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喜帕恰斯

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喜帕恰斯
Hipparchos 1.jpeg
出生190 BC
比提尼亚尼西亚
逝世120 BC (大约70岁)
罗马共和国罗得岛
职业

尼西亚的喜帕恰斯/hɪˈpɑːrkəs/希腊语ἽππαρχοςHipparkhos; 约190 – 约120 BC)是希腊天文学家地理学家、和数学家。他被认为是三角学的创始人[1],但他最著名的是偶然间发现了分点岁差 [2]

喜帕恰斯出生在比提尼亚尼西亚(现在土耳其伊兹尼克),可能死在希腊罗德岛。据悉,他至少在公元前162年至127年间都从事天文学家的工作[3]。喜帕恰斯被认为是最伟大的古代天文观测者,有些人则认为他是古典时代最伟大的天文学家。他是第一个留存下对太阳月球运动进行定量和精确模型的人。为此,他理所当然利用了巴比伦默冬(公元前5世纪),也许还利用了蒂莫查里斯英语Timocharis阿里斯蒂卢斯英语Aristyllus阿里斯塔克斯厄拉托西尼等,以及其他人累积几个世纪的观察[4]。他开创了三角学和构建三角函数表,并解决了球面三角学的几个问题。凭借他的太阳和月球理论,他可能是第一个开发出一种可靠的方法来预测日食的人。他的其他著名成就包括发现和测量地球的进动(岁差),汇编出西方世界第一个综合性的星表,可能也发明他在创建许多恒星目录时使用的星盘环形球仪

生平和工作

贡献

  • 传说中喜帕恰斯的视力非常好,第一个发现巨蟹座M44蜂巢星团
  • 希帕求斯利用自制的观测工具,并创立三角学球面三角学,测量出地球绕太阳一圈所花的时间约365.25-1/300天,与正确值只相差十四分钟;他测量出月球距离约为260,000公里[6];他算出一个朔望月周期为29.53058天,与现今算出的29.53059天十分接近。
  • 公元前130年发现地球轨道不均匀,夏至离太阳较远,冬至离太阳较近。
  • 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]质疑亚里士多德星星不生不灭的理论,并制造了西方第一份星表。
  • 发现岁差

星表

在拉菲尔的画作雅典学院(c.1510)中,喜帕恰斯拿着他的天球仪。
拉菲尔的画作雅典学院(c.1510)中,喜帕恰斯拿着他的天球仪。

在他的职业生涯后期(可能约在135 BC),喜帕恰斯汇编了他的星表,但原件未能留存下来。他还根据他的观测,建造了一个描绘出星座的天球仪。托勒密说他对恒星的兴趣可能是因为观测到超新星(根据普林尼的说法)而受到启发,或者是因为他发现了岁差。托勒密说喜帕恰斯无法将他的数据与蒂莫查里斯英语Timocharis阿里斯蒂卢斯英语Aristyllus观测的结果相协调。详细的资料请参考发现岁差。在拉菲尔雅典学院画作中,描绘拥有天球仪的喜帕恰斯,作为天文学的代表人物[8]

在此之前,公元前4世纪的欧多克索斯曾在《法埃诺梅纳》( Phaenomena) 和《恩特罗蒙》(Entropon)这两本书中描述了恒星和星座。阿拉托斯(Aratus)根据欧多克索斯的作品写了一首诗,"法埃诺梅纳"或"阿拉蒂亚"('Arateia')。喜帕恰斯写了一篇关于"阿拉蒂亚"的评论,是唯一保存下来的作品,其中包括许多恒星的位置和升起、中天、和沉没的时间,这些可能都是依据他自己的测量结果。

喜帕恰斯用浑仪进行测量,至少获得了850颗恒星的位置,但他使用何种坐标系是有争议的。托勒密在《天文学大成》中的星表是从喜帕恰斯星表衍生出来的,给出的是黄道坐标。然而,德兰布雷(Delambre)在他1817年著作的《古代天文学史》(Histoire de l'Astronomie Ancienne)中给出结论,喜帕恰斯知道并使用了赤道座标。但是,奥托·纽格伯尔在他1975年著作的《古代天文数学史》中,对此一结论提出了质疑的挑战。喜帕恰斯似乎用了黄道坐标系赤道坐标系统的组合:在他对欧多克索斯的评论中,他提供了恒星的极距离,这相当于赤道系统中的赤纬赤经,混用着黄经、极经度,而不是天球的纬度。

和他的大部分作品一样,托勒密采用,或许也扩充了喜帕恰斯的星表。德兰布雷在1817年对托勒密的作品表示怀疑。《天文学大成》中的星表是否源自喜帕恰斯引起了争议,但是1976年至2002年的统计和空间分析(由罗伯特·罗素·牛顿英语Robert Russell Newton邓尼斯·罗林斯英语Dennis Rawlins和格德·格拉斯霍夫(Gerd Grasshoff)[9]、基思·皮克林(Keith Pickering)[10]、和邓尼斯·杜克(Dennis Duke)[11]),已经得出结论:《天文学大成》中的星表几乎完全出喜帕恰斯的星表。托勒密甚至被天文学家(起自1598年的第谷·布拉赫)指控为诈欺(Syntaxis, book 7, chapter 4)所有他观察的1,025颗星:几乎每颗都是使用喜帕恰斯的数据,并依据他的时代2又2/3世纪之后,使用较小的每世纪1°的岁差,将经度增加2°40'。

无论如何,喜帕恰斯开启的工作是能持久的遗产,后来由阿卜杜勒-拉赫曼·苏菲(964年)和哥白尼(1543年)更新。乌鲁伯格于1437年在撒玛律罕重新观测了所有能看到的喜帕恰斯星表上的恒星,他的精确度与喜帕恰斯的大致相同。这份星表在16世纪后期,才被布拉赫和威廉四世使用优越的常规仪器和球面三角学所取代,甚至在望远镜发明之前,其精确度就提高了一个数量级。喜帕恰斯被认为是在布拉赫之前,最杰出和最伟大的观测天文学家[12]

星等

喜帕恰斯将恒星的视星等按照数值尺度排列,从最亮的1等星到最暗的6等星,只是一种推测[13]。然而,这个系统在公元150年已经广泛的被使用,因此肯定早于托勒密[13]。这个系统在1856年被波格森扩展并精确的定义。他将星等置于对数尺度上,使1等星比6等星亮100倍,因此每个星等之间的亮度相差5100,或是 2.512倍[14]

分点岁差(146–127 BC)

公认分点岁差是喜帕恰斯在公元前127年发现[15]。在克劳狄乌斯·托勒密的《天文学大成》就有提到他所著作关于岁差的两本书:《关于太阳和分点的位移》和《关于一年的长度》。根据托勒密的说法,喜帕恰斯测量了角宿一轩辕十四,以及其它明亮恒星的经度。然后,他将测量的结果与前人蒂莫查里斯英语Timocharis阿里斯蒂卢斯英语Aristyllus,比较。他得出角宿一相对于秋分点移动了2°。他也比较了回归年(太阳返回春分点的时间)和恒星年的长度,也发现了有微量的差异。喜帕恰斯的结论是:春分点在黄道上的移动(岁差),在一个世纪中的移动率不会小于1°。

地理学

喜帕恰斯在三本书中写有《反对伊拉托斯的地理》,但一本都没有保存下来[16]。我们对它的了解大部分都来自史特拉波,根据他说喜帕恰斯往往彻底、不公平的批评厄拉托西尼,主要是对内部矛盾和确定地理位置的不准确之处。喜帕恰斯坚持认为,地理地图必须仅基于天文测量的经度与纬度三角测量,以查找未知的距离。 在地理学理论和方法上,喜帕恰斯引入了三大创新[17]

他是第一位使用分度格网的人,不仅用远在他之前九已经知道的方法,从太阳的高度,还从对恒星的观测中确定地理纬度,而且建议可以通过在相距遥远的地方同时观测月食来确定地理经度。在他实际工作的部分,有所谓的气候带英语Clime表,喜帕恰斯列出了几十个地方的纬度,特别是他改进了雅典西西里岛科摩林角的纬度[18]

在计算气候带英语Clime的纬度(至日的昼夜长度与纬度相关)时,喜帕恰斯使用的黄道倾角,是令人意外精确的23°40'(公元前2世纪下半叶的实际值大约是23°43'),而所有古代的其他作者只知道一个四舍五入的24°,甚至托勒密使用的也是不太准确的23°51'[19]

喜帕恰斯反对希腊时期普遍接受的观点,认为大西洋印度洋里海是个单一海洋的一部分。同时,他扩充了居住区(即陆地上有人居住的部分)的范围,一直延伸到赤道北极圈 [20]。 喜帕恰斯的想法反映在托勒密的《地理学指南》。从本质上讲,托勒密的作品是尝试延伸和实现喜帕恰斯对地理学应该是什么的设想。

遗产

在拉菲尔的画作《雅典学院》中,他被描绘与托勒密面对面,然而人们普遍认为画中的人是斯特拉博琐罗亚斯德 [21]

欧洲空间局正式名称冗长的高精度视差采集卫星(Hipparcos,High Precision Parallax Collecting Satellite),刻意以其中字母的缩写向喜帕恰斯发现分点岁差的成就致敬。月球上的喜帕恰斯环形山小行星(4000) 喜帕恰斯都直接以他的名字来命名以兹纪念。

他于2004年入选国际太空名人堂英语International Space Hall of Fame [22]

纪念碑

在美国加利福尼亚州洛杉矶格里斐斯天文台的天文学家纪念碑列出有史以来最为大的六位天文学家,喜帕恰斯是其中的一位,也是唯一古代的天文学家。

版本和翻译

相关条目

注解

参考资料

引文

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来源

引用的作品
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进阶读物

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外部链接

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一般

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