喜帕恰斯

尼西亞的喜帕恰斯/hɪˈpɑːrkəs/希臘語ἽππαρχοςHipparkhos; 约190 – 约120 BC)是希臘天文學家地理學家、和數學家。他被認為是三角學的創始人[1],但他最著名的是偶然間發現了分點歲差 [2]

喜帕恰斯
Hipparchos 1.jpeg
出生190 BC
比提尼亞尼西亞
逝世120 BC (大約70歲)
羅馬共和國羅得島
职业

喜帕恰斯出生在比提尼亞尼西亞(現在土耳其伊茲尼克),可能死在希臘羅德島。據悉,他至少在西元前162年至127年間都從事天文學家的工作[3]。喜帕恰斯被認為是最偉大的古代天文觀測者,有些人則認為他是古典時代最偉大的天文學家。他是第一個留存下對太陽月球運動進行定量和精確模型的人。為此,他理所當然利用了巴比倫默冬(西元前5世紀),也許還利用了蒂莫查裡斯英语Timocharis阿裡斯蒂盧斯英语Aristyllus阿里斯塔克斯厄拉托西尼等,以及其他人累積幾個世紀的觀察[4]。他開創了三角學和構建三角函數表,並解決了球面三角學的幾個問題。憑藉他的太陽和月球理論,他可能是第一個開發出一種可靠的方法來預測日食的人。他的其他著名成就包括發現和測量地球的進動(歲差),彙編出西方世界第一個綜合性的星表,可能也發明他在創建許多恆星目錄時使用的星盤環形球儀

生平和工作编辑

貢獻编辑

  • 傳說中喜帕恰斯的視力非常好,第一個發現巨蟹座M44蜂巢星團
  • 希帕求斯利用自製的觀測工具,並創立三角學球面三角學,測量出地球繞太陽一圈所花的時間約365.25-1/300天,與正確值只相差十四分鐘;他測量出月球距離約為260,000公里[6];他算出一個朔望月週期為29.53058天,與現今算出的29.53059天十分接近。
  • 西元前130年發現地球軌道不均勻,夏至離太陽較遠,冬至離太陽較近。
  • 制定了星等。他将可以看到的最亮的恒星归为一等星,将最昏暗的恒星归为六等星。[7]質疑亞里士多德星星不生不滅的理論,並製造了西方第一份星表。
  • 發現歲差

星表编辑

 
拉菲爾的畫作雅典學院(c.1510)中,喜帕恰斯拿著他的天球儀。

在他的職業生涯後期(可能約在135 BC),喜帕恰斯彙編了他的星表,但原件未能留存下來。他還根據他的觀測,建造了一個描繪出星座的天球儀。托勒密說他對恆星的興趣可能是因為觀測到超新星(根據普林尼的說法)而受到啟發,或者是因為他發現了歲差。托勒密說喜帕恰斯無法將他的數據與蒂莫查裡斯英语Timocharis阿裡斯蒂盧斯英语Aristyllus觀測的結果相協調。詳細的資料請參考發現歲差。在拉菲爾雅典學院畫作中,描繪擁有天球儀的喜帕恰斯,作為天文學的代表人物[8]

在此之前,西元前4世紀的歐多克索斯曾在《法埃諾梅納》( Phaenomena) 和《恩特羅蒙》(Entropon)這兩本書中描述了恆星和星座。阿拉托斯(Aratus)根據歐多克索斯的作品寫了一首詩,"法埃諾梅納"或"阿拉蒂亞"('Arateia')。喜帕恰斯寫了一篇關於"阿拉蒂亞"的評論,是唯一保存下來的作品,其中包括許多恆星的位置和升起、中天、和沉沒的時間,這些可能都是依據他自己的測量結果。

喜帕恰斯用渾儀進行測量,至少獲得了850顆恆星的位置,但他使用何種坐標系是有爭議的。托勒密在《天文學大成》中的星表是從喜帕恰斯星表衍生出來的,給出的是黃道坐標。然而,德蘭布雷(Delambre)在他1817年著作的《古代天文學史》(Histoire de l'Astronomie Ancienne)中給出結論,喜帕恰斯知道並使用了赤道座標。但是,奧托·紐格伯爾在他1975年著作的《古代天文數學史》中,對此一結論提出了質疑的挑戰。喜帕恰斯似乎用了黃道坐標系赤道坐標系統的組合:在他對歐多克索斯的評論中,他提供了恆星的極距離,這相當於赤道系統中的赤緯赤經,混用著黃經、極經度,而不是天球的緯度。

和他的大部分作品一樣,托勒密採用,或許也擴充了喜帕恰斯的星表。德蘭布雷在1817年對托勒密的作品表示懷疑。《天文學大成》中的星表是否源自喜帕恰斯引起了爭議,但是1976年至2002年的統計和空間分析(由羅伯特·羅素·牛頓英语Robert Russell Newton鄧尼斯·羅林斯英语Dennis Rawlins和格德·格拉斯霍夫(Gerd Grasshoff)[9]、基思·皮克林(Keith Pickering)[10]、和鄧尼斯·杜克(Dennis Duke)[11]),已經得出結論:《天文學大成》中的星表幾乎完全出喜帕恰斯的星表。托勒密甚至被天文學家(起自1598年的第谷·布拉赫)指控為詐欺(Syntaxis, book 7, chapter 4)所有他觀察的1,025顆星:幾乎每顆都是使用喜帕恰斯的數據,並依據他的時代2又2/3世紀之後,使用較小的每世紀1°的歲差,將經度增加2°40'。

無論如何,喜帕恰斯開啟的工作是能持久的遺產,後來由阿卜杜勒-拉赫曼·蘇菲(964年)和哥白尼(1543年)更新。烏魯伯格於1437年在撒瑪律罕重新觀測了所有能看到的喜帕恰斯星表上的恆星,他的精確度與喜帕恰斯的大致相同。這份星表在16世紀後期,才被布拉赫和威廉四世使用優越的常規儀器和球面三角學所取代,甚至在望遠鏡發明之前,其精確度就提高了一個數量級。喜帕恰斯被認為是在布拉赫之前,最傑出和最偉大的觀測天文學家[12]

星等编辑

喜帕恰斯將恆星的視星等按照數值尺度排列,從最亮的1等星到最暗的6等星,只是一種推測[13]。然而,這個系統在西元150年已經廣泛的被使用,因此肯定早於托勒密[13]。這個系統在1856年被波格森擴展並精確的定義。他將星等置於對數尺度上,使1等星比6等星亮100倍,因此每個星等之間的亮度相差5100,或是 2.512倍[14]

分點歲差(146–127 BC)编辑

公認分點歲差是喜帕恰斯在西元前127年發現[15]。在克勞狄烏斯·托勒密的《天文學大成》就有提到他所著作關於歲差的兩本書:《關於太陽和分點的位移》和《關於一年的長度》。根據托勒密的說法,喜帕恰斯測量了角宿一軒轅十四,以及其它明亮恆星的經度。然後,他將測量的結果與前人蒂莫查裡斯英语Timocharis阿裡斯蒂盧斯英语Aristyllus,比較。他得出角宿一相對於秋分點移動了2°。他也比較了回歸年(太陽返回春分點的時間)和恆星年的長度,也發現了有微量的差異。喜帕恰斯的結論是:春分點在黃道上的移動(歲差),在一個世紀中的移動率不會小於1°。

地理學编辑

喜帕恰斯在三本書中寫有《反對伊拉托斯的地理》,但一本都沒有保存下來[16]。我們對它的了解大部分都來自史特拉波,根據他說喜帕恰斯往往徹底、不公平的批評厄拉托西尼,主要是對內部矛盾和確定地理位置的不準確之處。喜帕恰斯堅持認為,地理地圖必須僅基於天文測量的經度與緯度三角測量,以查找未知的距離。 在地理學理論和方法上,喜帕恰斯引入了三大創新[17]

他是第一位使用分度格網的人,不僅用遠在他之前九已經知道的方法,從太陽的高度,還從對恆星的觀測中確定地理緯度,而且建議可以通過在相距遙遠的地方同時觀測月食來確定地理經度。在他實際工作的部分,有所謂的氣候帶英语Clime表,喜帕恰斯列出了幾十個地方的緯度,特別是他改進了雅典西西里島科摩林角的緯度[18]

在計算氣候帶英语Clime的緯度(至日的晝夜長度與緯度相關)時,喜帕恰斯使用的黃道傾角,是令人意外精確的23°40'(西元前2世紀下半葉的實際值大約是23°43'),而所有古代的其他作者只知道一個四捨五入的24°,甚至托勒密使用的也是不太準確的23°51'[19]

喜帕恰斯反對希臘時期普遍接受的觀點,認為大西洋印度洋裏海是個單一海洋的一部分。同時,他擴充了居住區英语Ecumene(即陸地上有人居住的部分)的範圍,一直延伸到赤道北極圈 [20]。 喜帕恰斯的想法反映在托勒密的《地理學指南》。從本質上講,托勒密的作品是嘗試延伸和實現喜帕恰斯對地理學應該是甚麼的設想。

遺產编辑

在拉菲爾的畫作《雅典學院》中,他被描繪與托勒密面對面,然而人們普遍認為畫中的人是斯特拉博瑣羅亞斯德 [21]

歐洲太空總署正式名稱冗長的喜帕恰斯高精度視差測量衛星(Hipparcos,High Precision Parallax Collecting Satellite),刻意以首字母縮寫的略詞來呼應和紀念喜帕恰斯。月球上的依巴谷環形山小行星(4000) 喜帕恰斯都直接以他的名字來命名以茲紀念。

他於2004年入選國際太空名人堂英语International Space Hall of Fame [22]

紀念碑编辑

在美國加利福尼亞州洛杉磯格里斐斯天文台的天文學家紀念碑列出有史以來最為大的六位天文學家,喜帕恰斯是其中的一位,也是唯一古代的天文學家。

版本和翻譯编辑

相關條目编辑

註解编辑

參考資料编辑

引文编辑

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來源编辑

引用的作品
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外部連結编辑

一般

歲差

天體

星表