星学之王—第谷

作者|方粤

审核|周玖

编辑|高天可

你知道下面这三个定律吗?①椭圆定律:所有行星绕太阳的轨道都是椭圆,太阳在椭圆的一个焦点上。

②面积定律:行星和太阳的连线在相等的时间间隔内扫过相等的面积。

③调和定律:又称为周期定律。所有行星绕太阳运行的公转周期的平方与它们轨道长半轴的立方成比例。

没错,这就是著名的开普勒行星运动三定律。

约翰尼斯•开普勒(图片来源于网络)
正所谓名师出高徒,不过今天小星可不是要讲开普勒的徒弟,而是他的老师——第谷

第谷·布拉赫,丹麦天文学家和占星学家。1546年12月14日生于丹麦斯坎尼亚省基乌德斯特普(现在属于瑞典)的一个贵族家庭,1601年10月24日,第谷逝世于罗马布拉格(现在属于捷克斯洛伐克),终年55岁。说起第谷,虽然没有他“大弟子”开普勒有成就,但第谷的天文观测,是望远镜出现以前仅用肉眼观测所能达到的最高水平,是最后一位也是最伟大的一位用裸眼观测的天文学家。第谷的工作为后来开普勒、伽利略甚至牛顿的科学发现奠定了宝贵的观测基础。
第谷•布拉赫(图片来源于休斯敦美术博物馆)
出生在一个声名显赫的贵族家庭,第谷从小受到了良好的教育。但这位在天文观测方面取得伟大成就的天文学家,在大学学的却是法律和哲学,天文学仅是一项不被家庭认可的兴趣罢了。1560年第谷首次观测了的日食,这让年轻的他开始对天文学产生了浓厚的兴趣。他利用一切的空余时间进行天文观测。1563年第谷观测了木星和土星,并写出了他的第一份天文观测资料。从1565年开始,第谷正式走上了从事天文学研究的生涯。从1565年到1570年,第谷在欧洲各国游学,特别是在罗斯托克大学花了几年的时间学习天文学,掌握了大量的天文学方面的知识。其更是在1572年到1574年期间,观测并记录了仙后座的一颗超新星,现在被称为第谷超新星(编号SN 1572)。他在为期长达16个月的详细观测和记录后取得了惊人的结果,并彻底动摇了亚里士多德的天体不变的学说,开辟了天文学发展的新领域。
 
1672年发行的第谷超新星100周年纪念币(图片来源于网络) 

随着第谷的深度学习,他发现当时人们对天象的预测十分不准确,对天文观测也不够重视。而第谷的想法得到了丹麦朝中一个大臣(也是第谷的一个亲戚)的赏识,随即被推荐给当时的国王——腓特烈二世。1576年丹麦国王将汶岛赐予他作为新天文台台址,并许诺他一笔生活费。于是,第谷在丹麦与瑞典间的汶岛开始建立天堡,这是世界上最早的大型天文台,在这里设置了四个观象台、一个图书馆、一个实验室和一个印刷厂,配备了齐全的仪器,耗资黄金1吨多。当天堡显得太小时,1581年第谷又在附近建造了第二个天文台——星堡。
 
第谷的天堡(图片来源于维基百科)

第谷的星堡(图片来源于维基百科)
1577年时,他对一颗明亮的彗星(1577年大彗星,C/1577 V1)进行了观测,并得出结论:彗星比月亮远许多倍。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,所以亚里士多德坚持认为彗星是大气内的现象,第谷对1577年大彗星的观测结果对亚里士多德的理论产生了更为沉重的打击。这一重要结论对于帮助人们正确认识天文现象产生了很大影响。
 
1577年大彗星(图片来源于维基百科)
1583年第谷出版了《论彗星》一书,书中提出了他自己独特的宇宙体系——一种介于地心说与日心说之间的理论,认为地球静止,是宇宙的中心,太阳和月球围绕地球作圆周运动,而除地球之外的其他行星围绕太阳作圆周运动。
 
第谷的宇宙体系(图片来源于维基百科)
腓特烈二世于1588年去世, 他的儿子继位,第谷的影响力从此不断下降。经过几次不愉快的争执,第谷于1597年离开了汶岛。直至1597年,第谷在汶岛工作了20多年,并取得了一系列重要成果,可见其对天文的热情非同一般。第谷1599年来到布拉格,在当时罗马皇帝鲁道夫二世的资助下,第谷搬到50公里外的贝纳特屈城堡,一年后回到布拉格。1600年第谷遇到了自己十分喜爱的弟子——开普勒,并邀请他做自己的助手。虽然开普勒相信日心说,两人所持宇宙体系的观点不同,但第谷十分欣赏开普勒的计算才能,想要开普勒来协助处理自己的观测数据,而开普勒也很想得到第谷精确的观测数据来论证日心说的正确性。

第谷和开普勒塑像(图片来源于Josef Vajce) 

次年第谷逝世,他把自己常年观测成果传给了开普勒,开普勒接替了他的工作,并继承了他的宫廷数学家的职务。第谷极为精确的大量天文观测资料,为开普勒的工作创造了条件。第谷的观测资料经开普勒整理为《鲁道夫星表》,并于1627年出版,成为当时最精确的星表,也为天文学的发展做出了不凡贡献。

鲁道夫星表(图片来源于NOAA)
至此,大家对天文学家第谷是不是有了一点了解了呢。当然,在我们仰望星空,顿首婵娟之时,也不忘一起致敬这位伟大的近代天文学家吧。
 

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