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欧洲近代数学与天文学的波斯阿拉伯源头

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【老何史地杂记】



哥白尼和第谷、多普勒、牛顿等近代欧洲人的天文学及数学知识,不是来自什么希腊罗马,而全部都是来自中古时代阿拉伯人的学术。


在天文学方面,巴塔尼(al’Battani,欧洲人也称作Albatenius,公元850~929年)是对近世欧洲欧洲影响最大的天文学家之一。

巴塔尼出生于美索不达米亚的哈兰(位于今土耳其东南部)的一个崇拜星辰的塞比教派家庭,这恐怕与其日后对天文学产生浓厚的兴趣,以及学习制作天文仪器的技能不无影响;但是他本人则是虔诚的穆斯林。巴塔尼的工作主要是在阿拔斯王朝(公元750~1258年,中国史书称“黑衣大食”)著名的安条克(位于今土耳其境内)与拉卡(位于今叙利亚境内)天文台完成的。

他的《天文论著》(又名《星的科学》)被后来的欧洲天文学家诸如哥白尼(Copernicus,1473~1543年)、第谷(Tycho,1546~1601年)、开普勒(Kepler,1571~1630年)、伽利略(Galileo,1564~1642年)等人研习。从巴塔尼的著作并受益非浅。

他所创制的天文历表——《萨比天文》,一直是其后几个世纪欧洲天文学家的基本读物。这位伟大的天文学家的主要成就在于,他不仅编录了489颗天体,而且把一年的时间长度精确至365天5小时48分24秒,重新计算出(春秋二分点的)分点岁差为54.5",以及测定黄赤交角(赤道平面与黄道平面的交角)为23度35分(现在已知数值为23度26分)。

巴塔尼提出地球在一条变动着的椭圆形轨道上运动(偏心率),发现太阳远地点的“进动”(即太阳距离地球最远点的位置是变化的,这是巴塔尼最著名的发现),以及认为日环食可能是一种日全食。

他对于太阳运行的观测比哥白尼还要精确,并且在几个世纪之后还被上述欧洲的天文学家所采用。巴塔尼的《天文论著》于1116年由意大利提沃利的普拉托(Plato,11~12世纪)译成拉丁语。

苏菲(al’Sufi,公元903~986年)所著《恒星图像》(或译作《恒星星座》),一书,是伊斯兰天文学观测的三大杰作之一。

苏菲根据自己的实际观测,在书中确定了48颗恒星的位置、星等和颜色,并且绘制出精美的星图与列有恒星的黄经、黄纬及星等的星表。他还为许多天体进行了名称鉴定,提出许多天文术语,许多现在世界上通用的天体名称都来源于苏菲的命名,例如牵牛星、毕宿五、天津四等。苏菲的星图也是关于恒星亮度的珍贵的早期资料。公元964年,正是他最早记录下仙女星座。

这位古代的天文学家对天文学界的影响是显而易见的,例如以他的名字命名的“苏菲星团”,国际天文学会还以用他的名字命名月球表面一处环形山来纪念他。

瓦法(al'Wafa,也称Albuzjani,公元940~998年)是巴格达天文学派最后一位著名人物。已知他曾测定过黄赤交角和分至点,并且是提出“月球出差”的第一位天文学家;此外他还为托勒密的《天文学大成》编撰了简编本。

奥玛尔·海亚姆(Omar Khayyam,公元1048~1131年)在当时由突厥塞尔柱王朝管辖的伊斯法罕,参与并领导了天文历表的编撰与历法改革工作,制定的贾拉利历的精确程度已经十分接近格利高里历,根据这部历法测定一天的长度为365.24219858156天(后来由于政局的动荡历法改革工作被迫终止)。

比鲁尼(Biruni,公元973~1050年)堪称那个时代理论水平与实践能力俱佳的“天才”,天文学(与数学)是其深入涉足的领域。他在一部近1500页的著名的百科全书——《马苏迪之典》中,测定了太阳远地点的运动,并且首次指出其与岁差变化存在略微的差别。

《马苏迪之典》是一部集天文、地理和民族学的通科著作。比鲁尼还设想地球是自转的。他在写给好友、同时代的著名医学家伊本·西那(ibn Sina,西方人称为阿维森纳Avicenna,公元980~1037年)的信中,甚至提出地球绕太阳运转的学说,并且认为行星的轨道是椭圆形而非圆形的。

地球绕太阳运转的观点还表现在比鲁尼的一部天文学百科全书——《占星入门解答》之中。他说,如果认为地球是在围绕太阳运转的话,那么就不难解释其他星体的运动情况。另外,至于我们今天所说的银河系,比鲁尼发现它是由“无数的各种星体组合而成”。

 

1080年,西班牙穆斯林天文学查尔卡利(al’Zarqali,西方人称为Arzachel,11世纪)完成《托莱多星表》(也译作《托莱多天文表》)。


伟大的阿拉伯——波斯学者图西是欧洲近代天文学的教父。

元初的伊尔汗—波斯天文学家兼数学家图西(al’Tusi,1201~1274年),不仅建立了月球的运动模型,而且还在1247年提出所谓的“图西力偶”定理(即线性运动可以由圆周匀速运动演化而成,反之亦然)。

科学史学家乔治·萨里巴(George Saliba,1939~)在评价“图西力偶”定理时说:“如果仅靠欧几里得(Euclid,约公元前3世纪)的《几何原本》和托勒密的《天文学大成》等,哥白尼天文学的数学大厦根本不可能建立起来。

构建这一大厦所需要的,实际上也是哥白尼本人所利用的,是两种新的数学原理。而这两种数学原理却都是在哥白尼以前大约300年间发现的,并为伊斯兰世界的天文学家们明确地用来改进希腊天文学。”

文中所提到的数学原理之一,便是图西的“图西力偶”定理,它在16世纪初被哥白尼采用。

图西一生写作了关于天文、数学(几何与三角学)、物理、哲学、伦理学及逻辑学等学科的100多部著作,甚至还整理过伊本·西那的《医典》,但是其中最著名的是《伊尔汗天文表》(或译作《伊尔汗历数书》)。

位于今伊朗境内的、闻名遐尔的马拉盖天文台也是在图西倡议下建立于伊尔汗国初期。

其天文仪器在当时被带到中国的元大都。马拉盖天文台的遗迹至今尚存,成为人类文化遗产。

乔治·萨里巴在谈及阿拉伯帝国天文学与哥白尼天文学关系的时候说道:

“当我们想到哥白尼天文学本身给我们带来的所谓‘哥白尼革命’这样的概念时……我们便不难想像到哥白尼的数学天文学与在他以前用阿拉伯语写作的天文学家们之间的交融了。或者换句话说,就不难理解为什么阿拉伯天文学与哥白尼天文学之间的模糊边界会是这样有趣了。”

凯文·克里斯纳斯(Kevin Krisciunas)对西方学术蓄意抹杀伊斯兰天文学成就的态度给予直率的批评。

他在《世界天文学中心》一书第二章的开头即写到:“那种认为在托勒密之后,天文学研究陷入沉睡直到哥白尼时代才得以苏醒的看法,是一常见的错觉……那些认为阿拉伯人没有做出自己的贡献的人们,对于这一学科并未进行过调查研究。”

他还进一步指出,中世纪的天文学家的一个共同点就是,他们都是用阿拉伯语书写科学著作的,即使是犹太人与基督徒也莫不如此。事实上,阿拉伯帝国天文学在今天已经留下永久的烙印,甚至现在西方语言中使用的很多与天文有关的词汇,诸如“azimuth”(地平经度、方位角)、“nadir”(天底)、“zenith”(天顶),等等,都是源自阿拉伯语。可以肯定地讲,阿拉伯帝国的天文学家对于宇宙天体的认识,是人类天文学史上由托勒密到哥白尼之间最重要的衔接。


 

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