阿拉伯世界的天文学（下） - 知乎

　　阿拉伯世界对天文学和数学的研究之所以比较深入，与伊斯兰教的宗教活动时有关系的。《古兰经》中说“真主为你布置了群星，让你在黑暗的大地上和海洋中得到指引。”在这样的教义鼓舞下，穆斯林们创造了优良的观测仪器和导航仪器。《古兰经》中还提到“他们文你询问月相的盈虚变化，答：这些月相的变化为人们的日常活动和朝圣提供了固定的时间。”而为了解决这个问题，就需要天文学家来制定历法，确定月相变化的准确时间。

　　伊斯兰的历法属于纯阴历，也就是完全靠月相的变化周期来制定历法，每年有12个朔望月，不允许安插闰月。而12个朔望月要比一个回归年少11天多，所以使用纯阴历的后果之一就是会使斋月出现在一年中的任何季节。

　　伊斯兰历法还规定第一个月的第一天不是朔所在的这一天，而是新月初见于天空的那一天，这一点类似于我国西周时期表示月首的“朏”。但是由于月球运动的复杂性，这样新月初见的日子不一定会在朔后第一天，也会在第二天甚至第三天，所以月首的确定一方面需要观测，而同时还需要一定的理论进行预测。

　　早期的穆斯林利用来自印度的天文理论，后来翻译了托勒密的《至大论》，利用其中理论计算新月的出现时间。根据教义，穆斯林每天要按时进行五次祷告，分别是晨礼，晌礼，晡礼，昏礼，宵礼，所以对于时间的准确性，对穆斯林来说是非常重要的。

　　到公元9世纪，阿尔·花拉子模（约780~850）编制了一份适合巴格达纬度的祈祷时刻表不久后第一部根据巴格达地区太阳地平高度确定白昼时刻和根据亮星地平高度确定午夜时刻的天文表也被编制出来。为了准确祈祷，每座清真寺后来都配备了一位专职授时官，叫做穆瓦奇特，这个制度也促进了天文学的发展。

　　为了进行天文观测和测量，阿拉伯人也建造了很多天文台和天文仪器，阿拉伯人的天文仪器以尺寸巨大为特征，这是为了获得更精确的测量精度。在众多的天文台中，有两个存在时间比较长，产生的影响也比较深远。

　　一个是马拉盖天文台，于1259年动工，建在一个山顶上，由一些列建筑群组成。天文仪器包括一座不小于14英寸的墙象限仪，一座半径5英尺的浑仪和一些较小的仪器。经过12年的时间，波斯天文学家纳西尔丁·图西（1201~1274）和其他天文学家于1271年完成了一部包含他们观测结果和行星模型的《伊尔汗历数书》，这本书一直流行到15世纪。

　　马拉盖天文台还拥有一个藏书4万册的图书馆，被称作13世纪最博学的东正教学者巴·赫布雷乌斯（1226~1286）晚年定居在天文台附近，就是为了方便使用里面的藏书，在他留下的一些文字中描述了该天文台。

　　而在这个天文台工作的天文学家知道姓名的就有20多位，来自波斯，叙利亚，拜占庭甚至中国。这个天文台的研究还形成了一个对后世产生重大影响的学术流派，称为“马拉盖学派”。这个学派试图解决托勒密体系中的对点问题，并提出可以取代的行星运动模型，在预测行星位置的方面，他们的模型比托勒密的模型具有更高的精度。

　　马拉盖天文台到14世纪被废弃，伊朗国王阿巴斯（1571~1629）曾计划修复该天文台，但一直未能实现。

　　另一座影响较大的天文台是乌鲁伯格（1394~1449）于1420年建造的天文台，乌鲁伯格是撒马尔罕行省的统治者，他对天文学很有兴趣，所以在撒马尔罕的雷吉斯坦广场建了一座马德拉萨（相当于大学或研究所），邀请了大量伊斯兰天文学家和数学家，并建造了一座天文台，叫做“古尔罕尼”。这里有一架叫做“法克里”的六分仪，由两堵间隔约20英寸的南北方向大理石墙构成，半径达40米，光分辨率为180″。

　　利用这台六分仪，在1437年编制了包含近1000颗恒星位置的《乌鲁伯格星表》，该星表被认为是托勒密和第谷之间最重要的星表之一，在1665年，1767年，1843年多次被介绍到欧洲。

　　1437年乌鲁伯格还测量了恒星年长度为365.2570370天，比今天的数值仅长了58秒。这个结果是他用了50米的高表，并进行多年的测量后得到的结果。

　　可惜的是，乌鲁伯格在1449年被谋杀，而随着他的去世，天文台的观测工作也就此终止。

　　古希腊的天文学在托勒密时期达到巅峰，但随后便逐渐衰落。随着亚历山大远征，古希腊和巴比伦的天文学影响了印度天文学的发展，而后再次影响了阿拉伯世界的天文学。公元770年左右，一个印度使团来到巴格达，带来一部梵语《悉檀多》，从此引发了阿拉伯的行星天文学研究。

　　随后，巴格达的智慧宫大量翻译了古希腊和其他地区的天文学著作，阿拉伯的天文学家们在这些基础上不断的学习和创新，将中世纪的天文学又推向了一个新的高峰。

　　他们在尊重托勒密《至大论》的基础上对地心说的一些观点提出了质疑，这种质疑源于对天体运动规律更为精确的最求，而托勒密的理论无法满足人们对精度的要求，因此阿拉伯天文学家们不得不提出新的，更为精准的理论。

　　阿尔哈增（954~1039）在《七大天体运动模型》一书中，提出了一个非托勒密的行星运动模型，这是第一个拒绝对点和偏心圆运动的几何模型。他将物理实体还原为几何实体，提出了地球绕轴自转的可能性。

　　穆阿伊丁·乌尔迪（？~1266）是第一位提出非托勒密模型的马拉盖天文学家，而马拉盖天文台的纳西尔丁·图西（1201~1274）提出了一个“双本轮”的模型，用两个圆周运动来产生直线运动，从而解决了托勒密体系中的一些列问题。

　　而图西的学生库特丁·施拉紫在他的《天文学知识已有成就的局限》一书中还讨论了日心体系的可能性。

　　马拉盖学派在大马士革的继承者伊本·沙提尔（1304~1375）在1350年左右在《关于行星理论修正生物最后调查》一书中，采用了图西的“双本轮”设想，提出的行星模型最终摆脱了托勒密体系的束缚，同时解决了之前了一些困难。

　　比如沙提尔的月亮运动模型避免了托勒密模型中必然导致的月亮视直径的大幅度变化，“双本轮”模型在选定合适的圆周半径和旋转速度后，可以使得月亮在天球上的运动很好的再现。而托勒密模型中月亮运动的一个缺点就是：月亮与地球之间的距离变化可达2倍，而因此导致月亮的视直径大小变化应该达到4倍，而这显然与实际观测有明显的差别。

　　阿拉伯世界中世纪发展的天文理论，也传入了欧洲，对欧洲的天文发展也起到了一定的作用。比如哥白尼的《天体运行论》中的月亮运动模型与沙提尔的模型就非常接近，有人甚至说：哥白尼所做的改变只是把连接太阳和地球的矢量调转了一个方向。

　　人们相信哥白尼参考过沙提尔的模型，虽然没有直接的证据，但是现在知道的是载有沙提尔模型的拜占庭希腊手稿在15世纪传到了意大利，而哥白尼在1496年起在意大利渡过了8年的留学生涯。

　　另外，哥白尼在日心模型中所绘制的图形和其中点的标记几乎与沙提尔地心模型中的标记完全一样，这给人的感觉就是哥白尼很熟悉沙提尔的模型。

　　不管怎样，阿拉伯世界的天文学在人类天文学史上占据了非常重要的地位。