行星的视运动非常复杂,除了快慢变化以外,还有其他奇怪的“举动”。有时藏在太阳后面,称上合;有时重叠在太阳前面,称下合;有时停止不前,叫做留,甚至向相反方向移动,称逆行。行星按其视运动可分为两种:地内行星即金星、水星和地外行星即火星、木星、土星。地内行星和地外行星虽然都有留、逆行等现象,但由于成因不同,又分别有各自的视运动特点,早在汉代就已察觉出它们的区别。
图15 地外行星逆行现象产生的原因
逆行现象产生的原因,以地外行星为例(见图15),当地球从E1走到E2时,由于地外行星运行速度慢于地球,则从P1到P2只走了较少的路程。这时从地球角度看过去,行星在星空背景中好像从P′1逆行到P′2。又因为行星公转轨道面与地球公转轨道面有一个夹角,逆行轨迹和顺行轨迹并不重合,加上行星和地球离轨道交点的距离总在变化,使行星视运动呈现出多种形态,图16显示了水星在天球上的视运动轨迹。古人很注意行星轨迹的几何形态,许多古籍中对它都有形象的描述,如用柳叶形、巳字形来形容逆行轨迹。
图16 水星视运动轨迹
定性描述只是认识的初级阶段,秦汉之际,人们便开始对行星视运动作定量的研究。