第一節 第一節
第一節 偏心點的存在 偏心點的存在 偏心點的存在 偏心點的存在
克卜勒是哥白尼的忠實信徒，他見識到將宇宙中心從地球移至太 陽後，由數也數不清的均輪、本輪，蛻變成只要幾個同心圓，便可清 楚地明白星體的運行，和預測天象的發生。由繁入簡，多麼簡單、完 美，於是對哥白尼的「日心說」推崇不已，且誓言將儘力捍衛它。
然而克卜勒並未墨守成規，他深深明白哥白尼模型中一些模糊不 清的地方，並採取了不同的基礎點：宇宙的主宰與中心是太陽，它掌 控所有行星的運行；地球只是其中一個行星，不扮演任何特殊角色；
地球軌道中心與所有其他行星的軌道中心也沒有差別，不應分別處 理。為了得到更為正確的行星軌跡，克卜勒重新採用了托勒密的偏心 圓理論。
在太陽與地球的理論中，確實要有偏心點是相當明顯 的，...因為是對所有行星，偏心圓觀念是普遍與共同的，我 的工作將對這些原因加以闡述。（Kepler，1609）
在此模型中，所有行星以不同半徑，但皆繞著共同圓心作圓周軌 運動；太陽並非在共同圓心上，而是偏離圓心一小段距離；且行星既 不是繞太陽，也不是繞圓心做規律的等速率運動，而是對第三點 (偏 心勻速點) 作等角速率運動。如前圖 2-12(A)，只是將原先地球位置 O 取代為太陽位置。
克卜勒很幸運地可以使用第谷（Tycho Brahe，1546-1601）所留 下來龐大及精確的觀測資料。
克卜勒說，神的仁慈賜予我們一位最勤勉的觀測家第 谷，因此我們應該以感激的心情好好利用這一贈與去發現真 正天的運動才對。（Kuhn，1985，p206）
他不厭其煩，辛勞地分析數據資料，察覺到隱藏在行星運動背 後，那不為人知，晦暗未明的真理，其蛛絲馬跡，如剝繭抽絲般地逐 漸浮現在克卜勒眼前。第谷與他皆體會當地球運行到太陽和火星之 間，且自地球去觀測火星和太陽成一直線，或夾角為 180 度時，可當 作眾多天文數據中的重要標誌，此特殊排列稱為「衝」或「三連星」。
它對在茫茫天體中，安排出太陽、地球與行星的位置關係上，一直扮 演著提綱挈領、無法取代的關鍵角色。
除了在薄暮或清晨，偶然同時觀察到火星和太陽，分別在我們的 正前後方，而可直接看到衝的形成。此外皆是利用白天時所觀察到太 陽的位置 S 及軌跡，將它延續在天體上描繪出圓滑的圓周曲線，而得 到夜晚時太陽 S ’到地球 O 的相對位置或角度（經度）。如此在清明的 夜晚觀察火星 M ’時，可同時測得火星 M ’與太陽 S ’，到地球上觀察 者 O 的相對位置或角度（經度）。如此不僅可得知衝的發生與否，更 可獲得任意時刻在地球上所觀測到的火星 M，與太陽 S 之經度（圖 3-1）。
圖 3-1：火星與太陽之角度決定的簡單示意圖：先觀察太陽 S 白天運行的 軌跡，去推算夜晚太陽 S’的位置，在晚上去觀測火星 M’的位置，
即可知道太陽與火星相對於觀察者 O 的角度。火星、太陽與觀察 者 (OSM 與 OS’M’) 皆會在同一平面─黃道面上。