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第谷·布拉赫
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第谷·布拉赫(Tycho Brahe,1546年12月14日-1601年10月24日),又譯第谷·布拉厄,丹麥天文學家和占星學家、煉金術士。他是望遠鏡發明之前最后一位用肉眼觀測的天文學家,被稱為近代天文學的奠基人。

第谷1546年出生于丹麥貴族家庭,從小跟隨叔叔長大,曾就讀于哥本哈根萊比錫市等大學,游歷歐洲時還曾在維滕貝格羅斯托克巴塞爾市和奧格斯堡求學。1571年,第谷繼承了父親和叔叔的遺產,定居在斯堪尼亞,并建造了一座小型天文臺。1572年,他發現超新星并發表論文,得到丹麥國王腓特烈大帝的青睞。1576年,國王資助他在汶島建立大天文臺,第谷在這里工作20多年。1599年,第谷離島前往布拉格,魯道夫二世資助他建立天文臺。1600年,約翰尼斯·開普勒(Johannes Kepler)來到布拉格與第谷一起觀測天文。1601年10月24日,第谷去世,終年55歲。

第谷在天文學領域取得了重要的成就,比如發現位于月球之外,在恒星范圍內的超新星;對彗星進行觀測,并發現彗星的軌道不是位于月亮的下方,而是在月亮的上方,且穿越水星金星的運行軌道;提出介乎托勒密王朝的地心體系和尼古拉·哥白尼的日心體系之間的宇宙體系等。此外,第谷創制了大量的先進天文儀器,并不斷改進觀測儀器,提高精確度,為后人的觀測活動提供了很好的參照。

人物生平

早年經歷

第谷1546年12月14日出生于丹麥斯坎尼亞省基烏德斯特普的一個貴族家庭,他的父親是一名樞密院議員,后來成為赫爾辛堡的總督,該城堡控制著通往波羅的海的主要水道,但是第谷從小是跟著富有且沒有孩子的叔叔約爾根(J?rgen)長大的。

6歲到12歲,第谷在尼克賓的拉丁學校上學。13歲,第谷開始在哥本哈根大學學習法律和哲學和其他科目。1560年,第谷大學期間發生了一次日食,該事件讓第谷對天文學產生了興趣。當得知日食早已被準確預測,他決心投入天文科學,并購買了相關的書籍。

1562年到1565年間,第谷開始在萊比錫大學學習。1563年,木星土星相合時,他作了第一次有記錄的天文觀測。第谷甚至用自制的粗糙儀器進行觀測就已能發現,按照普魯士星表或別的星表計算的行星位置與實際觀測到的行星位置之間存在嚴重偏差。他似乎已認識到,行星表應當在長期系統而又精確的觀察基礎上進行編制。

之后在1565-1570年間,第谷游歷整個歐洲,先后在維滕貝格羅斯托克巴塞爾市和奧格斯堡學習,在各大學都求教于一流的數學和天文學教師,且時常進行天文觀測,偶爾也搞一些占星術的預測,并獲得了一些數學和天文儀器,包括一個巨大的象限儀。1566年,在羅斯托克大學求學期間,他跟隨醫學院的醫學教授學習,并對醫學煉金術和草藥產生了興趣。

科研生涯

1570年,第谷回到丹麥,此后有一段時間他似乎曾投身于化學研究。1571年,他繼承了父親和叔叔的遺產,定居在斯堪尼亞,并建造了一座小型天文臺。同年,第谷愛上平民的女兒克斯汀(Kirstine),婚姻遭到家族的反對,不過二人最終還是結婚生子。

1572年11月11日,他觀測中突然發現仙后座中本不應該有恒星的地方看到一顆“新星”,比金星更亮。該新星又把他的興趣吸引到天文學上。這個現象的可見期持續了十八個月左右,其間第谷用他自制的六分儀反復測量了這顆新星與鄰星的角距,并不斷地記錄新星的色彩和亮度變化。他根據這些數據得出了一個重要的結論,發現它位于月球之外、恒星的位置,并于1573年發表了《論新星》論文。

汶島

1576年,丹麥國王腓特烈大帝給予第谷汶島的管轄權,并資助他在島上建立了一座規模宏大的天文臺,他開始在這里進行精確的天文觀測。該天文臺設置了四個觀象臺、一個圖書館、一個實驗室和一個印刷廠,配備了齊全的儀器、工作室和生活設施,被第谷稱為觀天堡。觀天堡的天文儀器幾乎都是第谷設計制造的,其中有木制的、鐵制的和銅制的,最大的是一臺精度較高的象限儀,稱為第谷象限儀。由于第谷不斷改進儀器的設計和測量的方法,他所進行的大量的天體方位的測量,其精確度是比較高的,一般能達到半弧分。

1577年11月,天空中出現彗星,第谷每晚觀測彗星的軌道,連續觀測兩個月,得到了關于彗星比月亮遠很多倍的結論。1584年,第谷在給天文學家大衛·奧里加努斯(David Origanus)的一封信中寫道:火星在1582年沖日時比太陽更遠,因為他觀察到火星幾乎沒有或根本沒有日常視差。但是尼古拉·哥白尼的模型預測火星的距離只有太陽的三分之二,因為他拒絕了哥白尼的模型。1587年,他提出介乎托勒密王朝的地心體系和哥白尼的日心體系之間的崔俞娜體系,也被稱為第谷體系。

第谷在汶島上從事他的天文學偉業期間,還為丹麥王室提供了一些占星預言服務。例如,他為丹麥國王的三位王子分別推排了算命天宮圖,這三份文件原本至今仍珍藏在哥本哈根的丹麥王家圖書館中,該文件是一份冗長的報告(有兩份都長達300頁),根據王子降生時刻的日、月,五大行星在天空中的位置來進行各種計算和詳細論證。

當時除了國王賜予的年俸之外,第谷還從大量農田和房地產得到收入,此外,還有羅斯基爾德大教堂給予的俸祿,但是他有時還是由于開支過大而出現大筆債務。1588年,腓特烈大帝去世,帝國的影響力減弱,對天文學不感興趣,第谷很快失去朝廷的恩寵,且他似乎不善于與貴族周旋,所以他的大部分收入被停止。之后,第谷艱難的維持了10年。1597年3月,第谷關閉天文臺離島

布拉格

第谷離開汶島后,住在朋友家中,從而結識了魯道夫二世,魯道夫二世愛好科學、占星術煉金術。1599年,第谷應魯道夫二世的邀請到布拉格,在其資助下建成了一座天文臺。第谷在等待他的儀器和書籍搬來的這段時間里,為他將來的研究工作物色助手。1600年,德國天文學家開普勒加入了第谷的工作。開普勒曾把自己在1596年出版的一本著作《宇宙的奧秘》寄贈給第谷,這本書引起了第谷對他的注意。

逝世

第谷在布拉格參加一次宴會后突然生病,并于1601年10月24日去世,終年55歲。之后,第谷將自己生平積累的觀測資料贈給了開普勒,并指定他為自己的繼承人。同年11月4日,第谷的靈柩上纏裹著黑布,裝飾著布拉赫家族的徽飾,由12名擁有貴族身份的帝國官員抬著埋葬在泰恩前圣母教堂的中殿之中。

主要成果

超新星

1572年,第谷觀察到一顆非常明亮的恒星,現在名為第谷超新星(Tycho's nova,編號SN1572)。新星出現在仙后座中,之后他仔細觀察了該新星,直到1574年,該新星變暗為止。他發現它位于月球之外,在恒星的范圍內,該結論開辟了天文學發展新領域。1573年,他發表了《新星》論文,使其名聲大噪。

彗星

1577年,第谷連續觀測兩個月之后發現這顆彗星的軌道不是位于月亮的下方,而是在月亮的上方,并且穿越水星金星的運行軌道。他認為彗星比月亮遠許多倍,在對彗星的認識方面,由于彗星來去飄忽不定,不像恒星永恒不動,也不像行星有規律地運動,很多科學家認為彗星是大氣中的一種現象,和下雨、雷電一樣,所以第谷的結論對于幫助人們正確認識天文現象產生了很大影響。

第谷體系

第谷了解尼古拉·哥白尼學說,同意他所說的行星是在圍繞Soleil轉動,這應當是行星運動的最好解釋。但是,第谷不相信哥白尼的地球也在運動的說法。他提出了一種介乎托勒密王朝的地心體系和哥白尼的日心體系之間的崔俞娜體系:恒星在遙遠的天邊,地球在宇宙中心,靜止不動,行星圍繞太陽運行,而太陽則率領行星圍繞地球運行。但是第谷的體系在歐洲未能流傳,對于天文學的進步沒有產生什么影響,這一體系在17世紀初傳入野牛氣墊登陸艇后曾一度被接受。

事實上,第谷體系保留了尼古拉·哥白尼體系的優勢,同時也保留了“地球是宇宙中心”的觀點。因此,盡管第谷體系在現在看來多少有點奇怪,但它實際上綜合了托勒密體系和哥白尼體系這兩者最為人們認可的特點。科學家們對于該體系的評價有諸多意見,有些科學家認為這是錯誤的。但是,仍有為數不少的人繼續認為地球宇宙中心,之所以會有這種想法,都是源于對某些宗教文獻的字面解讀。而且,如果對地心說觀點深信不疑,那么第谷體系將是最好的理論選擇。

月球理論

第谷·布拉赫對于月球的貢獻是發現月球經度的變化,并修正了月球軌道傾角,他之前認為月球軌道平面相對于黃道的傾角的天平動大約是5°的常數,通過研究發現其是在超過四分之一度的范圍內波動。還發現了月球交點經度的振蕩,這代表了月球黃道緯度的擾動。第谷的月球理論使明顯的月球不等式的數量相對于當時已知的不等式的數量增加了一倍,并將月球理論的差異減少到先前數量的五分之一左右。這些理論于1602年由約翰尼斯·開普勒在第谷死后出版,且開普勒利用這些資料制定了《魯道夫星表》。

天文儀器

第谷創制了大量的先進天文儀器,并不斷改進觀測儀器,如在窺管上引入附加的照準器,找到了既精巧又方便的橫向劃分法,提高了儀器的精確度。他測定了大氣折射改正表,為后人的觀測活動提供了很好的參照。第谷通過重新測定恒星的位置,編制成比以往更準確的1000多顆恒星的星表

醫學、煉金術

第谷受到瑞士醫生帕拉采爾蘇斯的影響,從事醫學和煉金術,帕拉塞爾蘇斯認為人體直接受到天體的影響。第谷利用帕拉塞爾蘇斯的思想將經驗主義自然科學、宗教與占星學聯系起來,并利用他在烏拉尼堡的草藥園制作了草藥配方,用來治療發燒和瘟疫。他的草藥一直使用到19世紀末。

“第谷·布拉赫日”一詞指的是1700年代以來的年歷中出現的“不幸的日子”,但與第谷或他的作品沒有直接關系。第谷可能意識到占星學不是一門經驗科學,或者是擔心宗教影響,他并沒有公開自己的占星學工作。例如,他的兩本占星學專著,一本是關于天氣預報的,一本是年歷,雖然是他親自撰寫的,但卻是以他助手的名義出版。一些學者認為,他在職業生涯中可能對占星學失去了信心。而另一些學者則認為,他只是改變了有關該主題的公眾溝通方式,因為他意識到與占星學的聯系可能會影響他天文學工作的接受度。

主要著作

《新天文學儀器》

《新天文學儀器》(Astronomiae Instauratae Mechanica)一書記錄了天文儀器的二十一幅插圖及其相應的描述,比如黃銅天球儀,然后是對第谷的天文成就、一些信件、一些詩集和其他雜項材料的描述。第谷最后提供了一個附錄,描述了他在天文臺的設施,其中包括一些木刻。這部作品最后補充了儀器的測量尺度和瞄準器等信息,于1598年1月完成。

《新編天文學初階》

1588年,第谷的《新編天文學初階》(Astronomiae Instauratae Progymnasmata)出版。該書分為三卷,第一卷主要講1572年的新恒星,第二卷專門介紹1577年的彗星,還包括對第谷世界體系的描述。第三卷旨在以類似的方式處理1580年及隨后幾年的彗星,但它從未出版過,甚至沒有寫成,盡管有關1585年彗星的大量材料被整理在一起,但其出版是在1845年。

《論天界之新現象》

《論天界之新現象》(De Mundi Aetherei Recentioribus Phaenomenis)也稱為《彗星解》,全書詳述各項實測內容,分兩部分,第一部分共九章節,介紹了第谷對首次出現的彗星所做的所有觀察和計算,包含了他的詳細觀察,恒星的位置、彗星在十一月和十二月的位置、它的運動角度、以及它的尾巴和頭部等。第二部分主要介紹了他的前輩和同時代人對彗星位置的看法。

《論新星》

《論新星》(De Nova Stella)主要分為三個部分,第一部分最為重要,第谷在其中報道了他對1572年新星的觀測與計算工作;第二部分是星占方面的討論,包括他對這顆新星星占效應的看法;第三部分是對1573年12月8日月全食的預測,分別使用了《普魯士天文表》《阿豐索天文表》以及普爾巴赫環形山的算表三種方法計算。

相關人物

開普勒

1599年,第谷看到開普勒的《宇宙的奧秘》一書時,十分欣賞他的才能,于是邀請開普勒來做自己的助手。1600年,開普勒來到布拉格,二人一起從事天文觀測工作。但是第二年第谷因病去世,之后開普勒繼承了第谷的大量觀察數據,開始研究火星軌道,提出了開普勒三定律。他還利用第谷的資料制定了新的星表《魯道夫星表》。

人物評價

第谷·布拉赫是天文史上的一位奇人。他對于星象的觀測,其精確嚴密在當時達到了前所未有的程度。其編的星表的數據甚至已經接近了肉眼分辨率的極限,這讓人瞠目結舌。——南方都市報

丹麥人第谷·布拉赫為了弄清宇宙的真相,建立了當時最為先進的大型天文儀器。通過20多年的天文觀測,他詳細而精確地記錄了行星的位置變化,為人類發現行星運動定律打下了堅實基礎。——中國空間技術研究院

人物關系

祖父與父母

第谷·布拉赫出生于丹麥貴族家族,除了布拉赫家族和比勒家族的直系血統外,他的祖先還包括魯德家族、特羅爾家族、烏爾夫斯坦家族和羅森克蘭茨家族。第谷的父親奧特·布拉赫( Otte Brahe )是一位皇家樞密院議員,他的母親貝阿特·比勒(Beate Bille )是丹麥宮廷里一位有權勢的人物,擁有多個王室頭銜。他的兩位祖父和曾祖父都曾擔任丹麥國王樞密院的議員。其中他的祖父蒂格·布拉赫(Thyge Brahe)是斯堪尼亞托斯特魯普城堡的總督,在路德宗教改革戰爭期間的1523年馬爾默市圍城戰中陣亡。他的外祖父克勞斯·比勒(Claus Bille )是博胡斯城堡的總督,也是瑞典國王古斯塔夫一世(Gustav Vasa)的遠房表弟。

妻子和孩子

1571年,第谷愛上了克努茲魯普路德教會牧師約爾根·漢森(J?rgen Hansen)的女兒克斯汀(Kirstine),但是第谷從未正式與她結婚,因為她是平民,如果他們二人結婚,第谷就會失去貴族特權。然而,丹麥法律允許摩根婚姻,這意味著貴族和普通女性可以以夫妻身份公開生活三年。之后,他們的婚姻就會具有法律約束力。但每個人都將保持自己的原有社會地位,他們所生的所有孩子都將被視為平民,沒有權利獲得頭銜、土地所有權、徽章,甚至父親的貴族名字。1573年10月12日,二人生下了他們的第一個女兒。1574年,他們搬到哥本哈根,又生下一個女兒。1576年,克斯汀死于瘟疫,第谷為她的墓碑寫下了一首挽歌。

人物軼事

第谷死因

1601年10月24日,第谷去世。據說是因為再一次宴會上,第谷因為禮儀拒絕離開宴會去解手。回到家后,他不再能夠排尿,經過努力也只能排出很少的一部分,并且伴有難以忍受的疼痛。在他去世的前一天晚上,他陷入了昏迷囈語狀態,期間經常聽到他驚呼,希望自己沒有白活。臨終前,他希望約翰尼斯·開普勒完成魯道夫表,并希望他能通過采用第谷自己的行星系而不是尼古拉·哥白尼的行星系統來實現這一目標。據報道,第谷為自己寫了墓志銘:“他生如圣人,死如愚人”。

有一位醫者認為第谷是死于腎結石,但在1901年挖出他的尸體后進行的尸檢中沒有發現腎結石,現代醫學評估認為他的死亡更有可能是由于膀胱破裂、前列腺肥大、急性前列腺炎或前列腺癌,導致尿潴留、溢流性尿失禁和尿毒癥

20世紀90年代的調查表明,第谷可能不是死于泌尿系統問題,而是死于汞中毒。甚至有人認為是約翰尼斯·開普勒對其下毒。

2010年2月,布拉格市當局批準了丹麥科學家挖掘遺骸的請求。2010年11月,來自奧爾胡斯大學捷克和丹麥科學家小組收集了第谷骨骼、頭發和衣服樣本進行分析。由延斯·維列夫(Jens Vellev)領導的科學家們再次分析了第谷的胡須。該小組于2012年11月報告稱,不僅沒有足夠的汞來證實謀殺,而且沒有任何毒物達到致命水平,其結論是“第谷·布拉赫不可能被謀殺”。

羅斯托克大學的科學家證實了這一發現,他們檢查了1901年采集的第谷胡須樣本。雖然發現了微量汞,但這些僅存在于外部鱗片中。因此,汞中毒作為死亡原因被排除,而研究表明,汞的積累可能來自“第谷長期煉金活動中從空氣中析出的汞粉塵”。

第谷鼻子

1566年12月10月,正在羅斯托克大學就讀的第谷參加了教授家的婚禮舞會,與表弟曼德魯普·帕爾斯伯格(Manderup Parsberg)因評論誰是最好的數學家而發生了決斗,這場決斗使第谷失去了一部分鼻梁,之后他就只能裝一個用合金做的假鼻子。據說他身上總得攜帶一小盒膠水,以便假鼻子脫開時再粘上去。

2012年11月,丹麥捷克研究人員對2010年挖掘出的尸體鼻子中的一小塊骨頭樣本進行化學分析后報告稱,該假肢并不是銀制的,雖然假體尚未被發現,但第谷尸體鼻區周圍的綠色污漬含有微量的銅和鋅,表明他的假鼻子是由黃銅制成的。

參考資料 >

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Astronomer Tycho Brahe died of burst bladder, not poisoning.NBC.2024-04-10

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Tycho Brahe Died from Pee, Not Poison.livescience.2024-04-10

Tycho Brahe to be exhumed.cphpost.dk.2024-04-10

打開第谷·布拉赫的墳墓.中國科學院化學過程基礎研究所.2024-04-10

Astronomer Tycho Brahe 'not poisoned', says expert.BBC.2024-04-10

Was Tycho Brahe Poisoned? According to New Evidence, Probably Not.time.2024-04-10

..2024-04-10

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