就会表示出月亮距离地球25万英里。 遗憾的是,没有其它天体像月亮离地球这么近,所以都没有这么大的视差。在发明望远镜之前,没有其它天体有大到测得出来的视差。所以,在喜帕恰斯后1900年间,月亮就是人们所知离地球有多远的唯一天体。
公元前134年,喜帕恰斯发现在天蝎座里的一颗星,未能在以前的观察纪录中找到。这是件让他疑惑的事情。今天肉眼看来是模糊不清的星体,偶尔确会爆发,突然变亮而能看得见,但在古希腊时代,设想不到这类事,人们相信天体是永恒不变的,由于以前的观察实质上是不系统的,所以喜帕恰斯不能轻易地说这星球是否就是相反的一例。他决定绘一份标有记录一千多颗亮星的连续位置的精确星图,使以后的天文学家不会遇到类似的困难。这是第一幅准确的星图,远远胜过欧多克斯和埃拉托色尼早期画的星图。为了绘制这幅星图,喜帕恰斯根据每个星体的纬度(与赤道南北相隔的角距):经度(与任意一点东西相隔的角距),标出它的位置。以此类推,用相同的方法可以容易地标出地球表面的位置。大家都注意到,早在离那时150年前,狄西阿库斯已把经纬度用在地图上了。但从喜帕恰斯开始,经纬度就变成地图上井井有条的坐标格,一直沿用到今天。
喜帕恰斯还是第一个根据星的亮度将星划分为几个等级的人,空中最亮的20个星为“一等星”,然后以光亮度依次递减为二、三、四、五等,第六等星则刚刚能用肉眼观察到,这种排列体系一直保持到今天(尽管在这期间经过改进和发展)。
喜帕恰斯最有抱负的成就在于研究出宇宙的一幅新的天象图。欧多克斯的天象图,早先卡利普斯亚里士多德的理论使天空布满了大量的天球,而这套方法最实用。所以喜帕恰斯以新观点着手解决这些问题,这些问题在半世纪前阿波洛尼乌斯曾提出过,但当时未能得到解决。喜帕恰斯把最外层布满星星的天穹以内的天球数字减到七个,每一行星有一个天球。但是单个行星实际上不是这个天球上的小天球的中心。随着小天球转动时,行星作圆周运动,而当小天球的中心作为大天球的一部分转动时,该行星也同时沿一大圆周运动,大天球就是“均轮”,小天球就是“本轮”。
通过调整两个天球的速度,把本轮叠放在加大的均轮上,就能与该行星的实际运转完全一致了。喜帕恰斯还用偏心运动对问题解决起了作用;即他认为行星并不围绕地球的中心运转,而转绕接近地球中心的一空间假设点运转,而这假设点本身又围绕地球中心运转。喜帕恰斯的宇宙天象图是非常复杂的,但它保留了柏拉图和亚里士多德的原则,大意是说地球是宇宙的固定中心,行星的运动是多个圆周运动的综合。
实际上,阿利斯塔克关于行星围太阳旋转的观点,看来好像简单得多,所以似乎应该占上风。但事实并非如此。道德,难以设想整个地球漫天飞舞(除非当你还是孩童时就这么教给你的,那时你对任何事都会轻信的)。再者,喜帕恰斯的天象图是有用的,而阿利斯塔克的则不然。行星的位置变化对宗教仪式是举足轻重的,在星占学中也是重要的。而喜帕恰斯所做的一切是要创造出能够计算行星在未来任何时候的位置的一套数学体系。
喜帕恰斯天象图中的本轮、均轮、偏心圆帮助他进行计算,就象画在几何图形上的辅助线帮助人们证明定理一样。今天回过头去看,觉得没有理由认为“辅助线”是真实的,而约在1600年期间天文学家坚持认为,这些都是真实存在的。当然,不论辅助线是否真实,喜帕恰斯计算行星位置的方法还是奏效的。 最后,当哥白尼确实研究出阿利斯塔克天体学说的数学计算方法时,就结束了喜帕恰斯天体学说的生命。
人物贡献
约公元前190年
喜帕恰斯出生于比提尼亚(土耳其伊兹尼克)的尼西亚。他在尼西亚、希腊的罗德斯岛埃及亚历山大进行天文观测
公元前134年
喜帕恰斯观测到天蝎星座有一颗新星,这鼓舞了他进行恒星目录即第一份星表的制作。
公元前130年
发现地球轨道不均匀,夏至离太阳较远,冬至离太阳较近。
制定了星等,质疑亚里士多德星星不生不灭的理论,并制造了西方第一份星表。
他另一贡献是托勒密定理,他发现圆内接四边形两对对边乘积的和等于两条对角线的乘积。
定理表述:圆的内接四边形中,两对角线所包矩形的面积等于 一组对边所包矩形的面积与另一组对边所包矩形的面积之和。
从这个定理可以推出正弦、余弦的和差公式及一系列的三角恒等式,托勒密定理实质上是关于四点共圆性的基本性质.
公元前129年
完成他的恒星目录(这些恒星是按照他发明的一种体系分类的,这一体系是表面亮度的基础)。
他计算出一年为365天6小时(实际上是365天5小时48分46秒),月球年是29天12小时44分25秒(实际上是29天12小时18分)。从此以后月食的预测就能准确至一小时内。
传说中的依巴谷视力非常好,第一个发现巨蟹座的M44蜂巢星团。
依巴谷利用自制的观测工具,并创立三角学球面三角学,测量出地球绕太阳一圈所花的时间约365.25-1/300天,与正确值只相差六分钟;他更算出一个朔望月周期为29.53058天,与现今算出的29.53059天十分接近。
参考资料
依巴谷.天之文.
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最新修订时间:2024-12-05 17:29
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