第谷
第谷,丹麦天文学家。1546年12月14日生于丹麦斯科(今属瑞典),卒于1601年10月24日。自幼过继给伯父约尔根·布拉赫为子,受到良好的教育,曾先后在哥本哈根大学、莱比锡大学、罗斯托克大学、巴塞尔大学等多所大学求学。第谷是一位杰出的观测家,但他的宇宙观却是错误的。第谷本人不接受任何地动的思想。他认为所有行星都绕太阳运动,而太阳率领众行星绕地球运动。他的体系是属于地心说的。
第谷生于丹麦的克努兹斯图普(今属瑞典)的一个贵族家庭,自幼喜欢观察星辰。1559年进哥本哈根大学学习法律。1562年入莱比锡大学。1563年8月他作了第一个天文记录——木星合土星。1565年以后,到欧洲许多地方游学。1572年11月11日他发现在仙后座里出现了一颗新星。经过长期观测,他认为这是一颗十分遥远的星(现已测知是银河系的一颗超新星)。1576年在丹麦王腓特烈二世的资助下,他在汶岛上建立一所宏大的天文台,他称之为天文堡。在那儿他坚持了二十多年的天文观测。1597年离开汶岛。1599年到布拉格,任鲁道夫二世的御前天文学家。第二年,他邀请开普勒来当助手。1601年10月24日第谷逝世。在最后日子里,他将自己生平积累的观测资料赠给开普勒。
第谷曾提出一种介乎托勒密的地心体系和哥白尼的日心体系之间的宇宙体系。他认为地球在宇宙中心,静止不动,行星绕太阳转,而太阳则率领行星绕地球转。这个体系在欧洲没有流行,但在十七世纪初传入中国后曾一度被接受。第谷是卓越的天文仪器制造家,曾制造过许多大型、精度的天文仪器。赤道式装置在欧洲的流行是与他的工作分不开的。他多年精心观测得到的资料,为开普勒发现行星运动三定律准备了基础。他本人编制过一份精密的星表,研究过大气折射,发现黄赤交角的变化和月亮运动中的二均差,还重新测定岁差常数,得数为每年51″。
第谷14岁时被送到哥本哈根的大学读书。他的家庭希望他成为一个律师,但是第谷并不热心。1560年,通过一次日偏食的观测,使15岁的第谷的注意力转向了天文学,认真攻读了一年左右的托勒玫著作《天文大成》,对托勒玫著作的思想体系有了初步了解。1560年8月,他根据预报观察到一次日食,这使他对天文学产生了极大的兴趣。1562年,第谷被送到莱比锡,本来是当律师作准备工作的,但第谷仍继续努力钻研天文学理论,此后第谷长期精确测量行星在星空的方位。当时望远镜还没有发明,第谷和他的助手靠那双锐利的眼睛和惊人的机械操作能力和技巧测量行星的运动。
1563年第谷写出了第一份天文观测资料,记载了木星、土星和太阳在一直线上的情况。1565年第谷开始到各国漫游,并在德国罗斯托克大学攻读天文学。从此他开始了毕生的天文研究工作,取得了重大的成就。第谷的一生在天文观测方面所取得的成果,为近代天文学的发展奠定了坚实的基础。第谷的最重要发现是1572年11月11日观测了仙后座的新星爆发。前后16个月的详细观察和记载,取得了惊人的结果,彻底动摇了亚里士多德的天体不变的学说,开辟了天文学发展的新领域。
1576年,丹麦国王腓特烈二世召见了他,聘他为皇家天文学家,赐给他汶岛,并出资为其在岛上兴建当时世界上规模最大、设备最全、装饰最华丽的天文台。他设计并由他的工匠们制造了当时最精密的古典天文仪器 ,如方位仪 、纪限仪、三角仪、象限仪、墙式象限仪、赤道浑仪、大浑仪、天球仪等。应用这些仪器,他带领一批训练有素的助手们作了长达21年的高精度的天文观测。发现了月球运动的二均差,编制了一部最精确的恒星表(原收入777颗星,后又补充223颗未经最后核对的星),并积累了大量行星运动的观测资料。
直到1579年,第谷一直在这里工作20多年,取得了一系列重要成果,创制了大量的先进天文仪器。他一生的奋斗目标就是提高观测的精确性,终身坚持准确细致的实地观测。他不断改进天文仪器,使其加大加重加稳,有的置于地平面之下以避免风的影响,从而增加了读数的长期可靠性与标度的精确性。他还仔细确定了大气折射等引起的误差改正量等等。他的观测结果一般误差不超过0.5角分,最多为2角分,比哥白尼的准确20倍,几乎达到望远镜出现前的肉眼观测极限。其中最著名的有1577年以二颗明亮的彗星的观察。他通过观察得出了彗星比月亮远许多倍的结论,这一重要结论对于帮助人们正确认识天文现象,产生了很大影响。
1588年,他在一部讨论彗星的著作中发表了一个介于托勒密地心体系和哥白尼日心体系之间的宇宙体系——第谷宇宙体系:地球静止于宇宙中心,五大行星绕太阳运行,而太阳带着它们绕地球运行。1599年丹麦国王弗里德里赫死后,第谷在波希米亚皇帝鲁道夫十世的帮助下,移居布拉格,建立了新的天文台。1600年第谷与开普勒相遇,邀请他作为自己的助手,次年第谷逝世,开普勒接替了他的工作,并继承了他的宫廷数学家的职务。第谷的大量极为精确的天文观测资料,为开普勒的工作创造了条件,他所编著经开普勒完成,于1627年出版的《鲁道夫天文表》成为当时最精确的天文表。
1.第谷对天文学的重大贡献在于他通过长期观测积累的有关行星运行的大量数据资料,成为那个时代罕见的天文观测家,获得“星学之王”的美称。1582年,在教皇格里高里十三世主持下,完成了对基督世界延用了一千多年的儒略历的改历工作,颁行了格里高里历。
2.1572年11月11日夜间,第谷仰望繁星闪烁的天空,突然发现仙后座中有一颗前所未见的“新星”。第谷在一篇论文中首次发明了“新星”(Nova)一词,并指出,星座一成不变的说法是错误的。后人为了纪念他,把这颗新星叫做第谷星。
3.第谷对彗星所作的观测,是他取得的又一个成就。此外,第谷还发现了许多新的现象,如黄赤交角的变化,月球运行的二均差,以及岁差的测定等。
第谷晚年发现、培养了开普勒,这是他对科学作出的最大贡献。开普勒没有辜负恩师的苦心培育和殷切期望,在科学阵地上纵横驰骋,相继创立了行星运动三定律,在科学史上做出了不可磨灭的贡献。1597年,年轻的开普勒写成《神秘的宇宙》一书,设计了一个有趣的、由许多有规则的几何形体构成的宇宙模型。1599年第谷看到那本书,十分欣赏作者的智慧和才能,立即写信给开普勒,热情邀请他做自己的助手,还给他寄去了路费。开普勒来到第谷身边以后,师徒俩朝夕相处,形影不离,结成了忘年交。业务上,第谷精心指导;经济上,第谷慷慨相助。第谷由衷希望开普勒这匹千里马早日飞奔。
但是,过了一段时间,开普勒受多疑的妻子的挑唆,突然和第谷决裂了。他忘恩负义地公开散布第谷的坏话,最后留下一封满纸侮辱性言语的信,不辞而别。开普勒的离去,使爱才如命的第谷非常伤心。他意识到这完全是一种误会,马上写信给开普勒,胸怀宽广地请他回来。开普勒读了第谷的诚挚友好的来信,惭愧得无地自容。他热泪盈眶地提笔写了忏悔信,彻底承认错误。当两人重修旧好的时候,开普勒不由自主地又检讨起来,第谷立刻制止说:“过去的还要说什么呢?你是我的好朋友。现在我们又在一起研究了,这就够了!”第谷不记旧怨,不但把才华出众的开普勒推荐给国王,而且把自己几十年辛勤工作积累下来的观测资料和手稿,全部交给开普勒使用。他语重心长地对开普勒说:“除了火星所给与你的麻烦之外,其他一切麻烦都没有了。火星我也要交托于你,它是够一个人麻烦的。”
[1] 联合科技网 http://www.cust.com.cn/detail_info.aspx?sid=43225
[2] 国际在线 http://gb.cri.cn/3821/2006/06/09/242@1082578.htm
[3] 教育资源网 http://www.910web.cn/Article/jxck/wlck/200801/62208.html
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