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天体运行论 作者: 哥白尼 第二章 黄道倾角、回归线间的距离 以及这些量的测定法 黄道倾斜穿过回归线和赤道之间。于是我认为现在需要研究回归线之间的距离以及与之有关的赤道与黄道交角的大小。这凭感觉自然可以察觉,而籍助于仪器可以得到这个非常珍贵的结果。为此用木料做一把矩尺。最好用更为结实的材料(如石头或金属)来做,以免木料被空气吹动,使观测者产生错觉。要求矩尺表面十分光滑,并有五、六呎长,于是在它上面可以刻上分度。与它的大小成正比,用一个角落为中心,画出圆周的一个象限(8)。把它分成90个相等的度。然后再把一度分为60分,或一度所能容纳的任何分度。在中心安装一个精密加工的圆柱形栓子。栓子垂直于矩尺表面,并略为突出,约达一个手指头的宽度。 在这件仪器已经这样制成后,它可装在地板上用于测量子午线。地板应当用水准器尽可能精确地校准,使之位于水平面上而不致在任何方向上倾斜。在这个地板上画一个圆圈,并在圆心竖一根指针。在上午任一时刻观察指针的影子落在圆周的什么地方,我们在这一点作记号。下午作类似观测,并平分已作记号的两点之间的圆弧。用这个方法由圆心通过平分点画的直线,肯定能为我们毫无差错地指示出南北方向。 以这条线为基线,把仪器的平面垂直竖立起来,并使它的中心指向南方。从中心悬挂的铅垂线与子午线正交。这一操作的结果自然是仪器表面包含子午线。 因此,在夏至和冬至这两天,应当在正午用那根栓子或圆柱体观测投射在中心的日影。要设法用上面谈到过的象限弧更有把握地确定影子的位置。我们需要尽可能精确地记下影子中包的度数和分数(9)。如果我们这样做,从夏季和冬季两个影子的记录求得的弧长,就可以给出回归线之间的距离以及黄道的整个倾角。取这个角度的一半,便得回归线与赤道的距离,与此同时黄赤交角的大小也显然可知了。 托勒密测定了前面谈到的南北极限之间的间距,以圆周为360°的度数表示为47°42′40″[《大成》,Ⅰ,12]。他还发现在他以前喜帕恰斯和埃拉托西尼的观测结果与此相符。如果取整个圆周为83单位,则上述测定值为11单位。。由这个间距的一半(即23°51′20″(10)可得回归线与赤道的距离以及与黄道的交角。托勒密认为这是常数,永远不变。但是从那时起到现在,人们发现这些数值不断减少。我们同时代的一些人(11)和我都发现,回归线之间的距离现在大约不大于46°58′,而黄赤交角不大于23°29′。于是现在完全清楚,黄道的倾角也是可变的。我在后面[Ⅲ,10]要更详细地讨论这一课题,我要说明按一个完全可信的推测,这个倾角过去从未大于23°52′,以后也决不会小于23°28′(12)。 |