世界天文學(xué)簡(jiǎn)史.doc

世界天文學(xué)簡(jiǎn)史1.天文學(xué)與人類文明社會(huì)的興起（1）古埃及的天文學(xué) 埃及的觀天工作最初是由僧侶們擔(dān)任的，他們注意觀測(cè)太陽(yáng)、月亮和星星的運(yùn)動(dòng)，并從很古的時(shí)代起就知道了預(yù)報(bào)日食和月食的方法。但這種方法是嚴(yán)格保密的，詳細(xì)情況不得而知。 大體從公元前27前22世紀(jì)，埃及人不僅認(rèn)識(shí)了北極星和圍繞北極星旋轉(zhuǎn)而永不落入地平線的拱極星，還熟悉了白羊、獵戶、天蝎等星座，并根據(jù)星座的出沒來確定歷法，最著名的例子是關(guān)于全天最亮星、大犬座天狼星的出沒。 從長(zhǎng)期的實(shí)踐中，埃及人發(fā)現(xiàn)，若天狼星于日出前不久在東方地平線上開始出現(xiàn)，即所謂的“偕日升”，再過兩個(gè)月，尼羅河就泛濫了。尼羅河是古埃及人的命根子，它定期泛濫既能帶來農(nóng)耕迫切需要的水和肥沃的淤泥，也為廣大地區(qū)和人民帶來洪澇災(zāi)害。每年的6月，尼羅河洪水泛濫，使埃及人產(chǎn)生了“季節(jié)”的概念。河水泛濫時(shí)期叫做洪水季，此外還有冬季和夏季。與季節(jié)相聯(lián)系的是，在不同的季節(jié)，出現(xiàn)在東方天空的星辰也是不一樣的。久而久之，古埃及人就發(fā)現(xiàn)了星辰更替與季節(jié)變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系了，進(jìn)行了長(zhǎng)期的觀察和研究，把原先一年360日，改正為一年365日。這就是現(xiàn)今陽(yáng)歷的來源。 古埃及人還運(yùn)用正確的天文知識(shí)，在沙漠上建筑起碩大無(wú)朋的金字塔。耐人尋味的是，金字塔的四面都正確地指向東南西北。在沒有羅盤的四五千年前的古代，方位能夠定的這樣準(zhǔn)確，無(wú)疑是使用了天文測(cè)量的方法，這也許是利用當(dāng)時(shí)的北極星天龍座星來定向的吧！他們首先利用當(dāng)時(shí)的北極星確定金字塔的正北方向，其它三個(gè)方向也就不難確定了。 （2）古印度人的時(shí)空觀 古印度人不停頓地觀察太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)，以太陽(yáng)的視運(yùn)動(dòng)為依據(jù)，把一年定為360天，又以月亮的圓缺變化為依據(jù)，把一個(gè)月定為30天，以此編制歷法。實(shí)際上，月亮運(yùn)行一周不足30天，所以有的月份實(shí)際上不足30天，印度人稱為消失一個(gè)星期，大約一年要消失5個(gè)日期，但習(xí)慣上仍然稱一年為360天。將一年中分為春、熱、雨、秋、寒、冬六個(gè)季節(jié)，還有一種分法是將一年分為冬、夏、雨三季。對(duì)于空間，古印度人有奇異的看法，他們認(rèn)為在人類居住的世界之上，還有其它空間，這種時(shí)空觀是壯大的，但卻不現(xiàn)實(shí)。 (3)發(fā)明星座的迦勒底人 世界古代文明的另一個(gè)搖籃就是幼發(fā)拉底河和底格拉斯河流域。在古代這兩河流域地區(qū)大約相當(dāng)于現(xiàn)在的伊拉克共和國(guó)，希臘文為“美索不達(dá)米亞”，其意思是兩河之間的地方。遠(yuǎn)在公元前3000年前，迦勒底人就從東部山岳地帶來到兩河流域，并在那里建立了國(guó)家。 迦勒底人把星星稱為“天上的羊”，把行星稱為“隨年的羊”，天上的“羊群”是隨季節(jié)而變化的，迦勒底人注意到了這一點(diǎn)。長(zhǎng)期的星象觀察，使迦勒底人對(duì)天體運(yùn)動(dòng)有豐富多彩的發(fā)現(xiàn)，知道“日食每18年重復(fù)出現(xiàn)一次”，對(duì)于月亮和行星，迦勒底人也有很多正確的發(fā)現(xiàn)，但是對(duì)人類最重要的貢獻(xiàn)還是創(chuàng)造了星座的劃分。他們把天上顯著的亮星，用想象的虛線連結(jié)起來，描繪出各種動(dòng)物和人的形象，并且用一定的名稱稱呼它們。這就是現(xiàn)今星座的由來。白羊、金牛、雙子、巨蟹、獅子、室女、天秤、天蝎、人馬、摩羯、寶瓶、雙魚這12個(gè)星座，是世界上最初誕生的星座。美索不達(dá)米亞的文化被認(rèn)為是西方文化的源泉，它的天文學(xué)被認(rèn)為是西方天文學(xué)的鼻祖，因此，迦勒底人的星象天文學(xué)一向?yàn)槿藗兯匾暋?（4）古希臘的天文學(xué) 歐洲人稱古代希臘文化為“古典文化”。古代希臘天文學(xué)是當(dāng)時(shí)歷史條件下的產(chǎn)物，它總結(jié)了許多世代以來天象觀測(cè)的結(jié)果，概括了古代人們對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)，并力圖建立一個(gè)統(tǒng)一的宇宙模型去解釋天體的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，這種嘗試在人類進(jìn)步史上，是有一定積極意義的。 泰勒斯(Thales of Miletus)（前640前560年）是第一個(gè)希臘著名自然哲學(xué)家，到美索不達(dá)米亞學(xué)到了天文學(xué)。他推測(cè)地球是一個(gè)球體，認(rèn)為構(gòu)成宇宙的基本物質(zhì)是水，據(jù)說，他曾經(jīng)預(yù)言了公元前585年所發(fā)生的一次日食。把泰勒斯的宇宙觀延伸并發(fā)揚(yáng)光大的是他的門生阿那克西曼德（公元前611前547年）。他認(rèn)為天空是圍繞著北極星旋轉(zhuǎn)的，因此天空可見的穹窿是一個(gè)完整的球體的一半，扁平圓盤狀的大地就處在這個(gè)球體的中心，在大地的周圍環(huán)繞著空氣天、恒星天、月亮天、行星天和太陽(yáng)天。阿那克西曼德是有史以來第一個(gè)認(rèn)為宇宙不是平面形或者半球形，而是球形的。 數(shù)學(xué)家畢達(dá)哥拉斯(Pythagoras)（公元前560前490年），他認(rèn)為數(shù)本身、數(shù)與數(shù)之間的關(guān)系構(gòu)成宇宙的基礎(chǔ)。他主張地圓說，并且是人類科技史上第一個(gè)主張“太陽(yáng)、月亮、行星遵循著和恒星不同的路徑運(yùn)行”的人。 另一位偉大的學(xué)者德謨克利特（公元前460前370前）提出了原子學(xué)說，認(rèn)為萬(wàn)物都是由原子組成的，原子是不可分割的最小微粒，太陽(yáng)、月亮、地球以及一切天體，都是由于原子渦動(dòng)而產(chǎn)生的。這是樸素的天體演化的思想。他還推測(cè)出太陽(yáng)遠(yuǎn)比地球龐大，月亮本身并不發(fā)光，靠反射的太陽(yáng)才顯得明亮，銀河是眾多恒星集合而成的。 希臘天文學(xué)家托勒玫 (Ptolemy) 出版他的著作天文學(xué)大成，提出完整的“地心說”。在整個(gè)中世紀(jì)這本書被人們奉為天文學(xué)知識(shí)的經(jīng)典著作。他指出：日、月、五大行星都在繞地球的偏心圓軌道上運(yùn)轉(zhuǎn)，并且各有其軌道層次。2.中國(guó)古代天文學(xué)的輝煌成就 中國(guó)是世界上天文學(xué)起步最早、發(fā)展最快的國(guó)家之一，天文學(xué)也是我國(guó)古代最發(fā)達(dá)的四門自然科學(xué)之一，其他包括農(nóng)學(xué)、醫(yī)學(xué)和數(shù)學(xué)，天文學(xué)方面屢有革新的優(yōu)良?xì)v法、令人驚羨的發(fā)明創(chuàng)造、卓有見識(shí)的宇宙觀等，在世界天文學(xué)發(fā)展史上，無(wú)不占據(jù)重要的地位。 我國(guó)古代天文學(xué)從原始社會(huì)就開始萌芽了。公元前24世紀(jì)的帝堯時(shí)代，就設(shè)立了專職的天文官，專門從事“觀象授時(shí)”。早在仰韶文化時(shí)期，人們就描繪了光芒四射的太陽(yáng)形象，進(jìn)而對(duì)太陽(yáng)上的變化也屢有記載，描繪出太陽(yáng)邊緣有大小如同彈丸、成傾斜形狀的太陽(yáng)黑子。 公元16世紀(jì)前，天文學(xué)在歐洲的發(fā)展一直很緩慢，在從2世紀(jì)到16世紀(jì)的1000多年中，更是幾乎處于停滯狀態(tài)。在此期間，我國(guó)天文學(xué)得到了穩(wěn)步的發(fā)展，取得了輝煌的成就。我國(guó)古代天文學(xué)的成就大體可歸納為三個(gè)方面，即：天象觀察、儀器制作和編訂歷法。 我國(guó)最早的天象觀察，可以追溯到好幾千年以前。無(wú)論是對(duì)太陽(yáng)、月亮、行星、彗星、新星、恒星，以及日食和月食、太陽(yáng)黑子、日珥、流星雨等罕見天象，都有著悠久而豐富的記載，觀察仔細(xì)、記錄精確、描述詳盡、其水平之高，達(dá)到使今人驚訝的程度，這些記載至今仍具有很高的科學(xué)價(jià)值。在我國(guó)河南安陽(yáng)出土的殷墟甲骨文中，已有豐富的天文象現(xiàn)的記載。這表明遠(yuǎn)在公元前14世紀(jì)時(shí)，我們祖先的天文學(xué)已很發(fā)達(dá)了。舉世公認(rèn)，我國(guó)有世界上最早最完整的天象記載。我國(guó)是歐洲文藝復(fù)興以前天文現(xiàn)象最精確的觀測(cè)者和記錄的最好保存者。 我國(guó)古代在創(chuàng)制天文儀器方面，也作出了杰出的貢獻(xiàn)，創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)和制造了許多種精巧的觀察和測(cè)量?jī)x器。我國(guó)最古老、最簡(jiǎn)單的天文儀器是土圭，也叫圭表。它是用來度量日影長(zhǎng)短的，它最初是從什么時(shí)候開始有的，已無(wú)從考證。 此外，西漢的落下閎改制了渾儀，這種我國(guó)古代測(cè)量天體位置的主要儀器，幾乎歷代都有改進(jìn)。東漢的張衡創(chuàng)制了世界上第一架利用水利作為動(dòng)力的渾象。元代的郭守敬先后創(chuàng)制和改進(jìn)了10多種天文儀器，如簡(jiǎn)儀、高表、仰儀等。 世界天文史學(xué)界公認(rèn)，我國(guó)對(duì)哈雷彗星觀測(cè)記錄久遠(yuǎn)、詳盡，無(wú)哪個(gè)國(guó)家可比。我國(guó)公元前240年的彗星記載，被認(rèn)為是世界上最早的哈雷彗星記錄從那時(shí)起到1986年，哈雷彗星共回歸了30次，我國(guó)都有記錄。1973年，我國(guó)考古工作者在湖南長(zhǎng)沙馬王堆的一座漢朝古墓內(nèi)發(fā)現(xiàn)了一幅精致的彗星圖，圖上除彗星之外，還繪有云、氣、月掩星和恒星。天文史學(xué)家對(duì)這幅古圖做了考釋研究后，稱之為天文氣象雜占，認(rèn)為這是迄今發(fā)現(xiàn)的世界上最古老的彗星圖。早在2000多年前的先秦時(shí)期，我們的祖先就已經(jīng)對(duì)各種形態(tài)的彗星進(jìn)行了認(rèn)真的觀測(cè)，不僅畫出了三尾彗、四尾彗，還似乎窺視到今天用大望遠(yuǎn)鏡也很難見到的彗核，這足以說明中國(guó)古代的天象觀測(cè)是何等的精細(xì)入微。 古人勤奮觀察日月星辰的位置及其變化，主要目的是通過觀察這類天象，掌握他們的規(guī)律性，用來確定四季，編制歷法，為生產(chǎn)和生活服務(wù)。我國(guó)古代歷法不僅包括節(jié)氣的推算、每月的日數(shù)的分配、月和閏月的安排等，還包括許多天文學(xué)的內(nèi)容，如日月食發(fā)生時(shí)刻和可見情況的計(jì)算和預(yù)報(bào)，五大行星位置的推算和預(yù)報(bào)等。一方面說明我國(guó)古代對(duì)天文學(xué)和天文現(xiàn)象的重視，同時(shí)，這類天文現(xiàn)象也是用來驗(yàn)證歷法準(zhǔn)確性的重要手段之一。測(cè)定回歸年的長(zhǎng)度是歷法的基礎(chǔ)。我國(guó)古代歷法特別重視冬至這個(gè)節(jié)氣，準(zhǔn)確測(cè)定連續(xù)兩次冬至的時(shí)刻，它們之間的時(shí)間間隔，就是一個(gè)回歸年。 根據(jù)觀測(cè)結(jié)果，我國(guó)古代上百次地改進(jìn)了歷法。郭守敬于公元1280年編訂的授時(shí)歷來說，通過三年多的兩百次測(cè)量，經(jīng)過計(jì)算，采用365.2425日作為一個(gè)回歸年的長(zhǎng)度。這個(gè)數(shù)值與現(xiàn)今世界上通用的公歷值相同，而在六七百年前，郭守敬能夠測(cè)算得那么精密，實(shí)在是很了不起，比歐洲的格里高列歷早了300年。 我國(guó)的祖先還生活在茹毛飲血的時(shí)代時(shí)，就已經(jīng)懂得按照大自然安排的“作息時(shí)間表”，“日出而作，日入而息”。太陽(yáng)周而復(fù)始的東升西落運(yùn)動(dòng)，使人類形成了最基本的時(shí)間概念-“日”，產(chǎn)生了“天”這個(gè)最基本的時(shí)間單位。大約在商代，古人已經(jīng)有了黎明、清晨、中午、午后、下午、黃昏和夜晚這種粗略劃分一天的時(shí)間概念。計(jì)時(shí)儀器漏壺發(fā)明后，人們通常采用將一天的時(shí)間劃分為一百刻的做法，夏至前后，“晝長(zhǎng)六十刻，夜短四十刻”；冬至前后，“晝短四十刻，夜長(zhǎng)六十科”；春分、秋分前后，則晝夜各五十刻。盡管白天、黑夜的長(zhǎng)短不一樣，但晝夜的總長(zhǎng)是不變的，都是每天一百刻。 包括天文學(xué)在內(nèi)的現(xiàn)代自然科學(xué)的極大發(fā)展，最早是從歐洲的文藝復(fù)興時(shí)期開始的。文藝復(fù)興時(shí)期大致從14世紀(jì)到16世紀(jì)，大體相當(dāng)于我國(guó)明初到萬(wàn)歷年間。我國(guó)天文史學(xué)家認(rèn)為，這200年間，我國(guó)天文學(xué)的主要進(jìn)展至少可以列舉以下幾項(xiàng)：翻譯阿拉伯和歐洲的天文學(xué)事記；從公元1405-1432年的20多年間，鄭和率領(lǐng)艦隊(duì)幾次出國(guó)，船只在遠(yuǎn)洋航行中利用“牽星術(shù)”定向定位，為發(fā)展航海天文學(xué)作出了貢獻(xiàn)；對(duì)一些特殊天象作了比較仔細(xì)的觀察，譬如，1572年的“閣道客星”和1604年的“尾分客星”，這是兩顆難得的超新星。 我國(guó)古代觀測(cè)天象的臺(tái)址名稱很多，如靈臺(tái)、瞻星臺(tái)、司天臺(tái)、觀星臺(tái)和觀象臺(tái)等。現(xiàn)今保存最完好的就是河南登封觀星臺(tái)和北京古觀象臺(tái)。 我國(guó)還有不少太陽(yáng)黑子記錄，如公元前約140年成書的淮南子中說：“日中有踆烏。”公元前165年的一次記載中說：“日中有王字。”戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的一次記錄描述為“日中有立人之像”。更早的觀察和記錄，可以上溯到甲骨文字中有關(guān)太陽(yáng)黑子的記載，離現(xiàn)在已有3000多年。從公元前28年到明代末年的1600多年當(dāng)中，我國(guó)共有100多次翔實(shí)可靠的太陽(yáng)黑子記錄，這些記錄不僅有確切日期，而且對(duì)黑子的形狀、大小、位置乃至分裂、變化等，也都有很詳細(xì)和認(rèn)真的描述。這是我國(guó)和世界人民一份十分寶貴的科學(xué)遺產(chǎn)，對(duì)研究太陽(yáng)物理和太陽(yáng)的活動(dòng)規(guī)律，以及地球上的氣候變遷等，是極為珍貴的歷史資料，有著重要的參考價(jià)值。 世界天文史學(xué)界公認(rèn)，我國(guó)對(duì)哈雷彗星觀測(cè)記錄久遠(yuǎn)、詳盡，無(wú)哪個(gè)國(guó)家可比。史記秦始皇本紀(jì)記載的秦始皇七年（公元前240年）的彗星，各國(guó)學(xué)者認(rèn)為這是世界上最早的哈雷彗星記錄。從那時(shí)起到1986年，哈雷彗星共回歸了30次，我國(guó)史籍和地方志中都有記錄。實(shí)際上，我國(guó)還有更早的哈雷彗星記錄。我國(guó)已故著名天文學(xué)家張鈺哲在晚年考證了淮南子兵略訓(xùn)中“武王伐紂，東面而迎歲，彗星出而授殷人其柄”這段文字，認(rèn)為當(dāng)時(shí)出現(xiàn)的這顆彗星也是哈雷彗星。他計(jì)算了近四千年哈雷彗星的軌道，并從其他相互印證的史料中肯定了武五伐紂的確