第谷和他的精密天文仪器

公元1590年

自喜帕恰斯和托勒密之后的几个世纪，精确测量天体位置已不再流行，除了托勒密的《天文学大成》和中国汉代天文学家的星表以外，很少有观测结果被保留下来。这些星表受限于天文学家使用的原始的照准仪和经纬仪，因此精度不高，但是也足以让托勒密建立历史上第一个行星星历，而哥白尼正是根据这份星历于1534年创立了他的日心说模型。第谷·布拉赫71开启了天文观测的新篇章——1576年，他在丹麦汶岛72上的乌兰尼城堡天文台建造了极其精确的观测仪器。

第谷意识到，想提高古代天文学家便携式仪器的观测精度，需要将它们造得更大。通过分析第谷观测日志中数千颗恒星的数据我们发现，第谷制造的大部分仪器精度都达到了半个角分，是古代星表测量精度的近10倍。例如，他安装在墙上的象限仪是一个由四分之一圆构成的仪器，用来确定恒星的高度。

第谷获得的高质量数据资料浩如烟海，他在1600年雇用了年轻的约翰内斯·开普勒来处理数据，这项工作就是1627年出版的《鲁道夫星表》的雏形。第谷也对行星开展了高精度观测，他雄心勃勃地想把托勒密和哥白尼模型结合起来，提出自己的太阳系模型，但在聘用开普勒仅一年后，第谷就与世长辞了。

开普勒继承了第谷的研究成果，这些高质量观测数据帮助他发现了行星运动的各种规律，如今这些规律被称为开普勒三定律。其中，第谷的火星观测记录揭示了圆周运动理论是错误的，让我们认识到每颗行星其实在沿着各自的椭圆轨道环绕太阳运动，这便是人类研究行星运动的第一次巨大飞跃——开普勒第一定律。有了这个发现，再结合另外两个定律，开普勒制作了一个更精确的行星运动星历——《鲁道夫星表》。《鲁道夫星表》十分准确，甚至可以预测到皮埃尔·伽桑狄1631年观测水星73和杰雷米亚·霍罗克斯1639年观测金星74时的坐标。第谷非凡的观测技术构建起了17世纪天文预测的基础。不过在1690年，约翰内斯·赫维留75制作的收录1500颗肉眼可见恒星的《天文学绪论》，以及后来约翰·弗兰斯蒂德76于1725年出版的《不列颠星表》，取代了第谷观测成果的地位。