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027 约150年 托勒密的《天文学大成》

托勒密(Claudius Ptolemaeus,约90—约168 )

托勒密在《天文学大成》丛书中描述地心说的宇宙模型,也就是太阳跟其他行星皆以地球为中心绕行的宇宙观;这个模型的说法在欧洲及阿拉伯世界曾经风行超过一千年以上。

欧几里得的《几何原本》(公元前 300 年)及余弦定理(约1427年)

活跃于亚历山德拉的数学家暨天文学家托勒密编撰了一套共计13册、几乎可以说是完整涵盖当时所有天文学专论的《天文学大成》(Almagest)。托勒密在《天文学大成》中探讨了满天星辰清晰的移动轨迹,他所提出的地心说(geocentric model)—地球是宇宙的中心,太阳与其他行星则以环绕地球的轨迹运转—也被欧洲及阿拉伯世界认为是正确的理论,时间长达一千年之久。

《天文学大成》的拉丁文书名源自阿拉伯文“伟大的书”(al-kitabu-l-mijisti)一词,数学家们对这套书会感到特别有兴趣的原因,在于当中所罗列的三角函数值— 一张以15分为间隔、详列从0度到90度的正弦函数值表,并且也略微简介了球面三角。《天文学大成》里面还提到相当于现代“正弦定理”的理论,甚至包括所谓的复角公式及半角公式。盖伯格(Jan Gullberg)曾如此描述:“许多希腊早期有关天文学的研究之所以会失传,或许可以归咎于托勒密这套完整又经典的《天文学大成》,这套丛书使得许多更早期的研究内容显得累赘。”葛拉斯霍夫(Gerd Grassho)则如此推崇:“托勒密这套《天文学大成》与欧几里得的《几何原本》(Elements)共享最长寿科学文本的荣誉。这套丛书源自于2 世纪的概念一直延续到了晚近的文艺复兴,促使天文学在科学领域也占有了一席之地。”

《天文学大成》大约在827年时被翻译成阿拉伯文,随后在 12 世纪又从阿拉伯文翻译成拉丁文。一位波斯数学家暨天文学家阿瓦伐(Abu al-Wafa)在这期间以《天文学大成》的内容为基础,系统化地整理三角函数相关定理及证明方式。

还有一则有关于托勒密的趣事。托勒密曾经依据自己的模型,认定所有星球都是在“周转圆”上转动,同时绕行另一个更大的圆形轨道运转,并试图以此计算出宇宙的大小。根据托勒密的估计,一个包含遥远“恒星”的宇宙球体,其距离大约是地球半径的两万倍之远。■