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表》，在欧洲使用了近200年，直到13世纪才由《阿方索天文表》代替。查
尔卡利还著有《论太阳的运动》、《星盘》、《论行星天层》等著作。在《论
太阳的运动》一书中，记载了他通过25年的观测，发现了太阳远地点每229
年在黄道上移动 1°；在《星盘》一书中，他详细介绍了阿拉伯人常用的天
文仪器星盘的结构和使用方法；在《论行星天层》一书中，他用演绎法论证
了水星按椭圆轨道运行，否定了托勒密用本轮、均轮说来解释水星的运动。
此后，西阿拉伯学派的许多天文学家都对托勒密的本轮、均轮体系持否
定态度。伊本·图法 （1110—1185）另行设想出一种不需要使用偏心轮和本
轮的行星运动模型；伊本·鲁什德 （1126—1198）指责托勒密体系纯属数学
构想而非物理的现实；比特鲁吉·伊什比利（约1190年）则批评说，托勒密
体系从数学意义上是可以接受的，但实际上却并不正确。这些都表明，西阿
拉伯学派存在着一股反托勒密体系的思潮，它对几世纪后天文学冲破托勒密
体系的羁绊起了积极的作用。
阿拉伯天文学在西班牙活跃的时候，基督教的势力还未到达这里，所以
西班牙成了阿拉伯天文学进入欧洲的主要渠道。公元11、12世纪，许多阿拉
伯文的古希腊天文学著作在这里译成拉丁文传入欧洲大陆。欧洲人看到这些
著作大为惊讶，深为古希腊科学成就所感动，逐渐形成了研究和学习古希腊
科学和阿拉伯著作的热潮，对基督教神学一度形成了很大的冲击。后来，欧
洲文艺复兴活动中哥白尼学说的兴起，和阿拉伯文化的桥梁作用是分不开
的。
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2。欧洲天文学
在中世纪之前，基督教的早期传道者仅满足于象征性地解释《圣经》，
对托勒密体系等古希腊宇宙观念抱容忍态度。进入中世纪以后，随着教会势
力的强化，对《圣经》的解释就日益严格、呆板。基督教的思想代替了古代
科学文化的成就而传播开来。《圣经》和教会人士诠释《圣经》教义的文章，
成为关于宇宙构造知识的唯一合法的文献。
例如，《旧约全书·以赛亚书》有一处提到，“上帝坐在大地圆盘之上，
万民象蚱蜢一样欢欣雀跃，天空象帷幕一样笼罩四野，人们象住在帐篷里一
样舒适安宁”。这一段富有诗意的文学语言，被神学家演绎为穹窿状的天空
覆盖着圆盘状大地的宇宙图象。公元4世纪，教士科斯马斯写了一部12卷本
的著作《基督教地形学》，书中竟用基督教圣殿的结构来附会宇宙。例如，
他认为圣殿中安放供品的桌子代表着大地。由于这张桌子是长方形的，按东
西方向放置，因此大地也必然是长方形的，而且东西方向也一定比南北方向
更长。这等于回到了上古时代最幼稚的宇宙学概念。不过，欧洲当时以自然
经济为主，手工业生产水平很低，所以也很少有人对此提出质疑。
因此，中世纪的早期（公元5—10世纪）被称为“黑暗时期”。当时欧
洲人连著名希腊科学家的名字也不知道，宣扬地球是球形的思想也要遭受迫
害，连亚里斯多德的水晶球理论和托勒密的地心体系也是不准传播的。
在中世纪早期，天文学研究遭到冷遇，占星术却日益繁荣起来，古希腊
哲学家和科学家都力图从自然界本身来解释自然现象，对占星术不感兴趣。
但是罗马人相当迷信，对占星术的预言深信不疑。早在公元1世纪，当罗马
帝国还处于全盛时期时，占星家赫姆斯·特里斯梅吉斯图写了一部鼓吹星辰
与人事存在着对应关系的著作，后来经广泛流传和发展，成了中世纪欧洲著
名的“黄道人”学说。14世纪德国一部占星术手抄本中，清楚地标出了黄道
十二宫与所主宰的人体的各个部分：白羊宫——头部；金牛宫——颈部；双
子宫——双臂；巨蟹宫——胸部和胃、肺；狮子宫——心脏和后背；室女宫
——腹部和内脏；天秤部——臀部；天蝎宫——膀胱和生殖器；半人马宫—
—大腿；摩羯宫——膝盖；宝瓶宫——小腿；双鱼宫——双脚。
中世纪欧洲占星术更加盛行，人们的各项活动无一能脱离占星术士的喻
告和诫示。一些著名的占星术士成了国王的高参，各种重大政治活动的决策
都必须事先听取占星术士的预言。罗马教皇甚至亲自下令，在大学城开设占
星术课程。
基督教控制的国家再次接触到古希腊和阿拉伯天文学的起因，是 10到
13世纪的十字军东征。传播的途径大约有三个方向。首先是阿拉伯统治的西
班牙。西班牙早就存在着基督徒与阿拉伯文化的接触。从 1085年托莱多被十
字军攻陷起，阿拉伯文的希腊科学著作逐渐被翻译过来。托莱多陷落不久，
就办起了一所翻译学校，欧洲很多学者都来到这里学习穆斯林的科学知识。
意大利的杰勒德（1114—1187）就是其中之一。他曾经翻译了包括托勒密的
《天文学大成》在内的80多部著作。其次是西西里岛，这里的居民大多能说
拉丁语、阿拉伯语和希腊语，其中有些人是犹太人。1091年西西里岛被十字
军攻陷以后，一些阿拉伯著作就从这里被传播到欧洲。第三是土耳其人于
1453年攻陷君士坦丁堡，使希腊的学者们向西迁移。
同时，由于水轮、纺车、织布机、漂洗机、水力推动的鼓风机等机械的
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发明，冶金、玻璃和陶瓷制造、造船等手工业的发展，使西欧出现了早期的
技术革命，有力地刺激了实验科学的兴起和发展，并提供了许多力学、化学、
物理学等方面的新知识。在生产力发展的同时，观测天文学也取得了相当的
进展。例如在纽伦堡就形成了一个规模颇大的天文仪器制造中心，大批技术
高超的手工业者在这里生产着大量的星盘、日晷、子午仪、象限仪、浑天仪
等古天文仪器，为观测天文学的发展创造了十分有利的条件。航海事业的发
展，要求更加准确地测定日月星辰在天空中的地位，这也推动了观测天文学
的发展。
从13世纪起，欧洲各国开始兴建大学。当时有三种大学：第一种是教会
创办的，如牛津和剑桥等大学；第二种是公立大学，由学生选举出来的校长
总揽校务，如帕多瓦大学；第三种是国立大学，由帝王征得教皇认可而建立，
如那不勒斯大学。在这些大学中纷纷开设了讲授希腊经典的课程，其中就有
托勒密的天文学知识。
面对希腊古典科学在欧洲的传播，基督教会在新的形势下已经无法用老
的方法进行阻挡了。公元1227年，罗马教皇格里高里九世（约1170年—1241
年）上台后改用软硬兼施的方法来控制人们的思想。一方面，他在1230年下
令在罗马建立宗教裁判所，残酷迫害异端思想的传播者；另一方面，他又在
1231年下令重新修订和评注古希腊的哲学和自然科学著作。于是托马斯·阿
奎那 （1225—1274）竭力肯定亚里斯多德、托勒密学说和基督教的圣经是一
致的，并把托勒密的地心学说捧上了权威的地位，使教会对托勒密的地心体
系从排斥变为利用。
托勒密的体系认为地球位于宇宙的中心，天体围绕它运转。最接近地球
的是月亮，其次是水星、金星、太阳、火星、木星、土星、恒星以及宗动天，
这就是所谓九重天的思想。托勒密在描述行星运动时，如同描述太阳月亮的
运动一样，以本轮均轮加偏心圆的理论进行说明。由于观测越来越精密以及
观测数据的积累，所发现的行星不规则运动就越来越复杂。为了说明这种复
杂运动，托勒密除掉假设地球偏在均轮中心的一边以外，同时还设想本轮的
中心沿着均轮的运动也是不均匀的。他另外引入一个叫做“等点”的概念，
等点与本轮中心的距离等于地球至均轮中心的距离，但方向相反，并假设本
轮中心的运动从等点看是等速的。这样既维护了天体作等速圆周运动的庄严
及和谐，又尽可能地将理论推得的运动轨迹尽可能地符合观测的结果。
教会宣称，上帝创造了天和地。为了管理地上的万物，上帝又按照自己
的形象创造了人。按照这种说法，地球既然是上帝所安排的人类的栖身之所，
当然应该在宇宙间有特殊地位。托勒密的地心说恰恰论证了地球固定不动地
处于宇宙的中心，这正好给基督教教义提供理论依据。因此托勒密的体系长
期被教会奉为颠扑不破的永恒真理。
托勒密体系是欧洲天文学乃至整个近代天文学发展的新起点。从这以
后，中世纪欧洲天文学长期停滞的状态结束了，开始了新的发展历程。
1252年继位为西班牙国王的阿方索十世（1221—1284）是一位热衷于科
学的人，他在未登上王位之前就热情支持学者们将阿拉伯文的科学著作译成
拉丁文，并组织一批阿拉伯和犹太学者修订查尔卡利的《托莱多天文表》。
他一登基，就刊布了这部经修订后的天文表，称之为《阿方索天文表》。这
份天文表在欧洲流传极广，在200年中，它几乎满足了所有欧洲国家的需要。
据说，阿方索十世对托勒密体系的繁琐和不和谐颇为不满，曾发牢骚说：“上
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帝创造世界时要是向我求教的话，天上的秩序本来可以安排得更好一些。”
为此，他被教会指控为异教徒，1282年被废黜。
法国天文学家霍利伍德的约翰（？—约1256）于1220年出版了名著《天
球论》，简明扼要地阐述了球面天文学，为天文学在欧洲的普及作出了贡献。
这本书有许多种译本，一直流传到17世纪末期。
15世纪欧洲的著名天文学家有维也纳大学教授波伊尔巴赫 （1423—
1461）。他曾著《天文学手册》，作为《天球论》的补充。同时又著《行星
理论》（1474年出版），详细地介绍了托勒密行星理论。该书此后200多年
中再版了56次。他的学生和合作者雷乔蒙塔努斯（1436—1476）在纽伦堡建
立了一座天文台，并编印了公元1475—1506年的航海历书，这份历书曾为哥
伦布发现新大陆时所使用。
在意大利，也曾出现过一位天文学家尼古斯 （1401—1464）。他认为地
球每日都在其轴上自转，这是宇宙开始时所赋予它的冲力所致。他还认为，
天体上也有和地球上相似的生物居住着，宇宙是无限的，在其他星球上所看
到的天体运动，与在地球上所看到的应是一致的。人们以为地球不动，但实
际上它与一切天体相类似，都在运动着。
中世纪晚期，正是欧洲资本主义生产关系孕育发展的时期。中国的火药、
指南针、造纸、印刷术四大发明已通过阿拉伯人传到了欧洲，欧洲资本主义
性质的手工业逐渐形成。1492年，意大利航海家哥伦布首次横渡大西洋成功
并发现北美洲；1519—1522年，葡萄牙航海家麦哲伦则率领西班牙探险队完
成了首次环球航行。因此，当时的托勒密地心体系越来越暴露出它的破绽。
后继者采用本轮、均轮的观念来修补托勒密体系，本轮、均轮的总数多达80
个，运算极为繁琐，然而还是无法准确预报日、月和行星的位置，无法提供
优良的航海日历。当资产阶级需要利用科学同宗教神学的宇宙观作斗争时，
这场斗争终于从天文学中的地心说开始了。
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3。中国天文学
中国是世界上天文学发达较早的国家之一，在天文学的许多方面都曾处
于领先地位。无论在天文仪器、历法、天象观测、宇宙理论方面都取得了不
少成就，有一些至今还在研究工作中发挥作用，这是世界公认的。同时也涌
现了一批天文学家，他们的许多科学发现至今还有现实意义。
中国古典天文学有人归结成4个特点，不同于世界其他文明古国的天文
学系统，具有鲜明的独特性。
①整个天文学的发展以历法的编纂为基础。中国的历书不仅包括历日的
安排，还有太阳、月亮和行星的运行，日月食推算，各节气日影长短等，是
一部天文年历，内容比西方的历书远为丰富。中国天文学由国家官办，颁历
权是皇权的象征。
②中国天文学家一般使用代数方法计算日月行星的位置，处理天文数
据，而西方一般常用的是几何方法。
③中国占星术的哲学观点以阴阳五行、天人感应学说为基础，大多占卜
国家兴衰、政治事变，掌握于皇室；西方占星术多占卜个人命运，流行于民
间。
④中国古代天文学勤于观测，详细记录，对异常天象尤其重视，使中国
保存有最系统、最丰富的天象记录。
这些特点有力地证明了中国古代天文学的独立起源和发展。
中国天文学的理论渊源于中国古代的宇宙理论——盖天说、宣夜说、浑
天说。
盖天说是中国最古老的一种探讨天体结构的学说。最早的盖天说主张天
是圆的，象一只扣着的大锅，地是方形的，象一张棋盘，也就是通常说的“天
圆地方”。后来的盖天说，把天比喻成一个斗笠，而把地比喻一个倒扣着的
盘子，二者呈平行的拱形。
宣夜说是中国古代一种朴素的无限宇宙学说。这个学说可以上溯至战国
时代的《庄子》，认为根本不存在有形质的天，天色苍苍，是因为它“高远
无极”，不存在一个有形体、有颜色的亮层。日月众星自然地飘浮在无限的
太空之中，它们的速度各不相同。宣夜说进一步发展以后，认为日月星辰也
是由气组成的，只不过是发光的气。这个学说的思想虽然很先进，但作为一
个宇宙结构体系，没有提出独立的计算天体坐标及其运动的量度办法，它的
数据是借自浑天说。
浑天说的一些看法大约在战国时期就已形成，对这个学说的详细记述的
最早著作是东汉时期的天文学家张衡的《浑天仪》。他认为天好象一个鸡蛋
壳，地好比鸡蛋黄，天大地小，天地各乘气而立，载水而浮。天有一个硬壳，
但硬壳不是宇宙的边界，它以外的宇宙在时空上是无限的。浑天说在中国流
传甚广，天文学家和历算家观测和测量天体视运动时，都以它为基础。所以
它不仅是一种宇宙学说，而且是一种测量天体视运动的计算体系。
中世纪的中国天文学大致也可以分为隋唐和宋元两个时期。
隋唐是两个大一统的帝国。南北朝在天文历法方面的许多创造，经隋唐
两代确立和巩固下来；由于统一和疆域的扩大，给天文测量带来许多方便；
与周围各国关系的加强，使古老的中国文化又吸收了一些新的营养。这些使
得隋唐的天文历法都比南北朝进一步发展了。
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这一时期最著名的天文学家是僧一行 （683—727），俗名张遂，魏州昌
乐县（今河北省南乐县）人，是唐朝开国名臣张公谨的重孙。他的主要贡献
是制订了《大衍历》。此外，他在天文测量如圭表测影技术和理论的改进、
对地球子午线长度的首次测量方面都作出了卓越的贡献。
圭表是发明得最早也是最简单的仪器。它就是在地上直立的一根竿子（称
为表）和地面上南北方向平放着的尺 （称为圭）的总称。根据表投下的日影
长度，可以求得许多天文数据，有很多实用价值。参看图6。1。圭表测影的
功能主要有两方面：1。由日影长短定二至、二分的所在，验证历法的精确性；
2。在汉代和南北朝之前，人们曾由日影千里差一寸的原则，通过圭表量日影
长短，计算天体大小。
唐朝建立后，疆域空前扩大，社会安定。于是，开元年间（713—714），
在僧一行的主持下进行了大规模的日影测量。结果表明日影与距离的关系随
地区而不同。南部变化小而北部变化大；而且随季节不同而异，夏季变化小，
冬季变化�