第一篇:《实用天文学》读后感
天文学与数学、物理、化学、生物、地学同为六大基础学科。它是研究天体、宇宙的结构与发展的学科,其内容包括天体的构造、性质和运行规律等。天文学的主要研究手段是观测,天文观测对我们的现实生活有很大的实际意义,例如授时、历法的编制、地表点的位置测量等。实用天文学是天文学的一个分支,中国科学院学部委员夏坚白先生(1903~1977)在《实用天文学》一书中给出了明确的定位。夏先生在书中写道:“实用天文学又称为天文定位学,乃天文学之一部门,其目的在观测天体之位置,以测定地面上一点之经纬度及方位角。实用天文学之内容包含天体运动之法则,天体位置之推算,各种定位观测方法之理论,观测仪器之构造与使用以及定位计算等。”
夏先生编写此书时独具匠心,考虑到接纳此书的学子们是一群只有少量天文科普知识的高中毕业生,因此在体例编排上由浅入深,从科普知识到理论剖析,从观测仪介绍到实际操作示例,环环紧扣。例如,第一章在介绍太阳系和地球绕日运动后,导出地球上的坐标系统,突出经度、纬度和方位角的概念;第二章介绍天球的目的是通过天球上的参考点圈与地球表面坐标系扩展至地球上,为导出天文测量中的'定位三角形奠定基础。书中第二部分介绍天文学中的基础,如时间、天文年历和时间的换算等。至此夏先生已为学子们奠定了良好的天文学基础。
在随后的篇章中,实用的天文观测与计算从定位三角形开始,分析最佳观测位置与时间,影响观测精度的因素与改正办法,最后介绍当时世界上广为使用的各种观测与计算方法。书中的各种计算实例充分体现了夏先生当时在贯彻教育与生产劳动相结合方面所作的努力,所介绍的仪器也是当时西方最先进的全能经纬仪和计时器。
由此可知,夏先生所编写的《实用天文学》一书是一部内容丰富、全面,既有理论深度又有大量实践经验的实用天文学专著,它贯彻了党的教育方针,对培养大批高级天文测量人员与指导天文测量工作的实践均有重要的指导与实践意义。即使在观测手段已飞速发展,GPS定位技术已普及到车载GPS定位系统和利用手机对个人位置跟踪的今天,其基本原理仍然是通过对天体(多个地球人造卫星)观测而确定观测者的位置。因此,夏先生所编之《实用天文学》真乃百年名典之著。
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第二篇:浅谈天文学之射电天文学
浅谈天文学之射电天文学
摘要:天文学是自然科学六大基础学科之一,它推动了人类社会的进步和科技的发展。天文学对于提高民族素质、培养创新精神及科学的思维方法,建立正确的世界观、宇宙观方面有着不可替代的作用。普及天文知识,对破除迷信、反对伪科学也具有重要的科学意义。发达国家及一些发展中国家的大学、中学都普遍开设了天文学课程。现在,我们学校也同样开设了天文学选修课,这为我们这些从小就对天文产生好奇、现在对天文依然抱有兴趣的人开了一扇圆梦的窗口。
关键字:天文 星系 射电 望远镜
引言:自小就对天文方面颇感兴趣,但一直都没机会深入了解这方面的内容,课本上对天文方面的知识都是浅谈辄止,而我们也就只有通过看看课外书籍或者新闻来了解那神秘的未知世界。2005年“神舟六号”载人航天飞船的成功升天与着陆,让我们看到了以前遥不可及的星际并不是梦想。嫦娥奔月一直只是作为一个神话故事,而浩瀚的宇宙亦是那么的遥不可及,而今飞天梦想的实现,宇宙以不再是秘密!
一:天文学的性质
当您抬头仰望天空时,您知道那些闪闪发光的东西是什么吗?一些是行星,但多数为恒星,还有一些是巨大的星系,每个星系中都有成百上千亿颗恒星。天文学就是研究宇宙中的行星、恒星以及星系的科学。天文学家的任务就是解释我们在夜空中所看到的各种天体,他们还致力于了解其他一些东西,例如,恒星的年龄以及他们与地球之间的距离等等。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。现在天文学按研究方法分类已形成天体测量学、天体力学和天体物理学三大分支学科。按观测手段分类已形成光学天文学、射电天文学和空间天文学几个分支学科。
同时天文学是简洁,优美的,令人陶醉的!不少人认为天文学离现实生活很远,其实这也对,但说的不够严谨!天文学不仅是一门自然科学,而且还是一门自然哲学,吸引无数人研究!总的来说,天文学是一门古老而又年轻的科学!天文学的发展历程象征着人类文明的成果与辉煌!
二:射电天文学的概述
射电天文学是通过观测天体的无线电波来研究天文现象的一门学科。由于地球大气的阻拦,从天体来的无线电波只有波长约1毫米到30米左右的才能到达地面,绝大部分的射电天文研究都是在这个波段内进行的。射电天文学以无线电接收技术为观测手段,观测的对象遍及所有天体:从近处的太阳系天体到银河系中的各种对象,直到极其遥远的银河系以外的目标。射电天文波段的无线电技术,到二十世纪四十年代才真正开始发展。对于历史悠久的天文学而言,射电天文使用的是一种崭新的手段,为天文学开拓了新的园地。
三:射电天文学的起源
1860年,苏格兰物理学家麦克斯韦提出一个理论,预言整个辐射家族都与电磁现象(即电磁辐射)有联系,而一般可见光只是这个家族中的一小部分而已。25年以后,即在麦克斯韦因患癌症过早去世7年后,才找到了证实他的预言的第一个确实的证据。1887年,德国物理学家H.R.赫兹从感应线圈的火花中制造振荡电流,结果产生出波长极长的辐射,比一般红外辐射的波长长得多。H.R.赫兹探测到了这些辐射。这些辐射后来称做无线电波或射电波。波长可以用微米(1/1000000米)来量度; 可见光的波长从0.39微米(极紫)到0.78微米(极红)。接下去是近红外辐射(0.78~3微米),再就是中红外辐射(3~30微米),然后是远红外辐射(30~1000微米)。从此开始便是射电波:所谓的微波从1000~160000微米,长波射电波长高达几十亿微米。辐射的特性不仅可以用波长来表示,也可以用频率来表示。频率就是每秒钟产生的辐射的波数。可见光和红外辐射频率的数值太大,因此在这两种情况下通常不使用频率来表示。但是,对射电波来说,频率降低到比较低的数字,因而得到广泛地应用、每秒钟1000个波叫做1千周;每秒钟1000000个波叫做1兆周。微波的范围从300000兆周到1000兆周。一般电台使用的射电波波长都很长,都低到千周的范围。在赫兹发现射电波后的10年期间,光谱的另一端也有了同样的扩展。1895年,德国物理学家伦琴意外地发现了一种神秘的辐射,他称之为X射线,结果证明,X射线的波长比紫外辐射的波长短。后来卢瑟福证明,与放射性有关的γ射线的波长比X射线的还要短。于是,牛顿最初的光谱得到极大的扩展。如果我们把波长每增加一倍看作是相当于1个8度音程的话(如同声音那样),那么我们所研究的全部电磁波谱大约等于60个8度音程:可见光在靠近光谱的中心部分,仅占1个8度音程的范围。有了比较宽的光谱,我们对恒星的认识当然会更加全面。例如,我们知道,太阳光中包含着大量紫外辐射和红外辐射,这些辐射大部分被我们的大气吸收了;但是1931年非常意外地发现了一个探索宇宙的射电窗口。贝尔电话实验室的一位年轻的无线电工程师央斯基,在研究经常伴随着无线电接收而产生的静电时,偶然发现了一种非常稳定的噪声,这种噪声不可能来自任何通常的噪声源。他最后断定,这种静电是由来自外层空间的射电波引起的。最初,来自空间的射电信号似乎在太阳方向上最强,但一天天过去后,接收到的最强信号慢慢地从太阳方向移开,并且在天空中环行一圈。到1933年,央斯基断定,这些射电波来自银河,特别是来自靠近银河系中心的人马座方向。到1933年,央斯基断定,这些射电波来自银河,特别是来自靠近银河系中心的人马座方向。于是射电天文学诞生了。
四:射电望远镜
射电望远镜(radio telescope)是指观测和研究来自天体的射电波的基本设备,可以测量天体射电的强度、频谱及偏振等量。包括收集射电波的定向天线,放大射电信号的高灵敏度接收机,信息记录、处理和显示系统等。基本原理 经典射电望远镜的基本原理和光学反射望远镜相似,投射来的电磁波被一精确镜面反射后,同相到达公共焦点。用旋转抛物面作镜面易于实现同相聚焦,因此,射电望远镜天线大多是抛物面。射电望远镜表面和一理想抛物面的均方误差如不大于λ/16~λ/10,该望远镜一般就能在波长大于λ的射电波段上有效地工作。对米波或长分米波观测,可以用金属网作镜面;而对厘米波和毫米波观测,则需用光滑精确的金属板(或镀膜)作镜面。从天体投射来并汇集到望远镜焦点的射电波,必须达到一定的功率电平,才能为接收机所检测。目前的检测技术水平要求最弱的电平一般应达 10 —20瓦。射频信号功率首先在焦点处放大10~1,000倍,并变换成较低频率(中频),然后用电缆将其传送至控制室,在那里再进一步放大、检波,最后以适于特定研究的方式进行记录、处理和显示。天线收集天体的射电辐射,接收机将这些信号加工、转化成可供记录、显示的形式,终端设备把信号记录下来,并按特定的要求进行某些处理然后显示出来。表征射电望远镜性能的基本指标是空间分辨率和灵敏度,前者反映区分两个天球上彼此靠近的射电点源的能力,后者反映探测微弱射电源的能力。射电望远镜通常要求具有高空间分辨率和高灵敏度。
当代先进射电望远镜有﹕以德意志联邦共和国 100米望远镜为代表的大﹑中型厘米波可跟踪抛物面射电望远镜﹔以美国国立射电天文台﹑瑞典翁萨拉天文台和日本东京天文台的设备为代表的毫米波射电望远镜﹔以即将完成的美国甚大天线阵。贵州平塘的射电望远镜FAST是现在世界上最大口径的射电望远镜。
在贵州平塘县一个叫大窝凼的山沟里,正在建设世界上最大单口径射电望远镜。这个望远镜叫FAST(Five-hundred-meterApertureSphericalradioTelescope),已于2011年3月在我国正式开工建设,相当于30个足球场大。大窝凼的三座山峰形成一个天然“灶台”,可以将FAST这口“大锅”稳稳架在“灶台”上面。
如果射电望远镜足够大,那么就连外星人的电视信号都探测得到——假如外星人真的存在而且爱看电视的话。
4年前,在美国佛州奥兰多市举行的“光学工程国际协会”研讨会上,一位天文学家说:“从理论上说,如果外星人的确有电视节目的话,只要将足够大的射电望远镜对准外星人的星球,就能够接收得到。”
据了解,与被评为“人类20世纪十大工程”之首的美国300米望远镜相比,该望远镜综合性能提高了约10倍。FAST建成之后,将保持世界领先地位二三十年。
不过大窝凼的村民都叫不惯FAST这个有些拗口的名字,而是给它取了一个颇为形象的名字:天眼。
五:射电天文学的研究方法
对于研究射电天体来说,测到它的无线电波只是一个最基本的要求。人们还可以应用颇为简单的原理,制造出射电频谱仪(见太阳射电动态频谱仪)和射电偏振计,用以测量天体的射电频谱和偏振。研究射电天体的进一步的要求是精测它的位置和描绘它的图像。一般说来,只有把射电天体的位置测准到几角秒,才能够较好地在光学照片上认出它所对应的天体,从而深入了解它的性质。为此,就必须把射电望远镜造得很大,比如说,大到好几公里。这必然会带来机械制造上很大的困难。因此,人们曾认为射电天文在测位和成像上难以与光学天文相比。可是,五十年代以后,射电望远镜的发展,特别是射电干涉仪(由两面射电望远镜放在一定距离上组成的系统)的发展,使测量射电天体位置的精度稳步提高。五十年代到六十年代前期,在英国剑桥,利用许多具射电干涉仪构成了“综合孔径”,系统,并且用这种系统首次有效地描绘了天体的精细射电图像。接着,荷兰、美国、澳大利亚等国也相继发展了这种设备。到七十年代后期,工作在短厘米波段的综合孔径系统所取得的天体射电图像细节精度已达2″,可与地面上的光学望远镜拍摄的照片媲美(见综合孔径射电望远镜)。射电干涉仪的应用还导致了六十年代末甚长基线干涉仪的发明。这种干涉仪的两面射电望远镜之间,距离长达几千公里,乃至上万公里。用它测量射电天体的位置,已能达到千分之几角秒的精度。七十年代中,在美国完成了多具甚长基线干涉仪的组合观测,不断取得重要的结果。
六:结语
近几十年来,随着观测手段的不断革新,射电天文学在多个层次中发现的天体射电现象,不仅是光学天文的补充,而且常常超出原来的想象,开辟出许多新的研究领域。由此看来,天文学在不断的向前发展,人类定会在无边的宇宙中不断的展望和迈步。
第三篇:天文学本科毕业论文选题
毕业论文(设计)
题 目
学 院 学 院 专 业 学生姓名 学 号 年级 级 指导教师
毕业
教务处制表
毕业
毕业
二〇一五年 十二月一 日
毕业
天文学毕业论文选题(1308个)
一、论文说明
本写作团队致力于毕业论文写作与辅导服务,精通前沿理论研究、仿真编程、数据图表制作,专业本科论文300起,具体可以联系
二、论文参考题目
我天文学会退出国际天文学协会
天文之梦——2013年全国青少年高校科学营天文专题营 杭州市高级中学:天文社里的小小天文家 非天文专业诺奖得主的天文学贡献
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中职学校利用模拟天文软件开展天文兴趣活动的实践与思考 学天文:观日食,探天文 天文学家和天文学史专家
空间天文探测器和天文卫星的专名及其中文名 澳天文摄影大赛获奖作品出炉
北京市海淀区图强第二小学“金牛杯”天文竞赛复赛成功举行 追星逐日“学霸”眼中的天文风景 科学酷职业之天文学家
新世纪高等师范院校天文普及教学探索 仰观天文俯察地理 尽研天象气象地磁地震 慧眼独具通解古历 堪称学贯中西融会古今
天文馆馆长:外星人肯定存在 张衡:不只是天文学家 P 天文学、地球科学 P天文学、地球科学
中国最早天文气象台及观测系统 致敬天文学 飞翔的天文台
世界上最古老的天文台
开启引力波天文物理高级探测器新纪元英 “金牛杯”天文竞赛 初赛成功举行 备战2015全国天文奥赛的总结和感悟 传统天文历法与中国文化的原点 小学科学课程天文内容教学浅谈
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天文学家观测到迄今亮度最高的宇宙爆炸 英国天文学家公布迄今为止最完整3D版宇宙图像 天文学与数学(上)天文学与数学(下)欧洲南方天文台百强图片(六)哥白尼的天文学革命 从一列数中获得的天文发现 汉画中所体现出的汉代天文学成就 趣谈古诗中的天文地史 WWT在天文教育中的应用 网络交流“给力”天文科普 对话黄天文
天文上的诺贝尔奖项 欧洲南方天文台百强图片(五)美国天文学家发现月球正在“缩水”
天文学家发现最早星系:晚于宇宙大爆炸仅2亿年 汪莱的天文学成就及其学术地位 玩天文玩出财富来 天文学家(外二首)天文观测设备 陪着儿子玩天文
天文爱好者将9张夜空照片结合制成银河全景图 玩天文玩出财富来 网络天文流言四起 天文大自然
“科学根据”没有根据天文学家驳2012末日传言 澳门科学馆天文馆推出全新3D球幕节目“物竞天择3D” 格林威治天文台的故事 飞翔的天文台
欧洲南方天文台百强图片(四)天文词汇解读
天文专家:现行“元旦”只有“62岁” 天文:科幻电影的灵感“宝库” 网络天文流言四起 5万元就能开个天文馆 欧洲南方天文台百强图片(三)天文科考支撑平台在南极昆仑站成功运行 天文学名词工作的27年 学识天文,用谷歌看自己的星座 用MapReduce实现天文星表交叉认证 基于MapReduce模型的分布式天文交叉证认 东汉天文学和中医学的发展
超级地球:天文学家发现一颗有水的新行星 陪着儿子玩天文 最不幸的天文学家
天文学家首度发现第一颗可容纳生命的行星 2010最佳天文摄影作品展 欧洲南方天文台百强图片(二)玩天文,也能玩出财富来 天文潮汐对灾害的影响 成语中的天文 围棋数有字与天文
欧洲南方天文台百强图片(一)天文奇观
基于USB的天文图像获取及实时处理系统设计 卫星眼中的古代天文台 天文网站
面向海量数据的并行天文交叉证认 看星空 学天文 乐趣多
天文时纬残差异常是一种重要的地震前兆 第十一批天文学新名词 美天文学家发现“超级地球” 《吕氏春秋》与中国古代天文历法 天文台来了镜子人 天文中的数学 开展校园天文科技活动,推进素质教育发展 天文学,地球科学 天文学地球科学 学习型天文望远镜等
史上最重要的科学发明:伽利略天文望远镜 天文与航海趣闻 天文学地球科学
小学天文课“探究活动”的设计研究 借助信息积累 培养学生天文素养 立足天文科普 着眼宇宙未来 火星天文学
解析天文盛宴背后的经济价值和商业价值 天文玩家:你的兴趣我的商机 “国际天文年”活动4月拉开大幕 汉字构形与古代天文 天文学地球和科学
现代天文学进展 宇宙结构的形成与演化 世界15座最著名的天文时钟 2010年:多少天文奇观可以期待 十年10大天文发现 天文摄影作品欣赏 天文学地球科学 世纪天文盛宴
把天文数字扔进粉碎机
浅谈如何将天文科普知识融入地理教学中 天文学地球科学
刘天文:中国外包企业应走向国际化 2009最佳天文照片:诡异的“宇宙之手” 天文学等 天文学家发现宇宙中有个疯狂“造星工厂” 几个天文知识概念 我国古代天文学家张遂 用天文承载浪漫 成语和古代天文历法 天文学 地球科学 2009,精彩天文年 黄道周论《周易》与天文历算 天文学地理科学 逆境中崛起的天文学家 伽利略的天文发现及其文化影响 天文学中的电子成像
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从中国早期天文学之反映特点浅析古代科学思想与天人文化传统 与天文奇观亲密接触
13个最伟大的天文发现(下)张衡:伟大的天文学家 天文学最浪漫
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三百年一遇天文奇观日全食 洋铭MS-900参与直播天文奇观 开启粒子天文学的新视窗 天文观测400年
基于PXA270的移动天文观测系统设计 13个最伟大的天文发现(中)天文学、地球科学 天文学
13个最伟大的天文发现(上)登封观星台:中国现存最早的天文台 天文学史名词
(二)天文学家
古代天文学家——张衡 伟大的天文学家——开普勒 恺撤的天文计算仪
天文学家发现系外行星围绕红巨星运转 弘扬空天文化课堂
西水坡星图 破译6500年前的天文现象 国际天文年里的重头戏日全食“开演”啦 趣味天文币
12星座与天文(下)伽利略与天文年
北朝天文学家张子信的历史考察 天文学家发现“超地球” 望远镜和天文望远镜的诞生 天文学史名词
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对我国高校天文学选修课开设的思考 天文台
仰望星空 感受天文
对中小学开展天文科普活动的认识与实践 中国天文年历的前世今生 “天文数字”敲响的警钟 那些天文,竟是你的爱语
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在电子星图上把玩天文考古
苏联大清洗的恐惧:天文学家被活活吓死 从太空俯瞰地球十大古代天文台 2008年天文学五大奇异发现 宇宙航行和天文 光学天文望远镜的足迹
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放马老汉叫板国家天文馆我捡的陨石咋就不是我的? 《简明天文学教程》(第二版)趣味性和可读性皆具 本期聚焦 天文学类教材
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京师同文馆增设天文算学馆评析 趣味天文币——双子座 趣味天文币——金牛座 成语和古代天文历法 汽车,最生动难得的天文课堂 趣味天文币——白羊座
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(七)天文历法 绝世《天文书》
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第四篇:天文学新概论感想
仰望星空,畅游宇宙
智能科学与技术
李继坤
1210663
我仰望星空,它是那样辽阔而深邃;
那无穷的真理,让我苦苦地求索追随。
我仰望星空,它是那样庄严而圣洁;
那凛然的正义,让我充满热爱、感到敬畏。
我仰望星空,它是那样自由而宁静;
那博大的胸怀,让我的心灵栖息依偎。
我仰望星空,它是那样壮丽而光辉;
那永恒的炽热,让我心中燃起希望的烈焰、响起春雷
选修《天文学新概论》的初衷就是温总理的这首《仰望星空》。仰望星空,那里写满了宇宙的奥秘;仰望星空,心灵畅游于无垠的时空。仰望星空时,一个人的心胸才会如那星空般空阔辽远;仰望星空时,一个人的思想才会如那群星般自由璀璨。正是因为对星空的渴望,对宇宙的向往,所以我才选修了这门课。
之前就已经听选过此课的同学说,这课不错,老师不仅不点名,而且平时也不留作业。选了课才知道这门课真选对了!不是因为不点名、没作业,而是因为有幸遇到了这位毕业于南京大学天文系并在北京天文台多年从事天文研究的教授——苏宜先生。
苏教授虽已到了“从心所欲,不逾矩”的年岁,但仍精神矍铄,对天文学充满了热情。听他的课,不需要课本,不需要笔记,要的只是一颗自由的心,随他一起遨游太空,遍历宇宙。陈寅恪曾说:思想而不自由,毋宁死耳!而学习天文、研究天文非思想自由之人不能为也。跟着苏老师一起,我们从地球的一草一叶出发,聆听地球与月球的窃窃私语,体会太阳与行星们的缠绵悱恻,欣赏银河系的美丽壮观,惊叹茫茫宇宙的浩瀚无垠。一路走来,我们仿佛乘坐着宇宙飞船,船长就是苏老师。我们边走边看,边看边听苏老师讲解。流星,彗星,行星,恒星,白矮星,中子星,主序星,食双星„„一路的风景让我们应接不暇。苏老师的讲解形象生动,中间还时不时地穿插一些他的有趣经历,让我们这些门外汉大开眼界。我们在时空中穿梭,追寻着宇宙的奥秘。
让我印象最深刻的就是那次在新开湖边看星星了。虽然那天晚上天气很冷,可是去的同学还是不少。苏老师拿着激光笔指着天上的星星给我们讲解这颗是什么星,那个是什么星座,怎样找北极星,如何根据星星来推算经纬度„„后来我们还用天文协会的望远镜看了星团,大家都兴奋不已。
康德说他一生只对两件事感兴趣:头顶的天空和脚下的大地。顾炎武说:“三代以上,人人皆知天文。„七月流火‟,农夫之辞也;„三星在户‟,妇人之语也;„月离于毕‟,戍卒之作也;„龙尾伏辰‟,儿童之谣也。” 可见,天文,自古就为人们所重视,而天文对人们生产生活的重要影响也是不言自明的。
经过一个学期的学习,我对天文学有了一个大致的理解,对天文兴趣的也日渐浓厚。在我看来,我南开不应仅仅开设天文学选修课,而应该设立天文系,给那些热爱天文的学生以自由发展的空间,为我国天文学的发展培育人才。真心盼望南开的天文系能早日建成。
最后,感谢苏老师的辛勤教导,希望老师身体健康,工作顺利。祝愿我南开的天文学教育能发展得越来越好!
第五篇:中国古代天文学
中国古代天文学
我国古代天文学从原始社会就开始萌芽了。公元前24世纪的帝尧时代,就设立了专职的天文官,专门从事“观象授时”。早在仰韶文化时期,人们就描绘了光芒四射的太阳形象,进而对太阳上的变化也屡有记载,描绘出太阳边缘有大小如同弹丸、成倾斜形状的太阳黑子。公元16世纪前,天文学在欧洲的发展一直很缓慢,在从2世纪到16世纪的1000多年中,更是几乎处于停滞状态。在此期间,我国天文学得到了稳步的发展,取得了辉煌的成就。我国古代天文学的成就大体可归纳为三个方面,即:天象观察、仪器制作和编订历法。
我国最早的天象观察,可以追溯到好几千年以前。无论是对太阳、月亮、行星、彗星、新星、恒星,以及日食和月食、太阳黑子、日珥、流星雨等罕见天象,都有着悠久而丰富的记载,这些记载至今仍具有很高的科学价值。在我国河南安阳出土的殷墟甲骨文中,已有丰富的天文象现的记载。这表明远在公元前14世纪时,我们祖先的天文学已很发达了,有世界上最早最完整的天象记载。我国是欧洲文艺复兴以前天文现象最精确的观测者和记录的最好保存者。
我国古代在创制天文仪器方面,也做出了杰出的贡献,创造性地设计和制造了许多种精巧的观察和测量仪器。最古老、最简单的天文仪器是土圭,也叫圭表。它是用来度量日影长短的,它最初是从什么时候开始有的,已无从考证。
此外,西汉的落下闳改制了浑仪,这种我国古代测量天体位置的主要仪器,几乎历代都有改进。东汉的张衡创制了世界上第一架利用水利作为动力的浑象。元代的郭守敬先后创制和改进了10多种天文仪器,如简仪、高表、仰仪等。
古人勤奋观察日月星辰的位置及其变化,主要目的是通过观察这类天象,掌握他们的规律性,用来确定四季,编制历法,为生产和生活服务。我国古代历法不仅包括节气的推算、每月的日数的分配、月和闰月的安排等,还包括许多天文学的内容,如日月食发生时刻和可见情况的计算和预报,五大行星位置的推算和预报等。一方面说明我国古代对天文学和天文现象的重视,同时,这类天文现象也是用来验证历法准确性的重要手段之一。测定回归年的长度是历法的基础。我国古代历法特别重视冬至这个节气,准确测定连续两次冬至的时刻,它们之间的时间间隔,就是一个回归年。
根据观测结果,我国古代上百次地改进了历法。郭守敬于公元1280年编订的《授时历》来说,通过三年多的两百次测量,经过计算,采用365.2425日作为一个回归年的长度。这个数值与现今世界上通用的公历值相同,而在六七百年前,郭守敬能够测算得那么精密,实在是很了不起,比欧洲的格里高列历早了300年。
我国的祖先还生活在茹毛饮血的时代时,就已经懂得按照大自然安排的“作息时间表”,“日出而作,日入而息”。太阳周而复始的东升西落运动,使人类形成了最基本的时间概念— “日”,产生了“天”这个最基本的时间单位。大约在商代,古人已经有了黎明、清晨、中午、午后、下午、黄昏和夜晚这种粗略划分一天的时间概念。计时仪器漏壶发明后,人们通常采用将一天的时间划分为一百刻的做法,夏至前后,“昼长六十刻,夜短四十刻”;冬至前后,“昼短四十刻,夜长六十科”;春分、秋分前后,则昼夜各五十刻。尽管白天、黑夜的长短不一样,但昼夜的总长是不变的,都是每天一百刻。
包括天文学在内的现代自然科学的极大发展,最早是从欧洲的文艺复兴时期开始的。文艺复兴时期大致从14世纪到16世纪,大体相当于我国明初到万历年间。这200年间,我国天文学的主要进展至少可以列举以下几项:翻译阿拉伯和欧洲的天文学事记;从公元1405-1432年的20多年间,郑和率领舰队几次出国,船只在远洋航行中利用“牵星术”定向定位,为发展航海天文学做出了贡献;对一些特殊天象做了比较仔细的观察,譬如,1572年的“阁道客星”和1604年的“尾分客星”,这是两颗难得的超新星。
我国古代观测天象的台址名称很多,如灵台、瞻星台、司天台、观星台和观象台等。现今保存最完好的就是河南登封观星台和北京古观象台。
我国还有不少太阳黑子记录,如公元前约140年成书的《淮南子》中说:“日中有乌。”公元前165年的一次记载中说:“日中有王字。” 战国时期的一次记录描述为“日中有立人之像”。更早的观察和记录,可以上溯到甲骨文字中有关太阳黑子的记载,离现在已有3000多年。从公元前28年到明代末年的1600多年当中,我国共有100多次翔实可靠的太阳黑子记录,这些记录不仅有确切日期,而且对黑子的形状、大小、位置乃至分裂、变化等,也都有很详细和认真的描述。这是我国和世界人民一份十分宝贵的科学遗产,对研究太阳物理和太阳的活动规律,以及地球上的气候变迁等,是极为珍贵的历史资料,有着重要的参考价值。
我国对哈雷彗星观测记录久远、详尽。《史记·秦始皇本纪》记载的秦始皇七年(公元前240年)的彗星,各国学者认为这是世界上最早的哈雷彗星记录。从那时起到1986年,哈雷彗星共回归了30次,我国史籍和地方志中都有记录。实际上,我国还有更早的哈雷彗星记录。我国已故著名天文学家张钰哲在晚年考证了《淮南子·兵略训》中“武王伐纣,东面而迎岁,„„彗星出而授殷人其柄”这段文字,认为当时出现的这颗彗星也是哈雷彗星。他计算了近四千年哈雷彗星的轨道,并从其他相互印证的史料中肯定了武五伐纣的确切年代应为公元前1056年,这样又把我国哈雷彗星的最早记录的年代往前推了800多年。1973年,我国考古工作者在湖南长沙马王堆的一座汉朝古墓内发现了一幅精致的彗星图,图上除彗星之外,还绘有云、气、月掩星和恒星。天文史学家对这幅古图做了考释研究后,称之为《天文气象杂占》,认为这是迄今发现的世界上最古老的彗星图。早在2000多年前的先秦时期,我们的祖先就已经对各种形态的彗星进行了认真的观测,不仅画出了三尾彗、四尾彗,还似乎窥视到今天用大望远镜也很难见到的彗核,这足以说明中国古代的天象观测是何等的精细入微。
我国古代对著名的流星雨,如天琴座、英仙座、狮子座等流星雨,各有好多次记录,光是天琴座流星雨至少就有10次,英仙座的至少也有12次。狮子座流星雨由于1833年的盛大“表演”而特别出名。从公元902~1833年,我国以及欧洲和阿拉伯等国家,总共记录了13次狮子座流星雨的出现,其中我国占7次,最早的一次是在公元931年10月21日,是世界上的第二次纪事。从公元前7世纪算起,我国古代至少有180次以上的这类流星雨纪事。
中国古代天文地理学成就
1、日食记录:流星,新星和超新星,彗星,五星连珠,太阳黑子,石刻。
2、历法:治历方法,节气,《太初历》、《大明历》、《大衍历》、《授时历》。
3、天文著作:《甘石星经》、《灵宪》。
4、天文仪器:圭表,日晷,漏刻,浑仪,浑天仪,地动仪,浑象,简仪,仰仪,水运仪象台。
5、著名天文学家:甘德,落下闳,张衡,祖冲之,张遂(僧一行),郭守敬,沈括。
6、著名地理学家:裴秀,郦道元,徐霞客,魏源。
7、天文地理学成就:制图六体,风的观测和仪器,降水的观测和仪器,湿度的观测和仪器,地震仪的发明,云的观测和云图集,《水经注》,《徐霞客游记》,《海国图志》。