探究发现行星运行规律的来龙去脉
——《天体运行论》研学心得之九
      先说说人们对宇宙和大地之形状的认知： 1543《天体运行论》关于宇宙和大地是球形的结论是这样得出的：“字宙是球形的，…..  因为在一切形状中球是最完美的”。“大地也是球形的，……. 对于一个从任何地方向北走的旅行者来说，周日旋转的天极渐渐升高，而与之相对的极以同样数量降低。在北天的星星大都不下落，而在南面的一些星永不升起“原来得出宇宙和大地是球形的结论竟然如此简单，一个旅行者就能搞定；而相比之下测量子午线长度的唐代一行和元代的郭守敬就显得十分笨拙了，费时费力纵跨南北数千公里不说，还要刻意的每隔10度选取一个观测点测量极星的高度来验证大地是否是球形。至于对宇宙的认知，虽然早在战国时期尸子就有“四方上下曰宇，往古来今曰宙”之说，简单明了的概括了宇宙的定义，但从古老的盖天说发展到汉代的浑天说还是经历了数千年的时间，之后才有了更高层次的认知“宣夜说”; 与“因为在一切形状中球是最完美的，所以字宙是球形”的一句话相比，其愚笨之程度就勿用多言了。
      莫说什么“地心说”错误、“日心说”有局限性，即便如此其代表作西学东渐还姗姗来迟！《天体运行论》1543年第一次出版，1566年第二版，1617年第三版发行后遭封禁两个世纪之久，1835年解封后第四版发行；当时已经有了三个版本的《天文学大成》和并未实施封禁的第一、二版《天体运行论》，不知何故1582年的老师竟然没有带来，而《天文学大成》迄今尚无中译本，《天体运行论》直到上世纪1973年才有中译本；否则，愚笨者也许会开化的早一点而不至于后来还得让老师教他学习“农历”了！
      有件事很有提及的必要：在1722年编写《历象考成》时，哥白尼学说仍未引用。1730年7月15日（即雍正八年六月初一）有一次日食，用第谷方法推算的北京见食时间不如开普勒定律准确。虽然当时的钦天监监正、耶-稣-会-教-士-戴-进-贤-在撰写《历象考成后编》时，不得不采用开普勒的椭圆面积定律，但哥白尼的宇宙图像却被篡改成为太阳沿椭圆轨道绕地球运转，而地球居于椭圆的一个焦点上（参见个人图书馆文章：科学史上的今天——2014.7.15）。此举之用心实在令人不可思议。不过，这也没什么，因为从本质上来讲，所谓的“地心日心”是不可与浑天宣夜同日而语的，别说是300年前了，就是当今的现代天文软件之天球坐标系的应用也不过是千年前中国宋代石刻星图应用体系的动态化展示而已！从师傅那里偷学了个一知半解，还要耍花枪，岂不汗颜！
    《天体运行论》（以下简称《天体》）一书的框架结构和所讨论问题(地球、太阳、月亮和五大行星)的先后次序与《天文学大成》（以下简称《大成》）大致雷同，从框架结构来看，虽然《天体》以6卷131章架构而《大成》以13卷149章架构，但论述的主题与顺序却完全相同，好像是对同一个导师命题考卷的作答，是前后呼应一致的姊妹篇；两书都是从宇宙与大地的形状着笔展开的；看起来二者之差别主要在于《大成》以地球为宇宙中心而《天体》则以太阳为宇宙中心；但实质上正如江晓原所说“地心日心只是一个数学转换，两个体系都只是托勒密所谓的“几何表示”，而非宇宙的真实图景(江晓原《天文学史上，是技术三次促进了科学》上海交大科史哲公众号”。
     笔者发现凡是《天体》例举实例验证行度问题都同时引用《大成》的实例作为参照，且二者虽所取宇宙中心不同但论证结果竟然还能做到相差无几（比如，月食观测、五大行星观测，各取实例18个；需要强调说明的是：《大成》与《天体》并非是通过这些观测实例发现行星公转、会合周期之运行规律的，而是借以验证这些规律的。）。
    笔者对《天体》所引用《大成》的18个实例逐一进行了剖析，发现无一不是经不起现代天文软件验证的虚构，而所谓百年1度的岁差实例更是如此，且十分荒谬，其虚构伪造之实白纸黑字可鉴；特别是就《大成》真实的成书年代而言，据其星表中北极星勾陈一黄纬为66度的天象判断，其只能是13世纪之后的作品（这是任何人都否定不了的铁证！因为在25780年的岁差大周期内具有唯一性！），逻辑上与所谓前2世纪喜帕恰斯和公元2世纪托勒密作品之说相矛盾。
    此外，学者陈大漓根据机械钟发展史断定《天文学大成》不可能出现在没有机械钟计时的年代，因为《天文学大成》第一卷第四节说：“地球上的观测者并非同时看到日月星辰的出没，而是东方的居民先看到，西方的居民后看到。”此为经度之内容，只有使用钟表才能证出“地球上的观测者并非同时看到日月星辰的出没，而是东方的居民先看到，西方的居民后看到”。1267年，蒙古司天监在水运仪象台的基础上于上都完成昼夜时刻之器，机械钟问世。1484年，雷格蒙塔努斯（1436～1476）学生伯纳德·瓦尔特（Bernhard Walther，1430～1504.6.19）将机械钟应用于天文学。1496年，德国人约翰内斯·哈曼（Johannes Hamman-Hertzog）、编辑乔瓦尼·阿比奥西（Giovanni Abiosi）假托雷格蒙塔努斯（1476年死）之名，参与伪造《天文学大成》，成果为1496年《天文学大成》。书中机械钟痕迹明显，作者为掩人耳目，有意隐去仪器机械钟。
      令人不解的是《天体》为何对《大成》的大量错谬数据视而不见而且还加以引用，真还是个待解的谜题。当然《天体》自身例举的观测实例也多有纰漏，比如月食观测与其说是实际观测还不如说是理论推算更为贴切，尤其是对行星冲日的观测日期和相冲时刻的表述更是模糊概略且误差甚大，更有趣的是：既然是实际观测却不说可见的行星位置，而只说看不见的太阳位置，只有天晓得二者是否正好经差180度构成了相冲。（参见笔者系列研学心得微博文章）。
图-1《天体》第五卷第一章译文截图
     《天体》全书中，最为重要的一组关于五大行星公转周期、会合周期的数据，出现在第五卷第一章。在此章之前，也只字未提及这些公转与会合周期的数据是何人何时花费多长时间在何地通过观测而来；当然，有了各行星会合周期的观测数据，其行度数据自然是垂手可得；而获得这些精确到分秒的公转、会合周期的数据，则不是那么简单的事情，因不可避免的会受到观测点地理纬度高低以及观测的技术手段和天气条件是否允许等诸多因素的影响。最为理想的状态，按照哥白尼提供的结论数据也至少需要历经79年的时间，且同时必须得有连续不断的至少309次（会合周期）的观测才有可能获得。更重要的是这种对行星周期运行规律的观测能力并非是生而有之的，至少也得需要数百年乃至上千年的观测实践，才能通过观测首先获得天极、赤道、黄道、白道等这些最基本的基本知识体系后，进而才能建立起观测所必须的天球坐标系以进行科学有效的天文观测。至于《天体》是如何获得这些行星运行规律的数据，虽然全书未做交代，读者不得而知，但不可否认的是这些数据一定是来自数代人的长期观测，且在《大成》和《天体》作者的有生之年是根本不可能得到的，更不可能是天上掉下来的。当然，你可以说是《天体》引用了《大成》的数据，但哥白尼自己都否认了这一点，称它是采用恒星年而不是托勒密的太阳年。事实上，哥白尼的叙述也是自相矛盾的，他用的也是太阳年(见后文哥白尼的叙述)。
    图-2 《大成》IX , 3 所记载的行星公转与会合周期的数据，托勒密自称得自喜帕恰斯的太阳年行星公转与会合的数据，至于喜帕恰斯是如何得到这些数据就更是不可考了，因为喜帕恰斯之大名仅是1528版《大成》才从天而降，1496、1515版并没有这个人物。《大成》所记载的这些数据与《天体》所表列的数据除金星和水星外基本无多大差异，但明显可看到托勒密的《大成》根本不清楚金星（224.7010日）和水星（87.9691日）的公转周期，根本不知道金星（583.92日）和水星（115.93日）的会合周期，所以在上图【4】与【5】中错误的将太阳年数8和46视为金星与水星的公转周数；实际上应分别为13次- 和191次。这只能说明托勒密得自喜帕恰斯的这些数据来历不明，此人根本都不知道对外行星来说太阳年数减去会合次数就是外行星的公转次数，而对内行星来说太阳年数加上会合次数就是内行星的公转次数；但哥白尼对此却是非常清楚的，不过他并未指出托勒密的错误，对《大成》的粗制乱造始终是视而不见（见后文表格数据与文字叙述）。
在《天体》第五卷第一章中，哥白尼是这样记述的：
   “托勒密(《大成》IX , 3）使用太阳年来插述这些运动，他自称这些资料得自喜帕恰斯。但是他主张太阳年从一个分点或至点量起，然而现在已经完全清楚，这样的年份并非完全均匀。因此我将采用恒星测量的年份，我用这样的年份以更大的精度重新测定了五个行星的行度。根据我的发现，这些行度现在不足或有余，情况如下。
    在我所称为的视差动（会合周期）中，地球返回土星方向57次需要59个太阳年加上1日6日-分和大约48日-秒，在这段时间内行星在其自身运动中完成了两次运转加上1°6'6“；地球在71太阳年减去5日45日-分27日-秒中经过木星附近65次; 在这个时段中行星由自身运动共运转6次减去5°41'21/2”。对火星而言，在79太阳年2月27日-分3日-秒内视差运转共 37次，这时行星本身运转为42个周期加上2°24'56”。在8太阳年减2日26日分46日-秒内，金星五次接近运动中的地球：在这一时期中它绕太阳转动13次减2°24’ 40”。最后，在46太阳年加34日-分23日-秒内，水星完成145次视差运转，在这段时间中它191次加31’ 和大约23” 赶上运动中的地球并和它一起绕太阳旋转”。
      为了便于理解哥白尼这段话的意思，笔者将其以表格的形式整理如下，同时附上用天文软件计算出的行星公转周期与会合周期的相关数据以便于读者求证验算：
图-3根据哥白尼表述整理绘制的表格
图-4以天文软件计算出的行星公转与会合周期
     哥白尼之地球返回土星方向的57次地球视差动也就是“57次会合”，笔者推断应是按照土星公转2周x公转周期(10759.5000日)/会合周期(378.09日)计算出来的；土星的公转周期10759.5000日/365.25也就是29.4579年，显然，只有通过对土星不少于或至少两个公转周期（57次会合）也就是59个太阳年的观测，方有可能相对准确的得到其会合周期、年行度与日行度等数据（木星、火星、金星和水星的算法与土星相同，具体算法本文略）。
     以土星为例：绕个弯兜个圈！悄悄地利用【公转周期(10759.5000日)/会合周期(378.09日)】这两个来自实际观测获得的数据，甭管是谁测的，饶出了57次“视差动”
     绕圈不怕麻烦，再绕回去（57X378.09/埃及年365）就有了59个太阳年1日6日-分48日-秒（59.04419178）！
       不行！还缺一个数，那就再绕一圈：让59个太阳年1日6日-分48日-秒（59.04419178年）除以29.4579年（10759.5000日），不就有了“2周 + 1度6分6秒”了吗，
       至此，这个表里的数据终于填满了！关键时刻到来了，下面可以宣告：一次视差运转（会合）需要378日5日-分32日-秒11日-毫！年行度347度32分2秒
      行星运行如此长的时间跨度对任何人来说恐在在其有生之年都是不可能做到的。换言之，在1496至1543的四十多年里，也就是《大成》三次修订出版和《天体》作者实际观测并成书的时间段里，按常理也是根本不可能做到的；但《大成》与《天体》都做到了，其能说不是奇迹！
      也许有人会说《大成》是前2世纪和公元2世纪的作品，到1543的《天体》至少也有1700年了，怎么就不可能通过观测获得这些行星公转和会合周期的数据？别忘了这1700年中还有1300年的湮灭与中断，谁去观测？而《大成》本身又以北极星黄纬66度这一无法修改的身份证告诉了世人它是13世纪之后才出生的！1528版的《大成》里才有了喜帕恰斯的名分，岂能让他穿越到前2世纪去观测？鉴于此，就不能不引发人们对天文学到底是西学东渐还是东学西渐问题的思考！历史上几乎发展到顶峰的元天文学到底对阿拉伯乃至西方有无产生过影响？
     文章写到这里，笔者觉得自己已经被托勒密和哥白尼忽悠的饶了一个大圈子，当然，也发现了为何托勒密哥白尼要这样做。不妨回过头来再品味一下哥白尼在《天体》中那段重要的突然从天而降的表述到底隐藏着怎样的秘密：
     此表中的数据是按照哥白尼的表述整理出来的，他在此段表述之后，紧接着说到：“因此对每个行星来说，一次视差运转所需时间为：土星378日5 日-分 32日-秒，木星398日23日分……..” , 显然，哥白尼是按照太阳年数除以视差运转即会合的次数算出的：以土星为例，（59 X 365.25 + 1日）/57 = 378.083.“378.083”这个数值就是土星一次视差运转即会合周期的日数。
      看明白了吗！原来他这个表里的数据，原本就是依据两个最基本的观测数据行星的公转周期和地球的公转周期故弄玄虚拼凑出来的；有了这两个基本的来自实际观测的数据，便有了这个表中所有的数据。但托勒密哥白尼却本末倒置、绕个大圈子，才算出会合周期的日数，实不知其这样做到底是何动意。
     实际上，根本就不需如此兜圈子，根据观测数据就可直接求得会合周期的，以土星为例，已知的实际观测数据：地球公转周期365.25日，土星公转周期29.45790年也就是10759.5日，那么仅依据这两个观测数据就可得到会合周期即哥白尼说的一次视差运转的日数：会合周期 = 1/[ (1/365.25) - (1/10759.5)] = 378.08474日. 同样也能很容易算出土星的年行度：10759.5 /378.08474= 28.4579 次会合，10759.5/365.25 =29.4579年；28.45次会合X360度/ 29.4579 年=347.6826年行度。
    所以说，《大成》和《天体》的作者如此兜圈子，而且《大成》的金星和水星的圈子还绕错了，一定有着其不可告人的目的，那就是刻意隐藏回避其使用了来历不明的实际观测数据（行星的公转周期日数和会合周期的日数，详见下图注解）。
     有网友看到此图后提出，能否用古希腊的数字进行运算，显然是调侃！但却说明了一个问题：那就是在中国的数字经阿拉伯传到西方之前，也就是说前2世纪或说是公元2世纪的《大成》是无法完成这些运算的，这实质上也是对《大成》的成书年代从数字的角度提出了质疑。
     在本文发布之前，笔者之系列《天体》研学心得文章已经系统的剖析了《天体》引用《大成》的观测实例和《天体》作者的观测实例，当时一直很难理解为何他们的观测实例甚至会出现数十小时甚至长达两三天的时间误差，只有一种可能那就是依据会合周期的常数在不准确的实例起上点进行的理论推算而已，并非是实际观测。至此，以《大成》虚构的岁差实例与星表极星的天象年代和不靠谱的行星以及宫位措置的月食观测实例为证，可断定：《天文学大成》——一部虚构于十三世纪之后的伪作（参阅本文后附相关链接）！对此，由于哥白尼不查，因而对其研究也造成了很大的负面影响，这是十分令人遗憾的事。
     还是说说愚笨的中国古人吧！古代中国对于五大行星的观测和运行规律的把握，历史久远，至迟在夏代就有关于五星聚的记载；而自战国以降，其记载就更加详实。战国时期的《甘石星经》曾记录了观察金、木、水、火、土五大行星的运行数据，发现了五大行星的出没规律。“马王堆汉墓《五星占》，约有8000字，前半部为《五星占》占文，后半部为五星行度表，根据观测到的景象，用列表的形式记录了从秦始皇元年（公元前246年）到汉文帝三年（公元前177年）这70年间木星、土星、金星的位置，以及这3颗行星在一个会合周期的动态。《五星占》所记载的金星会合周期为584.4日，比今测值583.92日只大了0.48日，误差只有万分之几；土星的会合周期为377日，比今测值378.09日只小了约1.09日；恒星周期为30年，比今测值29.46年只大0.54年，其精确度令人惊讶。帛书中还谈到金星的会合周期“五出，为日八岁，而复与营室晨出东方”，也就是说，金星的5个会合周期刚好等于8年。法国著名天文学家弗拉马立翁的《大众天文学》第2册里说：“8年的周期已经算是相当准确的了，事实上金星的5个会合周期是8年减去2天10小时”” (详见百度百科)。如此缜密的五大行星运行记载，在当时没有精密天文仪器的情况下是不可想象的，说明那时的天文学家已经能够把握行星运行动态并能准确的进行位置推算了。
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