古希腊天文学家喜帕恰斯的故事

赵之珩

1989年8月，欧洲太空局用阿丽亚娜号运载火箭发射了一颗名为“依巴谷”的天体测量卫星，这颗卫星一直勤奋地工作了4年，探测成果颇丰。它一共测量了暗至12等的恒星将近12万颗，测定了它们所在的赤经和赤纬，精度误差小于千分之二角秒。依巴谷卫星还测定了这些恒星的运行速度、方向以及它们各自的星等。这些可贵的观测资料，立即被用于天球参考系的建立、恒星距离尺度的校正、恒星结构与演化、现代宇宙理论等研究。

为什么要把这颗卫星命名为“依巴谷”呢？那就说来话长了。两千多年前的古希腊有一位成就卓著的天文学家、数学家喜帕恰斯，人称“天文学之父”。他曾经担任过著名的亚历山大图书馆的馆长，后来又在地中海上的罗德岛进行了长期的恒星观测活动。他创立了“方位天文学”，第一次提出了以“星等”这个概念区分星星亮度的方法，还发现了“岁差”这个天文现象。他把毕生的观测结果编制成了一个标定了1000多颗恒星位置和亮度的星表，为后来多项天文发现打下了基础。人们为了纪念喜帕恰斯这位著名的天文学家，就把这颗天体测量卫星命名为“依巴谷”。（“依巴谷”为“喜帕恰斯”的另一种译法。）

喜帕恰斯的继承者是大名鼎鼎的托勒密，他完成了“地心说”这一理论，写成的《天文学大成》后来被奉为经典，流传至今。而把他们联系在一起的就是著名的亚历山大图书馆。亚历山大图书馆始建于公元前259年，曾被誉为人类文明世界的“明灯”，它与亚历山大灯塔一起成为亚历山大城的象征。这里收藏了许多哲学、诗歌、文学、医学、宗教、伦理和科学著述，极盛时馆藏各类手稿逾50万卷。

被西方地理学家推崇为“地理学之父”的埃拉托色尼、首位提倡地心说的古希腊天文学家阿里斯塔克等不少历史名人都曾出任过亚历山大图书馆的馆长，而喜帕恰斯也曾担任过这座图书馆的馆长，也把自己的全部著作存放到了这座在当时规格最高的图书馆里。

公元127年，年轻的托勒密被送往充满文化气息的亚历山大城求学。在亚历山大图书馆，他博览群书，阅读了喜帕恰斯的全部著作，对他无比崇敬，并从中获得灵感，完成了巨著《天文学大成》。

不幸的是，公元642年，阿拉伯的将领阿慕尔占领了亚历山大城，他不但烧毁了图书馆，还将所有馆藏图书交给城里的4000多个公共澡堂作燃料，足足烧了6个月之久。几十万册图书就这样被焚毁了，其中也包括喜帕恰斯的著作。所以直到今天，我们对于喜帕恰斯的生平了解甚少，而对于他成就的了解，完全来源于托勒密流传在世界各地的著作。

凭借着有限的资料，后人总结了喜帕恰斯在天文学上的九大成就：

1.在羅德岛上多年观星，创建了自己的天象台，发明了能用肉眼观测众星位置的仪器，这种仪器在西方流传使用了1700多年。为了识别“新星”，他决定编制一张星表，标明了恒星在天球上的准确位置，这样就能及时发现星空里的“客人”了。

2.测定“星等”。为了清楚地反映出恒星的亮度，喜帕恰斯将恒星亮暗分成等级。他把看起来最亮的20颗恒星作为一等星，把眼睛看到最暗弱的恒星称为六等星。在这中间又分为二等星、三等星、四等星和五等星。这种根据星星相对亮度的不同，划分的等级叫作“星等”，喜帕恰斯在2100多年前提出的“星等”概念，一直沿用至今。

3.发现“岁差”。喜帕恰斯把自己对恒星的观测结果同150年前阿里斯提尔和提莫恰里斯的观测结果比较，发现天上的恒星存在着从西向东均匀移动的现象，他是这样解释的：假设天球的北极在空中作缓慢的圆周运动，完成一周需要26700年。他计算出星空每100年西移1°，每年移动36″（现今测量是50″）。这就意味着春分、夏至、秋分、冬至时刻每年都要稍微提前一点儿，这个现象称为“岁差”。

4.第一个发现巨蟹座的M44蜂巢星团。我国古代天文学家也观测过这个星团，不过只是看到了一个微弱发青的气团，称其“似云非云，如星非星，见气而已”。而喜帕恰斯明确指出这是一团星，说明他的视力极佳。

5.观测了太阳在天球上的运动状态，算出一年的长度为365又1/4日再减去1/300日（365.2467日），与现今的365.2422日相比仅仅相差6.48分钟。

6.进一步观测太阳的运动。他发现太阳周年视运动不是均匀的，春分到夏至94.5天，夏至到秋分92.5天，秋分到冬至88.125天，冬至到春分90.125天，总共是365.25天。为什么一年四季不是均匀分配的呢？喜帕恰斯想到，这可能是因为太阳围绕地球转动的轨道不是一个正圆，这个观点为后来托勒密的“地心说”理论打下了基础。直到公元17世纪，天文学家开普勒发现行星运行的三大定律，证明地球围绕太阳运行的轨道是一个椭圆，太阳处在椭圆的焦点上，轨道的偏心率为0.017，揭示了四季不均匀的真正原因。

7.观测了月亮的运动周期，求出朔望月周期为29.53058日，与今天的29.53059日仅差0.00001天;近点月为27.55465日，与当今测量相差0.0002日。在古代没有精确仪器的情况下，这是多么难能可贵！

8.多次观测日食和月食。他通过两地观测同一次日食，发现月亮的距离是地球直径的30.167倍。当今测量的地球直径为12756千米，月地平均距离为384400千米，两者相除约等于30.135，和喜帕恰斯的计算相差无几，令人佩服！

9.创立了三角学和球面三角学，为天文计算奠定了基础。

从以上的成就看，喜帕恰斯不愧为一位伟大的天文学家，他的名字将永远闪耀在天文学领域中！