- 主题:开普勒从第谷那里拿到的,是一个数学模型,而不是天文数据表
你说这个章蔀之说,是天朝的啊...罗雅谷这么写,很可能是伪托中国古法。他要是按欧洲的来,崇祯不会批准的
【 在 moonwalker 的大作中提到: 】
: 罗雅谷在书里专门记载了西历的历法是章蔀纪元法,以19年为1章,28章为1表,15表为1总,1总有420章7980年,每年为365日1/4日,每4年加1日,崇祯元年为总期6341年。
: 如果教廷有改历,他不会不知道,也不会不讲。
: 或者教廷并没有改历,或者教廷的改历发生在罗雅谷身后。
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FROM 166.111.68.*
章蔀纪年法是西历。
《月离历指-测平行度第二》
“ 如上所说,想求月平行率,必须用各率均齐之前后两食。如果得到此前后食,必须考察古之传记。今考察21史各天文志,大都有年月日,而无时刻分秒,经纬度数。那么怎么取呢?不得已借用西历,会通用之。
又考古至百千年以上,如果用朝代年号,则纷纶不齐,如果用甲子,则细碎无纪,所以近古有虚立积年略如章蔀纪元法,以19年为1章,28章为1表,15表为1总,1总有420章7980年,每年为365日1/4日,每4年加1日,为366日(见历指说一卷)。今用此推算,通以历代纪年,则作法很简单,仍然不妨碍符合。崇祯元年为 总期6341年。”
【 在 tianc03 的大作中提到: 】
: 你说这个章蔀之说,是天朝的啊...罗雅谷这么写,很可能是伪托中国古法。他要是按欧洲的来,崇祯不会批准的
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FROM 111.9.5.*
19年为1章,周髀算经就写了,说的是一种天文现象
https://zhuanlan.zhihu.com/p/28165172
【 在 moonwalker 的大作中提到: 】
: 章蔀纪年法是西历。
: 《月离历指-测平行度第二》
: “ 如上所说,想求月平行率,必须用各率均齐之前后两食。如果得到此前后食,必须考察古之传记。今考察21史各天文志,大都有年月日,而无时刻分秒,经纬度数。那么怎么取呢?不得已借用西历,会通用之。
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FROM 166.111.68.*
天文学退步的问题还是得归咎于明朝。这近300年,似乎确实没有进步。连给时钟上发条的工作,都不知道怎么做,总之是没做。
帮明朝找找借口的话,应该是在国家层面没有能再进行大规模的四海测量。三百年时间过去后,斗转星移,必定会出现原来的参照物与原预测位置发生偏移的现象。
比如我们已经知道开普勒第三定律,给每一颗星星画出椭圆曲线,但是星星的实际运动,并不是完美的椭圆曲线,受到未知引力作用,它必然发生偏移。
根据实测,校正了就好。明朝没有能做到。
【 在 tianc03 的大作中提到: 】
: 中国古代历法是阴阳合历,还要求能推日月食,以求达到“顺天应人”的宗法目的。比西历、回回历都要求高得多。崇祯历书的制定,也进行了日月食预测验证,非常严谨。
: 所以我们其实应该有更大的动力去研究天文星相的。为何没能出一个第谷、开普勒这样的基友,把天文、力学来一个质变,真的很遗憾啊。凑开普勒三定律,不需要近代数学基础啊,难道是观测资料不全的问题?
: 天使兄有没有研究过这方面的事情。
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修改:zszqzzzf FROM 112.47.136.*
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他们说那个朱元璋禁止民间研习天文,我感觉不是主要因素。朱元璋够重视天文了,回回钦天监都留下来了,用于和本土钦天监相互印证,中国当时天文可以说遥遥领先欧洲。而且洪武体制到嘉靖初年就彻底崩坏了。
明初实际上是文化荒漠,数学人才奇缺的时代。我感觉还是文化和数学断代导致的。
欧洲文艺复兴不知道什么时候就冒起来了,但实际上欧洲自从12世纪获得《几何原本》,加上后面来自阿拉伯的数学知识,普及数学已经有几百年。第谷开普勒这样的人,获得的数学训练可能好一些?欧洲科学后来居上,背后是这几百年的积累。
但至少所谓中国人把天文、数学当奇技淫巧是占不住脚的,传统中国人没有把科学当做奇技淫巧,能精确预测天相对中国人吸引力很大。
【 在 zszqzzzf 的大作中提到: 】
: 天文学退步的问题还是得归咎于明朝。这近300年,似乎确实没有进步。连给时钟上发条的工作,都不知道怎么做,总之是没做。
: 帮明朝找找借口的话,应该是在国家层面没有能再进行大规模的四海测量。三百年时间过去后,斗转星移,必定会出现原来的参照物与原预测位置发生偏移的现象。
: 比如我们已经知道开普勒第三定律,给每一颗星星画出椭圆曲线,但是星星的实际运动,并不是完美的椭圆曲线,受到未知引力作用,它必然发生偏移。
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修改:tianc03 FROM 117.133.68.*
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陶哲轩2010年有个爱因斯坦讲座《宇宙距离之梯》
里面有一段关于开普勒的推导工作的介绍,绝对的天才思维
【 在 zszqzzzf 的大作中提到: 】
: 不对。开普勒拿到的是数据,公式是凑出来的,有了公式再反推出模型。
: 某年某月某日我在图书馆看过。
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FROM 106.44.63.136
开普勒实际上有他自己关于太阳系的理论。为了支持他的理论,开普勒窃取了第谷的数据,其中是有故事的【注】。但他发现观察数据并不符合他的理论,也不符合哥白尼的理论。最终,他只好断定,地球和火星的轨道并不是哥白尼所认为的完美的圆,而是别的东西。
【注】1601年10月13日,第谷参加了一个由上层社会的宴会。按开普勒的记述,第谷太过礼貌,没能起身解手而致使膀胱出问题,回家之后不到两周即去世。按照第谷的遗愿,他的所有资料由其后代保存。开普勒只好设法窃取了第谷的资料(实际上第谷一直不肯轻易使开普勒接触到他的数据)。1605年,开普勒在一封信写道:“我承认,当第谷去世后,我趁……之机,将观测置于我的照顾之下,或说窃取了它们。”也有说法认为第谷之死是由于被水银中毒,而开普勒有施毒的嫌疑。正因为数据使用权利问题,直至1609年,开普勒才发表他的《新天文学》(Astronomia nova )。
开普勒现在的任务是利用第谷的数据,计算地球和火星的轨道。
但如何根据第谷的数据,同时算出地球和火星的轨道呢?如果你懂一点数学,就知道解方程的时候,需要的方程数至少和未知数的个数一样多。但现在要从数据中求出地球和火星的轨道,看起来就像只用一个方程来求解两个未知数——似乎是不可能的!
更糟糕的是,第谷的数据只给出了火星的方向,即在给定的时间上,火星的方向,没有给出距离。如果你学过极坐标,你就知道,若要决定平面上一个点的位置,你需要两个数,夹角和距离。但当时没有办法来测量距离,只能测量方向。所以,开普勒实际上只有半个数据来确定两个未知数。
看起来似乎没有充分的信息来解决这个问题。然而,开普勒做到了。他找到了精巧独创的方式来解决问题。开普勒用到了两个重要的想法。第一个想法是,若要精确地计算火星的轨道,先要弄清地球的轨道。因为如果不知道地球的轨道,又要坐在地球上观察行星运动,那是不可能求出其他行星是如何运动的。
怎样求出地球的轨道呢?他的第二个天才的想法是,可以间接地利用火星!
这是如何做的呢?为解释其中的原理,我们先考虑一个简单情形。我们知道地球和火星都在运动,但为简单起见,我们先假设火星固定的在空中,而不是绕着太阳转动,只是地球沿着未知的轨道运动。?
不管你在哪里,太阳都在某处,你可以见到火星,可以见到太阳,可以从地球上测量火星、太阳(相对于黄道带上其他恒星)的位置。这样,就能观察到与太阳、火星的方向这两个方向。另一方面,因为假设火星与太阳一样是固定不动的,就存在一条固定的轴,即火星与太阳之间的轴。因此,我们得到了一条固定的边,两个夹角,这就可以确定地球相对于火星和太阳的位置。如果你知道中学几何中的“角边角”定理,即如果你知道一条边和两个角,则你就可以确定这个三角形,因而可以知道你在哪里。这是一种称为“三角测量(triangulation)”的技术。
海上航行时,要确定船的位置。如果可以见到地标,测量其方向,就得到了足够的信息来确定你在哪里了。你可能会认为这个太简单了,我们今日已不再需要用到它了。但实际上,你们中的许多人可能已经通过应用它来找到会场,来到这里。GPS(陶哲轩掏出手机),即用到三角测量。或说三边测量(trilateration),用到四颗卫星,但其中的原理是相同的【注】。
【注】 GPS是英文Global Positioning System(全球定位系统)的缩写,它利用卫星导航进行测时和测距。三边测量是利用测量距离来确定位置的方法。三维空间中,如果知道到四个已知位置的距离,则可以确定该点的位置。
现在我们知道,假设太阳和火星是固定的,用三角测量,可以确定地球相对于太阳与火星的位置,即确定地球的轨道。不巧的是,火星并不是固定不动的,它自己也沿着未知的轨道运动。这样一来,似乎三角测量派不上用场:三角测量中一条边不是固定的,而是在按照一种你不知道的方式在运动。
但开普勒并没有放弃,他有另外的一条信息,一条你们已经从哥白尼那里获得的信息:每隔687天,火星会回到原来的位置。因此,如果你不选取所有的数据,而是将第谷的数据按687天的距离间隔使用,则在分割点上,火星是固定的,因而对这样的分割点,可以使用三角测量。
第谷的数据中,有勉强足够的数据,使得开普勒可以这样做。好在第谷连续做了10余年的观测。这样,用687天对数据进行分割的数据,用三角测量,相应于火星轨道上的某个不动点,足以给出地球的轨道。
一旦有了地球的轨道,就能够反过来将地球轨道当做固定的参考点。利用另外一个用687天分割的数据序列,可以参考已经得到的地球轨道,得到火星轨道上的另外一个点。不断地这样做,就可以得到火星的轨道。
这就是开普勒的想法。爱因斯坦曾给一本关于天文学,实际上是一本关于开普勒的书【注】,写过前言。爱因斯坦在其中称开普勒的这个想法是“真正的天才想法(an idea of pure genius)”。要知道,爱因斯坦自己也是天才,做得很好。
【 在 topboy 的大作中提到: 】
: 陶哲轩2010年有个爱因斯坦讲座《宇宙距离之梯》
: 里面有一段关于开普勒的推导工作的介绍,绝对的天才思维
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FROM 106.44.63.136
明朝的民间数学还是有人的,王文素。官方天文应该是没人的,元朝的搞天文的家族归隐了,我有印象郭守敬等家族后人不肯出来帮明朝。
刘伯温可能是明朝的天花板,但是他不是搞天文的,可能也仅仅是略通天文。
【 在 tianc03 的大作中提到: 】
: 标 题: Re: 开普勒从第谷那里拿到的,是一个数学模型,而不是天文数据
: 发信站: 水木社区 (Sat Sep 24 00:29:37 2022), 站内
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: 他们说那个朱元璋禁止民间研习天文,我感觉不是主要因素。朱元璋够重视天文了,回回钦天监都留下来了,用于和本土钦天监相互印证,中国当时天文可以说遥遥领先欧洲。而且洪武体制到嘉靖初年就彻底崩坏了。
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: 明初实际上是文化荒漠,数学人才奇缺的时代。我感觉还是文化和数学断代导致的。
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: 欧洲文艺复兴不知道什么时候就冒起来了,但实际上欧洲自从12世纪获得《几何原本》,加上后面来自阿拉伯的数学知识,普及数学已经有几百年。第谷开普勒这样的人,获得的数学训练可能好一些?欧洲科学后来居上,背后是这几百年的积累。
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: 但至少所谓中国人把天文、数学当奇技淫巧是占不住脚的,传统中国人没有把科学当做奇技淫巧,能精确预测天相对中国人吸引力很大。
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FROM 112.47.136.*
开普勒是哥白尼日心学说的坚定支持者,他开始认为五纬都是圆周运动,后面发现不是,而是椭圆运动。这就是他的第一定律。
开普勒确实聪明,能够想到用不同年份火星地球相对位置固定时的数据,来回避参照系间的自身运动,等确定了一个参照系的模型,再求另一个。这类似EM估计的一种迭代思想。
但基础还是哥白尼、第谷等前人的观测资料,要不是有十几年积累,开普勒这个算法也行不通。他拿到观测资料来自于超强的求知欲。
所以,日心说等天文模型、三角学等数学基础、长期的观测资料,这就是欧洲近代天文学突破的基础吧
【 在 topboy 的大作中提到: 】
: 开普勒实际上有他自己关于太阳系的理论。为了支持他的理论,开普勒窃取了第谷的数据,其中是有故事的【注】。但他发现观察数据并不符合他的理论,也不符合哥白尼的理论。最终,他只好断定,地球和火星的轨道并不是哥白尼所认为的完美的圆,而是别的东西。
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: 开普勒现在的任务是利用第谷的数据,计算地球和火星的轨道。
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FROM 166.111.68.*
郭家,真是汉人尽作胡儿语啊。
上面那个网友发的资料,说明第谷的天文观测资料是天文学发展的关键一环。
郭守敬为了授时历,进行了3年多天文观测,但也没有第谷这样十几年的坚持(不过第谷毕竟晚了200年),而且这些数据恐怕也是失传了。
南宋黄裳曾绘制《天文图》,比欧洲同等水平星表早300年,但我估计南宋的天文观测数据也是失传了。
【 在 zszqzzzf 的大作中提到: 】
: 明朝的民间数学还是有人的,王文素。官方天文应该是没人的,元朝的搞天文的家族归隐了,我有印象郭守敬等家族后人不肯出来帮明朝。
: 刘伯温可能是明朝的天花板,但是他不是搞天文的,可能也仅仅是略通天文。
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FROM 166.111.68.*