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何新读史杂记:欧洲近代数学与天文学的波斯阿拉伯源头

见道网 2022-05-21 10:45
  • 哥白尼和第谷、多普勒、牛顿等近代欧洲人的天文学及数学知识,不是来自什么希腊罗马,而全部都是来自中古时代阿拉伯人的学术
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哥白尼和第谷、多普勒、牛顿等近代欧洲人的天文学及数学知识,不是来自什么希腊罗马,而全部都是来自中古时代阿拉伯人的学术。

在天文学方面,巴塔尼(al’Battani,欧洲人也称作Albatenius,公元850~929年)是对近世欧洲欧洲影响最大的天文学家。

阿尔·巴塔尼(A1-Battani,公元858年~929年)是阿拉伯最伟大的天文学家,他属于巴格达学派(公元9~10世纪)。

巴格达学派在阿拉伯世界的东部,以巴格达为中心,受中国、波斯和印度的天文学影响很深。

巴塔尼出生于美索不达米亚的哈兰(位于今土耳其东南部)的一个崇拜星辰的塞比教派家庭,这恐怕与其日后对天文学产生浓厚的兴趣,以及学习制作天文仪器的技能不无影响;但是他本人则是虔诚的穆斯林。巴塔尼的工作主要是在阿拔斯王朝(公元750~1258年,中国史书称“黑衣大食”)著名的安条克(位于今土耳其境内)与拉卡(位于今叙利亚境内)天文台完成的。

他的《天文论著》(又名《星的科学》)被后来的欧洲天文学家诸如哥白尼(Copernicus,1473~1543年)、第谷(Tycho,1546~1601年)、开普勒(Kepler,1571~1630年)、伽利略(Galileo,1564~1642年)等人研习。从巴塔尼的著作并受益非浅。

他所创制的天文历表——《萨比天文》,一直是其后几个世纪欧洲天文学家的基本读物。这位伟大的天文学家的主要成就在于,他不仅编录了489颗天体,而且把一年的时间长度精确至365天5小时48分24秒,重新计算出(春秋二分点的)分点岁差为54.5",以及测定黄赤交角(赤道平面与黄道平面的交角)为23度35分(现在已知数值为23度26分)。

巴塔尼提出地球在一条变动着的椭圆形轨道上运动(偏心率),发现太阳远地点的“进动”(即太阳距离地球最远点的位置是变化的,这是巴塔尼最著名的发现),以及认为日环食可能是一种日全食。

他对于太阳运行的观测比哥白尼还要精确,并且在几个世纪之后还被上述欧洲的天文学家所采用。巴塔尼的《天文论著》于1116年由意大利提沃利的普拉托(Plato,11~12世纪)译成拉丁语。

苏菲(al’Sufi,公元903~986年)所著《恒星图像》(或译作《恒星星座》),一书,是伊斯兰天文学观测的三大杰作之一。

他通过观测,修正了托勒密《至大论》中的不少数据,所确定的回归年长度非常准确,成了七百年后格里高利改历的基本依据。他的最杰出的贡献是发出了太阳远地点的进动;他的全集《萨比历数书》(The Sabian Zij,又译为《论星的科学》),是一部实用性很强的巨著,后来对欧洲天文学的发展有深远的影响。

巴格达学派的另一位重要人物是阿尔·苏菲。苏菲,对星图、星座极有研究,有《恒星星座书》传世,书中绘有精美的星图,不少恒星的星等比以前有所改进,他为许多恒星起的专名,如Aldebaran(中名毕宿五)、Altair(中名河鼓二)、Deneb(中名天津四)等,一直沿用至今。但他对恒星坐标位置少有改进,因为他常埋头书本而疏于观测,据说1054年出现在金牛座的超新星他都没有注意到。

苏菲根据自己的实际观测,在书中确定了48颗恒星的位置、星等和颜色,并且绘制出精美的星图与列有恒星的黄经、黄纬及星等的星表。他还为许多天体进行了名称鉴定,提出许多天文术语,许多现在世界上通用的天体名称都来源于苏菲的命名,例如牵牛星、毕宿五、天津四等。苏菲的星图也是关于恒星亮度的珍贵的早期资料。公元964年,正是他最早记录下仙女星座。

这位古代的天文学家对天文学界的影响是显而易见的,例如以他的名字命名的“苏菲星团”,国际天文学会还以用他的名字命名月球表面一处环形山来纪念他。

瓦法(al'Wafa,也称Albuzjani,公元940~998年)是巴格达天文学派最后一位著名人物。已知他曾测定过黄赤交角和分至点,并且是提出“月球出差”的第一位天文学家;此外他还为托勒密的《天文学大成》编撰了简编本。

奥玛尔·海亚姆(Omar Khayyam,公元1048~1131年)在当时由突厥塞尔柱王朝管辖的伊斯法罕,参与并领导了天文历表的编撰与历法改革工作,制定的贾拉利历的精确程度已经十分接近格利高里历,根据这部历法测定一天的长度为365.24219858156天(后来由于政局的动荡历法改革工作被迫终止)。

比鲁尼(Biruni,公元973~1050年)堪称那个时代理论水平与实践能力俱佳的“天才”,天文学(与数学)是其深入涉足的领域。他在一部近1500页的著名的百科全书——《马苏迪之典》中,测定了太阳远地点的运动,并且首次指出其与岁差变化存在略微的差别。

《马苏迪之典》是一部集天文、地理和民族学的通科著作。比鲁尼还设想地球是自转的。他在写给好友、同时代的著名医学家伊本·西那(ibn Sina,西方人称为阿维森纳Avicenna,公元980~1037年)的信中,甚至提出地球绕太阳运转的学说,并且认为行星的轨道是椭圆形而非圆形的。

地球绕太阳运转的观点还表现在比鲁尼的一部天文学百科全书——《占星入门解答》之中。他说,如果认为地球是在围绕太阳运转的话,那么就不难解释其他星体的运动情况。另外,至于我们今天所说的银河系,比鲁尼发现它是由“无数的各种星体组合而成”。

1080年,西班牙穆斯林天文学查尔卡利(al’Zarqali,西方人称为Arzachel,11世纪)完成《托莱多星表》(也译作《托莱多天文表》)。

另一个较晚的学派是开罗学派(公元10~12世纪),它活跃在阿拉伯世界的中部,以开罗为中心。其中最著名的人物是伊本·尤努斯(Ibn Yunus,?~1009年),他从977年到1003年作了长达27年的观测,在此基础上编撰了《哈基姆历数书》,不但有观测数据,而且有计算的理论和方法,用正射投影和极射投影的方法解决了许多三角学的问题。他的日、月食观测记录为近代天文学研究月亮的长期加速度运动提供了宝贵资料。

西方阿拉伯学派,公元11~13世纪活跃在西班牙地区,早期的阿尔·扎卡里(al-Zarqali,公元?~1100年)测出太阳的远地点相对于恒星的移动是每年12″.04(真实值为11″.08),黄赤交角在23°33′和23°53′之间来回变化,有《恒星运动论》、《星盘》等专著多种,最重要的是1080年主持完成的《托莱多(Toledo)历表》,在欧洲使用了许多年,1252年才被《阿尔方索表》所代替。

伊斯兰世界的天文台和天文仪器都曾达到很先进的程度,较著名的有位于伊朗北部的马拉盖天文台,建于公元1259年,装备有半径4米多的墙象限仪、一座直径约3米的浑仪等。

还有乌鲁-伯格天文台,位于今乌兹别克境内,乌鲁-伯格是帖木儿大帝的孙子,后来继承了王位,他本人就是一位博学的天文学家,他建的天文台分三层,有一架巨大的六分仪半径竟超过40米。为什么造这么大的仪器?他们认为,仪器尺度越大,测量精度也就越高。其实这种正比关系是有限度的,因为仪器尺度越大,变形也就越严重,晃动也会加剧,反而影响了测量精度。伊斯兰世界的那些天文台常常是某个统治者个人的行为,总是伴随着该统治者的去世而衰退,其兴盛没有超过30年的,这一点无法与中国相比,因为中国即使改朝换代,天文观测和记录也依然要延续。

乌鲁-伯格这位帝王天文学家对1 000多颗恒星作了长期观测,并根据所观测的数据编成《新古拉干历数书》,这是第一种独立的星表。乌鲁-伯格还是一位星占家,他从占卜星象得知,他将被自己的儿子杀害,于是他决定先下手,将其远远流放。不料这一举措激怒了他的儿子,于是他的儿子发动叛变,真地杀死了他。

这时,欧洲基督教世界的天文学家开始接触到阿拉伯世界的天文学知识,他们中的有识之士为《至大论》等天文学著作的博大精深而震惊。因为近一千年来他们使用的天文学模型、运用的天文学知识实在是太原始了,他们简直不相信一千年前欧洲的土地上还曾产生过这样高深莫测的天文学工具,于是新一轮的翻译热潮开始,许多阿拉伯文著作又纷纷被译成拉丁文。

西班牙国王阿尔方索十世(Alphonso X,公元1223~1284年),是一位阿拉伯天文学家的学生,但他本人信奉基督教,因此他特别热衷于将阿拉伯天文学传入欧洲。他主编的《天文学全集》(Cibros del Saber),共五大卷,收录了阿拉伯世界几乎全部的天文知识,图文并茂。

由他召集犹太、阿拉伯天文学家编制的《阿尔方索表》在欧洲风行一时。

就这样,阿拉伯人充当了古亚洲天文学与近代天文学的“二传手”。古亚洲天文学这条一度浩浩洋洋的大河曾几乎断流,但幸运的是,它又在阿拉伯的沃野上吸收了足够的水份,再折回欧洲,成为近代天文学的直接源头。欧洲天文学由此产生了。(转载请注明见道网www.seetao.com)见道网工程栏目编辑/张韬