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天体运行论

作者: 哥白尼

第三章 土星、木星和火星轨道的倾斜度有多大?


 

在已经阐述五颗行星纬度的理论之后,我现在应当转向观测事实并作具体分析。首先〔我应确定〕各个圆周的倾斜度有多大。利用通过倾斜圆两极并与黄道正交的大圆,可以算出倾斜度。纬度偏差值可在此大圆上测定。在这些情况都已明确时,确定每颗行星黄纬的途径都打通了。

让我们再一次由三颗外行星谈起。按托勒密的表[《大成》,Ⅶ,5],当它们在冲点而纬度为最南极限时,土星偏离3°5′,木星2°7′,而火星为7°7′(4)。另一方面,在相反位置,即当它们与太阳相合时,土星偏离2°2′,木星1°5′,而火星仅为5′(5)。于是它几乎掠过黄道。这些数值可从托勒密在行星消失和初现时刻前后所测纬度推求出来。

既然已经提出上面的主张,令一个与黄道垂直的平面通过黄道中心,并与之相交于AB。但令它与三颗外行星中任何一颗的偏心圆的交线为CD,此交线通过最南和最北的极限。令黄道中心为E,地球大圆直径为FEG,南纬为D,而北纬为C。连结CF、CG、DF和DG。

 

[早期版本:

现在我用火星作例,因为它的黄纬超过其他一切行星。于是,当它位于冲点D时,地球在G[从F改正过来],已知角AFC=7°7′。但是已知C为火星在远地点的位置。由前面确定的圆周大小,在取FG[为FE之误]=1p时,CE=1p22′20″(6)。在三角形CEF中,CE与EF两边之比以及角CFE均已知。于是按平面三角学还可知角CEF=偏心圆的最大倾角=5°11′。然而当地球是在相反位置,即在G[应改正为F],而行星仍在C时,CGF=视纬度角=4′。]

 

[印刷版本:

对每一颗行星而言,在上面已经对任何已知的地球和行星位置求得地球大圆[半径]EG与行星偏心圆[半径]ED的比值。而最大黄纬的位置也由观测给出。因此可知最大南纬角BGD,即为三角形EGD的外角。按平面三角定理,还可求得与之相对的内角GED,即为偏心圆对黄道面的最大南面倾角。用最小南黄纬,例如用EFD角,同样可求得最小倾角。在三角形EFD中,两边之比EF∶ED(7)以及角EFD均已知。因此可得外角GED(8),此为最小南面倾角。这样一来,由两个倾角之差可以得出偏心圆相对于黄道的整个振动量。进而言之,用这些倾角可以算出相对的北纬度,例如AFC与EGC。如果所得结果与观测相符,就表明我们没有差错。

然而我将以火星为例,因为它的纬度超过一切其他行星。当火星在近地点时,托勒密求得其最大南黄纬约为7°,而在远地点的最大北黄纬为4°20′[《大成》,Ⅷ,5]。可是,在测出角BGD=6°50′之后,我求得相应的角AFC≌4°30′。已知EG∶ED=1p1p22′26″[Ⅴ, 19] ,由这两边和角BGD可得最大南面倾角DEG≌1°51′。因为EF∶CE=1p1p39′57″[Ⅴ,19]以及角CEF=DEG=1°51′,于是当行星在冲点时上面提到的外角CFA=41/2°。

与此相似,当火星在相反位置即与太阳相合时,假定我们取角DFE=5′。由已知边DE和EF以及角EFD,可得角EDF与表示最小倾斜度的外角DEG≌9′。由此还可知北纬度角CGE≌6′。于是,如果从最大倾角减去最小倾角,即1°51′-9′,则得余量≌1°41′。此为这个倾角的振动量,于是[振动量的]1/2501/2′。

用同样方法可以定出其他两颗行星,即木星与土星的倾角及其纬度。于是得木星的最大倾角=1°42′,最小倾角=1°18′;因此它的整个振动量不超过24′。在另一方面,土星的最大倾角=2°44′,最小倾角=2°16′,二者之间的振动量=28′(9)。因此,当行星与太阳相合时,由在相反位置出现的最小倾角,可以得出对于黄道的纬度偏差值在土星为 2°3′,木星为1°6′(10)。这些数值应予测定并供编制后面的表[在Ⅵ,8末尾]时使用。





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