古代天文學
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http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/phpBB/viewtopic.php?topic=8492 資料取材自「中國大百科天文學」
古代天文學
中國古代天文學
在中國的史書中《春秋》和《左傳》﹐記錄了37次日蝕﹐現已證明其中32次是可靠的﹐ 魯莊公七年(公元前687年)“夏四月辛卯﹐夜﹐恆星不見。夜中﹐星隕如雨”這是天琴座流星雨的最早記載。 魯文公十四年(公元前613年)“秋七月﹐有星孛入於北斗﹐”是關於哈雷彗星的最早記錄。 大概在春秋中葉(公元前 600年左右)已開始用土圭來觀測日影長短的變化﹐以定冬至和夏至的日期。 那時把冬至叫作“日南至”﹐以有日南至之月為“春王正月”。
春秋戰國時代﹐有人設計出一種只同天象聯繫﹐而與人間社會變遷無關的歲星紀年法﹐歲星﹐即木星。 古人認為它的恆星周期是十二年。因此﹐若將黃﹑赤道帶分成十二個部分﹐稱為十二次﹐ 則木星每年行經一次。這樣﹐就可以用木星每年行經的星次來紀年。 歲星紀年法到漢以後就發展成為干支紀年法。
《莊子‧天運》和《楚辭‧天問》提出一系列問題﹐例如﹐宇宙的結構怎樣﹖天地是怎樣形成的﹖ 為了回答第一個問題﹐出現了蓋天說﹐先是認為“天圓如張蓋﹐地方如棋局”﹐ 後來又改進成為“天似蓋笠﹐地法覆槃”(《晉書‧天文誌》)。
關於第二個問題﹐明確而全面的記載則始見於漢代的《淮南子》(約成書於公元前140年)﹐ 《淮南子‧天文訓》一開頭就講天地的起源和演化問題﹐認為天地未分以前﹐混混沌沌﹔ 既分之後﹐輕清者上昇為天﹐重濁者凝結為地﹔天為陽氣﹐地為陰氣﹐二氣相互作用﹐產生萬物。 戰國以後﹐與農業生產有密切關係的二十四節氣也在逐步形成﹐它們的完整名稱也始見於《淮南子》。 二十四節氣﹐簡稱“氣”﹐這是中國古代曆法的陽曆成分。而“朔”則是中國古代曆法的陰曆成分。 氣和朔相配合﹐構成中國傳統的陰陽曆。
東漢時代(公元25～220年)﹐張衡以發明候風地動儀聞名於世。在天文學方面﹐他是渾天說的代表人物﹐ 主張“天圓如彈丸﹐地如卵中黃”﹔並且在耿壽昌所發明的渾象的基礎上﹐製成漏水轉渾天儀﹐ 演示他的學說﹐成為中國水運儀象傳統的始祖。《張衡渾儀註》中說:“渾天如雞子。天體圓如彈丸﹐ 地如雞子中黃﹐孤居於天內﹐天大而地小。天表裡有水﹐天之包地﹐猶殼之裹黃。天地各乘氣而立﹐ 載水而浮。周天三百六十五度又四分度之一﹐又中分之﹐則半一百八十二度八分度之五覆地上﹐半繞地下﹐ 故二十八宿半見半隱。其兩端謂之南北極。北極乃天之中也﹐在正北﹐出地上三十六度。 然則北極上規徑七十二度﹐常見不隱。南極天地之中也﹐在正南﹐入地三十六度。南規七十二度常伏不見。 兩極相去一百八十二度強半。天轉如車轂之運也﹐周旋無端﹐其形渾渾﹐故曰渾天。” 可見渾天說比蓋天說進了一步﹐它認為天不是一個半球形﹐而是一整個圓球﹐地球在其中﹐ 就如雞蛋黃在雞蛋內部一樣。不過﹐渾天說並不認為“天球”就是宇宙的界限﹐ 它認為“天球”之外還有別的世界﹐即張衡所謂:“過此而往者﹐未之或知也。 未之或知者﹐宇宙之謂也。宇之表無極﹐宙之端無窮。”(《靈憲》)
除了蓋天說和渾天說以外﹐比張衡略早的郗萌還提出他先師宣傳的宣夜說﹐ 這個學說認為並沒有一個硬殼式的天﹐宇宙是無限的﹐空間到處有氣存在﹐天體都漂浮在氣中﹐ 它們的運動也是受氣制約的。
東漢末年﹐劉洪在 "乾\"象曆(公元206年創制)中第一次把回歸年的尾數降到1/4以下﹐ 成為 365.2462日﹐並且使朔望和日月蝕的計算都前進了一大步。
東晉虞喜發現歲差﹐南朝祖沖之將它引進曆法﹐將恆星年與回歸年區別開來。 祖沖之測定一個交點月的日數為27.21223﹐同今測值只差十萬分之一。 祖沖之之子繼承父業﹐也精於天文。他發現過去人們當作北極星的“紐星”已去極一度有餘﹐ 從而證明天球北極常在移動﹐古今極星不同。
貞觀七年(公元633年)﹐李淳風製成渾天黃道儀﹐把中國觀測用的渾儀發展到極為複雜的程度。
開元十三年(公元725年)﹐一行和梁令瓚改進了張衡的水運渾象。他們把渾象放在木櫃子裡﹐ 一半露在外面﹐一半藏在櫃內﹐在櫃面上有兩個木人分立在渾象兩旁﹐一個每刻擊鼓﹐ 一個每辰(2小時)敲鐘﹐按時自動。這可以說是最早的自鳴鐘﹐它的名字叫“開元水運渾天俯視圖”。 一行質問“宇宙之廣﹐豈若是乎﹖”剎住了計算宇宙大小的風氣﹐並使柳宗元受到了影響。 柳宗元把宇宙無限論推向新的高峰﹐他認為宇宙既沒有邊界﹐也沒有中心﹐ “無青無黃﹐無赤無黑﹐無中無旁﹐烏際乎天則﹗”(《天對》) 也就是說﹐天既沒有青﹑黃﹑赤﹑黑各種顏色之分﹐也沒有中心和邊緣之別﹐怎麼能把它劃分成幾部分呢﹖
關於1006年和1054年的超新星的出現﹐特別是1054年(宋仁宗至和元年)的超新星記錄﹐ 成為當代天文學研究中極受重視的資料。在這顆超新星出現的位置上﹐現在遺留有一個蟹狀星雲。
1276年以後﹐忽必烈把金﹑宋兩個司天監的人員集中到大都﹐再加上新選拔的一些人才﹐ 組成了一支強大的天文隊伍。這支隊伍在王恂﹑郭守敬主持下﹐從事製造儀器﹐進行測量和編制新曆﹐ 在短短的五年時間(1276～1280年)中取得了極大的成就﹐將中國古代天文學推向新的高峰。 第一﹐製造了多種新儀器﹐其中仰儀是用針孔成像原理﹐把太陽投影在半球形的儀面上﹐ 以直接讀出它的球面坐標值。 高表是把傳統的八尺表加高到四丈﹐使得在同樣的量度精度下﹐誤差減少到原來的五分之一。 正方案是在一塊四尺見方的木板上畫19個同心圓﹐圓心立一根表﹐當表的影端落到某個圓上時就記下來﹐ 從早到晚記完後把同一個圓上的兩點聯接起來﹐它們的中點和圓心的聯線就是正南北方向。 玲瓏儀和蘇頌﹑韓公廉所造的渾天象相似﹐是一種可容人在內部觀看的表演儀器。 1281年以後﹐郭守敬還創制了不少新儀器﹐其中大明殿燈漏是最突出的一項。 它是一個外形像燈籠球﹑用水力推動的機械報時器﹐上面還布置有能按時跳躍的動物模型﹐ 這同歐洲在機械鐘錶上附加的種種表演機械是一樣性質的。
第二﹐進行了一次空前規模的觀測工作。在全國27個地方設立觀測所﹐測量當地的地理緯度﹐ 並南起北緯15度﹐北至北緯65度﹐每隔10度設立一個觀測站﹐測量夏至日影的長度和當天晝夜的長短。
第三﹐對一系列天文數據進行實測﹐並對舊的數據進行檢核﹐選用其中精密的數據。
第四﹐在至元十七年(公元1280年)編成《授時曆》﹐並於次年起實行。 《授時曆》用三次差內插法來求太陽每日在黃道上的視運行速度和月亮每日繞地球運行的速度﹐ 用類似球面三角的弧矢割圓術﹐由太陽的黃經求它的赤經赤緯﹐求白赤交角﹐ 以及求白赤交點與黃赤交點的距離。
忽必烈至元四年(公元1267年)﹐西域天文學家札馬魯丁進呈《萬年曆》﹐同年製造七件阿拉伯天文儀器﹐ 其中包括托勒密式的黃道渾儀﹑長尺﹐以及地球儀和星盤。
從明初到明萬曆年間的二百年中﹐天文學上的主要進展有﹕ 翻譯阿拉伯天文書籍﹔鄭和於1405～1432年遠洋航行中利用“牽星術”定位定向﹐發展了航海天文﹔ 對奇異天象(例如1572年和1604年的超新星)的觀測等。
明末﹐歐洲耶穌會傳教士來到中國。他們瞭解到中國對新知識的追求﹐便採取了學術傳教的方針。 他們所介紹的歐洲天文學知識受到當時進步知識分子的歡迎﹐並加以翻譯和介紹。 中國學者除參與翻譯和介紹歐洲天文知識外﹐還向耶穌會士學習了歐洲天文學的計算方法。因此﹐ 萬曆三十八年(公元1610年)﹐徐光啟用西法預報這一年十一月朔(12月15日)的日蝕。經觀測證明﹐ 這個預報比較準確﹐因而引起人們對西法的注意。崇禎二年五月乙酉朔(公元1629年6月21日)日蝕﹐ 欽天監的預報又發生明顯錯誤﹐明朝政府決心改曆﹐命令徐光啟在北京宣武門內組成百人的曆局﹐ 聘請耶穌會士鄧玉函﹑羅雅谷﹑湯若望等參加編譯工作﹐經過五年成書 137卷﹐命名《崇禎曆書》。 《崇禎曆書》與中國古代天文學體系最顯著的不同是﹕採用第谷的宇宙體系和幾何學的計算系統﹔ 引入地球和地理經緯度概念﹔應用球面三角學﹔採用歐洲通行的度量單位﹐分圓周為360°﹐ 分一日為96刻﹐24小時﹐度和時以下採用60進位制。 《崇禎曆書》於1634年編成以後﹐未曾頒行。1644年清軍入關以後﹐湯若望把這部書刪改壓縮成103卷﹐ 更名為《西洋新法曆書》﹐進呈清政府。清政府任命湯若望為欽天監監正﹐ 用“西洋新法”編算下一年的民用曆書﹐命名為《時憲曆》。
埃及古代天文學
埃及第三王朝到第六王朝(約公元前二十七世紀至公元前二十二世紀)文化最為繁榮。 埃及對於數學﹑醫學和天文學的重要貢獻﹐都產生在這一時期。名聞世界的金字塔也是在這一時期建造的。 據近代測量﹐最大的金字塔底座的南北方向非常準確﹐當時在沒有羅盤的條件下﹐必是用天文方法測量的。 最大的一座金字塔在北緯30°線南邊二公里的地方﹐塔的北面正中有一入口﹐從那裡走進地下宮殿的通道﹐ 和地平線恰成30°的傾角﹐正好對著當時的北極星。 除知道北極附近的拱極星外﹐埃及人認星最大的特徵是將赤道附近的星分為36組﹐每組可能是幾顆星﹐ 也可能是一顆星。每組管十天﹐所以叫旬星(Decans)。當一組星在黎明前恰好昇到地平線上時﹐ 就標誌著這一旬的到來。現已發現的最早的旬星文物屬於第三王朝。
埃及最早的曆法﹐合三旬為一月﹐合四月為一季﹐合三季為一年。 三個季度的名稱是﹔洪水季(Akhet)﹑冬季(Peret)和夏季(Shemu)﹐冬季播種﹐夏季收穫。 在古王國時代﹐一年中當天狼星清晨出現在東方地平線上的時候﹐尼羅河就開始氾濫。 古埃及人根據對天狼偕日昇和尼羅河氾濫的周期進行了長期觀測﹐把一年由360日增加為 365日。 這就是現在陽曆的來源。但是這與實際周期每年仍約有0.25日之差。
美索不達米亞天文學 古代兩河流域的科學﹐以數學和天文學的成就為最大。據說在公元前三十世紀的後期就已經有了曆法。 他們分圓周為 360°﹐分1小時為60分﹐1分為60秒﹐以7天為1個星期﹐分黃道帶為12個星座等。 因為當時的年是從春分開始﹐所以古巴比倫曆的一月相當於現在的三月到四月。
巴比倫人以新月初見為一個月的開始。這個現象發生在日月合朔後一日或二日﹐ 決定於日月運行的速度和月亮在地平線上的高度。 為瞭解決這個問題﹐塞琉古王朝的天文學家自公元前311年開始制定日﹑月運行表﹐ 有日月運行表以後﹐計算月蝕就很容易了。事實上﹐遠在薩爾貢二世(約公元前九世紀)時﹐ 已知月蝕必發生在望﹐而且只有當月亮靠近黃白交點時才行。 巴比倫人不但對太陽和月亮的運行周期測得很準確﹐朔望月的誤差只有0.4秒﹐ 近點月的誤差只有3.6秒﹐這些數據遠比後來希臘人的準確。
希臘古代天文學
希臘第一個著名自然哲學家泰勒斯據說曾在埃及獲得了幾何學知識﹐到美索不達米亞學到了天文學。 相傳他曾預告過一次日蝕﹐並認為大地是一個浮在水上的圓盤或圓筒﹐而水為萬物之源。 從泰勒斯開始到托勒密為止的近八百年間﹐希臘天文學的成就主要表現在五個方面。
1.地球的形狀和大小 愛奧尼亞學派認為大地是個圓盤或圓筒﹔畢達哥拉斯學派則認為大地是個球形﹔ 亞里士多德在《論天》裡肯定了這一看法之後﹐地為球形的概念即成定論。 埃拉托斯特尼用比較科學的方法得出了很精確的結果﹐他注意到夏至日太陽在塞恩(今阿斯旺)地方的天頂上﹐ 而在亞歷山大城用儀器測得太陽的天頂距等於圓周的1/50。他認為這個角度即是兩地的緯度之差﹐ 因而地球的周長即是兩地之間距離的50倍。這兩地之間的距離當時認為是5﹐000希臘里﹐ 所以地球的周長為 25萬希臘里。據研究﹐1希臘里(Stadia)=158.5米﹐那麼地球周長便是 39﹐600公里﹐ 可以說相當準確。100多年以後﹐住在羅得島上的波西東尼斯又利用老人星測過一次地球的周長﹐ 得出為18萬希臘里﹐沒有埃拉托斯特尼的準確﹐但為托勒密所採用﹐一段時期內成為公認的數值。
2.日﹑月的遠近和大小 畢達哥拉斯認為﹐月光是太陽光的反射﹔月亮的圓缺變化是由於 月﹑地﹑日之間相互位置的變動﹐月面明暗交界處為圓弧形﹐表明月亮為球形﹐並推想其他天體也都是球形。 阿利斯塔克的論文《關於日月的距離和大小》設想上﹑下弦時﹐日﹑月和地球之間應當形成一個直角三角形﹐ 月亮在直角頂上。通過測量日﹑月對地球所形成的夾角﹐就可以求出太陽和月亮的相對距離。 他量出這個夾角是87°﹐並由此算出太陽比月亮遠約18～20倍。 喜帕恰斯繼續做阿利斯塔克測量日﹑月大小和距離的工作﹐他通過觀測月亮在兩個不同緯度地方的 地平高度﹐得出月亮的距離約為地球直徑的30+(1/6)倍﹐這個數字比實際稍小一點。
3.日心地動說 畢達哥拉斯學派的菲洛勞斯認為地球每天沿著由西向東的軌道繞中央火轉動一周。 和月亮總是以同一面朝著地球一樣﹐地球也是以同一面朝著中央火﹐而希臘人是住在背著中央火的一面。 地球和中央火之間還有一個“反地球”﹐它以和地球一樣的角速度繞中央火運行﹐ 因此﹐地球上的人是永遠看不見中央火的。 菲洛勞斯的理論認為﹐中央火是宇宙的中心。處在它外面的地球﹐每天繞火轉一周﹐月球每月一周﹐ 太陽每年一周﹐行星的周期更長﹐而恆星則是靜止的。這樣的見解要求地球每天運行一段行程後﹐ 恆星之間的視位置應該有所改變﹐除非恆星跟地球的距離是無限遠。 畢達哥拉斯學派認為恆星與地球的距離是有限的﹔可是﹐從來沒有觀測到在一天之內恆星之間的 視位置有什麼變化。為了消除這一矛盾﹐畢達哥拉斯學派另外兩位學者希色達和埃克方杜斯 提出地球自轉的理論﹐認為地球處在宇宙的中心﹐每天自轉一周。 其後﹐柏拉圖學派的赫拉克利德繼承了希色達和埃克方杜斯的觀點﹐以地球的繞軸自轉來解釋天體的視運動﹐ 同時又注意到水星和金星從來沒有離開過太陽很遠﹐進而提出這兩個行星是繞太陽運動﹐ 然後又和太陽一起繞地球運動。 和赫拉克利德同時的亞里士多德反對這種觀點﹐他以沒有發現恆星視差﹐來反對地球繞中央火轉動 的學說。他以垂直向上拋去的物體仍落回原來位置﹐而不是偏西的事實來反對地球自轉的學說。 亞里士多德的這兩個論據﹐直到伽利略的力學興起和貝塞耳發現了恆星的視差以後﹐才被駁倒。 雖然亞里士多德的觀點在很長時期內佔了統治地位﹐但是﹐公元前三世紀的阿利斯塔克還是認為﹐ 地球在繞軸自轉的同時﹐又每年沿圓周軌道繞太陽一周﹐太陽和恆星都不動﹐ 行星則以太陽為中心沿圓周運動。為瞭解釋恆星沒有視差位移﹐他正確地指出﹐ 這是由於恆星的距離遠比地球軌道直徑大得多的緣故。
4.同心球理論 阿利斯塔克的見解走在時代的前面太遠﹐無法得到一般人的承認。 當時盛行的是地球為中心的地心說﹐它一直延續到十六至十七世紀。 畢達哥拉斯學派認為﹐一切立體圖形中最美好的是球形﹐一切平面圖形中最美好的是圓形﹐ 而宇宙是一種和諧的代表物﹐所以一切天體的形狀都應該是球形﹐一切天體的運動都應該是勻速圓周運動。 但是事實上﹐行星的運動速度很不均勻﹐有時快﹐有時慢﹐有時停留不動﹐有時還有逆行。 可是柏拉圖認為﹐這只是一種表面現象﹐這種表面現象可以用勻速圓周運動的組合來解釋。 他提出了以地球為中心的同心球殼結構模型。各天體所處的球殼﹐離地球的距離由近到遠﹐ 依次是﹕月亮﹑太陽﹑水星﹑金星﹑火星﹑木星﹑土星﹑恆星﹐各同心球之間由正多面體聯接著。 到了亞里士多德﹐不同於前人的地方在於﹕他的天體次序是﹕ 月亮﹑水星﹑金星﹑太陽﹑火星﹑木星﹑土星和恆星天﹐在恆星天之外還有一層“宗動天”。 亞里士多德認為﹐一個物體需要另一個物體來推動﹐才能運動。於是他在恆星天之外﹐ 加了一個原動力天層──宗動天。宗動天的運動則是由不動的神來推動的﹐神一旦推動了宗動天﹐ 宗動天就把運動逐次傳遞到恆星﹑太陽﹑月亮和行星上去。這樣﹐亞里士多德就把 上帝是第一推動力的思想引進宇宙論中來了。
5.本輪均輪說 同心球理論除了過於複雜以外﹐還和一些觀測事實相矛盾﹕ 第一﹐它要求天體同地球永遠保持固定的距離﹐而金星和火星的亮度卻時常變化。 這意味著它們同地球的距離並不固定。 第二﹐日蝕有時是全蝕﹐有時是環蝕﹐這也說明太陽﹑月亮同地球的距離也在變化。 阿利斯塔克的日心地動說可以克服同心球理論的困難﹐但他無法回答上面提到的亞里士多德 對地球公轉和自轉的責難。當時希臘人認為天地迥然有別﹐也阻礙人們接受地球是一個行星的看法。 因此﹐要克服同心球理論所遇到的困難﹐還得沿著圓運動的思路前進。 阿波隆尼設想出另一套幾何模型﹐可以解釋天體同地球之間距離的變化。 那就是﹕如果行星作勻速圓周運動﹐而這個圓周(本輪)的中心又在另一個圓周(均輪)上作勻速運動﹐ 那麼行星和地球的距離就會有變化。 通過對本輪﹑均輪半徑和運動速度的適當選擇﹐天體的運動就可以從數量上得到說明。 喜帕恰斯繼承了阿波隆尼的本輪﹑均輪思想﹐並且又進一步有所發現﹕ 太陽的不均勻性運動還可以用偏心圓來解釋﹐即太陽繞著地球作勻速圓周運動﹐ 但地球不在這個圓周的中心﹐而是稍偏一點。 這樣﹐從地球上看來﹐太陽就不是勻速運動﹐而且距離也有變化﹐近的時候走得快﹐遠的時候走得慢。 本輪均輪說到托勒密時發展到了完備的程度﹐他在《天文學大成》中作了概括。 這種學說統治了天文學界一千四百多年﹐直到哥白尼學說出現以後﹐才逐漸被拋棄。
印度古代天文學
由於農業生產的需要﹐印度早就創立了自己的陰陽曆。在早期的吠陀中有零星的記載﹐ 例如在《愛達羅氏梵書》記載﹐一年為360日﹐十二個月﹐一個月為30日。 但實際上﹐月亮運行一周不足30日﹐所以有的月份實際不足30日﹐印度人稱為消失一個日期。 大約一年要消失五個日期﹐但習慣上仍稱一年 360日。印度古代有其他多種曆日制度﹐彼此很不一致。 在印度曆法中有望終月和朔終月的區別。望終月是從月圓到下一次月圓為一個月﹔ 朔終月以日月合朔到下一個合朔為一個月。 為了研究太陽﹑月亮的運動﹐印度有二十七宿的劃分方法。它是將黃道分成二十七等分﹐稱為“月站”。 印度也有二十八宿的劃分方法﹐增加的一宿位於人馬座α和天鷹座α之間﹐名為“麥粒”宿。
在佛教在印度傳播很廣的時期內﹐佛經中表述的傳統宇宙觀念﹐與中國古代的蓋天說較為接近。 須彌山為天地的正中央。日月環繞須彌山運動而不入地下﹐日繞行一周為一晝夜。 在以後的一個相當長的時期內﹐印度天文學基本上沒有得到發展。在笈多王朝時期(公元四﹑五世紀)﹐ 佛教衰落而印度教興起。希臘天文學傳入印度﹐天文學開始蓬勃發展﹐出現了印度著名的天文學家阿耶波多。 他計算了日月五星以及黃﹑白道的昇交點和降交點的運動﹐有推算日月蝕的方法。從曆數書中得知﹐ 當時的印度曆法大都是使用恆星年而不是回歸年﹐這個特點一直保持到近代。 公元十二世紀﹐印度出現了天文學家帕斯卡爾﹐他的重要天文著作《曆數精粹》對印度天文學的 發展影響很深。他提出了自己的宇宙理論﹐認為地球居於宇宙之中﹐靠自力固定於空中﹔ 認為地球上有七重氣﹐分別推動月球﹑太陽和星體運動。他還提出天體視直徑的變化是 由於它們到地球的距離變化造成的﹐並且認識到地球具有引力。 印度天文學在曆法計算和宇宙理論上自具特色﹐但不重視對天體的實際觀測﹐ 因而忽視天文儀器的使用和製造。在一個很長的時期內僅有平板日晷和圭錶等簡單儀器。 直到十八世紀才由賈伊‧辛格二世在德里等地建立了天文台﹐置有十幾件巨型灰石或金屬結構的天文儀器。
阿拉伯天文學
也稱伊斯蘭天文學或穆斯林天文學。一般所說的阿拉伯天文學是指公元七世紀伊斯蘭教興起後 直到十五世紀左右各伊斯蘭文化地區的天文學。在這段時期裡阿拉伯天文學大體形成了三個學派﹐ 即巴格達學派﹑開羅學派和西阿拉伯學派。
巴格達學派 阿拔斯王朝(750～1258年﹐黑衣大食)於762年在巴格達建都以後﹐ 除了直接接受巴比倫和波斯的天文學遺產以外﹐又積極延攬人才﹐翻譯印度婆羅門笈多著的 《增訂婆羅門曆數全書》和希臘托勒密著的《天文學大成》等許多書籍﹐作為進一步發展的基礎。 829年巴格達建立天文台﹐在這裡工作過的著名天文學家有法干尼等人。法干尼著有《天文學基礎》一書﹐ 對托勒密學說作了簡明扼要的介紹﹐賈法爾‧阿布‧馬舍爾著《星占學巨引》﹐後來在歐洲傳播甚廣。 塔比‧伊本‧庫拉發現歲差常數比托勒密提出的每百年移動一度要大﹔而黃赤交角從托勒密時的 23°51'減小到 23°35'﹔他又在托勒密的八重天(日﹑月﹑五星和恆星)之上加上了第九重。 他的繼承者巴塔尼是阿拉伯天文學史上偉大的天文學家﹐伊斯蘭天文學中的重要貢獻﹐大多是屬於他的。 他的最著名的發現是太陽遠地點的進動﹔他的全集《論星的科學》在歐洲影響很大。 比巴塔尼稍晚的蘇菲所著《恆星圖象》一書﹐被認為是伊斯蘭觀測天文學的三大傑作之一。 書中繪有精美的星圖﹐星等是根據他本人的觀測畫出的﹐因而它是關於恆星亮度的早期寶貴資料﹐ 現在世界通用的許多星名﹐如Altair(牛郎星)﹑Aldebaran(畢宿五)﹑Deneb(天津四)等﹐都是從這裡來的。
開羅學派 公元十世紀初﹐在突尼斯一帶建立了法提瑪王朝(909～1171年﹐綠衣大食)。 最有名的天文學家是伊本‧尤努斯﹐他編撰了《哈基姆曆數書》(西方稱《哈基姆天文表》)﹐ 其中不但有數據﹐而且有計算的理論和方法。書中用正交投影的方法解決了許多球面三角學的問題。 他彙編了自 829年至1004年間阿拉伯天文學家和他本人的許多觀測記錄﹐ 為近代天文學研究月球的長期加速度提供了寶貴資料。
西阿拉伯學派 西班牙哈里發王朝(白衣大食)最早的天文學家是科爾多瓦的查爾卡利。 他的最大貢獻是於1080年編制了《托萊多天文表》。這個天文表的特點是其中有儀器的結構和 用法的說明﹐尤其是關於阿拉伯人特有的儀器──星盤的說明。 在《托萊多天文表》中﹐還有一項重要內容﹐就是對托勒密體系作了修正﹐ 以一個橢圓形的均輪代替水星的本輪﹐他們反對托勒密的本輪假說﹐ 理由是行星必須環繞一個真正物質的中心體﹐而不是環繞一個幾何點運行。
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