-簡(jiǎn)介｜古希臘四項(xiàng)天文學(xué)成就：地球繞日運(yùn)行, 月球的大小, 地球的周長(zhǎng), 天象計(jì)算｜
希羅多德的歷史 (公元前484年至425年) 為公元前五紀(jì)中葉的古希臘人了解這個(gè)世界提供了一扇非凡的窗口。
希羅多德斯曾聲稱(chēng)非洲幾乎完全被海洋包圍著。那么他是怎么知道的？他講述了埃及法老尼科二世 (約公元前600年) 派遣腓尼基水手從紅海開(kāi)始沿非洲大陸以順時(shí)針?lè)较蚝叫械墓适?/span>。這個(gè)故事, 如果屬實(shí), 就是已知的最早講述環(huán)游非洲的故事, 同時(shí)也包含了對(duì)古世界天文學(xué)知識(shí)的有趣見(jiàn)解。
此次航行歷時(shí)數(shù)年。在繞過(guò)非洲南端并向西航行之后, 水手們觀察到太陽(yáng)在他們的右手邊, 也就是在北邊地平線上方。當(dāng)時(shí)這一簡(jiǎn)單的觀察根本沒(méi)有意義, 因?yàn)樗麄冞€不知道地球呈球形, 并且也意味著有一個(gè)南半球。
- 01 -
行星沿軌道圍繞太陽(yáng)運(yùn)行
幾個(gè)世紀(jì)后, 人們對(duì)宇宙的認(rèn)知有了很大的進(jìn)步。來(lái)自希臘薩摩斯島的天文學(xué)家——阿里斯塔克 (公元前310年至前230年) 提出太陽(yáng)是在視作為有序體系的宇宙中的“中心火焰”, 并將所有當(dāng)時(shí)已知的行星按照正確的距離順序排列在其周?chē)?。這是關(guān)于太陽(yáng)系最早已知的日心說(shuō)。
不幸的是, 關(guān)于他提出這一論點(diǎn)的原始文本已經(jīng)被歷史遺忘, 因此我們無(wú)法確定他是如何得出這個(gè)結(jié)論的。阿里斯塔克知道太陽(yáng)比地球或月球大得多, 因此他很可能由此推測(cè)出太陽(yáng)應(yīng)該在太陽(yáng)系中處于中心位置。盡管如此, 這仍是一個(gè)令人瞠目結(jié)舌的發(fā)現(xiàn), 尤其是考慮到它直到16世紀(jì)才被尼古拉·哥白尼重新發(fā)現(xiàn), 他甚至在其本人的研究過(guò)程中承認(rèn)阿里斯塔克這一理論對(duì)他的幫助。
- 02 -
月球的大小
自很久以前, 人們就觀察到太陽(yáng)和月亮在天空中看起來(lái)大小相同, 而且太陽(yáng)距離更遠(yuǎn)。他們通過(guò)日食意識(shí)到了這一點(diǎn), 即是由于月球在距地球一定距離的地方經(jīng)過(guò)太陽(yáng)前方而造成的。
并且, 在月球經(jīng)第一季度或第三季度的那一刻, 阿里斯塔克推斷太陽(yáng), 地球和月亮將形成一個(gè)直角三角形。
畢達(dá)哥拉斯在幾個(gè)世紀(jì)前就確定了三角形三邊長(zhǎng)之間的關(guān)系, 阿里斯塔克便利用三角形來(lái)估計(jì)從地球到太陽(yáng)的距離是到月球距離的18到20倍。他還基于對(duì)月食出現(xiàn)時(shí)間細(xì)致的觀察, 估計(jì)了月球的大小約為地球的三分之一。
盡管由于當(dāng)時(shí)的望遠(yuǎn)鏡缺乏精確度導(dǎo)致他估計(jì)從地球到太陽(yáng)的距離太小 (實(shí)際比例是390), 但他計(jì)算的從地球到月球的尺寸之比的值令人驚訝地準(zhǔn)確 (月亮的直徑是地球的0.27倍)。
- 03 -
地球的圓周周長(zhǎng)
埃拉托斯特尼 (公元前276年至公元前195年) 是亞歷山大大圖書(shū)館的首席圖書(shū)管理員, 也是一位熱忱的實(shí)驗(yàn)主義者。在他的眾多成就中, 最著名的是對(duì)地球周長(zhǎng)的計(jì)算。畢達(dá)哥拉斯通常被認(rèn)為是最早的關(guān)于地球呈球形的的支持者, 盡管顯然不是在其大小這一方面。埃拉托斯特尼既著名而又簡(jiǎn)單的測(cè)量方法便是依靠在夏至的正午, 在不同緯度上, 測(cè)量垂直插入地面的電線桿投射的陰影的不同長(zhǎng)度。
太陽(yáng)距離地球足夠遠(yuǎn), 以至于無(wú)論光線到達(dá)地球上的哪個(gè)地方, 它們實(shí)際上都是平行的, 正如阿里斯塔克所展明的的那樣。所以陰影的差異顯示了地球表面彎曲的程度。埃拉托斯特尼以此來(lái)估計(jì)地球的周長(zhǎng)約為40000千米。這個(gè)數(shù)值與根據(jù)現(xiàn)代大地測(cè)量學(xué) (研究地球形狀的科學(xué)) 所確定的實(shí)際數(shù)值相差不到百分之幾。
后來(lái), 另一位名為波塞多紐的科學(xué)家 (公元前135年至公元前51年) 使用了略微不同的方法, 也得出了幾乎完全相同的答案。波塞多紐一生中的大部分時(shí)間都生活在希臘的羅德島上。就在這個(gè)島上, 他觀察到天空中非常明亮的一顆恒星—老人星就在非?？拷仄骄€的地方。然而, 當(dāng)他在埃及的亞歷山大時(shí), 他注意到那顆明亮的老人星會(huì)上升到地平線以上7.5度?？紤]到7.5度是一個(gè)圓的1/48, 他將羅德島到亞歷山大的距離乘以48, 得出的值也約為40000公里。
- 04 -
第一個(gè)天文計(jì)算器
世界上現(xiàn)存的最古老的機(jī)械計(jì)算器是安提基特拉機(jī)械裝置。這款神奇的機(jī)械裝置是在1900年于希臘安提凱希拉島附近的一艘古沉船殘骸中發(fā)現(xiàn)的。
隨著時(shí)間的流逝, 這個(gè)裝置現(xiàn)在已經(jīng)變得支離破碎, 但是當(dāng)它完好無(wú)損時(shí), 它看起來(lái)就像是一個(gè)里面裝有數(shù)十個(gè)精細(xì)加工的青銅齒輪的盒子。當(dāng)手動(dòng)旋轉(zhuǎn)把手時(shí), 齒輪會(huì)在外部的刻度盤(pán)表上顯示月相, 月食時(shí)間以及當(dāng)時(shí)已知的五個(gè)行星 (水星, 金星, 火星, 木星和土星) 的位置在一年中的不同時(shí)間段。這甚至可以解釋它們的逆行運(yùn)動(dòng)—是行星在天空中運(yùn)動(dòng)的幻覺(jué)變化。
我們不知道是誰(shuí)制造的此裝置, 但是關(guān)于它的歷史可以追溯到公元前3世紀(jì)到1世紀(jì)之間, 甚至可能是阿基米德的作品。但帶有安提基特拉機(jī)械如此精密的齒輪傳動(dòng)技術(shù)在此后一千年之內(nèi)來(lái)再?zèng)]有出現(xiàn)過(guò)。
遺憾的是, 這些作品中的絕大部分都已經(jīng)被歷史遺忘了, 我們的科學(xué)覺(jué)醒也就被推遲了幾千年。作為引入科學(xué)測(cè)量的一種工具, 埃拉托斯特尼的技術(shù)相對(duì)容易操作且不需要特殊和特定的設(shè)備, 允許那些剛開(kāi)始對(duì)科學(xué)感興趣的人通過(guò)進(jìn)行實(shí)踐試驗(yàn)并最終跟隨那些先驅(qū)科學(xué)家們來(lái)理解科學(xué)。
人們也只能進(jìn)行一些推測(cè)—如果這項(xiàng)古老的科學(xué)繼續(xù)發(fā)展下去并且勢(shì)頭不減, 那我們的文明現(xiàn)在會(huì)進(jìn)展到哪里。
作者: inverse-Gareth Dorrian
聯(lián)系客服
