克勞狄烏斯·托勒密
生平
關(guān)于托勒密生平的記載很少。學(xué)者主要從其傳世著作中尋找線索。他在最重要的著作《天文學(xué)大成》(Almagest)中記載了一些本人所作的天文觀測。這成為確定其生活年代、活動地點的最可靠的資料。該書中的天文觀測記錄日期最早為127年3月26日,最晚為141年2月2日,相當(dāng)于羅馬帝國皇帝哈德良和安東尼統(tǒng)治時代。
相傳他生于埃及底比斯的托勒密赫墨。但是這種觀點到14世紀(jì)才提出,并且沒有得到廣泛的支持。從托勒密的觀測記錄看來,這些觀測應(yīng)是在埃及的亞歷山大城進(jìn)行的。
托勒密的全名也透露出一些信息。Ptolemaeus說明他是埃及居民,且祖上是希臘人或希臘化的當(dāng)?shù)厝?;而Claudius表明其擁有羅馬公民權(quán),可能是羅馬皇帝克勞狄烏斯(Claudius,41—54年在位)或尼祿(Nero,54—68年在位)贈與他祖上的。
成就
托勒密體系的宇宙圖
托勒密總結(jié)了希臘古天文學(xué)的成就,寫成《天文學(xué)大成》十三卷。其中確定了一年的持續(xù)時間,編制了星表,說明旋進(jìn)、折射引起的修正,給出日月蝕的計算方法等。他利用希臘天文學(xué)家們特別是喜帕恰斯(Hipparchus,又譯伊巴谷)的大量觀測與研究成果,把各種用均輪和本輪解釋天體運動的地心學(xué)說給以系統(tǒng)化的論證,后世遂把這種地心體系冠以他的名字,稱為托勒密地心體系。
巨著《天文學(xué)大成》十三卷是當(dāng)時天文學(xué)的百科全書,直到開普勒的時代,都是天文學(xué)家的必讀書籍?!兜乩韺W(xué)指南》八卷,是他所繪的世界地圖的說明書,其中也討論到天文學(xué)原則。他還著有《光學(xué)》五卷,其中第一卷講述眼與光的關(guān)系,第二卷說明可見條件、雙眼效應(yīng),第三卷講平面鏡與曲面鏡的反射及太陽中午與早晚的視徑大小問題,第五卷試圖找出折射定律,并描述了他的實驗,討論了大氣折射現(xiàn)象。此外,尚有年代學(xué)和占星學(xué)方面的著作等。
托勒密在地圖學(xué)領(lǐng)域?qū)τ谖鞣降挠绊憳O大,一直到16世紀(jì)(其死后近1500年)的西方古籍(拉丁文)及手繪地圖中都能看到托勒密版本的世界地圖與區(qū)域地圖:
1. 15世紀(jì)出版的地圖中表述的特勒密眼中的已知世界在地圖上的樣子2. 15世紀(jì)的一份地圖冊中的托勒密版本的英國地圖3. 15世紀(jì)的一份手稿中的托勒密世界地圖(基于其《地理學(xué)指南》藝術(shù)),注意其中的最東方的Sinae就是古代中國(漢朝時期)
著作
《天文學(xué)大成》( Almagest )十三卷(又名《至大論》、《偉大論》、《大集合論》、《大綜合論》)
《實用天文表》( Handy Tables )
《行星假說》( Planetary Hypotheses )二卷。
《恒星之象》( Phases of the Fixed Stars )二卷。
《占星四書》( Tetrabiblos )四卷。
《地理學(xué)指南》八卷
《光學(xué)》五卷
《日晷論》( Analemma )
《平球論》( Planisphaerium )
《諧和論》( Harmonica )三卷
《體積論》( On Dimension )
《元素論》( On Elements )
天文學(xué)大成
《天文學(xué)大成》是唯一保存至今的全面論述古代天文學(xué)的著作。巴比倫天文學(xué)家發(fā)展了測算天文現(xiàn)象的計算技巧,以喜帕恰斯(Hipparchus)為代表的希臘天文學(xué)家創(chuàng)立了用于計算天體運動的幾何模型。然而托勒密聲稱他的幾何模型可在挑選出的前人天文學(xué)觀測結(jié)果中找到源頭,且這些前人的觀測記錄至少橫跨了800年歷史。天文學(xué)家對他的這一說法懷疑了好幾個世紀(jì),大家都覺得托勒密模型所使用的參數(shù)源于自己的獨立觀測。托勒密用一個方便的表格呈現(xiàn)了他的天文學(xué)模型,這個表格能用來計算古今任何一個時刻行星的位置。《天文學(xué)大成》還包含一個星表,它實際上盜用了喜帕恰斯的原創(chuàng)星表。表中列舉了48個星座,分別源于不同的古今星座系統(tǒng)。但與現(xiàn)代星圖不同的是它并沒有覆蓋整個夜空(只含有喜帕恰斯能看見的那部分星空)?!短煳膶W(xué)大成》這部書通過在中世紀(jì)作為天文學(xué)權(quán)威經(jīng)典的代代傳授,其作者的形象也成為了神話式遙不可及的人物。人們將心目中偉大的托勒密視為亞歷山大之王。就如多數(shù)古希臘科學(xué)著作一樣,記載于阿拉伯語手稿上的《天文學(xué)大成》也趨于保守(阿拉伯語版也是相同的書名)。因為這部書的巨大威望,它被引起廣泛重視,并在12世紀(jì)被2次翻譯為拉丁文(此書在歐洲一度失傳),一次是在西西里島,而另一次是在西班牙。托勒密的模型,正如他前輩的宇宙模型一樣主張地心論,并為世人所普遍接受,直到在科技革命現(xiàn)了更簡潔的日心論宇宙模型。
他的行星假說超越了《天文學(xué)大成》書中的數(shù)學(xué)模型,并將宇宙呈現(xiàn)為一個由層層球殼嵌套的集合體,他以此模型為基礎(chǔ)利用他星辰模型中的本輪(epicycles)來計算宇宙的尺度大小。他估算太陽到地球的平均距離是地球半徑的1210倍,而那鑲嵌有許多星星的球殼的半徑則達(dá)到了地球半徑的20000倍。
托勒密在他的《便攜用表》中給出了一個有助于天文學(xué)計算的實用工具。表中給出了包括計算太陽、月球和行星的位置,行星的升降以及日月食所需的全部數(shù)據(jù)。托勒密的《便攜用表》為后世的天文學(xué)用表和zījes提供了一個很好的范例。在"Phaseis"(鑲嵌星的升起)中托勒密給出了一個天文歷法(parapegma)。這是一個以行星共同出現(xiàn)(hands)和消失現(xiàn)象為基礎(chǔ)的恒星歷法,這種天文年歷的時間跨度超過了太陽年(over the course of the solar year)。
地理學(xué)指南
《地理學(xué)指南》由托勒密于公元約150年所著。書中詳細(xì)說明如何采用經(jīng)度、緯度兩種方法將球體的地球繪制到平面上,并以北為指標(biāo),由此后人繪制出了一系列托勒密地圖。本書最大功績在于托勒密對于地理學(xué)應(yīng)用經(jīng)緯度來確定山川、城市的位置,并據(jù)此確定它們的地理空間位置,開創(chuàng)了近代繪圖學(xué)的先例。 托勒密指出,地理學(xué)的內(nèi)容應(yīng)是對整個地球的已知地區(qū)以及與之相關(guān)的一切事物作線性描述,即繪制圖形,并用地名和測量一覽表代替地理描述。 這就把地理學(xué)與地圖學(xué)等同起來,拋棄了描述地理學(xué)。
15世紀(jì)在歐洲出版的拉丁文版本的《地理學(xué)指南》(注:原文為古希臘語)
紀(jì)念
有幾個字符或項目命名為托勒密,其中包括:
月球上的托勒密環(huán)形山
火星上的托勒密環(huán)形山
小行星4001上的托勒密環(huán)形山
Bartimaeus三部曲中的角色:這個虛構(gòu)的托勒密是一個年輕的魔術(shù)師
動漫機(jī)動戰(zhàn)士鋼彈00的承運船
Aphex Twin專輯Selected Ambient Works 85–92的第十首樂曲
圣約翰大學(xué)校園數(shù)學(xué)課使用的托勒密石
英國天文學(xué)家和電視節(jié)目主持人帕特里克摩爾爵士的寵物貓
合金彈頭 5中的敵方勢力
托勒密與流行文化
在Jonathan Stroud的巨靈三部曲,巴諦魔的化身外觀往往采取托勒密的形式,經(jīng)常稱托勒密為他最喜歡的主人。第三集,也是系列中最后一部曲也被稱為托勒密之門。
參考文獻(xiàn)
托勒密評傳
參見
地心體系
月球運動說
星座
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