2.14　恒星的位置与排列

在哥白尼的原计划中，本章是另一本书的开始。本章的前面一部分内容，至今仍保留了哥白尼当时的草稿本。这份草稿本比出版的译本讲得更明晰，在此，我们也将它一并翻译出来。

［出版译本］现在应该论述周年运转了。很多天文学家都赞同把恒星现象放在首位，这也是这门科学的基本传统做法。我自然应该照办。在我的原则和基础理论里，恒星天球已被假定为绝对静止，而行星的运动理应与之相比较，因为运动中要求有某种静止的事物。不过可能有人会问，为什么我要采用这种次序？这在托勒密的《天文学大成》序言中可以找到答案：如果不懂得太阳和月亮的知识，就不可能了解恒星。因此他认为推迟对恒星的研究是很有必要的。

虽然我不大赞同托勒密的这一看法，但是如果他仅仅是为计算太阳和月亮的视运动而提出该看法，那也无可厚非。

［草稿本］测定恒星时不能撇开月亮的位置，或者反过来说，测定月亮的位置时不能撇开恒星的位置，我十分肯定这一点。然而，这两种做法都必须依赖专门的仪器，否则，其正确性就值得怀疑了。任何人如果撇开了恒星的位置，他所确立的关于太阳或月亮的运动及其计算就没有参考价值。因此，托勒密及与他持有相同观点的学者们仅用二分和二至来推导太阳的长度，其结果是不能令人信服的。这使很多专家感到困惑，甚至最终放弃了对天文学的研究，他们认为天体的运动已经不是人类的思维能力所能感知的。托勒密显然也感受到了这一点。他在《天文学大成》中推算太阳年时表示，“随着时间的推移，可能会出现某种误差”，并希望后人在计算时能设法求出更精确的数值。因此，在本书中，我有必要先谈谈用仪器测定恒星和月亮位置的积极作用。

［出版译本］下面我将说明，借助仪器来对太阳和月亮的位置进行仔细检验，以此来确定恒星的位置，其结果会更好。某些人认为，忽略恒星且只用分日和至日也能确定太阳年的长度。他们枉费心机的努力对我也是一个教训。一直到当代，他们也没有取得过一致的结论，所以在我看来再没有比这更大的分歧了。托勒密注意到了这点，因此他在推导当时的太阳年时，也怀疑过随着时间的变化会发生某些误差。他劝告后辈，钻研该课题时要取得更高的精度。所以我认为，在本书中值得说明，如何用仪器和技巧来确定太阳和月亮的位置，即它们与春分点或宇宙中其他基点的距离。这些位置对我们研究其他天体十分便利——这些天体使遍布星座的恒星出现在我们眼前。

关于测定回归线距离、黄赤交角以及天球倾角或赤道极点高度的仪器我已做过详细的描述。采用相同方法可获得太阳在正午的所有其他高度。从它与天体倾角的差值可得出太阳赤纬的数值。接着从这个赤纬值就可知道由一个分点或至点量起的太阳在正午的位置了。在24小时内，就我们看来，太阳移动了大约1°，故每个时辰的分量为。如此一来，对于正午以外的所有给定时辰，就很容易求出太阳的位置了^[13]。

为了观测月亮和恒星的位置，另一种仪器“星盘”应运而生。仪器上的两个环或四边形环架的平边垂直于其“凸—凹”表面。两个环大小一样，其他方面也相似，如此设计正好方便操作。如果太大，则不方便使用。但从精细分度方面来说，大型仪器要准确得多。故环的宽度和厚度取为直径的以上为宜。接着连接二环，并沿直径彼此垂直，“凸—凹”表面合在一起，就像一个单独的球面。其实也就是把一个环放在黄道上，而另一个通过两个圆（指赤道和黄道）的极点。把黄道环的边划分为若干等分（一般为360等分），而以仪器的规格还能够继续划分。在另一个环上测出从黄道量起的象限，并标注黄道的两极。按黄赤交角的比例从这两极各取一段距离，并标注出赤道的两极。

除此之外还有另外两个环，它们被装在黄道的两极上，一个在外面，另一个在里面，并且它们都是可以移动的。就两个平面间的厚度而言，这些环与其他环是一样的，而它们边缘的宽度近似。这些环配备在一起，使大环的凹面和小环的凸面分别与黄道的凸面和凹面完全接触。但是必须没有任何妨碍它们旋转的摩擦力，保证它们能让黄道及其子午圈可以自由且轻松地从它们上面滑动，反之亦然。所以我们就在圆环和黄道刚好相对的两极打孔，并插入轴杆来固定和撑持这些环。把内环同样分作360个等同分度，使得从极点量起的每个象限都是90°。

此外，在内环的凹面上还应装有第五个环，且它可以在同一平面内旋转。在这个环的边缘配上刚好相对的托架，托架上面有孔径、窥视孔或者目镜。星光投射到上面并顺着环的直径射出，这种做法即为屈光学的做法。为了测得纬度，在环的两边再装上一些板子，当作套环上数字的指示器。

最后再加上第六个环，用做撑持整个星盘。星盘悬挂在赤道两极的扣拴上面。把这个环放在一个垂直于地平面的台子上。当这个环的两极调到球的倾角方位时，星盘子午圈的位置要完全符合自然界子午圈的位置，不可有丝毫偏离。

我们期望用这类仪器测定恒星的位置。如果在黄昏能望见月亮，就把外环放在我们认为太阳正好所在的黄道分度上，并把两个环的交点对准太阳，使这两个环（指黄道和通过黄道两极的外环）互投之影等长。再把内环对准月亮，眼睛从内环平面看过去。从这个角度来看月亮是在对面，它好似被同一平面等分，我们把这一点标注于仪器的黄道上，该点即为当时所观测到的月亮黄经位置。事实上，如果没有月亮，就不能得出恒星的位置，因为只有月亮才是白昼与黑夜的中介物。天黑时我们就可以看见需测定其位置的恒星。把外环放于月亮的位置上，随后用这个环把星盘调节至月亮的位置上，再把内环对准恒星，直到它接触到环平面并可以用里面的目镜看到。用此法可求出恒星的黄经和黄纬。

［草稿本］这些环放置好以后，还应再做两个环，它们的厚度和宽度与前面那些环相似，但直径不同。将这两个环分别置于黄道的两边，并在上面整齐地打孔，装上轴杆，使之可以旋转。外环的凸面和内环的凹面都与黄道接触，但它们旋转的摩擦力不受影响。内环跟黄道一样，每个象限都划分了度。此外，在内环的凹面上，还须再加一个小环，小环同样需要转轴，但不干扰内环的运动。为了测定纬度，小环还须安装上托架。最后，我们再放上第六个环，即最后一环。第六环安装在相对较高的地方，且垂直于地平面。

我希望通过这样一个仪器使我们的计算较为精准。当黄昏日落时，如果也能望见月亮，则应把外环放在（我们认为）太阳会出现的仪器黄道分度上，把这两个环的交点转向太阳，使黄道和通过黄道两极的外环的影子等长且相互平分。然后再把内环转向月亮，当我们看到月亮就在对面，并被同一平面等分时，我们把观测点标在仪器的黄道上，该点就是月亮黄经的位置。只有通过月亮，我们才能得出恒星的位置。当夜幕降临时，我们要测定的恒星就可以看见了。把外环放在月亮位置上，并利用外环把星盘调到月亮位置，随后内环转向恒星……（草稿在此处戛然而止）

例如在安东尼厄斯·皮厄斯皇帝在位的二年，埃及历八月九日那天日落之时，托勒密在亚历山大城尝试着勘测出狮子座胸部那颗轩辕十四恒星的位置。把星盘转向正在下沉的太阳，这时是下午分点小时，他发现太阳是在双鱼座内。应用内环移动，他发现月亮距离太阳。所以得出当时月亮位置是在双子座内。半小时过后，当午后第六小时接近尾声时，恒星开始显现，在双子座内4°，处在中天位置。接着托勒密把设备外环对准月亮的方位，应用内环移动，他沿黄道各宫的次序发现恒星与月亮的距离是57°。由于月亮每小时运转范围约为，那么在半小时内月亮就应该移动了。不过因为月球视差（在那时应减去该量），月亮移动的范围应比稍小，而托勒密所得的差值在左右，故月亮应当位于双子座内。然而差值其实并没有那么大，在后面研究月球视差时将提到。所以月亮的位置在双子座内超过5°的部分大于，基本不会小于^[14]。就此方位来说，再加上就可以确定恒星的位置是位于狮子座内，离太阳夏至点约为，纬度为北纬。这就是轩辕十四在当时的位置^[15]，用它就很容易确定其他恒星的位置了。按罗马历，托勒密该次观测日期是公元139年2月23日，当时正是第229届奥林匹克运动会会期的第一年。

托勒密就用这一方法测出了每颗恒星与当时春分点的距离，而且还提出了表达天空物体的星座。这些成就对我的研究帮助极大，使我避免了很多困难。我认为按随时间漂移的二分点为根据来确定恒星的位置不是很准确，相反二分点倒是应该以恒星为根据来确定。所以我可以很轻松地用任意一个不变的起点开始编制星表。

我决定先从白羊座开始，并用它前面的第一点作为起点。这群发光的天体会永久保持同样的形状，仿佛只要它们取得了恒久性的位置后就固定地连接在了一起。托古人的福，我们知道天体组合为48个图形。不过通过罗得斯岛附近的第四区的永久隐星圈里的恒星是个例外，它们不属于任何星座。小西翁在评论阿拉塔斯时提出，一些恒星组合成图形并不是因为它们数量太多而必须划分成若干部分，然后逐个命名，这些恒星也没有纳入星座范围。其实这一做法在古代就已出现，甚至约伯、海希奥德和荷马都曾提到过昴星团、毕星团、大角和猎户星座。所以如果用黄经对恒星列表的话，我并不打算用由二分点与二至点得出的黄道十二宫，而是用我们熟知的度数。至于其他的封面，我都将按照托勒密的做法（除去极个别我觉得有问题的地方）。而关于测定恒星与那些基点的距离的方法，我将在下一章中做详细讲解（见下方《星座与恒星描述表》）。