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天体运行论 作者: 哥白尼 第一章 古人关于太阴圆周的假说
月球运动具有下列性质:它不在黄道带的中圆上,而在自己的圆周上运行。这个圆周倾斜于中圆,把它平分,同时又为中圆所平分,该圆周跨越中圆伸入两个半球。这些现象很像太阳周年运行中的回归线。自然,年之于太阳有如月之于月亮。有些天文学家把交接处的平均位置称为“黄道点”,另一些人则称之为“交点”。太阳和月亮在这些点上所显示的合与冲都称为“黄道现象”。日食和月食出现在这些点上,而除这些点外两个圆没有其他公共点。当月亮走向其他位置时,其结果是这两个发光体不会挡住彼此的光线。在另一方面,当它们通过交点时,彼此并无阻碍。 进一步说,这个倾斜的太阴圆周,和属于它的4个基点一起绕地心均匀运行,每天移动约3′,19年运转一周。就我们看来,月亮在这个圆周及其平面上随时都向东移动。可是,有时它的行度很小,有时却很大。当月球运行转慢时,它比较高;而在运行较快时,它离地球近一些。由于月亮距地球很近,它的这种变化比起其他任何天体都更容易察觉。 在过去用一个本轮来解释这个现象。当月亮沿本轮的上半部运行时,其速率小于平均速率;与此相反,当月亮通过本轮的下半周时,它的速率超过平均速率。然而,在前面已经论证过[Ⅲ,15],用本轮所取得的结果,籍助于偏心圆也能得出。但过去取本轮是因为月亮看来呈现出两重的不均匀性。当它位于本轮的高或低拱点时,看不出与均匀运行有何差别。在另一方面,当它是在本轮与均轮的交点附近时,与均匀运动的差异出现了,而这种差异并非单纯的。对上弦月和下弦月来说,差异比满月或新月大得多,而这种变化出现的方式是固定的和有规则的。由于这个缘故,以前认为本轮在其上面运动的均轮并不与地球同心。与此相反,人们在过去承认的是一种偏心本轮。月亮按下述规则在本轮上运动:当太阳和月亮是在平均的冲与合时,本轮位于偏心圆的远地点;而当月亮是冲与合之间,即在与它们相距一个象限时,本轮位于偏心圆的近地点。结果是得出在相反方向上有两个绕地心均匀运动这样一种概念。这即是说,一个本轮向东运转,偏心圆中心与两个拱点都向西运动,而太阳平位置的方向线总是在它们之间。在这种情况下,本轮每个月在偏心圆心上运转两次。
图4—1 为了使这种图象一目了然,令与地球同心的偏斜太阴圆圈为ABCD,它被两条直径AEC和BED四等分。令地心为E。令日月的平均合点位于直线AC上,并令中心为F的偏心圆的远地点以及本轮MN的中心都同时在同一位置。 设偏心圆的远地点向西运动,本轮向东运动,而二者的位移量相等。用与太阳的平合或对太阳的平冲来测量,它们都绕E作相等的周月运转。令太阳的平位置线AEC随时位于它们之间,并令月亮从本轮的远地点也向西运动。在这样的安排下,可以认为一切现象都井然有序了。在半个月的时间内,本轮离开太阳运转半周,但从偏心圆的远地点开始转了一整周。其结果是,在这段时间的一半,即大约在半月时,本轮和偏心圆的远地点分别位于直径BD上相对的两端,同时偏心圆上的本轮是在近地点,即在G点。该处距地球较近,不均匀性的变化较大,须知在不同距离处看同样大小的物体,则在愈近处看物体愈大(2)。因此,当本轮在A时,变化最小;而本轮在G时,变化最大。本轮直径MN与线段AE的比值为最小,而与GE的比值比与在其他位置一切别的线段的比值都大。在从地心画向偏心圆上各点的所有线段中,GE为最短,而AE或与之相当的DE为最长。
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