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第1章.3

作者:波-尼古拉·哥白尼/译者:姚守国 当前章节:4068 字 更新时间:2026-7-17 06:47

十二

如果任意两角和一边已知,则三角形的各边和角都可知(见图1.25) 。

令:在△ABC 中,∠ACB 和∠BAC 和一条边AC 已知。

若已知角中有一角是直角,则直接根据上面定理四,求出三角形的各边和角。

若已知角中没有直角,那么,象限CAD 减去AC 即可得AD 的值,∠BAD =180°-∠BAC ,根据定理四,△AFD 的角与边均可知。

另一种情况是,已知角中的一个角与已知边相对。如:已知角不是∠ACB ,而是∠ABC ,其他条件不变。则△ADF 的各边和角可知。而对于△BEF ,∠F 是两个三角形的公共角,∠EBF 是已知角的对顶角,∠E =90°。

因此,正如前文所论证的,该三角形的各边和角都可知。

十三

如果三角形各边已知,则各角可知(见图1.26) 。

图1.26

令:△ABC 的各边已知。

三角形的边可以相等或不等。

令:AB =AC 。

与两倍AB 和AC 相对的半弦显然相等。设这两段半弦分别为BE 和CE ,且相交于E 点。

根据欧几里得《几何原本》,∠DEB 是平面ABD 上的一个直角,∠DEC 是平面ACD 上的一个直角。根据以下方法可求得∠BEC :

∠BEC 与直线BC 相对,构成△BEC ,该三角形的边可由已知的弧求得。

然而,如图所示,三角形可能不是等边的。那么,与两倍边相对的半弦就不会相交。

令: > ,且CF 是与二倍AC 相对的半弦。

如果AC <AB ,半弦会显得高一些(见图1.27) 。

图1.27

作FG ∥BE 。

令:FG 与圆的交线BD 相交于G 点。

连接CG ,∠EFC =∠AEB =90°。

∵CF 是两倍AC 所对的半弦。

∴∠EFC =90°。

∠CFG 是AB 与AC 两圆的交角,因此,∠CFG 可求出。

∵△DFG 与△DEB 为相似三角形,DF ∶FG =DE ∶EB 。

∴FG =FC 。

由于DG 与DB 也有同一比值。因此,取DC =100000 P ,DG 也可由相同的单位表示。

根据平面三角形的定理二,边GC 可用与平面三角形GFC 其余各边相同的单位表示。根据平面三角形最后一条定理,可得∠GFC 和∠BAC ,并求出其余各角。

十四

将一段弧任意分割成两条短于半圆的弧,若两段弧的两倍所对的半弦之比已知,则可求出每段弦的长(见图1.28) 。

图1.28

令: 为已知圆弧,D 为圆心。 被B 点任意分割成两段短于半圆的弧。

再令:两倍 与两倍 所对半弦之比可用某一长度单位表示。

那么, 和 的长度均可求出。

作直线AC 与直径相交于E 点,从端点A 和C 向直径作垂线,分别为AF 和CG ,它们是两倍AB 和BC 所对的半弦。

在△AEF 和△CEG 中,三角形的对顶角相等,因此,两个三角形对应的角相等。

作为相似三角形,它们的边和角都成比例,即AF ∶CG =AE ∶EC 。

因此,AE 和EC 可用与AF 或GC 相等的单位表示。

由AE 和EC ,可得用相同的单位表示的AEC ,而AEC 作为 的所对弦,可用半径DEB 的单位求出。

连接DA 和DK ,它们可用与DB 相同的单位表示。DK 是半圆减去ABC 后的余量弧所对弦长的一半。而这段弧包含在∠DAK 内。

在△EDK 中,由于两边已知,∠EKD =90°,因此,∠EDK 可求得。

背负天球的阿特拉斯

  阿特拉斯是希腊神话中的擎天神,因反抗宙斯失败,被罚在世界最西边用双肩擎起天球。

十五

如果三角形所有的角都已知,则所有边可知(见图1.29) 。

图1.29

令:△ABC 的各角已知,但均不是直角。

设:∠A 为任意角,经过BC 的两端点画 ,与BC 相交。

除非∠B 和∠C 中,一角为钝角,另一角为锐角,否则,AD 将落入三角形内。

以B 和C 为端点作 和 。∠F =∠G =90°。

因此,在两个直角三角形中,两倍 和 所对半弦的比等于球的半径与两倍∠EAF 所对弦的比。

同理,在△AEG 中,∠G =90°,两倍 和 所对弦的比等于球的半径与两倍∠EAG 所对弦的比。由于这些比值相等,因此,两倍 和 所对弦的比等于两倍∠EAF 与∠EAG 所对半弦的比。 和 作为从直角中减去B 和C 的余量,为已知弧,因此,根据 和 ,可得∠EAF 与∠EAG 的比,即它们的对顶角∠BAD 与∠CAD 的比。

由于∠BAC 已知,∠BAD 和∠CAD 即可求得。

根据定理五,边AB 、BD 、AC 、CD 及BC 均可求得。

通过以上的结论,足以满足我们探索目标的需要。这些偏离主题的论证到此为止,如果要更为详尽,就需要再作一部专著了。

[1] 托勒密用拱点距离来表示天体的厚度。

[2] 公元2世纪著名的古希腊天文学家。哥白尼在文中大量引用托勒密的论述及其著作作为证明依据。

[3] 宇宙为球形这一观点,在希腊天文史的早期最先被提出来,并成为古代和中世纪的主导思想。

[4] “水滴呈球形”,是古代和中世纪科学的一种常识。

[5] 即船底座α星,在第二章第十四节之后的哥白尼星表中,老人星靠近南天星座船底座的第一星,哥白尼还补充说老人星“在埃及却能看见”。

[6] 波江座第一星是位于另一个南天星座中的一颗一等星。

[7] 曼费列多尼亚的卡普安纳斯在《对萨克罗波斯科球体的评论》修订版中提出:“地球的重量并不都是均衡的,而是一部分重于另一部分。因为没有洼地和洞穴的这一部分比较稠密和紧凑,遍布洞穴的那一部分则多孔。因此地球的形体中心不是它的重力中心。”

[8] 长度单位,相当于 英里或201.167米。

[9] 原书叙述为:“我们所居住的这一部分地球在东面的界限为一块未知的土地,它与大亚细亚的东部、中国和西伯利亚接壤。”

[10] 哥白尼用的是“Cathagia ”,可以只代表中国北部地区,也可以表示整个中国。

[11] 希腊人称之为νυχθημερον,根据希腊人的设想,除地球外,整个宇宙都在自东向西旋转。

[12] 哥白尼因为极度害怕被指控为异端,因此一直迫切寻找地动学说的古代支持者。他把在普鲁塔尔赫书中找到的一段话放在了自序的显著位置,借此表明赫拉克利特和埃克番达斯都承认地球在绕轴自转。

[13] “地球是一个天体,它绕中心作圆周运转,并由此产生昼夜。”亚里士多德认为这些都是毕达哥拉斯信徒们的信念。哥白尼却认为这种信念来自于费罗劳斯个人。

[14] 哥白尼引用的是西奥多西阿斯《球形》中的表述:“在一个圆球的各圆周中,通过球心的圆周为大圆。”这本书的希腊文本在哥白尼逝世之后才付印。

[15] 亚里士多德认为,一个旋转的刚体球的性质为:“在一个物体做圆周运动时,它的中心部分应该是静止的……但各圆上的速度和圆周大小成正比的说法,并非是无稽之谈,而是必然的……在大圆上的物体显然运动会快一些。”

[16] 哥白尼认为小熊座为北天第一星座,北天区的天鹰座与南天区的小犬座都是较为靠近黄道的星座。

[17] 欧几里得在他的《现象篇》的序言中指出:“若球体绕其轴线均匀自转,则球面各点在相等时间内在运载它们的平行圆周上扫出相似弧段。”

[18] 托勒密的主要著作,在古代是天文学的百科全书,直到开普勒时代仍是天文学家的必读书籍。

[19] 亚里士多德表示:“任一运动物体都可以自然地运动,也可以是非自然地受迫地运动……非自然运动很容易遭到破坏,只有自然运动才能够永远持续下去。”

[20] 哥白尼取消了曾被认为组成宇宙的四个传统元素中的一个。他看见并感觉到了充斥周围的土、水与空气,却无法对第四种元素作出实在的论证。此元素是环绕大气且位于天穹区域下面的一个设想的、看不见的火球。

[21] 水星和金星是内行星,它们在轨道上每运转一周都有一次大距。原文的意思为冲(从地球上看一颗行星或彗星在与太阳相对的位置上时,称为“在冲”。冲只发生在外侧行星上),即行星与太阳的经度差为180°。

[22] 指两个大视面的天体互相遮挡,从而发生亏蚀现象。

[23] 托勒密用拱点距离来计算各天体的厚度。

[24] 这里的情况和第一卷第八章的情况相同,哥白尼对“火元素”球的存在深感怀疑。

[25] 包括维楚维阿斯等。维楚维阿斯在他的《建筑学》中表示:“水星与金星以太阳光线为中心绕圈子运行,由此产生了逆行和留。”

[26] 索福克勒斯并非在《厄勒克特拉》中称太阳为洞察万物者,而是在他的《科罗努斯的俄狄浦斯》(Oedipus at Colonus )一书的第869行,把太阳称为洞察万物者。

[27] BA 与BC 的比值已知,BC 即可用与BD 相同的单位表示。

[28] 彼此平分,并都通过对方的两个端点。

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