周轉圓

托勒密 (Ptolemy) 的宇宙模型里,行星循著本輪 (epicenter,周轉圓) 的小圓運行。而本輪的中心循著著稱為均輪的大圓繞地球運行。

克羅狄斯·托勒密於公元二世紀,提出了自己的宇宙結構學說,即“地心說”。他說,宇宙是一個有限的球體,分為天地兩層,地球位於宇宙中心,所以日月圍繞地球運行,物體總是落向地面。地球之外有9個等距天層,由里到外的排列次序是:月球天、水星天、金星天、太陽天、火星天、木星天、土星天、恆星天和原動力天,此外空無一物。各個天層自己不會動,上帝推動了恆星天層,恆星天層才帶動了所有的天層運動。人居住的地球,靜靜地屹立在宇宙的中心。托勒密全面繼承了亞里士多德的地心說,並利用前人積累和他自己長期觀測得到的數據,寫成了8卷本的《偉大論》。在書中,他把亞里士多德的9層天擴大為11層,把原動力天改為晶瑩天,又往外添加了最高天和淨火天。托勒密構想,各行星都繞著一個較小的圓周上運動,而每個圓的圓心則在以地球為中心的圓周上運動。他把繞地球的那個圓叫“均輪”,每個小圓叫“本輪”。同時假設地球並不恰好在均輪的中心,而偏開一定的距離,均輪是一些偏心圓;日月行星除作上述軌道運行外,還與眾恆星一起,每天繞地球轉動一周。托勒密這個不反映宇宙實際結構的數學圖景,卻較為完滿的解釋了當時觀測到的行星運動情況,並取得了航海上的實用價值,從而被人們廣為信奉。
他其實剛開始提出地心說的時候並沒有涉及到“均輪”,只是說所有天體圍繞地球鏇轉的軌道叫做“本輪”。但是由於地心說壓根就是謬誤,所以後來每年行星的運行的軌道都和他所預測的有所不同,於是就加上了均輪一說。均輪就是在天體繞地球鏇轉出一個大圈的同時,天體本身也有一個小圈,類似於今天我們說的自轉,但是不同的是,自轉是自己繞著自己的軸心轉,而均輪是繞著自己本身以外的一個圓心轉。但是很多行星又跟他出麻煩了也就是說他按照他的學說帶上均輪以後,仍然有很多行星的運行軌道是有很大偏差的。於是他在那個行星的均輪上又加了一個小一些的均輪。也就是說,這個行星要繞著一個小均輪轉,這個小均輪又繞著大均輪轉,這個大均輪又繞著本輪轉。有的行星甚至被他加上了10均輪,現在看起來實在是很可笑。

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