3托勒密天文学说是科学吗

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1、须正确才是科学吗？——以托勒密天文学说为例江晓原　　“试论托勒密的天文学说是不是科学？”这样的考题在上海交通大学科学史系的研究生入学考试中，不止一次出现过。面对这道考题，大部分考生都答错了。这些考生中，学理科、工科、文科出身的都有，但是答案的正误看起来与学什么出身没有关系。这就表明，他们中间的大部分人，都未能正确认识：怎样的学说能够具有被当作科学的资格？　　在今天中国的十几亿人口中，能够报考研究生的，应该也算是受过良好教育的少数佼佼者了。既然他们中间也有不少人对此问题不甚了了，似乎值得专门来谈一谈。托勒密何许人也？他做过什么工作？　　托勒密（Claudiu

2、sPtolemaeus最常用的是Ptolemy），约生于公元100年；约卒于公元170年，一生都生活、工作在亚历山大城。他的姓名中保存着一些信息，Ptolemaeus表明他是埃及居民，而祖上是希腊人或希腊化了的某族人；Claudius表明他拥有罗马公民权。　　《至大论》是托勒密所有重要著作中最早的一部。他的著作流传至今的——包括完整的和不完整的——共有10种。这里先将其余9种略述如下：　　《实用天文表》（HandyTables）。所有必要的天文表其实在《至大论》中都已包括，但散在全文各处，查阅不便，乃将各表汇为一编，并修订参数，且将表的形式改编得更便于实际

3、应用。此书后来长期成为同类作品的标准样式，一直被沿用至中世纪以后。　　《行星假说》（PlanetaryHypotheses），2卷。仅第一卷有希腊古本保存，全文有阿拉伯文译本传世。此书为托勒密晚年所作。除修订了《至大论》中的有关参数外，在行星黄纬运动和宇宙模式两方面都有很大发展。此书中的宇宙模式，变得颇有中世纪阿拉伯天文学中宇宙模式的风格，这部分内容又是在只有阿拉伯文译本的第二卷中，因此有人怀疑其中可能杂有后世阿拉伯天文学家的工作。　　《恒星之象》（PhasesoftheFixedStars），2卷。仅有第二卷存世。此书专门讨论一些明亮恒星的偕日升与偕日落

4、，这是在《至大论》中未曾充分展开处理的课题。书中有一份历表，列有一年中每一天偕日升及偕日落的若干亮星，并结合各种证据，列出这些星象对未来气候变化的预兆意义。这种把现代意义上的气象学与星占学结合在一起的传统，从古希腊一直持续到文艺复兴时代。　　《四书》（Tetrabiblos），4卷。星占学专著。托勒密自己将此书视为《至大论》理所当然的互补之物或姊妹篇。此书在古代和中世纪极负盛名，托勒密也由此长期被视为星占学大家。　　《地理学》（Geography），8卷。这是古代地理学的经典著作之一。托勒密显然打算在此书中对当时所知的一切地理学和地图学知识集其大成，就像他

5、在《至大论》中对天文学所作的那样。不过此书并未在地理学史上获得类似《至大论》在天文学史上那样的地位。这固然与书中的许多错误有关，但最根本的原因是当时地理学远未达到天文学那样成熟。　　《光学》（Optics），5卷。希腊文本已佚失，后世的阿拉伯文译本缺卷一及卷五的末尾部分，又已佚失，只有12世纪时的拉丁文译本（据阿拉伯文转译）存世。　　《日晷论》（Analemma）。此书研讨构造日晷时需要解决的角度、投影、比例等几何问题。书中的基本概念当非托勒密首创——他在书中提到古罗马工程师维特鲁威（Vitruvius）的《建筑十书》（DeArchitecturaLibr

6、iDecem）里所述构造日晷之法，但托勒密在具体技巧上有许多改进。　　《平球论》（Planisphaerium）。专论天球上的各种圆如何投影于平面，这是构造平面星盘的理论基础。　　《谐和论》（Harmonica），3卷。数理乐律学著作，根据各个不同的传统希腊体系，讨论各种音调及其分类中的数学音程等问题。此书开后来J.开普勒（Kepler）著名的同类研究之先河。一个上通天文下明地理的科学伟人　　《至大论》，全书13卷。希腊文原名的本意是“天文学论集”，阿拉伯翻译家将书名译成al-majisti，再经拉丁文转写之后，遂成Almagest，成为此书的固定名称。此

7、书的中文译名曾有《天文学大成》、《伟大论》、《大集合论》、《大综合论》等多种，但以《至大论》最符合Almagest的原意，而且简洁明了。　　《至大论》继承了由欧多克斯、希帕恰斯所代表的古希腊数理天文学的主要传统，并使之发扬光大，臻于空前绝后之境。托勒密在书中构造了完备的几何模型，以描述太阳、月亮、五大行星、全天恒星等天体的各种运动；并根据观测资料导出和确定模型中各种参数；最后再造成各种天文表，使人们能够在任何给定的时间点上，预先推算出各种天体的位置。　　对于宇宙体系的结构及运行机制问题，托勒密在《至大论》中采取极为务实而明快的态度，他在全书一开头就表明，他

8、的研究将采用“几何表示”（geometricaldemonstra