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从开普勒的导师第谷说起

第谷13岁时就进入哥本哈根大学学习哲学和法律。在读大学期间,一次在预报时间里真的发生了日食。预报日食的准确性和日食美丽壮观的情景,使第谷感到极为兴奋、惊奇和喜悦。这件事情深深地打动了他,使他对自然界的奥秘产生了浓厚的兴趣。他渴望能够在科学事业上创造奇迹,名扬四海。于是他不顾正常的法律学业,开始认真阅读古希腊学者托勒密(C. Ptolemaeus,90—168)的《天文学大成》。

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第谷的脾气十分暴烈,这使他一生为此遭受许多不幸。其中一次不幸发生在1566年的12月,在某位教授家里举行的舞会上,他与一名同学因评论他俩谁是更好的数学家而激烈地争吵起来。最后他们决定在29日晚上7时进行决斗以分胜负。在决斗中,第谷的鼻子被剑削掉了一块。之后,他就只能装一个用合金做的假鼻子,这对于第谷而言,显然是十分不幸的。据说他身上总得随身带着一小盒胶泥,以便假鼻子脱开时再粘上去。但是谁也没有想到的是,第谷的假鼻子后来居然成了一景!事情是这样的,这个假鼻子造型非常逼真,工艺高超,合金又是价值不菲的金属,而且十分有光泽,于是那精美绝伦的合金假鼻子为他的脸上增添了美妙的光彩,使得他显得更加气宇轩昂。当他在朗朗夜空做观测时,合金假鼻子与星光相映生辉,让人惊叹!

装着假鼻子的第谷画像。

第谷的最大贡献,是他终生坚持进行出色的精密天文观测。他研究了精密天文学的大多数问题,还以空前的精度测定了大多数重要的天文常数。托勒密观测的精度约为10弧分,而第谷观测的精度竟达到了2弧分(约为1度左右),这几乎已经达到用肉眼观测所能达到的最佳效果。他以空前的精度观测了行星的运动,特别是火星的运动。他制定的太阳运行表,使一年时间的误差不到1秒钟。他还发现月球的运动因为受地球和太阳的影响而发生不均等的变化。

第谷使用的观测装置之一:赤道浑天仪。其半径为20米左右。

第谷高精度的天文观测,可以说空前绝后,直到今天也没有人能在没有望远镜的条件下做出比他更精确的观测。人们送给他一个美称:“星学之王”。比这更重要的是,后来开普勒正是因为利用了第谷留给他的资料,才发现行星运动的规律。

第谷之所以能做出高精度观测,除了他重视高精度观测以外,还与他亲自动手设计、制造许多精度高的观测仪器有关。这些仪器以及消除误差的种种发明,都是人类文明史上宝贵的财富。

第谷在天文城堡里进行天文观测。

第谷的科学活动说明,他是一位杰出的天文观测家,同时又是一位平庸的理论家。他一方面不同意哥白尼的日心说,另一方面他的观测又否定了古老的地心说。于是他提出了新的地心说:让水星、金星、火星、木星和土星这些行星以太阳为中心旋转,而太阳又率领这些行星绕地球旋转。这样,他在地心说和哥白尼日心说之间,在科学与神学之间,选了一条他认为“万无一失”的折中路线。他的理论如果出现在哥白尼的理论之前,那就有一定进步意义;但在哥白尼的日心论已经提出之后,第谷的理论就只能被视为是一种历史的倒退。第谷还坚信行星是在做最完美的匀速圆周运动。圆周被赋予了形而上学和审美的价值,比如在文学意象中,圆周一直被看成最重要和最完美的图。第谷曾经说过:

行星轨道必须无例外地由圆周运动构成;否则它们就不能以均匀和恒久不变的形式循环往复,永恒延续就是不可能的;而且,轨道就不会是简单的,而是会显示出更大的不规则性,也会不适于科学处理和实践。

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1577年,一颗巨大的彗星在天空中出现,当时人们惊恐万分,认为它的出现预示着巨大的灾难将降临人间。但第谷并没有惊慌失措,相反,他对这颗彗星进行了仔细的观测和研究。可以说,这是人类第一次不带偏见、以科学的眼光来研究被视为恶兆的彗星。根据视差的比较,第谷肯定彗星比月球遥远得多。这一结论对天空“完美无缺”的观点是一次沉重的打击。亚里士多德也研究过彗星,但由于彗星来去飘忽不定,不像其他恒星那样固定不动,也不像行星那样有规律地运动,因此亚里士多德认为彗星只不过是一种大气中的现象,与下雨、雷电这类现象一样。最值得我们注意的是,对近代物理做过重大贡献的伽利略,也同意亚里士多德的观点。在对彗星的认识方面,伽利略还不如第谷。这可能是因为第谷的观测十分准确,使他不能不得出连自己也感到意外的结论。

彗星。

幸运的是,1600年,一位年轻的德国天文学家开普勒来到他的身边,使他的精确的测量没有被白白浪费,否则就会只剩下一个折中路线的错误结果。在开普勒手里,第谷的测量成为一场科学审美革命的宝贵资料。 wT90pGbgvCSps1pE5OqdG1rvQMJK+cqKEPIrJ5RflVzL4iyDEA3uJI82Vo8tYJDK

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