第谷·布拉赫 所建造的天文仪器复原图

第谷·布拉赫(1546–1601 年) 是一位丹麦天文学家，他建造在欧洲最好的观测系统，并设立在他那个时代发明望远镜之前准确的天体观测新标准。 他的贵族出生让他可以追求他自己真正的在人文学和科学方面的兴趣，尤其是天文学方面的。 在他到欧洲的早期旅行中他开始熟悉设计科学仪器和进行观测。 当他回到丹麦时他获得了弗雷德里克二世的垂青，他提供给他金钱的支持以持续他的天文研究并给他一个叫汶岛的位于丹麦海峡的小岛，在那里第谷开始建设他的观测中心。 为了他的观测，他设计了大型仪器，通过它他想获得以前从未获得过的观测精度。 国王弗雷德里克二世卒于1588年，他的继位者们对第谷的支持没有那么多。 1597年，第谷离开了汶岛到德国北部，那里他开始写作以展示他的仪器为目的的书籍，强调它们的优越性以及他们如何提供测量导致他所谓的精确“复原的天文学”。 除了文字外，该书还有第谷的仪器的平面图和插图说明。 第谷在1598年完成了该著作，并由汉堡印刷商菲利普·范·奥尔斯制作了100本副本。 第谷将该书献给神圣罗马帝国皇帝鲁道夫二世，希望能得到他的赞助。 鲁道夫热情地给予第谷垂青，在1598年提供给他一个靠近布拉格的城堡供他拓展他的天文学工作。 第谷1601年的去世上让他的工作没有完成，最终留给了他的助手，包括伟大的德国天文学家约翰内斯·开普勒(1571–1630 年)来继续他的关于行星和恒星的系统观测。 这里展示的是第谷著作的1602年版，由印刷商列维勒斯·胡尔西乌斯在纽伦堡出版。 第谷是最后一位也是最伟大的一位用肉眼观测的天文学家。就其伟大而言，伊巴谷*可能是唯一的抗衡者。第谷早在十三岁时就进入哥本哈根大学学习法律和哲学。他原来打算研究*，但在1560年他观察了日蚀，于是转向研究天文学和数学。后来他到德国受到进一步的培养和教育。 　　第谷于1563年观察木星和土星接近时，注意到这两颗星接近的时间比根据阿尔   丹麦天文学家第谷1576年建立的汶岛天文台 丰沙十世*所制的星表预计的时间相差一个月月。于是他开始购买仪器，使用这些仪器进行观察来制作新星表。他还逐渐用占星术算命，正象近代早期的天文学家那样，一生都对占星术感兴趣。（那时占星术是远比真正的天文学更为有利可图的行业，资助者宁可资助占星术算命，也不愿资助科学上的发现。） 　　在1572年，炼金术引起第谷一时的注意之后，他终于在一颗爆发的新星体突然在11月11日闪亮之际，使自己出了名。伊巴谷曾经注意到一次新星体爆发，并且它作为制作第一幅重要的星图的时机。1054年也有一次新星体爆发，但只为中国和日本天文学家观察到。 　　实际上并没有增加新的星球，只是现存的星球突然爆发而使亮度大增加而已。这些星球在亮度突然激增以前用肉眼是可能观看不见的。在使用望远镜以前，这些星星确实好象是新星。第谷在1572年观察到了这星球（现在有时称为“第谷星”），在一本篇幅为五十二页的书中写到了此星以及它对星占学的重要意义。该书的简短标题为《关于新星球》。第谷星逐渐变得比金星更明亮，延续一年半人们都能看到它，然后看不见了。 　　最初第谷对出版此书曾犹豫过，因为他以为写书会降低高贵人的身份，可幸的是他后来克服了这种势利的影响。 　　第谷写的书起了如下的作用：一、它给一切亮度突然爆发的星球创造了“新星”（“Nova”）的名字；二、它使这位年青人以天文学家而著称；；三、因为第谷利用了远处其它天文学家象英国天文学家的观察结果，通过视差测量说明了新星球之远是无法测出其距离的（当然它比月亮要远得多，）这给了亚里士多德*认为天空是完美的不变的观点以有力的打击。 　　丹麦国王腓特烈二世决定当这位年青有为的国民的保护人，因为他象一颗明亮的新星那样已闪耀出了光彩夺目的光辉，所以国王还制止他移居到当时天文学研究的中心德国去。（智囊流失决非只是今天的现象。）为了达到此目的，国王主办了由这位年青人主讲的天文讲座，更为重要的是   第谷·布拉赫超新星 ，他在丹麦和瑞典之间的赫维恩（今天的维文）岛上，为第谷资助修建了天文台。第谷建立的天文台十分讲究，并用他所能制出的最佳仪器来装置该台。历史上第一座真正的天文台于1580年竣工，据估计耗当于今天的150万美元。他不惜工本甚至建造了一个直径为五英尺的天球仪。 　　从此他誉满天下，欧洲各国学者都来拜访他。就连自己以为是学者的统治者也来拜访他，例如苏格兰国王詹姆斯六世。他于1590年访问了丹麦，并与丹麦公主成婚。（后来，他继承了英国王位称为詹姆斯一世。） 　　1577年一颗巨大彗星在空中出现，第谷对该星进行了仔细的观察。这是对彗星进行的第一次不带偏见的研究，也是第一次提出了彗星的研究问题，并且丝毫没有认为它预示着大灾难而有所惊慌失措。视差研究说明该彗星距地球也比月亮远---这是对天空完美无缺论甚至更为沉重的打击。亚里士多德曾看到彗星来去运动不定，不能与其它天体的永恒性和规律性相致，所以他坚持认为彗星是大气引起的现象。这一点他错了。伽利略*在这方面同意亚里士多德的观点，所以，在这问题上落后于第谷。 　　第谷研究了彗星的视动。勉强得出结论认为彗星轨道不可能是圆的，而必然是伸长了的。这是个大胆设想，因为这样，彗星必然要穿越各行星天球层，除非这些天球层不存在，否则彗星几乎是不可能穿越的。 　　这种可能性大大违反了第谷本人的倾向，因为他是一位保守的天文学家，他不愿放弃托勒密*及希腊前辈关于地球是宇宙中悯心的见解。他是最后一位坚持此观点并且抵制哥白尼*日心说的大天文学家。 　　他反对日心说的最强论据就是恒星有视差，他以这论点把他和伽利略的论点统一起来，并把伽利略和哥白尼学说完全割裂开来。这一问题上他失败了。 　　1583年第谷出版了论彗星的书，提出一切行星除地球外皆围绕太阳运转。后来，他坚持认为太阳及其一系列伴随的行星皆球运转。 　　提出“第谷理论”的部分原因是为了强调第谷的正统观念来反对他在丹麦朝廷的许多敌人。联想起赫拉克雷迪斯*的观点，第谷的理论遭到了在不顾一切进行反抗的年代里半心半   第谷·布拉赫的第二天文台 意进行妥协的人所注定的命运。后来，第谷理论几乎被人们完全漠视了。 　　（然而，半个世纪以后，利奇奥里*要给用伽利略的望远镜观察到的月球上的火山口定名。利奇奥里至少对第谷理论是钦佩的，所以他以第谷的名字来命名最突出、最壮观的火山口。因为他钦佩希腊的天文学家，所以把他赞赏希腊天文学所著的书取各为《新至大论》他以伊巴谷和托勒密的名字命名了位于月球表面中心一个当小的火山口以阿利斯塔克*的名字为名。至今月球表面仍用这些名字---这是一种不愿摒弃希腊天文学的表示。） 　　第谷在他不整个研究时期，一直坚持进行出色的精确观察，达到了用肉眼所能达到的最佳观察效果。由于大气折射观察到的天体位置会有所变化，他和其它一些天文学家一样也考虑到了这点。他还校正了仪器的误差。 　　至今尚未有人能在没有望远镜的条件下进行更为精确的观察。托协密观察的准确度达到十弧分，而第谷观察的准确度达到二弧分，这大概是用肉眼观察在理论上所能达到的极限。第谷几乎对每项重要的天文观察测量数据都进行了较好的纠正、他以空前未有的准确度观察了行星的运动，特别是火星的运动。他制作的太阳运动阴比任何前人所作的都要精确得多。他断定一年的长度误差不到一秒钟。然而就连第谷都不能完全摆脱他那时的局限。他估计土星（当时所知道的最远的行星）的距离为4500万英里，这对当时天文学家来说可算是数字庞大的距离了，而这只是实际距离的十八分之一。 　　天文学上达到的新的准确度使历法必不可免地要进行改革。于1582年在格雷戈里教皇十三世的倡议下，历法改革终于获得通过。去掉了十天，这是从罗马帝国时代以来积累起来的十天，因为儒略历比实际一年约长几分钟。为了避免以后进一步积累的误差，每四百年的周期内只十七个闰年而不是一百个闰年。如1700、1800和1900年的整百年尽管能被4整除尽皆不是闰年，除非能被400整除尽的年（如：1600年和2000年）才是闰年。 　　这种“格雷戈里历”迅速被天主教国家所采用，而基督教和希腊东正教国家后来才逐渐采用此历。（他们宁可采用萦西吉斯*的错误年历，而不愿采用格雷戈里教皇的正确年历。）今天，除去一些宗教仪式要求用另外历法的地方外，文明世界都已普遍采用此历法。 　　约在历法进行改革时，斯卡利热尔*在科学的基础上编定了年表。 　　但第谷逐渐遇到了大伤脑筋的事，绝大部分是他作茧自缚。第谷总念念不忘他是个丹麦贵族，并且骄傲自大和特别爱与人争吵。他对他的下属极其粗暴，并和每个人进行斗争。曾为了争论数学上的某个论点，在罗斯托克一次愚蠢的半夜决斗中（那是在1565年，他才19岁），他的鼻子被割掉，后来他一生都装一金属的假鼻子。有些人一直怀疑这传说，但从最近发掘出三角形布条他的尸骨进一步证实了此传说。第谷为显示自己是贵族，竟使他达到极为可笑的程度，他还遵照古礼穿着朝服进行天文观察。 　　第谷的保护人腓特烈二世具有圣人的忍耐性，对第谷的一切他都能容忍，但他于1588年逝世。腓特烈二世的继承人克里斯钦四世（他继续统治丹麦达六年之久）却有点脾气。几年之后，他受够了这位爱争吵又爱花钱的天文学家的气。他停止了对他的资助并强迫他出境。（应该在此提一件事：尽管第谷摆出一付目中无人的贵族架势，他却爱上一农家女与她成婚，并相处得很好。） 　　第谷于1597年，应德国国王鲁道夫二世（数年前第谷曾参加了他的加冕典   第谷·布拉赫的四分仪 礼）之邀，离开丹麦前往德国，在布拉格新区定居。在这里他有一伟大发现，发现了开普勒*这个德国青年助手。 　　第谷将他辛勤收集的观察资料交给了开普勒，并让他着手制作行星运行表。这是他一生登峰造极的行动。他于1601年也许由于膀胱破裂卧病，不久即逝世。病逝时，他呻吟道：“唉，我多希望我这一生没有虚度啊。”开产勒保存了他的资料，并继续从事后来证明具有头等重要意义的工作。国王为第谷举行了隆重的国葬。开普勒做到了使第谷没有虚度一生。开普勒还按照他向老师允诺的那样，忠实地维护第谷的宇宙图景，然而就连开普勒也未能贫下中农它维持下去。 　　至于第谷的仪器---用这些精致的设备他装备了丹麦天文台---此后再没有人使用过。在他死后十后，伽利略的望远镜使第谷的所有仪器都成为过时。这些仪器积满了尘土，最后在“三十年战争”的最初几年中烧毁了。