在一座足以与亚历山大图书馆争辉的殿堂里,一位数学家绘制的曲线终将揭示宇宙的奥秘——尽管方式出乎他的预料。

阿波罗尼奥斯弯曲光线、预见天文学未来的那一天

在帕加马,一位数学家笔下的曲线将在两千年后为开普勒解开行星运动之谜

佩尔格的阿波罗尼奥斯为纯粹思辨而创造的数学曲线,最终成为理解行星轨道的关键钥匙。

夏日骄阳炙烤着帕加马宏伟的图书馆,这座藏书殿堂的规模仅次于传奇的亚历山大图书馆。馆内,一位年逾六旬的老者端坐于数以千计的莎草纸卷轴之间,以近乎痴迷的精确在蜡板上描绘着曲线。佩尔格的阿波罗尼奥斯,这位数学家穷尽数十年光阴,只为追寻那些似乎仅存在于纯粹思维领域的图形——圆锥曲线。

时值公元前200年左右,阿波罗尼奥斯正在完成他的毕生巨著《圆锥曲线论》。这部论著以无比严谨的数学方法定义了椭圆、抛物线和双曲线,其精确程度令两千年后的天文学家仍奉为圭臬。然而据传,就在那一天,阿波罗尼奥斯还取得了另一项非凡的成就:他证明了这些曲线可以解释行星在夜空中诡异的逆行现象。

希腊人长期为逆行现象所困扰——火星、木星和土星会周期性地在恒星背景前逆向而行,随后又恢复东移。阿波罗尼奥斯提出了一个优雅的解决方案:本轮。他认为,行星在一个小圆(本轮)上运动,而这个小圆的圆心又沿着一个围绕地球的大圆(均轮)移动。这套数学模型运转得天衣无缝。当行星运行至本轮内侧时,从地球的视角看去,它便呈现出逆行的轨迹。

他的学生喜帕恰斯后来进一步完善了这套体系。托勒密则将其编纂为古代天文学的经典权威。但这颗种子,是阿波罗尼奥斯独自播下的。

💡 阿波罗尼奥斯八卷圆锥曲线著作中的三卷之所以留存至今,全赖九世纪阿拉伯数学家的翻译——希腊语原本早已永远失落。