以静止的地球为中心,用均轮、本轮、偏心圆和偏心匀速点组合圆周运动来推算天体位置的宇宙模型,由托勒密在《至大论》中集成,沿用了约一千四百年。
……等他们动手为天穹造模型、推算群星,看他们如何摆弄这庞大的构架,如何建了又拆,挖空心思去“拯救现象”,如何给天球画满同心圆与偏心圆,均轮套着本轮,天球套着天球。
—— 弥尔顿《失乐园》第八卷第79—84行(1674年第二版),天使拉斐尔对亚当说

历史
所谓托勒密体系,指的是《至大论》(约150年)中的一整套几何模型,地球静止于宇宙中心,太阳、月亮和五大行星的视运动用若干匀速圆周运动的组合来表示。它的构件多来自前人,本轮(行星在一个小圆上运动,小圆的中心又沿称为均轮的大圆运动)与偏心圆在约前200年的阿波罗尼奥斯时已有研究,喜帕恰斯用它们建立了日月理论,并借助巴比伦的月食记录求取参数,托勒密的历表也以纳波纳萨尔纪元(前747年)为起点。托勒密新添的是偏心匀速点,即均轮中心以外的一个点,本轮中心相对于这个点的角速度保持均匀,这大大改善了行星位置的预测,却违背了匀速运动应绕圆心进行的哲学原则。体系的物理背景是亚里士多德的地心天球,目标则是希腊人所说的“拯救现象”。827至828年,哈贾吉在巴格达把《至大论》译成阿拉伯文,9世纪后期又有伊沙克·伊本·侯奈因的新译,经塔比特·伊本·库拉校订;书名由希腊语“最伟大的”变成阿拉伯语al-Majisti,再变为拉丁语Almagestum。1175年,克雷莫纳的杰拉德在托莱多据阿拉伯文译成拉丁文。
关联
前因4
- 巴比伦天文学前置使能托勒密引用巴比伦月食记录,并以纳波纳萨尔纪元(前747年)为历元
- 亚里士多德前置使能地心、天球与月上月下之分构成其物理学框架
- 《几何原本》前置使能以几何模型“拯救现象”
- 克劳狄乌斯·托勒密贡献《至大论》(约150年)
后果3
参考文献
- G. J. Toomer,Ptolemy's Almagest (translation and annotation)(1984)
- Otto Neugebauer,A History of Ancient Mathematical Astronomy(1975)
- Paul Kunitzsch,Der Almagest: Die Syntaxis Mathematica des Claudius Ptolemäus in arabisch-lateinischer Überlieferung(1974)
- Pierre Duhem, trans. E. Doland and C. Maschler,To Save the Phenomena: An Essay on the Idea of Physical Theory from Plato to Galileo(1969)
考据说明证据较充分
- 阿拉伯文译本的年代以传世写本的题记为依据。
- 本轮与偏心圆的发明归属,主要依靠托勒密本人的转述。
- 马拉盖学派的模型影响哥白尼的路径,尚有争议。
史论
托勒密体系常被当作“错误科学”的标本,这种看法忽略了它的成就。没有望远镜和动力学,它却能把行星位置算到肉眼观测大致可以接受的精度,并支撑了从巴格达到托莱多、再到克拉科夫的天文教学与历表编算。它的困难有两层。一层是精度,误差累积,历表需要不断修订;另一层是哲学,偏心匀速点和天球是否实在,始终与亚里士多德的物理学说不圆,海什木的《质疑》和以图西为代表的马拉盖学派批评的就是这一点。哥白尼移动了宇宙的中心,却保留了本轮,他的动机之一是去掉偏心匀速点;直到开普勒1609年改用椭圆,这套圆周组合才被放弃。模型究竟是计算工具还是宇宙的真实构造,这个问题由托勒密体系尖锐地提出,此后一直留在科学哲学之中。