天文学

近年来天文学考研的人也越来越多，一般天文学考研科目包含两个方面，一是公共课，像政治、外语、天文学等。二是专业课，由于每个学校都不一样，所以同学们需要有针对性的了解天文学考研科目。

天文学是人类运用所掌握的最新的数学、物理学、化学、生物学等知识以及最尖端的科学技术手段，对宇宙中的恒星、行星、星系以及其它像黑洞等天文现象进行专业研究的一门科学。

它是一门基础学科，也是一门集人类智慧之大成的综合系统。（六大基础学科依次为数学、物理学、化学、生物学、天文学、地球科学）。天文学专业学生主要学习天文、物理和数学等方面的基本理论和基本知识，受到天文观测方面的科学思维和基础训练，具有良好的科学素养，掌握理论分析、数据处理和计算机应用的基本技能。天文学专业培养具备良好的数学、物理和天文等方面的基本知识和基本能力，能在天文学及相关学科从事科研、教学和技术工作的高级专业人才。

天文学专业培养具备良好的数学、物理和天文等方面的基本知识和基本能力，能在天文学及相关学科从事科研、教学和技术工作的高级专业人才。天文学可分为天体测量学、天体动力学、天体物理学三大领域，这三大领域如今备受人们的关注。

该专业学生主要学习天文、物理和数学等方面的基本理论和基本知识，受到天文观测方面的科学思维和基础训练，具有良好的科学素养，掌握理论分析、数据处理和计算机应用的基本技能。

天文学是和航天、测地、国防等应用学科有交叉的学科，学生毕业后可在这些领域一展才华。

天文学专业培养具备良好的数学、物理和天文等方面的基本知识和基本能力，能在天文学及相关学科从事科研、教学和技术工作的高级专业人才。

天文学专业出来干什么

天文学毕业生就业的主要工作：在天文学及相关机构从事科研、教学、和技术工作，也可以选择去航天、侧地、国防等部门，还可以到天文会馆和学校从事天文普及教育工作。

培养要求：本专业学生主要学习天文、物理和数学等方面的基本理论和基本知识，受到天文观测方面的科学思维和基础训练，具有良好的科学素养，掌握理论分析、数据处理和计算机应用的基本技能。

天文学专业主要课程：大学数学、大学物理、理论力学、数学物理方法、电动力学、普通天文学、实体天体物理、恒星物理基础、计算天文学入门等。

天文学是研究宇宙空间天体、宇宙的结构和发展的学科。内容包括天体的构造、性质和运行规律等。天文学是一门古老的科学，自有人类文明史以来，天文学就有重要的地位。主要通过观测天体发射到地球的辐射，发现并测量它们的位置、探索它们的运动规律、研究它们的物理性质、化学组成、内部结构、能量来源及其演化规律。

天文学的研究对于我们的生活有很大的实际意义，对于人类的自然观有很大的影响。古代的天文学家通过观测太阳、月球和其他一些天体及天象，确定了时间、方向和历法。这也是天体测量学的开端。如果从人类观测天体，记录天象算起，天文学的历史至少已经有五六千年了。天文学在人类早期的文明史中，占有非常重要的地位。

埃及的金字塔、欧洲的巨石阵都是很著名的史前天文遗址。哥白尼的日心说曾经使自然科学从神学中解放出来，康德和拉普拉斯关于太阳系起源的星云说，在十八世纪形而上学的自然观上打开了第一个缺口。

天文学科主要分为天体物理、天体测量与天体力学、天文技术三个研究方向，天文现象有日全食、日偏食、日环食、月全食、月偏食等。下面是小编收集的一些关于天文学属于文科还是理科，希望对大家有所帮助。

天文学是研究什么的科学

天文学是研究宇宙空间天体、宇宙的结构和发展的学科。

其内容包括天体的构造、性质和运行规律等。主要通过观测天体发射到地球的辐射，发现并测量它们的位置、探索它们的运动规律、研究它们的物理性质、化学组成、内部结构、能量来源及其演化规律。天文学是一门古老的科学，自有人类文明史以来，天文学就有重要的地位。

文科生可以报考天文学专业吗

天文学专业是理科专业，文科生一般来说是不可以报考天文学专业的，但在每年高校招生计划发布的时候也可能会考虑招收文科生的情况，请关注所要报考高校的招生简章。天文学专业培养具备良好的数学、物理和天文等方面的基本知识和基本能力，能在天文学及相关学科从事科研、教学和技术工作的高级专业人才。天文学可分为天体测量学、天体动力学、天体物理学三大领域，这三大领域如今备受人们的关注。

天文学专业出来干什么

天文学毕业生就业的主要工作：在天文学及相关机构从事科研、教学、和技术工作，也可以选择去航天、侧地、国防等部门，还可以到天文会馆和学校从事天文普及教育工作。当然，也不一定是要找专业对口的工作，遇到合适且适合自己的工作就可以去做，有很多工作是不需要与专业相关的。

天文学属于文科还是理科

天文学属于理科;天文的研究方法，一部分是观测，另一部分是数据分析，即把观测到的东西进行分析，需要用到编程和高等数学的知识;还有一部分就是理论，这更像是理论物理的范畴，比如黑洞理论、大爆炸理论以及其他的各种小理论的推测和验证，也包括对观测结果的解释;

天文学是研究宇宙空间天体、宇宙的结构和发展的学科，内容包括天体的构造、性质和运行规律等，主要通过观测天体发射到地球的辐射，发现并测量它们的位置、探索它们的运动规律、研究它们的物理性质、化学组成、内部结构、能量来源及其演化规律，天文学是一门古老的科学，自有人类文明史以来，天文学就有重要的地位。

关于天文有关科学知识

1、天球：就是以观测者为球心，以无限大为半径所描绘出的假想球面，星星，月亮，太阳是其在这个巨大的圆球的球面上的投影位置。

2、周日视运动：由于地球自转自西向东，所以地面上的观测者看到的天体在一天中在天球上自东向西沿着与转轴垂直的平面内的小圆转过一周。

3、子午圈：过观测者的天顶和南北天极的大圆.

4、中天：天体经过观测者的子午圈时，叫做中天，由于地球的自转，天体一天要穿过子午圈两次，其中离观测者天顶较近一次(一般是晚上的那一次)叫上中天，另外那一次叫下中天。

5、黄道：简单的说就是太阳在天球中的运行轨迹，由于运动的相对性，所以黄道也就是地球公转轨道与天球的交线。

天文学可分为天体测量学、天体动力学、天体物理学三大领域，这三大领域如今备受人们的关注。下面是小编收集的一些关于天文学的数子单位中最大的是什么，希望对大家有所帮助。

天文问题什么叫类行星

1、类行星天体是天文学专有名词，来自中国天文学名词审定委员会审定发布的天文学专有名词中文译名，词条译名和中英文解释数据版权由天文学名词委所有;

2、类行星：包括行星之外的各式运行星体以及类似运行的似星体或点;

3、类行星还包括小行星，范围很广泛，除小行星之外，还有其他各式星体。

2个天文单位光跑多久

一个天文单位光跑约499秒。天文单位是天文学中计量天体之间距离的一种单位。以A.U.表示，其数值取地球和太阳之间的平均距离。一般用以计量太阳系中各天体间的距离。1 天文单位≈149600000 千米。光速是指光波或电磁波在真空或介质中的传播速度。真空中的光速是目前所发现的自然界物体运动的最大速度，约为每秒钟300000千米。根据时间=路程/速度，光跑一个天文单位需要149600000/300000≈499，即499秒。

天文学的数子单位中最大的是什么

天文学的数字单位中最大的是尧米。

尧米是罕见的一个长度单位，1尧米等于1亿亿亿米也等于100亿亿亿厘米。

天文单位的相关介绍如下：

1、天文单位是天文学中计量天体之间距离的一种单位。以AU 表示，其数值取地球和太阳之间的平均距离;

2、国际天文学联合会1964年决定采用1AU等于1496乘10的5次幂千米，自1968年使用至1983年底，又于1978年决定改用1AU等于149597870千米，从1984年开始使用;

3、此常数在20世纪60年代以前系由所测的太阳视差计算得出，60年代以后则据雷达天文观测，由光速和单位距离光行差tA 导出。一般用以计量太阳系中各天体间的距离。

张衡为什么能成为著名天文学家

张衡从小就爱好天文，具有刻苦钻研的精神。

东汉少年时立志“读万卷书，行万里路”。17岁时离乡游学，求师访友，考察天下，曾“入京师，观太学，遂通五经，贯六艺”，积累了丰富的知识，能够抵制当时的迷信虚伪，科学的解释自然现象。

张衡从小立志高远，不耽于安乐，而是在艰难中刻苦自学，坚韧不拨，自励上进。在成长过程中，家学的熏陶，祖父的品行业绩起到垂范作用，对张衡后来成为一位伟大的科学家有着巨大的影响，后二人同被列传于《后汉书》，名垂史册。

张衡品行高洁、才识卓著，是担任太史令的最佳人选。而张衡生平本着“不患位之不尊，而患德之不崇;不耻禄之不厚，而耻智之不博”的自诫，淡泊名利。虽然太史令仅是中级官员，俸禄并非十分丰厚，但张衡对能学以致用、进一步开拓天文研究领域的职务十分满意。

目前在国内哪些大学有宇宙学专业

目前国内有宇宙学专业的学校只有三间，分别是北京大学，北京师范大学，南京大学。

这三间学校是有宇宙天文学专业，宇宙学是天文学的一个分支，天文学为一级学科，星系与宇宙学是二级学科。

在我们很多人的心目当中，尧舜禹是我国上古时期圣人的代表，已经成为了中国文化的一张名片。不过由于时代太过于久远，所以如今我们很多对于尧舜的了解并不是那么深入的，慢慢的，他们就变成了一个文化符号而存在着。《史记》中的第一章《五帝本纪》对尧舜禹等大帝的记载比较细致，今天我们就通过《史记》来看一看，尧舜他们到底做了什么而获得了如此大的殊荣呢?

帝尧者，放勋。其仁如天，其知如神。就之如日，望之如云。

尧帝，名字叫放勋。他的仁德像天空一样浩大，他的智慧像神明一样高深。人们像追逐太阳一样跟随他，像遥望云彩一样仰慕他。

富而不骄，贵而不舒。黄收纯衣，彤车乘白马。

尧帝虽然富贵，却不骄纵。通过上一章我们知道，尧帝是喾帝的儿子，身为当时整个华夏统领的儿子，尧的生活质量肯定是不差的，可以用“富贵”来形容，虽然生活富贵，但尧并不是一个纨绔子弟，他待人亲和。

黄收纯衣，舜帝头戴黄色冠冕，身穿黑色朝服。我国古代皇帝所穿的衣服，都是有明确规定的，一直到明朝，皇帝最正式的服装，也叫朝服或者冕服，都是黄冠黑服，在天子登基或者祭天等大型活动上，皇帝穿的都是这样一套衣服。

这个礼服制度，从黄帝“垂衣裳而治天下”的时候一直传承到明朝，具体就是下面这样：

明朝末年，清军入关剃发易服，满清皇帝的审美比较蛮夷化，把黄色当成皇室专属的最尊贵的颜色，然后很多不学无术的编剧，瞎写瞎拍，大家都以为我们从古至今，皇帝都穿清一色的黄色衣服。

后来中华帝国洪宪皇帝袁世凯登基的时候，他穿的就是这样一套略微修改了的标准冕服，大家可以看一下：

彤车乘白马。除了衣冠，自古以来，天子的出行规格也是有专门规定的，《周礼》记载：“天子驾六、诸侯驾五、卿驾四、大夫三、士二、庶人一”，天子的马车，标配就是六匹同一花色的马，一般用白马。

尧帝的马车，就是六匹白马的一辆车。这样的标准，一脉相承到春秋时期，周平王东迁以后，周王室失去了宗周的大片王畿土地，整个王室一下子变穷了，连六匹马的马车都凑不出来，也就更加没能力领导各个诸侯了。

到了战国时期，天下大乱，已经没有人管那一套规定了，礼制上的僭越层出不穷，一些卿大夫都开始乘坐六匹马的马车。这种僭越，在春秋末期就已经有苗头了，只不过大家还不敢明目张胆，孔子看到这种情况，所以大呼“礼崩乐坏”。

可能我们现在很难理解孔子当时的呼吁，不就是几匹马拉个车嘛，但是我们现在算算，从黄帝那个时候定下的那一套规矩，传承到春秋时期，两千多年了，突然这套规矩崩坏了，孔子作为当时一个知识分子，目睹这样的情况，他四处疾呼，希望阻止这种崩坏。

我们现在很难想象孔子时代的人们，所面临的精神巨变的压力，就像我们现在，可能同样也不会理解，三百多年前，在满清骑兵的屠刀下，我们的祖先，不得不刮掉自己的头发，穿上蜈蚣服时，内心所经历的幻灭。

能明驯德，以亲九族。九族既睦，便章百姓。百姓昭明，合和万国。

能明驯德，以亲九族。尧帝能发扬高贵的品德，让整个家族亲密和睦。这句话里面的“九族”不是指民族，而是后来“诛九族”里面的九族，一个家族，上至高祖、下至玄孙，还有内外亲戚。

九族既睦，便章百姓。自己的整个家族和睦了之后，并治理百姓诸侯。我们现在只知道有百家姓，这一百个姓是怎么来的呢?就是黄帝那个时候赐封到华夏各地的诸侯。一直到汉朝以前，整个中国社会，对于姓氏管理是非常严格的，根本不会让人改姓，胡乱改姓甚至会被杀头，因为我们中国人的姓氏也是一脉相承的，知道你姓什么，就知道你祖上是哪一支以前做过什么贡献。

但是这个姓氏管理制度，在晋朝时期崩坏了，永嘉之乱后五胡乱华，华夏相当悲惨，当时很多胡人改了汉姓，百家姓开始变得不那么纯粹了。

在五胡乱华之后，虽然很多胡人改了汉姓，但当时很多世家大族，都有自己的族谱、族表，胡人就算改了汉姓，汉人族谱上一查没有你，也就知道你的出路了，所以隋唐时期华夷之防也还是制度性在贯彻，隋唐还敢用胡将。

但不幸的是，唐末黄巢起义，士族基本上都被屠戮，士族们的族表、族谱也被焚烧殆尽，十不存一，这可把后面的宋、明坑惨了。这个话题不扯远了，以后有机会我们再讲。

百姓昭明，合和万国。百姓明章奉典，自然诸侯万国也就和睦了。

我们可以看到，对尧帝的这段叙述，尧帝的行为，很符合儒家“修身齐家治国平天下”的个人追求。“富而不骄，贵而不舒”，这是尧帝能够做到修身;“能明驯德，以亲九族”，这是齐家的过程;“九族既睦，便章百姓”，这是治国的过程;“百姓昭明，合和万国”，这是平天下的过程。

孔子笔削六经，他自己都说自己是“述而不作，信而好古”，孔子自己没有提出什么原创性的思想观点，他只不过是把古代的很多典籍、思想重新讲述了一遍，由此我们也可以看到，儒家思想，并不是发源于孔子这里，而是我们华夏自古以来就有的一种价值观。

乃命羲、和，敬顺昊天，数法日月星辰，敬授民时。

在前面两章讲黄帝、颛顼帝、喾帝的内容中我们就有提到，太古时期，华夏领导人一个很重要的任务就是观测日月，制定历法。

当时制定的历法还不完备，所以经常要修改，因此每个领导者这里，观天授时都是一项重要的任务。

尧帝命令羲氏、何氏，观测日月星辰的运动规律，制定相应的历法，并颁布给人民群众，以作为农事生产的依据。

而在尧帝这里，华夏历法的制定取得了长足的进步。

分命羲仲，居郁夷，曰旸(yáng)谷。敬道日出，便程东作。日中，星鸟，以殷中春。其民析，鸟兽字微。

尧帝又命令羲氏的第二个儿子，到郁夷这个地方，测定太阳升起的准确时刻。这个“羲仲”是谁呢?在我们古代，一家兄弟之间按大小排行，有“伯(孟)、仲、叔、季”，伯是老大，仲是老二，叔是老三，季就是最小的那个，老幺。

“羲仲”就是羲氏排名老二的儿子，命令他到郁夷这个地方，这个地方确切位置，现在已经不知道了，但大概位置就在山东半岛哪里，当时华夏日出最早的地方。

日中，星鸟，以殷中春。这个日中，说的不是一天的中午，而是春分。羲仲是怎么测出白天和夜晚等长的春分的呢?我们知道，当时羲仲在最东边，每天记录日出的时刻，一年、两年、三年，这样下来，积累了足够多的数据，加上立杆测影的图形，就会知道仲春是哪一天了。

“星鸟”，说的就是春分这一天，朱雀七宿运行到了最南方。在周年视运动体系里，以北天极为不动的拱极星，天球围绕北天极旋转。可以把天球划分为四个区域：北方玄武七宿，东方苍龙七宿，南方朱雀七宿，西方白虎七宿。这便是四象二十八星宿。

为什么是二十八呢?因为以天球上的恒星为参照，恒星月周期为27.322天，取整数为28天。用二十八宿，环天球一周，这样就可以通过观测星象的变化，来确立四季和节气。宿，是月球宿留之意。

春分在我国古代的农耕文明中，是最为重要的一个节气。通过观测天文，以定历法，通过历法，再指导农时，农时最关键的节令，就在于春分时播种。

其民析，鸟兽字微。这个时候百姓都到田野里面耕种了，鸟兽也开始交配，“春天到了，大地又到了交配的季节”。

申命羲叔，居南交。便程南为，敬致。日永，星火，以正中夏。其民因，鸟兽希革。

尧帝又安排羲氏的第三个儿子，到华夏的最南边去，观察太阳向南运行的规律。对于我们中国来说，春夏的时候，太阳是越来越靠北的，而到了秋冬的时候，太阳就越来越靠南边，羲叔就是研究太阳往南的运行规律。

日永，星火。日永指的是夏至，白天最长的这一天，这天苍龙七宿的心宿运行到了最南边，仲夏日到了。

其民因，鸟兽希革。这个时候，人民群众都搬到了高处，为什么要搬到高处呢?因为夏季是洪汛期，降水量很大，我们现在夏天到处经常发大水、洪水，五帝那个时候气候比现在温暖得多，所以那个时候夏天的降水量，也会比现在多得多，发洪水是常事，所以才有了后面的大禹治水。

夏天这个时候鸟兽的皮毛还不够丰满。

申命和仲，居西土，曰昧谷。敬道日入，便程西成。夜中，星虚，以正中秋。其民夷易，鸟兽毛毨。

尧帝又命令和氏的第二个儿子，到华夏的最西边，观察记载太阳下落的数据，分析规律。

夜中，星虚，以正中秋。夜中，就是秋分，白天和夜晚等长，玄武七宿的虚宿运行到了正南方。

这个时候，百姓迁徙到原野上，鸟兽开始长出整齐的毛了，动物们都贴秋膘准备过冬了。同时我们也可以看到，五帝时期，老百姓们还是过的一个迁徙的生活，还没定定居下来，主要就是夏季汛期的影响，到处喜欢发大水，华夏先民的定居，要等到大禹治水之后才实现，所以禹也为我们华夏民族的繁衍发展，做出了不可磨灭的贡献。

申命和叔;居北方，曰幽都。便在伏物。日短，星昴(mǎo)，以正中冬。其民燠(yù)，鸟兽毛氄(xiǎn)。岁三百六十六日，以闰月正四时。信饬(chì)百官，众功皆兴。

尧帝又命令和氏的第三个儿子，到华夏的最北边，有步骤的安排冬季储藏的事情。白天最短的这一天是冬至，冬至的时候，西宫白虎七宿中的昴宿出现在了正南方。

这个时候，老百姓都进入了温暖的室内，开始猫冬了。鸟兽的羽毛也比较浓密，五帝时期，华夏先民虽然开始农耕生活了，但游猎生活的喜欢还保留有一些，先民们一般就是冬天打猎，这个时候的动物肥，毛也亮，这也算是“循天之行”的一个体现。

岁三百六十六日，以闰月正四时。信饬百官，众功皆兴。通过羲氏、和氏他们在四地测定日月星辰的运行规律之后，尧帝带领人们做出了第一个完整的周年历历法，在这个历法里面，一年被分成了366天。

我们知道，按照现在的科学技术，一年的准确长度是365天还多了几个小时。如果一年按照366天来算的话，10年就会多10天，30年就多出了一个月，历法就不准确了。所以尧帝领导的天文团队，就发明了一个方法，叫置闰月。

尧帝带领人们整理出来的这套历法，一直传承到了现在，就是我们所使用的农历，当然，相比尧帝那个时候，做了一些改动，但核心的东西没有变。

那么这套历法里面，是如何置闰月的呢?首先我们农历规定冬至所在月份必须是十一月;其次一年冬至到次年冬至之间，如果除去各自冬至所在月以外只有11个整月，那么在这段时间(两个冬至之间)内不需要安排闰月;如果有12个整月，则需要在这段时间(两个冬至之间)内设置闰月。

历法有24个节气，分节气和中气。农历每月月初叫节气，月中后叫中气，比如立春为正月节气，雨水为正月中气。农历每月是29.5日，两个月下来就会相差1天，所以总会出现一个月只有节气，而没有中气。但是每一个普通的农历月都必须要有一个节气和一个中气，所以凡是只有节气而没有中气的月份就设为“闰月”。

这就是置闰的操作，研究完这个我已经被尧帝圈粉了，也被我们华夏再度圈粉了，我们的祖先实在是太厉害了。我们华夏，是世界上最早发展出系统性天文学知识的。

有了这样一套稳定的历法指导，百姓们可以安定的从事农业生产，信饬百官，众功皆兴!

虽然有了靠谱的历法，但是华夏族群的生存繁衍依然面临很大的威胁，那就是滔天的洪水。我们华夏最强天团是如何战天斗地，带领华夏民族从胜利走向更伟大的胜利的呢?我们下一章继续讲。

哈佛大学的天文学家阿米尔·西拉伊和亚伯拉罕·勒布在预先打印好的网站arXiv上发表了一份报告，称2014年，系外行星撞击了地球。亚伯拉罕·勒布最近因声称外行星乌姆阿穆阿可能是一艘外星飞船而出名。

Oumuamua被认为是第一个已知的太阳系外天体，因为它的轨道表明它不受太阳引力的限制，而且它的速度比传统天体快。两位研究人员推断，比普通天体更快的速度可能是太阳系以外的证据。

他们搜索了近地天体中心的近地天体数据库，发现了三个速度极快的天体，其中两个因数据不足而被遗弃，第三个于2014年1月24日进入地球大气层解体，测量速度为216，000公里/小时。根据其轨道和反向跟踪，研究人员认为该天体可能来自太阳系以外。

如果被证实，它可能是第一个撞击地球的已知外星物体。

有一架太空望远镜仍在建造中，其年度预算占美国宇航局天体物理学经费的一半。最初计划于2010年推出，后来被反复推至2018年。预算也从20亿美元增加到88亿美元。为此，人们给它起了个绰号“望远镜吞噬天文学”。是谁呀？詹姆斯·韦伯太空望远镜也是！

88亿！？请问，这是向月球发射吗？它不去月球，而是去第二个拉格朗日点。

韦伯太空望远镜(模拟)

为什么把它放在第二个拉格朗日点？

为了避免大气的干扰，哈勃望远镜跑到离地面570公里的地方。韦伯的望远镜所做的就是不屑于躲避大气。它会走得更远。尽管月球距离地球38万公里，但它仍然是地球的卫星。韦伯望远镜将在距离地球150万公里的地方工作，它已经取代地球成为了太阳的卫星。从近处寻找距离的目的是因为这个地方有点特殊，叫做第二拉格朗日点。

图中的“L2”是第二个拉格朗日点

地球最左边是哈勃望远镜的位置，最右边是韦伯望远镜。

很容易发现，在八个行星中，离太阳越远，绕太阳转一圈的时间就越长。因此，肯定会有这样一个特殊的情况:一个小物体在地球的外围，因为它围绕太阳的轨道比地球的稍长，所以它围绕太阳的轨道比地球的稍长。然而，因为它靠近地球，地球总是有一个重力作用在它上面。这个重力并不小，它只是拉动它，这样它就可以跟随地球的步伐，同步围绕太阳旋转。是的，这是第二个拉格朗日点。

在这个地方，望远镜、地球和太阳在3点钟的时候基本上在一条直线上，相对位置始终保持不变，而且望远镜可以始终保持朝向远离太阳和地球的方向，易于保护和校准。更重要的是，因为它受其他恒星引力的干扰最小，所以没有必要来回调整它的方向，这意味着可以节省大量的燃料。

但这是什么？跑150万公里只是为了跟上地球？当然不是，它将会拍摄宇宙的婴儿照片。

"亲爱的孩子，你能告诉我目前天文学最大的区别是什么吗？"公元1494年，卡利玛教授和沃西杰教授在欧洲著名的克拉科夫大学与他们最喜爱的学生哥白尼进行了一次谈话。哥白尼在克拉科夫大学学习了三年后，将按照她叔叔的安排在意大利学习教会法。在离开之前，他特别拜访了两位老师，希望得到一些天文学方面的建议。卡里马赫目睹了哥白尼的成长，并对这位勤奋、进步和有思想的学生寄予厚望。一想到不知道何时能再次见到哥白尼，他不禁要问。

显然，哥白尼还没有从离别的情绪中解脱出来。另一方面，问题太大了，他也不知道从何说起，所以脸上很尴尬。看到这一幕，沃西杰走向他，拍拍他的肩膀说:“亲爱的孩子，我相信你能回答。到目前为止，也许你是唯一能回答这个问题的人。”沃伊切赫说的是发自内心的。作为克拉科夫大学最杰出的教师，沃伊切赫有着独特的视野和一流的教学艺术。克拉科夫大学在天文学和数学方面处于欧洲领先地位，有16名教师教授该领域的课程。Wojciech无疑是16位教授中最杰出的。他的讲座与众不同:除了解释书的内容，学生们还经常被要求表达自己的观点并自己做深刻的总结。Wojciech经常能用三四句话反驳陈腐的理论和愚蠢的偏见。这是哥白尼最崇拜的。沃伊切赫反对托勒密的“地心说”，并委婉地将这一观点传达给哥白尼。

哥白尼在克拉科夫的亚克隆大学学习。(百度百科)

沃伊切赫一生中最自豪的事情是发现了哥白尼，他与自己的人格相似。此刻，备受鼓舞的哥白尼打开了他的思维，自信地说:“我想是的，”他说着，从口袋里掏出一张星图。“许多教授认为这张星图是正确的。在照片中，太阳、行星甚至整个宇宙都在围绕着我们的星球旋转。但是我不认为这张星图是正确的！”

沃西杰兴奋地说，“这是托勒密的星座。啊，天文学的创始人现在被一个20岁的年轻人挑战了！”

哥白尼谦虚地说:“挑战似乎还不知道。一般来说，太阳和月亮从东方升起，又从西方落下，就好像地球是静止的一样。然而，为什么地球让这么多行星围绕着自己？它从哪里来？人们习惯于把自己视为一切的中心。正是这种偏见使人类认为地球是宇宙的中心。”

托勒密地心图。(信息地图)

两位老师静静地听着哥白尼的分析，频频点头。

一直反对教会的卡利玛听到后大声说道:“干得好，干得好。你将从牧师手中夺回天空。你考虑这个多久了？”

哥白尼平静地说，“我一直在寻找信息来证明托勒密的星盘是不合理的。已经有很多信息了。”说着，他拿出一叠信纸。

Wojciech似乎也很兴奋。他亲切地说，“亲爱的孩子，你真的很棒。一千多年来，没有人敢怀疑托勒密的星座。现在还不算太早，所以总结一下吧。”

哥白尼思考了一会儿，说道:“宇宙的中心不是地球，而是太阳，地球不是静止的，而是不断运动的。但这只是一个假设，我要花一辈子去研究……”

“亲爱的孩子，祝贺你向托勒密挑战的第一步。敢于挑战是科学家最宝贵的品质之一。去意大利吧，那里的老师肯定会给你带来很多好处！”沃伊切赫路。

哥白尼迎着老师的目光，严肃地点了点头。

哥白尼的日心说。(信息地图)

不久，哥白尼来到意大利学习教会法。他对教会法律一点也不感兴趣。他经常在课堂上打瞌睡，课后精神上学习天文学。幸运的是，他在这里遇到了著名的意大利天文学家玛丽亚教授。这位五届学者第二次开启了哥白尼挑战托勒密的梦想。

1497年1月的一个晚上，哥白尼和玛丽亚一起观察了月食。“根据托勒密的说法，月食是月球尺寸的缩小。这种说法正确吗？”玛丽亚问道。

“当月食发生时，金牛座的亮星是在可见的月亮后面还是在阴影部分后面呢？如果月食的一半遮住了乌拉圭的月亮，那么月亮的大小并没有缩小。”哥白尼看着星星，兴奋地说。这种研究总是让他充满激情。

夜空中五星(夜空中的黑星)的位置。(信息地图)

天空越来越暗了。哥白尼发现了红色主教。渐渐地，月亮的第一个四分之一逐渐靠近夜空。当月蚀来临的时候，毕晓普突然消失了。“老师，主教消失的地方是影子的后半部分。事实证明，尽管月球有缺陷，但它的大小并没有改变。”哥白尼大声说道。

沉稳的玛丽亚没有说话，而是把哥白尼带回房间，开始仔细计算。经过一天一夜的努力工作，哥白尼终于在黎明时用数据证明了月球与地球的距离是完全相同的，当它是亏满的时候，它的大小并没有改变。这也表明托勒密的月球理论是错误的。

“天空、太阳、月亮、星星和天空中的一切都是静止的，除了地球。当地球以巨大的速度绕着一个轴旋转时，人们产生了地球静止而天空旋转的错觉。巨大而雄伟的太阳不仅主宰着时间，还主宰着星星和天空！”哥白尼总结道。在异性老师面前，他从不感到害羞。③

“干得好！虽然你的观点会被认为是古怪的，但它肯定是正确的。你打败了托勒密！”玛丽亚兴高采烈，只为这个比她想象中更强大的学生。

哥白尼和上帝的对话，扬·马特耶科著

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注意:

①玛丽亚，原名多米尼克·玛丽亚，15世纪意大利女天文学家，在博洛尼亚大学任教。这对哥白尼的天文学研究有很大帮助。

②阿鲁迪巴，英文名(意为“跟随者”)，金牛座阿尔法星，距地球68光年。直径约为5300万公里，是太阳直径的38倍。它在12月出现在东方的天空，或在1月下旬的黄昏出现在南方的天空。这个星座相当于牛左眼中的一等星，因为它发出红光，属于一个有明亮恒星的星斗，一眼就能分辨出来。乌拉圭与昴宿星相邻。因为他们的光芒非常明亮，他们是西方白虎集团中最具传奇色彩的两位明星。

(3)地心说，也被称为天体运动理论，是由古希腊学者欧多克索斯提出的。托勒密(约90-168)被进一步改进，被称为“托勒密地心说”。它的主要理论是地球是静止的，在宇宙的中心。所有的太阳、月亮和星星都围绕地球旋转。因反对“地心说”而受到迫害的现代科学家包括布鲁诺、伽利略等。在16世纪哥白尼提出“日心说”之前，“地心说”一直占主导地位。尽管认为地球是宇宙的中心是错误的，但它的历史成就不应被抹杀。地心说认为地球是“球形”的，并把行星和恒星区分开来，专注于探索和揭示行星运动的规律，这标志着人类对宇宙认识的巨大进步。

(4)本文引用了《搜狗百科全书》、《世界最大的书》(陈德军著，中国儿童出版社，2005年版)等资料。

在天文学发展的“黄金时代”，欧洲产生了许多像哥白尼和牛顿这样为后世所熟知的科学家。那时，中国就像拿破仑口中的沉睡的狮子，伏在草地上，看不到远处奔跑的羚羊。

事实上，中国古代有许多天文发现，主要是在历法或石干星经等星象书中发现的。但那毕竟是旧日历。一位专栏作家曾开玩笑说:“你怎么能坐在漂浮的棺材板上渡海？”

约翰·赫歇尔(网络图)

在清朝末期，“向外国人学习掌握控制外国人的技能”这句话非常流行。当有识之士愤怒地试图获得力量时，他们也推出了关于现代西方科技的书籍。英国天文学家约翰·赫歇尔写的《天文学大纲》就是其中之一。作为引进中国的第一本系统的现代天文学书籍，它有一个简单而深刻的中文名字，chat。

《天文学大纲》的作者约翰·赫歇尔①是天文学家威廉·赫歇尔②的儿子。约翰继承了他父亲的工作，并在书中记录了他们的恒星观测和当时世界的主要天文成就。这本书可以被描述为“所有的河流都流入大海”。它将数百年来的天文成就与物理学的成就进行了分类，并将所有的成就都融入其中。从地球的大小到太阳黑子，从月球的温差到土星环，从重力到海王星的发现。可以说，一个半世纪前出版的这本书就像当代天文学入门手册一样丰富而准确。

除了原著的质量之外，译者的水平也是科技书籍翻译的关键因素。我国晚清数学家李·和英国传教士将《天文大纲》改为《天问》。

李(网络图)

李是19世纪中国数学的代表人物。他创立了尖锐性、堆积性和素数论，并提出了“李的恒等式”。此外，他还翻译了大量西方现代科学技术书籍，包括最后九卷《几何原本》和《牛顿自然哲学数学原理》。当时，科学技术知识被认为是“奇怪的技术和把戏”，这是非常鄙视的。李，痴迷于“奇怪的技术和技巧，但不擅长八股文，自然不会是一个官员。然而，李·却以其杰出的数学才能进入了洋务运动领袖曾国藩的行列。他在首都的文同博物馆教书，同时从事数学研究和翻译。可以说，李是中国历史上最早的大学教授之一。

透过《谈话》，我们可以看到李瑟娥·山岚的序言，字里行间充满了知识分子的精神。例如，“聊天”的翻译主要基于运动和省略理论。如果两者都不知道，这本书就不能读。”开始对读者来说是一个挑战。如果你不相信哥白尼，就不要读这本书。至于歪曲相关理论的陈腔滥调，则是“暗地里说谈判者没有进行仔细的调查，而是扣留了经典的意思，并作了虚假的评论”。显然，李对的“科学理论”确实有一种硬骨头要打，那是牵强附会的。

在翻译工作中，威利·阿雷将英文翻译成中文，然后李·对其进行记录、删除、补充、修改和润色。从翻译结果中，我们可以看到中西语言和文化的差异。例如，原来的计算公式“钒:钒:镨:铼:锡”。原罪。生产者延伸责任制度。公共教育部:COS。SPQ。公共教育部:COS。(SEP+ESP)”翻译成中文是“hai & prime”；如果两者之和的比率没有比较，或者如果两者之和没有比较，或者如果两者之和没有比较，或者如果两者之和已经比较，或者如果两者之和已经比较，或者如果两者之和已经比较，或者如果两者之和已经比较， 或者如果两者的余弦之和被比较过，或者如果两者的和被比较过，或者如果两者的和被现代人比较过，这个公式是相当晦涩和奇怪的。 此外，《聊天》还将大量西方科学术语翻译成了当代术语。天王星过去被翻译成“天王星”。聊天第一次把它翻译成了“天王星”。离心力和向心力等力学术语今天仍然在使用。

聊天内页(网络图)

《聊天》中文版共18卷，分为四册出版。第一卷和第二卷是“在地面上”和“命名”，讨论地球的基本情况和本书中出现的术语“经度和纬度”、“南北极”和“赤道”。第三卷是《测量原理》，讲述了天文望远镜和子午仪的用法。第四卷是《地理学》，介绍了测量地球大小、离心力和地球自转产生的重力等的方法。第五卷《天图》介绍了影响天体坐标的因素和测量天体赤经赤纬的方法。第6卷和第7卷介绍了太阳和月亮，例如太阳的半径、太阳和地球的距离、太阳黑子和月亮的轨道。受当时科学技术水平的限制，对于“太阳为什么会无休止地燃烧”这个永恒的问题仍然没有解释。当然，今天我们知道核聚变是“长期生存”的原因。第八卷“动力学理论”用牛顿力学对天体运动现象给出了一个通俗的解释，“力学”一词被翻译成“再学习”。

第9卷，“行星”，概括描述了太阳系八大行星的形态和运行。直到这本书出版大约80年后，冥王星才被发现，但现在想来，不包括冥王星是相当“有先见之明”的。第10卷，“月球”描述了太阳系中除地球以外的其他行星的卫星。“月球”的概念在这里延伸到泛指卫星。第十一卷《彗星》介绍了彗星的形成规律。“如果我们不知道微扰力的原理，彗星的旅程就无法解决...都遵循圆锥曲线。”这表明彗星的出现是可以预测的，数千年来“扫把星”的迷信已经被驱散。第12、13和14卷用力学理论解释了行星、卫星和彗星的轨道。第15、16和17卷主要描述了约翰·赫歇尔和他儿子的研究成果，包括星等、视差、双星、变星和星云。

晚清史静文同博物馆(网络图)

最后一卷解释了天文研究所应该注意的日历和要点。“每个理由都取决于事实。尽管旧观念之间存在差异，但我们必须相信真理，并寻求解决办法。”这句话显示了科学研究的真正意义。无论是天文学、物理学、化学还是生物学，研究人员都必须具备最基本的科学精神，即理性、现实主义、求真和求证。这些关键词可以让一个没有进步的社会变得清晰。

咸丰九年(1859年)，《聊天》的出版，它打开了中国人的眼睛，使一些学者系统地了解了天体的规律，思想也深入到了太阳系的边界。然而，在风雨飘摇的岁月里，学者们只能停留在“理解”的表面，无法开展天文研究。

天文学，尤其是现代天文学，需要大量精密仪器进行观测和复杂的操作。它必须以深厚的数学基础和强大的经济实力为基础，还需要政策指导。尽管清政府已经认识到天文学的重要性，开设了“天文计算”课程，设立了天文学专业，并在首都文同博物馆建立了天文台，但为时已晚。入侵者的炮火烧毁了一切。只有“聊天”和它所倡导的科学精神流传至今。

河北承德的现代天文台(照片:蝌蚪君)

注意:

①约翰·赫歇尔(1791871)，威廉·赫歇尔的儿子。英国天文学家、数学家、化学家和摄影师。他记录了68948个天体，包括恒星、星团、星云、双星等。，并测量了大量恒星的亮度。在摄影方面，他发现硫代硫酸钠可以用作溴化银的固定剂，创造了摄影术语，如“摄影”、“底片”和“正片”。

②威廉·赫歇尔(1738-1822):英国天文学家和作曲家。它最大的贡献在于天文学，包括制造大量大型望远镜。发现天王星及其两个卫星，土星的两个卫星，太阳的空间运动，太阳光中的红外辐射；编制第一张双星和多星表，并公布星团和星云表；他还研究了银河系的结构，被后人称为恒星天文学之父。

参考:

[1]叶小青。约翰·赫歇尔的《聊天》——中国翻译出版的第一部现代天文学著作。《中国科技史料》，1983年。

[2]范静。晚清天文翻译《闲聊》(四)研究。内蒙古师范大学，2007。

2010年5月22日，一场盛大的葬礼在波兰的弗兰伯格大教堂举行。神职人员洒圣水，抬棺者抬棺，穿过红砖教堂，并将遗体埋在教堂墓地。

黑色花岗岩墓碑上装饰着太阳系天体图，即围绕金色太阳运行的六颗行星。

在仪式上，牧师亚采克·杰济尔斯基说:“今天的葬礼是象征性的，展示了科学和信仰之间的和解。”

哥白尼再世(网络地图)

他们埋葬了世界著名的天文学家哥白尼，他完成了巨著《天体运行论》。在他的一生中，他受到了宗教人士的不公平待遇，并在死后被匆忙埋葬。他死后五百年，他终于获得了宗教应有的尊重。

1473年2月19日，米柯拉杰·科珀尼克出生在波兰维斯瓦河畔托伦市的一个富裕家庭。18岁时，他在波兰旧首都克拉科夫大学学习，在学习医学的同时对天文学产生了兴趣。

1496年，23岁的哥白尼来到文艺复兴的发源地意大利，在博洛尼亚和帕多瓦大学学习法律、医学和神学。博洛尼亚大学的天文学家德·诺瓦拉对哥白尼有很大的影响，哥白尼在那里学习了天文观测技术和希腊天文理论。

他在40岁时提出了“日心说”。他后来在费拉拉大学获得了宗教法学博士学位。作为一名医生，哥白尼因其卓越的技能被誉为“奇迹医生”。哥白尼成年后的大部分时间都在弗劳恩-恩格尔大教堂当牧师。哥白尼不是专业天文学家。他著名的杰作是在业余时间完成的。

哥白尼的日心说纪念金币(网络图)

在意大利逗留期间，哥白尼开始熟悉希腊哲学家阿里什特斯的理论，并确信地球和其他行星围绕太阳旋转的“日心说”是正确的。大约40岁时，他开始在他的朋友中分发一份简短的手稿，对他自己关于太阳中心论的观点进行了初步解释。经过8年的观察和计算，哥白尼终于完成了他的巨著《天体运行论》。

他在《地球的革命》中观察和计算的数值的准确性是惊人的。例如，他得到了恒星年的365天6小时9分40秒，比当前的精确值多了30秒，误差只有百万分之一。他得到的月球和地球之间的平均距离是地球半径的60.30倍，与目前的60.27倍相比，误差只有5/10000。

1533年，60岁的哥白尼在罗马发表了一系列演讲，提出了他的理论的要点，这并没有遭到教皇的反对。但是他害怕教会会反对，甚至在他的书完成后，他仍然来不及出版。直到他接近70岁时，他才最终决定出版它。1543年5月24日，奄奄一息的哥白尼临终时，从纽伦堡的出版商那里只收到了一本《天体运行论》的样本。他只碰了书的封面就死了！

哥白尼之死(网络图)

在书中，他正确地讨论了地球绕其轴的旋转。月球绕地球运行。地球和所有其他行星都围绕太阳旋转的事实。然而，他也像他的前辈一样严重低估了太阳系的大小。他认为恒星的轨道是一系列同心圆，这当然是错误的。他理论中的数学运算非常复杂而且不准确。然而，他的书立即引起了极大的关注，并促使其他一些天文学家对行星运动进行更精确的观测。其中最著名的是丹麦伟大的天文学家第谷·布拉赫。开普勒最终根据第谷积累的观测数据推导出了恒星运动的正确定律。

尽管亚里士多德比哥白尼早1700多年提出了日心说，但哥白尼实际上获得了如此高的声誉。阿里斯蒂德斯只是凭灵感作出猜测，没有详细讨论，所以他的理论在科学上是无用的。哥白尼逐一解决了猜想中的数学问题，并把它变成了一个有用的科学理论——一个可以用来做预测的理论。通过检查天体的观测结果，并将其与地球是宇宙中心的旧理论进行比较，你会发现它的重大意义。

《天体运行论》(网络图)中文版

哥白尼的书是伽利略和开普勒工作不可或缺的前奏。他们成为牛顿的主要前辈。正是两者的发现使牛顿能够确定运动定律和万有引力定律。

从历史的角度来看，《天体运行论》是当代天文学的起点——当然也是现代科学的起点。

我国天文学萌芽较早。早在公元前24世纪的尧舜时代，就有一个专职的天官专门负责“观察图像和时间”。早在仰韶文化时期，人们就描绘了太阳的光辉形象，然后记录了太阳的变化，描绘了太阳黑子的大小和太阳边缘的倾斜形状。这是我国天文学的早期萌芽。

我国古代天文学研究的一项重要成果是历法的产生。早在夏朝，中国就有了历法，商朝有了阴阳结合，创造了用树枝来跟踪太阳的方法。春秋时期，采用了19年零7个月的闰法。最迟在公元前7世纪，中国就已经用土龟来观察太阳的影子来确定冬至和夏至。公元4世纪的战国时期已经使用了四分之一日历。也许在战国末期，24个节气的概念出现了。天文观测在我国很早就开始了，我们有世界上最早的日食、月食、彗星、流星等观测记录。大约在公元前360-350年，楚国的甘德写了《田文星占》，魏国的史申写了《星占》，这是世界上最早的星占目录。

自然哲学作为古代科学的一种形式，在春秋战国时期取得了辉煌的成就。以墨家、道家、荀子、韩非为代表的朴素唯物主义哲学对科学的发展产生了重大影响。探索世界万物的起源也是中国古代自然哲学的重要内容。阴阳八卦图和五行学说产生于殷周时期。八卦(天、地、风、雷、水、火、山、泽)在《易经》中被用来代表自然界最常见的八种事物。人们相信，天(阳)和地(阴)的两种力量会产生其他六种事物，并使万物发展变化。五行学说萌芽于夏朝。它把宇宙中的所有事物归结为五种元素:水、火、木、金和土。战国时期，阴阳学家邹衍用阴阳来统率五行，试图用阴阳和五行来对自然和社会做出统一的解释。《管子·水地》说:“水在哪里？万物的起源。”水被认为是万物之源，而道家创始人老子在春秋末期提出“道”是万物之祖的思想。宋寅学派提出了唯物主义的本质论，认为“气”是一个微小的无形的物质实体，“精”是比“气”小的东西，“精”和“气”是世界的起源，五谷和星星都是由本质产生的，甚至精神现象也是由气的流动产生的。战国末期的荀子(公元前298-238年)进一步发展了物质性和本质论，认为世间万物都是由统一的物质性和气组成的，水、火、生物和人都是气发展的不同阶段。荀子还提出了“明人之分”来阐明二者之间的关系，并提出了“用命”的光辉命题。

中国的自然哲学家也谈到了物质是否有最小的单位或者物质是否可以被无限分割的问题。惠施提出“物质的最小单位没有内部，即最小单位没有内部”。有些人还主张物质可以无限期地分裂，并提出了“一只脚，半天，永无止境”的命题。宇宙结构理论是中国古代自然哲学的重要组成部分。先秦时期，有一句话叫“天地圆”，意思是“天地如张盖，地如棋”。到了西周时期，出现了“盖天”说，认为天像帽子，地像倒置的盘子。“盖天说”不符合天体的真理性，不能解释天体运动的现象。比盖田理论更进步的是地球圈理论。战国时期，赵昚道主张“天体如弹丸”。庄子进一步质疑地球不应该移动的观点。师子(释教，商鞅的老师)对地球自转有了一个初步的描述。战国末期，里斯推测地球在太空中的位移，并提出了“一天一次”的概念。西汉末年，对地球在空间的位移有了科学的描述。同时，它解释了为什么地震对人们来说是不可察觉的:“地球在不停地移动，但人们并不知道它。例如，人们闭着眼睛坐在船上，而人们却不知道这一点”(魏高龄，姚，历史部长)。这的确是我们古代人理解宇宙历史上的一个伟大创造。战国时期学术繁荣的另一个重要成就是实验方法的萌芽。《莫箐》是中国古代科学史上一部非常重要的著作。墨子的光学实验类似于现代科学实验。墨子和他的学生进行了光的线性传播的针孔成像实验，以及平面镜、凹面镜和凸面镜的实验，阐明了焦距和物体成像之间的关系。《墨经》也用实验的方法讨论了天平的杠杆平衡。墨家比阿基米德更早注意到距离和平衡之间的关系，但并没有对其进行清楚和定量的研究。墨家也非常重视概念研究和逻辑推理。它提出名词，定义和解释一切。所有这些都促进了逻辑的发展。春秋战国百家争鸣的学术思想是一笔丰厚的财富，值得深入挖掘。

秦汉时期天文学有了新的发展。东汉著名天文学家张衡(78-139)对亨廷顿理论的宇宙结构理论作出了明确的解释:“亨廷顿像一只鸡。天体是圆的，像小球一样，地球是黄的，像鸡一样，它被隔离在里面。它有大有小，天空表面有水，地球表面有水。地球像壳一样黄。地球和大地依靠空气站立，随水漂浮。”亨廷斯理论认为地球是悬浮在太空中的球体。张衡在汉代曾两次担任掌管天文学的敕令。他精通天文历法计算，并创造了世界上最早的浑天仪(浑天仪)和地震仪(测量地震的地震仪)。他正确地解释了月食的原因，指出月亮是阳光的反射，月食是由月亮进入地球的阴影引起的。张衡因此成为中国天文学史上的杰出人物。汉代以后，我国天文学主要向实用方面发展，在天文观测、仪器制造和历法方面做出了许多贡献。中国的实用天文学一直受到官方的关注，这与西方不同。在汉代，有太阳黑子、新星和超新星的清晰记录，以及日食、彗星和北极光的详细描述。天文观测已经成为一种传统，一个接一个地贯穿了各个时代。在历法方面，汉武帝招募了20多位世界历法专家，制定了太初历法。到南北朝时，东晋的俞发现了岁差现象，即冬至一年一度的西移。据史书记载，于每50年计算一次西迁年差。祖冲之(429-500)将其引入历法，并在继承前人成果和自己测算的基础上，制定了《大明历》。在这些历法中，许多天文常数被测量到更高的水平。这些成就为中国天文学的发展奠定了坚实的基础，并逐渐形成了中国独特的天文学体系。这个系统有一个独特的星座划分——三恒和二宿。有一个独特的坐标系——赤道坐标和365；有一种独特的历法——有24个节气的阴阳历；有独特的仪器——浑天仪和浑天仪。宇宙结构有一个独特的系统——亨廷斯理论。中国天文学和其他古代文明的天文学共存于世界文化的森林中。

后来，中国在天文学方面取得了一些成就，但总的来说，秦汉至南北朝时期是一个高峰期。中国古代天文研究成果一直位居世界前列，一些观测成果令人惊叹。自公元前240年以来，中国就有彗星的记录。它被认为是世界上最早的哈雷彗星记录。从那以后到1986年，哈雷彗星已经返回了30次，所有这些都是在我国记录的。1973年，中国考古学家在湖南长沙马王堆汉墓中发现了一幅精致的彗星图。除了彗星之外，地图上还描绘了云、气体、卫星掩星和恒星。天文历史学家在研究和解释了这张古老的地图后，称之为“天文气象杂职业”，并认为它是世界上发现的最古老的彗星地图。早在2000多年前的先秦时期，我们的祖先就对各种形式的彗星进行了仔细的观察。他们不仅画出了三尾彗差和四尾彗差，而且似乎窥视到了彗核，这在今天用大型望远镜是很难看到的。这足以说明古代中国的天文观测是多么细致。

摘自清华出版社授权的《科学技术史与方法论》

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《天文学大成》提出的主要观点是认为地球位于宇宙中心不动，建立了宇宙地心体系。《天文学大成》是希腊天文学家托勒密编纂的天文学和数学百科全书，大约在140年前后成书。

《天文学大成》的观点

1、地球是位于宇宙中心静止不动的。

2、每个行星都在一个称为“本轮”的小圆形轨道上匀速转动，本轮中心在称为“均轮”的大圆轨道上绕地球匀速转动，但地球不是在均轮圆心，而是同圆心有一段距离。

3、水星和金星的本轮中心位于地球与太阳的连线上，本轮中心在均轮上一年转一周;火星、木星、土星到它们各自的本轮中心的直线总是与地球一太阳连线平行，这3颗行星每年绕其本轮中心转一周。

4、恒星都位于被称为“恒星天”的固体壳层上。日、月、行星除上述运动外，还与“恒星天”一起，每天绕地球转一周，于是各种天体每天都要东升西落一次。

作者简介

《天文学大成》的作者是克罗狄斯·托勒密，他是希腊著名的数学家，天文学家，地理学家和占星家。他是“地心说”的集大成者，他认为地理学是对地球整个已知地区及与之有关的一切事物作线性描述，即绘制图形，并用地名和测量一览表代替地理描述。

天文学不是占星学更不会增加第13星座。近期，有关NASA要增加第13星座蛇夫座的事在网络上传的沸沸扬扬，一度成为热搜，更是引发了不少天文爱好者和占星学者的关注。而日前NASA就站出来辟谣，称“我们没有要增加第13星座蛇夫座，天文学不是占星学，NASA是研究天文的。

“NASA宣布：星座日期都算錯了，應該是13星座、還有一個蛇夫座……”如果你在朋友圈裡看到有人這麼說，千萬別激動，因為每隔一段時間它都是冒出來，而且不只是國人愛傳，老外的Twitter上也會時不時蹦出來，看來大家都喜歡星座八卦啊。這當然是個謠言，胡扯到了連NASA都無法忍受，不得不正式出面辟謠：這是假的!

NASA發言人DwayneBrown表示：“NASA是研究天文的，不是研究星座和佔星的。這些謠言裡關於黃道星座及其現實時間內容是正確的天文知識，但不應該假借科學知識，將天文學和佔星算命的星座混為一談。”

NASA行星探索和太陽物理學部門的LaurieCantillo也特意給BBC發了一份聲明：“我們沒有改變任何黃道星座，只是因為地軸發生了變化，天文學意義上的星座與幾千年前不同了，這是數學觀測。佔星術是古代歷史文化的化身，不是天文學。”

其实黄道星座(sign，记号、象征)与天文学上的星座(constellation，星群)是完全不同的两个概念。

黄道十二星座是将整个黄道平分成12部分，每个星座占30度，整个黄道共360度。黄道是地球绕太阳运行的轨道，或者说是以地球为中心观察时太阳的运行轨迹，测量的单位是度数。占星学中的黄道带是一个“季节的日历”，对应着地球上的四季变换。古代人在给星座命名时，天文上的白羊座恰好在春分点上，所以就借用了白羊座来命名，其他星座则依次顺延。

天文学上的星座并不是一个稳定测度指标测量而出的星座，而是由几颗星星连成线、不同文化想象出的不同星座。因此你可以看到，中外文化中，天文星座的名称数量都是不一样的。上世纪20年代，国际天文学联合会大会决定将天空划分为88个星座，将整个天空统一划分为分成3个天区、88个区域，每个区域便是一个星座。北半球29个，南半球47个，天赤道与黄道附近12个。比如：小熊座、仙女座、半人马座，也包括蛇夫座。所以无论天文上的星座怎么变动，这个黄道上的星座是不会变化的。由上看来，天文学上的蛇夫座与黄道星座中的蛇夫座是完全不相同的。

128，观测手段的发明

人们常说，天文学的成就等于大望远镜的尺寸和大脑尺寸平方的乘积。这一方面反映了天文学发展中理论和观测相结合的重要性，另一方面说明了观测仪器的发明制造对天文学发展所起的举足轻重的作用。在日新月异的天文观测技术中，我们已介绍了近些年人类在天文观测手段的发明和制造方面所作的努力和取得的初步成就。

大自然赋予每个人一台精巧的双筒望远镜——我们的双眼。借助于它，人们看到了满天的星斗和日月。但这台“仪器”虽精巧，尺寸太有限。因此，它把银河系视为“牛奶河”。我想，伽里略一定不满意牛奶河的概念，或许他相信光线总是来自一些具体的光源，于是他想揭示这天河的“结构”，1609年他制成了口径为 4.4 厘米的望远镜。在他的望远镜下，肉眼中的天河果然是由一颗颗明亮的恒星组成。这是人类天文观测的一次大飞跃，也是光学天文学发展的开始。1668 年牛顿制成了第一台牛顿式反射望远镜。虽然在 17 世纪后半叶它并没有对天文发现做出重大贡献，但到了 18 世纪反射望远镜却大显神威。1789 年赫歇尔制成了一架口径 1.22 米、焦距 12.2 米的当时世界上最大的巨型望远镜。当时，天文学家对是否存在银河系结构有着种种猜测，但赫歇尔通过大量天文观测，并采用抽样统计方法，分区计数恒星数目以及亮星与暗星之比，在一些粗略的假设下，获得了一幅扁而平、轮廓参差、太阳居中的银河系结构图。赫歇尔的工作从观测上证实了一个比太阳系更高一级的天体系统的客观存在，这是人类对宇宙认识史中的又一个飞跃。以后的一百多年中，人们一直把太阳视为银河系的中心。但观念的转变不是靠想象，而是靠艰苦细致的天文观测。1918 年，沙普利通过对球状星团距离和方位的确定，才证明了银河系中心不是太阳所在处，而是在人马座方向离太阳数万光年处。赫歇尔发现的大量云雾状斑点的天体，直到 1923 年哈勃通过威尔逊山天文台的 1918 年建成的 2.54 米的反射望远镜，识别了星云中的造父变星，才确定了河外星系的存在。可见，观测仪器的建立，是天文学发展的先导。

射电望远镜的建立导致了 60 年代天文学的四大发现。总之，天文学的每一个数据的取得，每一项重大成就的出现，都需要人们的巨大投入。上面我们已介绍，尽管各个国家经济上都会出现各种困难，但天文学家仍在千方百计地克服困难，努力建造更新、更大的设备，以便更有效地获取藏在宇宙深处的信息。为了欣赏壮丽的宇宙天体交响曲，人们几乎是不惜任何代价啊！

129．基本观测数据的获得——数量大，周期长

建造天文望远镜是要花费财力和人力的。利用望远镜进行观测更是一个艰苦和细致的工作。观测天文学大师第谷，26 岁开始从事天文观测。近 30 年的科学生涯使他累积了大量的行星运动的观测资料，直到他 55 岁去世时不得不将他大量珍贵的观测资料遗赠给开普勒，要求开普勒继续完成他的未竟事业。天文学家常把通过天文观测而得到大量数据的工作，称为第谷型的工作。它是天文学发展的第一阶段。今天，科学技术高度发展，天文学家的观测工作当然不会像第谷那样艰苦，高度自动化的设备，计算机的数据和图像的快速处理功能，使人们几乎可以一边喝着咖啡一边聊着天就可取得所要的数据。但由于天文现象变化的缓慢，很多现象需要我们历时数十年的数据才有决定性意义。验证广义相对论的经典观测事实之一，水星近日点的进动速率就是每百年 43 角秒。这些数据绝非一两年的观测就能最后确定的。为了确定恒星的自行，常常需要比较相隔 50 年的恒星照片。这些实际上都要求几代人持续地工作。

一般情况下，对天体大体可分为两种类型的观测。一类是对个别特殊天体的观测，另一类是“巡天”观测。

对单个特殊天体的观测，是“抓典型”的观测。它是通过个别天体特征的研究推动一般研究。或因其特殊而往往导致重大发现。例如，对一些类星体和活动星系核，通过个种波段上的观测进行了相当详细的研究。从 x 射线波段的连续谱能量分布推测这些天体的能量辐射机制；甚长基线干涉仪观测证实 50 多个这类天体有超光速膨胀运动；光学观测发现它们很多有光学喷流结构；紫外光谱显示银河系对它们典型谱线吸收等。这些观测也都是在这类天体发现已来的三十多年的时间内持续进行的。1974 年泰勒等发现了一颗射电脉冲星 PSR1913 16。它与当时已观测到的所有的射电脉冲星都不同，观测直接证明它是双星系统中的一员。观测数据表明这双星系中的两颗星都是致密星。从 PSR1913 16 脉冲到达时间的微小变化，他们猜测这变化可能是由引力波辐射造成的质量损失而引起的。为此，他们又进行了四年多的监视性观测，分析脉冲到达时间的变化。最后定量地证实了引力辐射阻尼理论是正确的。

“巡天”观测是为了通过对大样本的统计研究而得到对于某类天体的整体性质，所进行的数据采集。这类观测和研究在天文学发展中起过不可估量的作用。最典型的事例可算是 20 世纪初“赫罗图”的建立。它是以测定大量恒星的光度和色指数（反应恒星温度）为基础。在这里，重要的不是对个别恒星的详尽研究，而是获得足够均匀和完备的样本。哈勃定律的建立虽然只用了 24 个星系，但定律建立后成千上万的河外星系和更大红移的类星体已得到，为了检定它们是否遵从哈勃定律，从而验定大爆炸宇宙学的观测基础，这也需要对大量星系的红移和标准烛光进行“巡天”。20 世纪 80 年代以来，为了进行宇宙大尺度结构的研究，揭示星系和星系团间的相关性和成团特征，从而加深对星系的形成和演化的认识，这也要求对星系的大样本“巡天”。需要确定大量星系的空间方位和距离（红移）。北京天文台正在进行的利用60／90 厘米施米特望远镜的多色巡天，预计对 500 个天区对于星系和类星体完整样本的采集，其副产品是这些天区的恒星。他们预计两年内完成四分之一的“小巡天”。由此看来，如果完全顺利，也至少得八年时间才能完成全部巡天任务。此外，在每张 0．9 平方度天区的巡天底片中会有数以万计的天体的像。以 500 张为单位计的巡天底片又得花费多少人力和物力去分析和处理啊！

130．经验定律的总结

人们往往还多少带点同情和钦佩的心情来看待从事实际观测的天文学家。每当夜深人静，人们都进入梦乡之际，他们正紧张地工作在望远镜旁。尽管是在欣赏来自宇宙天体的动人的交响曲，但成年累月地处于这种状态也不免使人感到枯燥乏味。因此，像那些“第谷型”的天文学家，也不愧称为在天文观测中默默奉献的英雄。

但人们往往容易轻视利用观测资料进行的“统计”工作。其实，对科学发展有着举足轻重作用的正是这些通过“统计”得到经验定律的工作。天文学中常称为哥白尼或开普勒型的工作。它被认为是天文学发展的第二阶段。最初，人们通过朴实的天文观测，发现行星的运动轨道不是人们想象中的“圆”，而是在那里“兜圈子”；正是哥白尼第一个由这些视运动观测，推测出了地球绕自身轴的自转和绕太阳的公转。而开普勒又从第谷遗赠给他的宝贵资料中总结了他的关于行星运动的三个定律，为牛顿建立万有引力公式提供了原始素材。如果没有赫罗图的发现，人们肯定无法认识恒星的形成及其演化的一生。没有哈勃定律的发现，人类大概还会坚持宇宙永恒不变的陈旧观点。总之，天文学发展的第二阶段是带革命性的。它往往需要天文学家更多的魄力和勇气。某种意义上，理论模型的建立只是把经验定律加以数学化的技术问题。在物理学的发展中也不乏这种例子。从法拉第的电磁流线到马克斯威的电磁场方程的得到；从普朗克常数的发现到量子力学的建立都是相似的过程。

从认识论观点来看，天文学发展的第二阶段是一个由表及里即由现象到本质的认识跃变过程。人类只能从事物的相互作用和相对变化中去认识事物。也就是说，人们直接认识的只能是事物的表面现象。只有人们将大量的表面现象通过比较、加工，去掉假象的东西，逐渐留下一些反映本质的内在规律。“统计”的方法本质上只是把这思维过程加以几何化或定量化。人们常用“直方图”把得到的结果直接表示为几何图像。将一些随机变化的偶然因素尽可能除掉而留下人们预计的内在规律。毛泽东在《实践论》中指出的：“理性认识依赖于感性认识，感性认识有待于发展到理性认识，这就是辩证唯物主义的认识论。”是同样的道理。

131．理论模型的创立

正是牛顿将开普勒关于行星运动的三定律总结成了万有引力公式。这是天文学发展的第三个阶段。这个阶段的发展并不是一个单纯的“翻译”工作。某种意义上它是一个“统一”的努力。本质上来说，人类认识事物的过程就是一个“统一”的过程。列宁在《唯物主义和经验批判主义》中指出：“下‘定义’是什么意思呢？这首先就是把某一个概念放在另一个更广泛的概念里。例如，当我下定义说驴是动物的时候，我是把‘驴’这个概念放在一个更广泛的概念里。”顾名思义，牛顿万有引力的“万有”当然就是一种统一了。实际上他正是把当时人们相信是截然不同的落体和天体的运动找出了统一的根源——引力。如果仅仅这样，还不是物理定律。只有当牛顿把他的公式用于月亮绕地球的运动，并用月亮运动的轨道参数归算到地球表面，所得到的引力与地面上通过精确的物理实验所测量的结果严格一致时，那么，他的猜测（或假设）才可能成为被人们接受的物理定律。从这个意义上来说，一个科学定律，比一个哲学上的思辨有更严格的要求。能量守恒，哲学上形成这个概念就比科学上确立能量守恒定律早一百多年。人们往往借此来说明哲学对科学的指导作用。其实，事情正好是倒过来的。一个逻辑上自洽的观念，哲学上就是可以接受的。但科学上还不能构成定律。就能量守恒而言，它是在摩擦能将机械能转化为热能和热能也可以推动机械转化为机械能的大量客观事实的基础上，再通过精确的物理实验，准确地测定了热功当量，从而在热能和机械能之间能通过数学表达式唯一地描述每一个具体的转化过程，此时，能量守恒才在机械运动和热运动间成为一个物理定律。它是否能推广到电磁运动或其他物理运动过程，还得由新的实验加以鉴定。当然，一个逻辑上矛盾的东西，肯定是不会得到任何实验支持的。这或许就是人类思辨的威力。也许有人深信：逻辑上自洽的东西，自然界中一定会存在。但至少目前并没有被人类的实践所完全证实。但科学家们常常相信：“我们在桌子上计算着的数字和方程式总是与现实世界有一定关系的。”可是人们常常难于理解这点，甚至更糟糕的是似乎有一个普遍的默契，认为某些现象正好是认真的理论学者或实验学者不宜去从事研究的主题。其实，科学史告诉我们，没有不适宜的课题，只有不适宜的研究方法。很多划时代的理论往往开始被人认为是“不适宜”的。

应该说明，牛顿万有引力公式的建立，是新理论创立的一种模式，但并不是唯一的模式。天文学的发展也有相反的事例。宇宙学的发展就是这样。爱因斯坦的广义相对论建立不久就提出了他的宇宙模型。当初，为了维持一个稳恒的宇宙，在他的引力场方程中加进了一个“宇宙常数”以产生一个“斥力”来平衡遥远天体间的“万有引力”。后来俄国数学家弗里德曼发现这个常数的加入是不必要的，并利用爱因斯坦场方程得到了一个动态的宇宙解。也就是说，在这个解中，有一个随宇宙时间变化的尺度因子。当此因子随时间增加，则表示一个膨胀的宇宙，反之，则表示一个收缩的宇宙。当尺度因子不随时间变化时，则是爱因斯坦所讨论的稳恒态宇宙。1929 年哈勃定律发现后，恰好证明了我们的宇宙是正在膨胀着的。因此，它是先有了宇宙的理论模型，而后被天文观测所证实，并从模型的三种可能性中确定了宇宙正在膨胀。

132．对未来观测的预言——新的观测要求

牛顿引力定律的建立不是天文学的结束，而是天文学从一个新起点发展的开始。在这个新的发展过程中，理论的预言成了它的特色。在万有引力公式建立后，牛顿反过来利用引力公式，设两个天体在引力作用下，研究运动和轨道的确立法则。他发现，运动轨道不仅可以是椭圆，而且也可以是其他圆锥曲线，如抛物线和双曲线。这一结论推动了彗星轨道的研究。1705 年哈雷利用牛顿万有引力公式，研究了哈雷彗星，并预言这颗彗星将于 1758 年再度回归。在他去世 16 年后，这颗慧星果然如期返回到太阳附近，其经过近日点的时间与预报的日期仅差了一个月。这件事在当时的欧洲引起了轰动。不仅哈雷彗星得以命名，牛顿的万有引力定律也在学术界得到广泛承认。我们在前面已介绍过，建立在牛顿引力理论基础上的摄动理论，通过对行星轨道计算结果和观测的比较中所预言的海王星的被发现，使牛顿力学的成就达到了它的顶点。

1919 年当爱丁顿在非洲日全食过程中，所得到的证实了爱因斯坦广义相对论所预言的。光线在引力场中会受到弯曲的观测结果发表后，同样在欧洲引起了轰动，一夜之间使爱因斯坦成为世界名人。他自认为他一生藐视一切权威，对一切理论持怀疑和批判态度，总是试图探索其弱点。但命运使他成了权威。这或许是命运对他的捉弄和报复。

但命运也并非总是这样捉弄每一个人的。大爆炸宇宙理论就受到了近 20 年的冷遇。40 年代就预言了的宇宙微波背景辐射迟到 1964 年才在对银河系射电辐射的观测中意外地发现。这一发现对后来宇宙学的发展起着决定性的作用。

“波得定则”提出并预言了有某个行星存在的 29 年后，1801 年元旦之夜才发现了第一颗小行星——谷神星。至今已有数千颗小行星被观测到。但波得定则的意义，至今仍是人们争论的问题。

总之，不管每个理论的命运如何，天文学家对理论的要求之一，是理论的预言能力。自古以来，人类往往相信命运，希望预测未来。但人类的经验表明，只有通过严格科学计算的预测是可靠并最后被证实了的。天文学家通过对 SL9 彗星轨道的精确观测，并在此基础上进行了严格的计算，提前了一年多的时间就准确地预报了它与木星发生碰撞的时间。当 1994 年 7 月 17 日4 时 15 分（北京时间）观测到第一次碰撞的发生的时刻，与预计时刻的误差仅在一分钟之内。这是天文学史上的一次最精确的预测。对照 1758 年引起欧洲轰动的哈雷彗星回归近日点时间的一个月的误差，是否能反映出当代天文学的突飞猛进呢？

通常人们谈及预测，往往总和神仙或上帝联在一起。牛顿晚年大概太热衷于“第一推动”的探索而陷入神学。人们往往还十分关心爱因斯坦是否也信上帝？有的人甚至很肯定地听说过：爱因斯坦也相信上帝！让我们看看他本人是怎么说的吧。1929 年他在回答一位犹太教领袖的电报中说：“我信仰斯宾诺莎的上帝，他显示于存在事物的有秩序的和谐中。我不信仰干预人类命运和行动的上帝。”1948 年在给纽约“自由牧师俱乐部”的回信的最后，爱因斯坦说：“我认为在科学上有伟大创造成就的人，全都浸染着真正的宗教的信念，他们相信我们这个宇宙是完美的，并且是能够使追求知识的理性努力有所感受的。如果这种感受不是有强烈感情的信念，如果那些寻求知识的人未曾受过斯宾诺莎的对神的理智的爱的激励，那么他们就很难会有那种不屈不挠的献身精神，而只有这种精神才能使人达到他的最高成就。”

133．模型的证伪——进一步改进和发展模型

科学发展还有一个特征，那就是每当一个理论达到其成就的顶峰时，也是它遇到不可克服的困难的时候。牛顿引力理论正是在它预言的海王星得到证实的时候，在水星近日点每一百年 43″进动的微小数值面前遇到了不可克服的困难，从而导致了爱因斯坦广义相对论的产生。因此，爱因斯坦深信，即便是那些得到充分证实的科学理论总归还是一种假说，一种猜测。因此，他从来不满足于他所提出的任何理论。他总试图探索其弱点。他认为这种批判态度是一种最好的科学活动的特征。但这种批判态度，并不是对已有理论的全盘否定，而仅否定那些与更新的观测事实发生矛盾的部分。因此，这种批判必然是在一定范围内充分肯定原有理论的基础上，寻求理论在新条件下的扩充。

爱因斯坦在他的《自述》中说道：“牛顿啊，请原谅我；你所发现的道路，在你那个时代，是一位具有最高思维能力和创造能力的人所能发现的唯一的道路。你所创造的概念，甚至今天仍然指导着我们的物理思想，虽然我们现在知道，如果要更加深入地理解各种联系，那就必须用另外一些离直接经验领域较远的概念来代替这些概念。”

爱因斯坦确实是这样，他是牛顿的伟大赞赏者，他并不去批判牛顿的错误主张，而是做了更重要的事情：建立一种可以代替牛顿理论的理论，这个新理论不仅通过了牛顿理论所通过的一切检验，而且通过了牛顿理论所无能为力的某些检验，从而革新了物理学，扩大了物理理论处理问题的领域和能力。

但很多理论家并非如此，他们往往更容易满足于现有的成绩，总喜欢在旧的框架中加一些片面的假设，来拼凑出所想要的数据。他们喜欢宣布科学正处于“满天晴空”，把新理论视为“小小的乌云”。本世纪初如此，本世纪中期又有人宣布物理学将只有广度而无深度的发展了。近些年，由于宇宙学的一些成就，似乎极早时期宇宙的理论和现代时期的宇宙理论的“合拢”，物理学就实现了理论的“终极”！

但科学的发展史对上面的观点，恰好作了相反的回答。本世纪初，物理学中的两朵小小的乌云竟演成了倾盆大雨，相对论和量子力学就是在这暴风雨中诞生的。50 年代，企图建立在强子基础上的“统一”理论，几乎没有在物理学理论中留下什么痕迹。而新的粒子却接二连三地发现。60 年代以来，天文学的一系列重大发现正有力地冲击着现代物理学的基础。今天，质子、中子和其他的强子作为“基本粒子”的地位已让位于“夸克”。但夸克是否还有结构呢？我想多数人可能会回答：是的，并相信物质从微观角度来看是“无限可分割的”。但从宇宙大尺度的宇观来考虑，几乎有完全类似的情况。伽里略以前，人们逐渐认识到了太阳系结构，使人们发现以往视为宇宙中心的地球，只不过是太阳系中的一个普通行星。当时有人又把太阳系视为宇宙。伽里略的望远镜，揭开了人们认识银河系结构的序幕。太阳系又被包容在银河系中，并发现它在银河系中也是处于“边远”地区的、不起眼的一个成员。河外星系的发现又表明，银河系也不过是数以亿计的星系中的一普通成员，它被包容在更大的“星系团”结构中  我们又有什么理由相信，今天人们所观测到的，以哈勃膨胀为标志的包容了若干超星系团的更大结构，就是宇宙大尺度结构的终极呢？相反，天文学发展的历史倒让人们有理由相信：在宇宙大的宇观尺度方面，很可能与微观尺度的无限可分割相仿，它是“无限可包容”的。人们今天所研究的“宇宙创生”（和“宇宙消亡”），只不过是以哈勃流为标志的尺度量级的结构在比其更大的包容结构中的“创生”（和“消亡”）。宇宙无论从微小粒子的微观尺度来看，或者是从巨大天体的宇观尺度来看都是无穷尽的。我们深信未来天文学将从观测上证实这点，即便它不是一两代人的努力所能完成的。

天文学是一门古老而常新的自然科学，研究对象是宇宙的规律。但随着人类文明程度的不同，研究的具体内容不同，有着一个逐步扩展和深化的历史过程。

最早的天文学，谈不上研究，只是摸索出一些很具体很实用的规律，如昼夜更替、季节变化、判别方向、潮水涨落等等，用来安排和指导生产与生活。我国古书和民间就较早发现了北斗七星的旋转与季节的对应关系。不过，在很长的一段时期内，无论中国还是外国，对天文现象的观察仅仅局限在寻找实用的直接对应现象方面，对现象间的因果对应的内在规律不予追究，对肉眼的宇宙空间也不去追究，事实上也没有能力追究；如果有一些解释，如宇宙起源的盖天说之类，主要是一些思想家头脑中想象出来的，仅仅是一种猜测，还谈不上真正的天文学研究。

真正意义上的天文学研究是近代才开始的。近代科学需要更精确的时间等方面的记录，天文学家担负起了这一使命；近代科学的发展又为天文学家提供了进步的观测研究工具和理论，使得天文学迅速成熟起来了。比如 19 世纪以前的天文学与数学、力学的发展息息相关；现代科学技术高度发展后与天文学的关系也更为密切，爱因斯坦的相对论原理既利用天文观测结果予以证实，又促进了天文观测的精确化；海王星是借助数学原理推算出来的，同时也验证了有关的科学原理的正确性，等等。

特别是进入本世纪 60 年代以来，随着天文观测研究手段的更新，光谱分析、射电望远镜和大型干涉仪等技术设备的应用，天文学发展很快。1960 年通过对射电源的观测和研究，发现了第一个类星体，即一种新的光学天体；在 1967 年发现了脉冲星，即以极为精确的时间规则而短促发射无线电脉冲信号的星体；继而发现恒星与恒星之间并非真空，而是有多种星际分子  这些，都使传统的天文学理论得以充实和科学化。

不过，相对于宇宙和宇宙规律而言，人类的天文学的知识还是太少太少了。天文学的进步要靠一代又一代人的不懈努力，这也包括当今的中学生— —21 世纪的天文学家们！

1931 年，为贝尔电话研究室工作的美国无线电工程师卡尔·高斯·央斯基，正在解决天电干扰问题，天电干扰岸上的无线电波和船只之间的电话通讯。天电干扰的起因很多，包括雷暴雨、附近的电子设备、经过头顶上空的飞机，这些都将产生无线电波，这些无线电波由于引入随机效应而干扰被用于电话通讯的有序无线电波，就产生无规则的声音——天电干扰的噼啪噪声。

央斯基制造了一台仪器，它能探测出这些讨厌的无线电干扰波，使用它时，它可测出一种发出嘶嘶声的新的弱天电干扰，开始央斯基不能确定它的干扰源。它来自头顶，每天稳定地移动。开始，央斯基觉得它是随着太阳运动的。但是，它以每天快 4 分钟的速度稍向太阳靠近——用这个计算星星靠近太阳的程度。

因此，央斯基推断出干扰源一定位于太阳系外。到 1932 年，他判定它来自人马星座方向。目前，已知道银河系的中心也位于此方向。贝尔在 1932 年底前发表了他的结论，虽然在当时很少有人注意到它们，但它们标志着射电天文学的诞生。

央斯基的成果几乎没有引起注意的原因之一是，当时的天文学家从未认为他们可以探测来自天空的无线电波，也缺少专门的设备来接收和分析这样的辐射。一个美国无线电工程师格罗特·雷伯在 1937 年设法利用央斯基的成果，制作了第一架呈抛物面形（壳的形状类似于汽车的前灯）的无线电波接收器。它的直径为 31 英寸，接收并反射无线电波，把电波聚焦在容易研究的点上。用这种方法，他制作了第一架射电望远镜，并成为第一位射电天文学家。

雷伯发现并绘制了天空中比一般无线电波强的波源区域图。他把它们称为射电星，所有射电星组成一张射电天体图。1942 年，他发表了他的成果，但正值第二次世界大战期间，几乎没有引起人们的注意。

不过，紧挨着波谱中的红外线，被称为微波的最短的无线电波在战争中被证明是很有用的。这种微波能发射被飞机反射的脉冲。根据反射来的方向以及从脉冲产生到被反射的时间间隔，可以算出飞机的位置、飞行方向和速度。这被称为无线电探测和测距，这里测距是指测定距离。这个短语的缩写就是雷达。

在英国物理学家罗伯特·亚历山大·沃森-瓦特指导下，大不列颠的雷达研制工作发展迅速。正是雷达，而不是任何其他东西，从数字上显示，在 1940 年底的英国战役中，使处于劣势的英国空军击败了德国空军。

在雷达发展过程中，发明了探测无线电波的仪器，一旦战争结束，高精密地探测来自太空的无线电波就成为可能。越来越大的射电望远镜被制造，这是因为制造大的射电望远镜比制造等大的光学望远镜容易得多。

当然，微波比可见光波长得多，这就意味着通过微波比通过可见光所看到的东西要模糊得多。然而，由于射电望远镜逐渐变大，微波的视觉就改善了。事实上，大的射电望远镜能相距很远地被制造，而且通过计算机使各部分达到同步，结果射电望远镜的直径达到几英里。那么微波的视觉就变得比可见光要清晰。因此，自从 20 世纪 50 年代起，射电天文学在向我们提供宇宙中普通光天文学所不能提供的信息方面，是极有用的。结果我们在近 30 年中所了解到的有关宇宙的信息比前面所有时间内了解的都多。

就牛顿的工作而言，最重要的天文学遗产来自古希腊人。古希腊人不仅像其他古代文明一样，收集了他们周围世界的信息，而且他们也试图用理性来了解宇宙的运作，而不求助于神、巫术和迷信。

为了解释天空的奥秘，牛顿不仅需要他的力学，而且需要一个天空的实际模型。生活在埃菲索斯附近迈勒图斯的塔里斯（Thales，大约公元前 625—547）常被称为是最早的哲学家。他相信世间只有一种基本物质——水，而且认为地球是在球形的宇宙中的水上漂浮着。这种对称的宇宙模型以后还要不断出现。下一个有影响的见解是公元前六世纪毕达哥拉斯（Pythagoras，大约生于公元前 560 年）提出的，他是一个饶有情趣的古典嬉皮士组织——即毕达哥拉斯学派——的领导人。他们不喝酒，不穿毛皮制品并且食素。他们相信灵魂可以离开躯体。同时他们对于数学持有强烈的信念，他们挚爱对称，并认为“数字是实在的精髓”。根据他们对声学和行星轨道运行时间的数学知识，他们认为天空具有音乐的韵律，即所谓的天球音乐。这种观察事物的方法给予了天文学的发展深远的影响。甚至于牛顿也被说成是十七世纪的毕达哥拉斯，“他把一生贡献给对宇宙和谐的研究”。

这种圆周运动的对称性，例如一个转动的轮子所表现的，是古代宇宙模型的中枢。这种圆周模式影响了人类工具的发展 50 万年，现在它开始影响做为思维工具的理论模型。圆是最完美的曲线，因此它也成为描述行星如何绕着地球运转的、美学上最具吸引力的模型。也由于这种对于圆周对称性的喜好，古代人认为天空和地球必须是圆的。

公元前 400 年左右是古希腊思想史的黄金时代；那时柏拉图（Plato，公元前 428—347）的思想地位最高。像毕达哥拉斯一样，柏拉图也赋予数学极重大的意义。遗憾的是，他的知识论的基础是，我们观察到的世界并不像实际的世界。他认为，一个完美的宇宙模型，主要是要显示神的尽善尽美，而不是要描写我们的观察。他的模型很多与毕达哥拉斯有关（可是与菲洛劳斯（Philolaos）无关——他是毕达哥拉斯的门徒之一，认为地球像其它行星一样也在作轨道运动）。对柏拉图而言，实际世界的观测和实验与知识的探讨无关：真实的实在只能用头脑去深思而得。

在他的宇宙学大作《狄玛尤斯》中，宇宙是一个井然有序的世界，地球位于中心，其它的天体在不同半径的球面上运动。无疑地，尽管柏拉图有对数学的癖好，或者正是因为如此，他对实验方法的不喜欢严重地阻碍了科学的发展。

公元前 384 年亚里士多德（Aristotle）的诞生带来了希腊科学的新纪元。作为柏拉图的学生，他也认为地球处于宇宙的中心，其它的行星在不同的球面上运动，而恒星镶嵌在最外面的球面上。与前人相比，亚里士多德赋予观测的地位要高得多，这为现代的科学工作奠定了基础。他提倡观测与理论之间的相互影响，观测显示世界的运行方式，而理论解释其原因。但是从我们后人的观点来看，亚里士多德使科学的发展倒退得比柏拉图还远。这位西方哲学之父宁可用目的论的链条来解释世界，而不用因果关系。宇宙目的论（ Teleology）探求的是宇宙现象的目的。如果要我们解释座头鲸的存在，我们会援引达尔文的进化论，一种因果论证，而宇宙目的论却把这归因为仁慈的造物主（上帝）对人类的恩赐。也许宇宙目的论的最著名的例子就是“设计论”了，它被许多宇宙目的论者作为上帝存在的证据——特别著名的是帕雷（William Paley）1802 年写的《自然界的宇宙目的论》一文。在这篇论文里，帕雷满怀激情地争辩道，生命组织是如此之复杂，因而它必须要有一个设计者——上帝。

今天这种论证方式已被看作是本末倒置的科学的神圣化。达尔文进化论的现代鼓吹者道金斯（Richard Dawkins），在他的的《盲人钟表匠》一书中，先把帕雷的方法论优美地表述出来，然后说它是一文不值。然而令人玩味的是，这一设计论在今天，又被一些天文学家和宇宙学家以一种所谓人择原理（TheAnthropic Principle）的极端形式重新提了出来，关于这个原理我们将在第三章中再遇到。简言之，人择原理认为宇宙之所以是我们所看到的这样，是因为如果宇宙不是这样的话，我们也就不会存在，也没有人会来观测宇宙了。

萨摩斯地方的阿里斯塔克斯（Aristarchos of Samos，一般认为生活于公元前 310—230 年）第一个提出太阳中心说，他的天体模式与现代的观念是相一致的。他坚持地球是围绕一个固定的太阳作圆周运动，而不是位于宇宙的中心。但是他的思想由于缺乏经验根据，在亚里士多德派的影响之下，被打入冷宫达将近两千年之久。此后，阿奎那斯（Thomas Aquinas）研究了阿拉伯人保存的亚里士多德派手稿，由于他的支持，亚里士多德的模式得到了天主教会的珍爱，因为这一模式把人类放在宇宙的中心地位。十五世纪中叶科学大革命开始，并一直进行到十六世纪末。在这个时期，神的干预这一观念逐渐衰落，科学的宇宙思想代之而起。正如在牛顿出生那年去世的伽里略所说：“圣经所指出的是通往天堂之路，而不是天空自己走的路”。

中国古代天文学的萌芽：从远古到西周末

1960 年在山东莒县和 1973 年在山东诸城分别出土的两个距今约 4,500 年的陶尊,上都有一个□符号。有人释为“旦”字。这个字上部的“○”象太阳,中间的“□”像云气，下部的“□”象山有五峰，山上的云气托出初升的太阳，其为早晨景象，宛然如绘。《尚书·尧典》说“乃命羲和，钦若昊天，历象日月星辰，敬授人时”，说明在传说中的帝尧（约公元前二十四世纪）的时候已经有了专职的天文官，从事观象授时。《尧典》紧接着说，“分命羲仲，宅□夷，曰□谷，寅宾出日，平秩东作。”这段话的意思是,羲仲在□夷□（汤）谷之地,专事祭祀日出，以利农耕。山东古为东夷之域，莒县、诸城又处滨海之地，正是在这里发现了祭天的礼器和反映农事天象的原始文字，这与《尧典》所载正可相互印证。《尧典》虽系后人所作，但它反映了远古时候的一些传说，当无疑义。

《尧典》还说，一年有 366 天，分为四季,用闰月来调整月份和季节。这些都是中国历法（阴阳历）的基本内容。《尧典》中有“日中星鸟，以殷仲春”，“日永星火，以正仲夏”，“宵中星虚，以殷仲秋”，“日短星昴，以正仲冬”四句话，说的是根据黄昏时南方天空所看到的不同恒星，来划分季节。这里提到的只有仲春、仲夏、仲秋和仲冬四个季节。

从夏朝(公元前二十一世纪到公元前十六世纪)开始，中国进入奴隶社会。流传下来的《夏小正》一书，反映的可能是夏代的天文历法知识:一年十二个月,除二月、十一月、十二月外，每月都用一些显著的天象作为标志。《夏小正》除注意黄昏时南方天空所见的恒星（“昏中星”）以外，还注意到黎明时南方天空恒星(“旦中星”)的变化，以及北斗斗柄每月所指方向的变化，比《尚书·尧典》有所发展。

夏朝的末代几个皇帝有孔甲、胤甲、履癸等名字，这证明当时已用十个天干（甲乙丙丁  ）作为序数。

在殷商（公元前十六世纪到公元前十一世纪）甲骨卜辞中，干支纪日的材料很多。一块武乙时期（约公元前十三世纪）的牛胛骨上完整地刻划着六十组干支，可能是当时的日历。从当时大量干支纪日的排比，学者对当时的历法,得出比较一致的意见：殷代用干支纪日,数字记月；月有大小之分，大月 30 日，小月

29  日；有连大月，有闰月；闰月置于年终，称为十三月；季节和月份有大体固定的关系。

甲骨卜辞中还有日食、月食和新星纪事。如“癸酉贞:日夕有食,佳若？癸酉贞:日夕有食，非若？”, “旬壬申夕月有食”,“七日己巳夕□,□有新大星并火”等（图 1 记述新星的甲骨片,甲骨卜辞中的新星

纪事）。 比甲骨文稍晚的是西周时期（公元前十一世纪至公元前八世纪）铸在铜器（钟、鼎等）上的金文。金文中有大量关于月相的记载，但无朔字。最常出现的是：初吉、既生霸（魄）既望、既死霸（魄）。人们对这些名称有种种不同的解释。但除初吉以外，其他几个词都与月相有关，则无异仪。

“十月之交，朔日辛卯，日有食之，  彼月而食，则维其常，此日而食，于何不臧？”《诗·小雅》中的这段话，不但记录了一次日食，而且表明那时已经以日月相会（朔）作为一个月的开始。一些人认为，这次日食发生在周幽王六年，即公元前 776 年,也有人认为发生在周平王三十六年，即公元前 735 年。《诗经》中还有许多别的天文知识。明末顾炎武在《日知录》里说：“三代以上，人人皆知天文。”他列举的四件事中，有三件都出自《诗经》，那就是“七月流火”、“三星在户”和“月离于毕”。《诗经》中还记载了金星和银河，以及利用土圭测定方向。如果认为《周礼》也反映西周的情况，那么，在西周时代应该已经使用漏壶记时，而且按照二十八宿（见三垣二十八宿和十二次来划分天区了。到了西周末期，中国天文学已经初具规模了。