西方天文學簡史

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、星座的劃分和歷法的創建。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，而歷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，從這里開始，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杰出的成就了。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 年繪制了西方第一份星表，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。而現代陽歷的制定，也是由這個時期的索琴西斯所完成的，也就是當時的『儒略歷』。

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復雜，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』成為中世紀的天文典，而天動說也藉此支配中世紀的歐洲達一千多年之久。

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歷法的修正，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。

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里。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制造家，他的儀器使得當時的觀測精度達到肉眼的顛峰，只望遠鏡才能超越它。

說到第谷，就不能不談一談克卜勒了。他和第谷是師生關系，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，因此他有時也兼任佔星家，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台助手一職，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里可能微不足道，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。