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天体运行论 作者: 哥白尼 第十章 如何从给定的均匀行度推求月球的视行度
在处理了这一切课题之后,我现在想用一个图形来表明,月球的那些均匀行度如何能产生等于已经给定的均匀行度的视行度。我从喜帕恰斯的观测中选出一个例子,用它可以看出理论能为经验所证实[托勒密,《大成》,Ⅴ,5]。 在亚历山大死后第197年埃及历10月17日白昼91/3时(63),喜帕恰斯于罗德岛用一个星盘观测太阳和月亮,测出它们相距481/10°(64),月亮是在太阳之后。他想到太阳的位置是在巨蟹宫内109/10°,因此月亮位于狮子宫里29°。当时天蝎宫中29°刚好升起,而对罗德岛来说室女宫内10°正在中天,在该地看北天极的高度为36°[托勒密,《大成》,Ⅱ,2]。从这一情况明显可知,位于黄道上距地平约90°的月球(65),当时在经度上没有视差,至少可认为视差无法察觉。这次观测是在17日下午,于31/3时(66)=罗德岛的4均匀小时进行的。因为罗德岛离我们比亚历山大城近1/6小时(67),这在克拉科夫应为31/6均匀小时。自亚历山大逝世共有196年286日(68)加上31/6简单小时,但约为31/3相等小时。这时太阳在其平均行度中到达巨蟹宫内12°3′(69),但按其视行度为在巨蟹宫中10°40′处。于是显然可知,月亮实际上是在狮子宫内28°37′。按我的计算结果,当时月球在周月运转中的均匀行度为45°5′(70),而离高拱点的近点角为333°。
图4—10 在心目中有这一例子,我们以C为心画第一本轮AB。把它的直径ACB延长为直线ABD,直至地球中心在本轮上取弧段ABE=333°。连结CE,并在F点把它分开。取EC=1097,于是EF=237单位。以E为心,EF为半径,作本轮上的小本轮FG。令月球位于G点,而弧FG=90°10′=离开太阳均匀行度的两倍=45°5′(71)。连结CG、EG及DG。在三角形CEG中,两边已知,即CE=1097和EG=EF=237,而角GEC=90°10′。于是,按平面三角定理,可知剩余边CG=1123个相同单位,此外还可求得角ECG=12°11′。由此还可得出弧EI以及近点角的相加行差,于是整个ABEI=345°11′[ABE+EI=333°+12°11′]。剩余的角GCA=14°49′[=360°-345°11′]=月球与本轮AB的高拱点之间的真距离,于是角BCG=165°11′[=180°-14°49′]。在三角形GDC中也有两边已知,即取CD=10,000时GC=1123单位,还已知角GCD=165°11′。从它们也可求得角CDG=1°29′以及与月球平均行度相加的行差。结果是月球离太阳平均行度的真距离=46°34′[=45°5′+1°29′],此外月球的视位置是在狮子宫内28°37′处,与太阳的真位置相差47°57′(72),这比喜帕恰斯观测结果少了9′[=48°6′-47°57′]。 可是,谁也不要由于这个缘故而猜想要不是他的研究就是我的计算有错。虽然有小的差异,然而我将证明无论他还是我都没有犯错误,真实情况就是如此。我们应当记住,月球运转的圆周是倾斜的。接着我们应当承认,它在黄道上,特别是在南、北两个极限以及两个交点的中点附近,产生某种黄经的不等量。这种情况非常像我在谈自然日的非均匀性时[Ⅲ,26]所解释过的黄赤交角。托勒密断言月球轨道倾斜于黄道[《大成》,Ⅴ,5]。如果我们把上述关系赋于月球轨道,就会出现在那些位置上这些关系在黄道上引起7′的经度差,在加倍时=14′。这可以是增加量或减少量,二者情况相似。如果黄纬的北限或南限是在太阳与月亮的中点上,则它们相距一个象限时,在黄道上所截出的弧段比月球轨道上的一个象限大14′。与此相反,在另一象限上交点是中点,通过黄道两极的圆圈截出比一个象限少了相同数量的弧段。这就是目前的情况。月球是在南限和它与黄道的升交点(当代人把这个交点称为“天龙之头”(73))之间的中点附近。太阳已经通过另一个交点,即降交点(当代人称之为“天龙之尾”)(74)。因此,如果在倾斜圆圈上的47°57′的月球距离对黄道来说至少增加了7′,此外临没的太阳也引起某种相减的视差,这是不足为奇的。在讲解视差时[Ⅳ,16],将对这些问题作更充分的讨论。喜帕恰斯用仪器测出的日、月两发光体之间48°6′的距离,就现在而言与我的计算结果十分接近,而就过去来说是完全相符的。
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