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被冤枉的托勒密 ——天文学史中流行的一个谬误 孙正凡 大多数人相信，科学是一直在进步的，一种新 今 天 看 的学说能够替代旧有的理论，肯定在各个方面都比 来，托勒密的 前面的要好。为了证明这种“进步”，人们往往会附 方法很繁琐，也不够美观，甚至当时的人也不太满 会各种“有趣”的故事来加以佐证。托勒密和哥白 意，因为托勒密的设计方案实际上违反了“匀速圆 尼之间，就被人们这样“证明”过，即使历史并非 周运动”这个“完美原则”。托勒密本人对此也怀有 如此。 歉意，但他仍然坚持了这个设计，因为这样能够推 对天文学感兴趣的人大都会知道托勒密的名 算出行星的复杂运动，起作用比形式上的美观更为 字，他是古希腊天文学的集大成者，他的著作《天 重要。 文学大成》在一千多年中都被奉为至典，阿拉伯天 接下来，传说就出现了。传说随着时间的推移， 文学家称之为《至大论》（Almagest ）。他的基本观 陈旧的托勒密体系的误差越来越大，后人（阿拉伯 点就是地心说，即五大行星和太阳、月亮都在围绕 和欧洲的天文学家）在本轮（小圆）之上又增加了 地球运动。古希腊人认为圆是最完美的图形，作为 更小的圆，然后又增加了更多的圆……1969 年版的 最完美的宇宙，其运动也应该是圆形的。托勒密发 《大不列颠百科全书》（Encyclopedia Britannica ）还 现，虽然七曜的轨迹不是圆形，却可以看作圆的组 说，到了 13 世纪的葡萄牙国王阿方索十世 （Alfonso 合(参见图) ：行星在一个小的圆上运动 （称为本轮）， X ）的时代，每一颗行星都需要40～60 个小圆来进 而本轮的中心又在一个称为“偏心均轮”的大圆上 行轨道修正！传说当阿方索十世国王去看望正在编 运动。之所以叫做偏心均轮，因为地球并不是在均 制 《阿方索星表》（Alfonsine Tables ）的天文学家时， 轮的中心上，而是略偏在中心的一侧，另外还引入 这位领导风趣地说，如果上帝创造世界时他也在场， 一个点叫“等分点”，位于均轮中心的另一侧，行星 那么他一定会建议上帝做点改进。（“If I had been 运动在均轮上并不是匀速的，但相对于等分点的角 present at the creation of the world I would have pro- 速度却是均匀的。这就解释了为什么行星的轨道和 posed some improvements.” ） 速度相对于地球不对称，当行星离地球较远时，速 托勒密体系“圆环套圆环”的方案失败了，于 度也相对比较慢，反之则比较快。这个学说就是“托 是需要一位英雄来救场，哥白尼的日心说就这样横 勒密体系”。 空出世，他把宇宙的中心从地球（的旁边）移到最 大最亮的太阳上，并且恢复了“完美的圆形”这一 古希腊的最高准则。不过为了解决行星运动的不规 则问题，哥白尼还是用到了一系列的本轮和小本轮， 一共是 34 个圆。 3040 ，现在流行的故事在这里开始欢呼，看，