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天体运行论

作者: 哥白尼

第一章 行星的运行和平均行度


 

它们在黄经上显示出两种完全不同的运动。一种由上述的地球运动引起,而另一种为每颗行星的自行。我已经决定把第一种称为视差动。这没有任何不当之处,因为它引起行星的留、恢复顺行以及逆行。行星总是按其自身运动向前进(2),由此看来这些现象并非由于行星自身运动出了差错,而由地球运动所产生的一种视差所引起。视差的大小随行星天球而异。

显然可知,只有在土星、木星与火星于日出时升起的情况下,我们才能看见它们的真位置。这出现在它们逆行的中点附近。在这个时候,它们位于通过太阳平位置与地球的直线上,并且不受视差的影响。然而金星和水星受另一种关系的支配。当它们与太阳相合时,就完全淹没在太阳的光芒中,而只有在太阳两侧大距的位置上才能被我们看见。因此决不会在没有这种视差的情况下找到它们。由此可知,每颗行星都有自己的视差运转,我指的是地球相对于行星的运动。这两个天体相互作视差运转。

[手搞中删去下列一段:

按这种方式结合起来,两个天体的运动显示出相互联系,并且它们与地球(你也可以说是太阳)的简单运动合并在一起。这是因为在整个这本书中,首先是在此应当记住,一般对太阳运动(3)所说的一切都可理解为指的是地球。]

我认为视差运动不是别的,而是地球均匀运动超过行星运动(土星、木星和火星属于这种情况)或被行星运动超过(金星与水星便如此)的差值。但是发现这些视差动周期不均匀,有显著的不规则性。于是古人认识到,这些行星的运行也是不均匀的,并且它们的轨道具有拱点,而不均匀性在拱点开始出现。他们相信拱点在恒星天球上具有永远不变的位置。这种想法为探求行星的平均行度与均匀周期开阔了道路。当他们记录到一个行星在离太阳或一颗恒星某一精确距离处的位置,并了解到在一段时间之后该行星到达离太阳为相似距离的同一位置时,在他们看来行星已经经历了它的一整套不均匀性并在一切方面都恢复到以前与地球的关系。于是用经过的这段时间他们可以算出完整均匀运转的次数,从而求得行星运动的详细情况。

托勒密[《大成》,Ⅸ,3]使用太阳年来描述这些运动,他自称这些资料得自喜帕恰斯。但是他主张太阳年从一个分点或至点量起。然而现在已经完全清楚,这样的年份并非完全均匀。因此我将采用用恒星测量的年份。我用这样的年份以更大的精度重新测定了五个行星的行度。根据我的发现,这些行度现在不足或有余,情况如下。

在我所称为的视差动中,地球返回土星方向57次需要59个太阳年加上1日6日-分和大约48日-秒;在这段时间内行星在其自身运动中完成了两次运转加上1°6′6″。地球在71太阳年减去5日45日-分27日-秒中经过木星附近65次(4);在这个时段中行星由自身运动共运转6次减去5°41′1/2″。对火星而言,在79太阳年2月27日-分3日-秒内视差运转共37次;这时行星本身运转为42个周期加上2°24′56″。在8太阳年减2日26日-分46日-秒内,金星五次接近运动中的地球;在这一时期中它绕太阳转动13次减2°24′40″。最后,在 46太阳年加 34日-分 23日-秒内,水星完成145次视差运转,在这段时间中它191次加 31′和大约 23″赶上运动中的地球并和它一起绕太阳旋转。因此对每个行星来说,一次视差运转所离时间为:

把上列数值换算为度数(一个圆周为360度)乘上365,然后把乘积除以已知的日数及日子的分数,则得年行度为:

取以上数值的1365,即得日行度为

仿照太阳和月亮的平均行度表[在Ⅲ,14和Ⅳ,4末尾],可以列出下面的行星行度表。可是我想没有必要用这种方式把行星的自行也列成表。这是因为从太阳的平均行度减去表中行度,便可求得行星自行。早在Ⅴ,1中我已说过,行星自行是太阳平均行度的一个成份。然而如果任何人对这些安排感到不满足,他可以按自己的愿望建立其他表格。对于恒星天球来说,年自行量为:

但是对金星与水星来说,因为我们看不出它们的年自行量,可以使用太阳的行度,并用它建立一个测定和表现这两颗行星视位置的方法。情况见下。




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