埃及希腊化时期伟大的天文学家希帕克斯（公元前125年）

埃及希腊化时期伟大的天文学家希帕克斯（公元前125年）

希帕克斯（希帕库斯，公元前190年-前125年）是埃及希腊化时期伟大的天文学家，他的卓越贡献是创立了球面三角这门数学工具，使希腊天文学由定性的几何模型变成定量的数学描述，使天文观测有效的进入宇宙模型之中。

希帕克斯生于小亚细亚西北部的尼西亚（即如今土耳其的伊兹尼克）。年轻时，他曾在亚历山大城求学。这座城是埃及托勒密王朝（公元前305年-公元前30年）的首都，原是希腊化时代科学和文化的中心，吸引了几乎所有这个时代的伟大科学人物。但是，到希帕克斯时期恰逢托勒密王朝日趋衰落。托勒密王朝的统治者已不再像他们的祖先那样关注和支持科学事业，亚历山大城也不再是适于学者们安心治学之处。所以，希帕克斯完成学业后便离开了这座曾经辉煌过的亚历山大城，来到了当时的新文化中心——爱琴海南部的罗得岛。他在这座小岛上建起了观象台，开始了自己热爱的天文学研究。

希帕克斯在欧多克索斯（约公元前408—前355年）以地球为中心的同心球理论的基础上形成了一个新体系。希帕克斯的天文学工作是以观测和数学计算为特色的。

他的卓越贡献是创立了球面三角这门数学工具，使希腊天文学由定性的几何模型变成定量的数学描述，使天文观测有效的进入宇宙模型之中。自欧多克索斯发明同心球模型用以“拯救”天文现象以来，通过球的组合再现行星的运动，已成为希腊数理天文学的基本方法。但传统的方法存在两个问题，首先人们还不知道如何在球面上准确表示行星的位置变化，其次，传统的同心球模型不能解释行星亮度的变化。希帕克斯解决了这两个重要的问题。

　　通过创立球面三角术，希帕克斯解决了第一个问题。根据相似三角形的比例原理，以任一锐角为一角所组成的任何直角三角形，其对边与斜边之比、对边与邻边之比、邻边与斜边之比是一个常数，所以这些比是角的函数，与边长无关。人们为方便起见就把这些比分别称作正弦、正切、余弦，是为三角函数。希帕克斯第一次全面运用三角函数，并推出了有关定理。更为重要的是，他制定了一张比较精确的三角函数表，以利于人们在实际运算中使用。把平面三角术推广到球面上去，也是希帕克斯的工作，因为他的最终目的在于计算行星的球面运动。

解决第二个问题的方法是继承和发展了阿波罗尼乌斯（约公元前262年～前190年）的本轮- 均轮学说，希帕克首先假定，地球是中心，然后让日、月、行星等天体都在自己的圆轨道即本轮上匀速运行，而本轮又在一个大的圆轨道即均轮上围绕地球运行。行星既随本轮转动，又随均轮转动，这样可以模拟出比较复杂的行星运动。此外，希帕克斯还引入了偏心运动，即行星并不绕地球转动，而是绕地球附近的某一空间点转动。

这套系统虽仍是以地球为中心，但比起繁琐的同心球宇宙模型，可要简单得多了。比如，对水星、金星这两颗内行星，该系统的解释是：它们同样在本轮均轮上运动，但本轮的运动周期相当于该星的恒星周期，而均轮的运动周期等于太阳的恒星周期。这样，内行星始终只能在太阳周围作往返运动便有了顺理成章的解释。

他的体系对地球中心说的维持起了很大作用，且对托勒密体系（约90年—168年）的形成产生了直接影响。这一系统一直主宰着欧洲人的天文学，直到哥白尼时代才被费力地推翻。

希帕克斯利用天球仪对星座进行过系统的观察，对恒星的方位作了精密测量，制订了一个不少于850 个恒星的星表。这是西方的第一个基本星表，托勒密在编制有1228个恒星的星表时显然吸收了他的成果。

希帕克斯的测量与计算工作还有：他测得一个太阳年等于(365 又1/4-¹⁄₃₀₀)，即365 天5 小时55分12秒，这个数值是很精确的，比现代值约长6.5 分，他求得月地距离与地球半径的比值是67.74 ，现代值是60.3；他算出月球半径是地球半径的1 ／3 ，现代值是0.273.这些成果的精确性在古代都是十分难得的。

对于月亮的研究，希帕克斯认识了月亮的朔望月、恒星月、近点月和交点月4种周期，并准确定出了这些周期的数值。他精确地测得白道(月球绕地球转动时在天球上的运动轨迹，即月球轨道面与天球相交的大圆。）与黄道(地球上的人看太阳于一年内在恒星之间所走的视路径，即地球的公转轨道平面和天球相交的大圆。）的交角为5 °并测得黄白交点在黄道上的运动周期为19年。根据这些结果，他编制了几个世纪的太阳月亮运动位置表，利用这些表可以预报它们的位置，而且还可以预报日食和月食，这是在他之前许多学者想做却没做到的成就。

希帕克斯还发现了黄道和赤道交点的缓慢移动，即岁差，他给出的每年相差36″的值，在西方沿用了很长时间。希帕克斯曾被称为方位天文学的创始人。

公元前134年，希帕克斯在天蝎座发现了一颗新星，这打破了前人关于“天是永恒不变”的哲学信念，也促使他编制了西方天文学史上第一张记载恒星的星图，这也是当时最先进的星图。图表上共记载着1080颗星，记载着恒星在星座间的分布和它们的亮度。希帕克斯在编制星图时把星的亮度分为六等，他使西方第一次有了星等的概念。只是希帕克斯的星等概念的意义与现代星等概念不同。古人认为恒星都在一个球面上，所以至地球的距离是相等的。星等的原意是指恒星的大小。不过，正是希帕克斯的这张星图，在18世纪后帮助哈雷发现了恒星的自行。

希帕克斯运用自己制作的星图，还发现了一个重要的天文学现象：当他将自己的观测结果与前人记录的恒星位置对照时，发现有很大差异，说明恒星并不“恒”，它们在移动。太阳每年通过春分点的时间总是比回到恒星天同一位置要早，也就是说，回归年总是比恒星年短，这就是希帕克斯发现的“岁差”现象。他计算的岁差值为36秒，比实际值少了14秒。尽管如此，这个数值在西方一直沿用了很多个世纪。