中世纪欧洲天文学

公元5世纪前后，迦太基人马丁内斯·卡佩拉（Martianus Capella of Carthage，约365—440）在他的著作《语言学和墨丘利的联姻》（The Nuptials of Philology and Mercury）中，通过一个天堂婚礼的寓言，用婚礼中七个女傧相分别代表文科七艺，即算术、声乐、几何、天文、语法、修辞、逻辑，并给出了一个包括天文学在内的文科七艺的概述。这是当时用拉丁文写成的关于天文学的最好论述。从公元11世纪的一份手稿中我们可以看到卡佩拉在托勒密体系基础上作出的一个调整：金星和水星被设置成太阳的卫星，太阳带着金、水二星绕地球旋转，金星和水星绕太阳转动的天层是相交的，并又都与太阳绕地球转动的天层相交。三颗外行星（火星、木星和土星）则按照托勒密体系给出的方式绕地球转动。

图6.1　公元11世纪一份佛罗伦萨手稿中给出的卡佩拉体系①

经历了一段黑暗时期之后，西欧的一些地方重新建立起了秩序，人们渴求知识的热情高涨起来。这时阿拉伯人继承和创造的知识显示了其特殊的历史地位。阿拉伯人建立的几乎包围地中海的庞大帝国，使得他们与欧洲有多条接触和交流的途径。阿拉伯知识通过叙利亚、意大利南部和西西里，特别是西班牙等各条途径流向欧洲的各个主要城市，在一些地方形成了阿拉伯学术的研究中心。一些学术界的精英人物都从事阿拉伯学术的介绍、翻译和研究工作。法国人盖尔贝特（Gerbert，约946—1003，999年被选为教皇）曾到西班牙居住，进行数学和天文学研究。英国巴斯的阿德拉德，云游了法国、南意大利和近东地区，把阿拉伯文的数学和天文著作翻译成拉丁文。就这样，从学习阿拉伯天文学开始，欧洲天文学开始复兴。同时，阿拉伯的星占学也和天文学一起传播到欧洲，并变得跟在伊斯兰地区一样流行。

从阿拉伯文翻译过来的天文学著作使得原先的拉丁天文课本相形见绌。霍利伍德的约翰（John of Holywood，约1195—1256）——他的拉丁名字萨克罗玻斯克（Sacrobosco）更为人们熟知，在13世纪中叶任教于巴黎，为了教学所需，他撰写了三册短小的天文学作品：其一是关于时间计算的概论（Compotus）；其二是满足天文学计算之需的算术（Algorismus）；其三是《天球》（Tractatus sphaera）。萨克罗玻斯克的《天球》包括四篇。第一篇研究天球，天球的旋转，地球的球形和它的中心位置；第二篇定义了天体的赤道、黄道、黄道带、黄道带上的星座、子午线、天极的地平高度，以及地球上回归线和极圈的划分。第三篇研究了天体的升和落，白昼和夜晚在不同纬度和季节条件下的长度；第四篇给出了太阳、月亮和行星运动的简短描述，给出了交食理论的纲要。

天文学在中世纪欧洲还完成了一个重要变化，那就是跟基督教结合。在1493年出版的世界历史《纽伦堡编年史》中我们可以看到一个基督教化了的宇宙：中心是四元素区，环绕中心的是七个行星天球，之外是恒星天球。亚里士多德主张的第一推动者也被反映在这个宇宙体系中：在恒星天层之外我们可以看到上帝正在加冕，旁边环列着九个等级的天使。

将亚里士多德的天球合并到基督教的宇宙图景中，产生了一个以既神圣又世俗的知识为基础的宇宙学，它具有很强的说服力。但是在七个行星天球层之外仍有不少问题。恒星球体的复合运动是如何得出的？这个球体和根据《创世记》的故事在第一天创造的“上天”之间是什么关系？和在第二天产生并在第四天出现的“天空”有什么关系？还有“天上之水”是什么做成的？另外，除了基本的八个天球（七个行星天球和一个恒星天球）外，天文学家还需要增加一个天球来说明岁差——如果他们相信岁差速率是变动的话就需要两个，而神学家需要更多的天球来适应《创世记》中对天的描述。

15世纪中期欧洲印刷术和铅活字的发明，一方面使得古代著作的学术编辑值得认真对待，并有效减少了传抄过程中的错误；另一方面印刷书籍也可以较为廉价地获得。奥地利宫廷星占学家乔治·普尔巴赫（Georg Peurbach，1423－1461）的《行星新理论》在1474年付印，变成了极为畅销的教科书。该书将托勒密的行星模型用实心球详细给出了“物理真实替代物”，哥白尼也许正是看到了这种替代的缺陷从而萌发了从事天文学研究的动力。

普尔巴赫和他的朋友雷纪奥蒙塔努斯（Regiomontanus）开始对《至大论》进行节略，普尔巴赫去世后雷纪奥蒙塔努斯继续工作，完成了《至大论纲要》。该书篇幅为原著的一半，是简洁的典范，于公元1496年付印；随着该书在欧洲的广泛流传，托勒密的数理天文学终于变得不再是养在深闺、不可触摸的稀罕事物了。

雷纪奥蒙塔努斯原名约翰内斯·穆勒（Johannes Muller，1436－1476），1471年起定居在纽伦堡。他的住宅不仅是他的天文台，也是他的出版社。1474年他出版了第一本《天文年历》，给出了从公元1475到1506年每天的天体位置，这是当时地理大发现时代航海船只的必备手册。哥伦布在第四次航行时携带了雷纪奥蒙塔努斯出版的《天文年历》。他在牙买加遭遇了当地土人的敌对情绪，哥伦布利用雷纪奥蒙塔努斯对1504年2月29日月蚀的预测，谎称能救回牙买加人的月亮。相信了是哥伦布的祈祷挽救了月亮，土人们给了他和他的船员们很多必要的食物。

图6.2　雷纪奥蒙塔努斯对1504年2月29日月蚀的预测