《人类科学技术史-193》第谷的观测

第谷的观测

在16世纪下半期，编制出能准确表示行星实际运动的星表，是不少天文学家努力追求的目标。第谷(1546-1601年）便是这些天文学家中最著名的一位。

1.心向天空

第谷于1546年12月14日出生于一个丹麦贵族之家，13岁时就进入哥本哈根大学。在他的学习科目中，除了语法、修辞、逻辑和音乐外，还有几何、天文和算术。1560年8月21日，他惊奇地看到了一次在预报时间发生的日全食，从而对天文学产生了强烈兴趣。于是，他白天在学校上课，而把晚上的部分时间用于观测星空。1562年，他到莱比锡大学学习法律，但仍迷恋于天文学。1563年8月17日，他第一次作了天文观测记录，描述了木星与土星相合的情况。借助于极为简陋的观测器材，第谷发现，根据已有星表计算出的行星位置与实际观测到的行星位置之间存在着偏差。这使他下决心献身于天文观测工作。从此，他开始了长期而又系统的观测，以编制一个精确可靠的星表。

在欧洲各地游学数年之后，第谷约在1570年回到丹麦。1572年11月，他遇到又一次重大的天文事件：发现仙后座中出现了一颗亮度超过金星的新星。在这颗新星可见的约一年半时间里，他不断跟踪它的亮度和色彩的变化，反复地测量了它与其他星体的角距。根据观测结果，他发表了一篇《论新星》的文章。他指出，这颗新星相对于周围的恒星没有明显的周日视差，而且它也没有象行星那样的自身运动，因此，它应当是在极远的恒星区域。这一结论具有十分重要的意义，因为在当时，亚里士多德的宇宙学教导说，恒星区域是不可能发生物理变化的。

2.从尤拉纳斯堡到布拉格

第谷成了享誉欧洲的天文学家。1576年，丹麦国王腓特烈二世(1534-1588年）为把他留在丹麦而赐给他一笔经费，让他在文岛建立天文台。第谷把他在文岛上建造的城堡称为尤拉纳斯堡——天上的城堡。他和他的家庭从1576到1597年在这里住了20多年。在尤拉纳斯堡，除了有一些天文观测室外，还有图书馆、仪器制造厂、印刷厂和化学实验室，并且集中了一些能工巧匠。在自己的孩子们和助手的帮助下，第谷进行了长期的系统而又有规律的天文观测。他使用的仪器已是当时可能有的最好的仪器，但仍然是比较简单的。他借助于这些仪器，用肉眼观察天空。

1577年，通过对大慧星的观测，他又一次证明，慧星离地球肯定比月球遥远得多，因为慧星没有显示出明显的周日变化。在他于1588年出版的《论天上世界的新现象》一书中，详细叙述了他对慧星的观测和结论。当时的尤拉纳斯堡成了欧洲天文研究和发现的中心。

在1588年腓特烈二世死后，第谷从王室得到的资助越来越少，尤拉纳斯堡的维持也越来越困难。1597年，第谷最终离开文岛前往德国。在汉堡，他写了一本名为《力学重建的天文学》的书。1598年，德皇鲁道夫二世(1552-1612年）邀请他到布拉格，并于次年资助他在布拉格附近的一个城堡建立天文台。1600年，第谷邀请年轻的德国天文学家开普勒当自己的助手。但是，他在布拉格还未来得及进行系统的工作，就于1601年10月24日去世了。

3.无与伦比的观测者

第谷对于精密天文学的一系列问题作了深入的研究。在16世纪最后的20多年中，他在实践中使用了望远镜出现之前所有可能的观测方法，极大地改进和完善了观测仪器。他的观测结果达到了光学仪器被应用于天文观测之前的最高精度。据此，他确定了许多重要的天文学常数，编录了一千颗恒星的位置。他跟踪行星运动的整个过程，而不仅是在这些行星轨道的某些特定位置分辨出它们。

第谷采用了反复观测的方法，力求把误差减小到最低限度。在他的星表中，标准星座标的误差率只有25秒左右。由于意识到任何精密的仪器都难免造成误差，他通过组合观测的方法，测出误差并以此修正由该仪器测得的结果。他还注意到大气折射对观测精度的影响，并力图加以修正，编制出了最早的大气折射表，虽然他对折射产生的影响估计有误。

在理论上，第谷既没有完整地继承托勒密，也没有全面地接受哥白尼，而是提出了自己的折衷性体系。他没有放弃地球在宇宙中心静止不动的观点，认为有关地球在运动的说法违背了亚里士多德的物理学，如果地球是旋转的，那么一枚朝地球旋转方向发射的炮弹将比朝相反方向发射的炮弹射得更远，而这种情况是不存在的；此外，如果地球绕太阳运动，那么恒星的视位置应产生周年视差移动，但这种移动尚未被测出，即便存在也肯定极小，以至于恒星只能位于离地球遥远到难以置信的距离。正是由于拘泥于上述认识，他认为沉重静止的地球位于宇宙中心。但在他的体系中，围绕地球转动的只有太阳和月球，而水星、金星、火星、木星和土星等行星则是绕着太阳运动的。通过自己的体系，他既证明了托勒密体系的缺陷，也指出了哥白尼体系的不足。

尽管第谷本人没有直接发展哥白尼的学说，但他对积累天文现象所作的贡献是空前巨大的，他的卓越观测成果，为开普勒的工作奠定了基础。