天文學(xué)的成就
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天文學(xué)的成就范文第1篇
聞名于世的“諾貝爾獎”，每年一次授予在物理學(xué)、化學(xué)、生理學(xué)或醫(yī)學(xué)，以及一些人文領(lǐng)域做出卓越貢獻的人，至今已有100多年的歷史。然而，諾貝爾并沒有設(shè)立專門的天文學(xué)獎項，這導(dǎo)致了20世紀前70年天文學(xué)的成就與諾貝爾獎無緣。由于天體物理學(xué)的發(fā)展，特別是天文觀測所發(fā)現(xiàn)的許多物理特性和物理過程是地面上的物理學(xué)實驗所無法實現(xiàn)的，宇宙及各種天體已成為物理學(xué)的超級實驗室。天體物理學(xué)的一些突出成果有力地推進了物理學(xué)的發(fā)展，這樣，天文學(xué)成就獲得“諾貝爾物理學(xué)獎”就成為很自然的事了。
諾貝爾獎與天文學(xué)的尷尬
諾貝爾獎是以瑞典著名化學(xué)家阿爾弗雷德·貝恩哈德·諾貝爾（Alfred Bemhard Nobel，1833年10月21日～1896年12月10日）的部分遺產(chǎn)作為基金創(chuàng)立的。諾貝爾獎包括金質(zhì)獎?wù)隆⒆C書和獎金支票。諾貝爾在他的遺囑中提出，將部分遺產(chǎn)（920萬美元）作為基金，以其利息分設(shè)物理、化學(xué)、生理或醫(yī)學(xué)、文學(xué)及和平5種獎金，授予世界各國在這些領(lǐng)域內(nèi)對人類做出重大貢獻的學(xué)者。1968年，瑞典中央銀行于建行300周年之際，提供資金增設(shè)諾貝爾經(jīng)濟學(xué)獎，并于1969年開始與其它5種獎同時頒發(fā)。諾貝爾獎還有一個規(guī)定，即只有先前的諾貝爾獎獲得者、諾貝爾獎評委會委員、特別指定的大學(xué)教授、諾貝爾獎評委會特邀教授才有資格推薦獲獎的候選人。
由于沒有設(shè)立諾貝爾天文學(xué)獎，在很多年里，天文學(xué)家既沒有推薦權(quán)，也不會被人推薦。在這個世界公認的科學(xué)界最高獎面前，天文學(xué)和天文學(xué)家的處境不免有些尷尬。
天文學(xué)與物理學(xué)相互促進
天文學(xué)是研究地球之外天體和宇宙整體的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、運動和演化的科學(xué)，物理學(xué)是研究物質(zhì)世界基本規(guī)律的科學(xué)。研究各種物質(zhì)形態(tài)都會形成相應(yīng)的物理學(xué)分支，其中包括研究天體形態(tài)和特性的天體物理學(xué)。很顯然，天文學(xué)與物理學(xué)的關(guān)系十分密切，相互關(guān)聯(lián)，密不可分。天文學(xué)成就可以歸入諾貝爾物理學(xué)獎的范圍是在情理之中的，但是要使這個道理得到公認很不容易，花費了好幾十年的時間。
20世紀初，物理學(xué)家根據(jù)物理學(xué)規(guī)律提出了許多天文學(xué)預(yù)言：如廣義相對論預(yù)言星光在太陽引力場中的彎曲、水星近日點的運動規(guī)律和引力場中的光譜紅移現(xiàn)象；預(yù)言中子星、微波背景輻射、星際分子和黑洞的存在等。這些預(yù)言在證實的過程中曾走過艱難的歷程甚至彎路，這些偉大的預(yù)言推動著天文學(xué)家和物理學(xué)家們?yōu)橹畩^斗，并且發(fā)展了一個個新的分支學(xué)科。
天文觀測為物理學(xué)基本理論提供了認識地球上實驗室無法得到的物理現(xiàn)象和物理過程的條件。開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運動三定律以后，牛頓為解釋這些經(jīng)驗規(guī)律才導(dǎo)出萬有引力定律，而在地球上的物理實驗室中是總結(jié)不出萬有引力定律的。此后，從對太陽及恒星內(nèi)部結(jié)構(gòu)和能量來源的研究中獲得了熱核聚變反應(yīng)的概念；對星云譜線的分析提供了原子禁線理論的線索；從恒星演化理論發(fā)展出了元素形成理論。天文學(xué)觀測的新發(fā)現(xiàn)也給物理學(xué)以巨大的刺激和桃戰(zhàn)：中子星的發(fā)現(xiàn)推動了致密態(tài)物理學(xué)的發(fā)展，而類星體、星系核、Y射線暴等現(xiàn)象的能量來源迄今還很難從現(xiàn)有的物理學(xué)規(guī)律中找到答案。
隨著物理學(xué)的發(fā)展，物理學(xué)家必然要把宇宙及各種天體作為物理學(xué)的實驗室。物理學(xué)家涉足天文學(xué)領(lǐng)域的研究成為一種必然。而天文學(xué)家也會密切地注視著物理學(xué)的發(fā)展，以期用物理學(xué)原理來解釋宇宙的過去、現(xiàn)在和將來。
一批歷史性天文學(xué)成就無緣諾貝爾獎
在1901年開始頒發(fā)諾貝爾獎以后，天文學(xué)上有很多重大的發(fā)現(xiàn)，其科學(xué)價值可與獲得諾貝爾物理學(xué)獎的一些項目媲美。1912年，美國女天文學(xué)家勒維特（Henrietta Swan Leavitt）發(fā)現(xiàn)造父變星的周光關(guān)系，從而得出一種估計天體距離的方法，這直接導(dǎo)致了河外星系的發(fā)現(xiàn)；1911年～1913年，丹麥天文學(xué)家赫茨普龍（Ejnar Hertzsprung）和美國天文學(xué)家羅素（Henry Norris Russell）各自獨立地得到了恒星光度和光譜型的關(guān)系圖，即赫羅圖，赫羅圖在恒星起源和演化的研究中起到了舉足輕重的作用；1918年，美國天文學(xué)家沙普利（Harlow Shapley）發(fā)現(xiàn)銀河系中心在人馬座方向，糾正了太陽是銀河系中心的錯誤看法；1924年，美國天文學(xué)家哈勃（Edwin P.Hubble）確認“仙女座大星云”是銀河系之外的恒星系統(tǒng)，繼而在1929年發(fā)現(xiàn)了著名的哈勃定律，證明宇宙在膨脹；1926年，英國天文學(xué)家愛丁頓（ArthurStanley Eddington）出版專著《恒星內(nèi)部結(jié)構(gòu)》，這本書成為恒星結(jié)構(gòu)理論的經(jīng)典著作。然而，這些成果無一例外地被諾貝爾物理學(xué)獎拒之門外。
就像1927年諾貝爾物理學(xué)獎得主威爾遜發(fā)明的云霧室成為研究微觀粒子的重要儀器一樣，望遠鏡的發(fā)展使我們能夠觀測到更遙遠、更暗弱的天體及天體現(xiàn)象。但是沒有一項光學(xué)望遠鏡的成就獲獎。其中如美國天文學(xué)家海爾（Alan Hale）研制的口徑1.53米、2.54米和5.08米三架大型反射望遠鏡，1930年施密特研制的折反射望遠鏡，以及20世紀90年代研制完成的10米口徑凱克Ⅰ號和Ⅱ號望遠鏡等，它們都代表了天文學(xué)觀測手段的歷史性成就。獲諾貝爾物理學(xué)獎的與天文相關(guān)的課題
隨著物理學(xué)的發(fā)展，物理學(xué)家必然要把宇宙及各種天體作為物理學(xué)的實驗室。在宇宙中所發(fā)生的物理過程比地球上所能發(fā)生的多得多，條件往往更為典型或極端。在地球上做不到的物理實驗，在宇宙中可以觀測到。物理學(xué)家涉足天文學(xué)領(lǐng)域的研究成為必然。
赫斯發(fā)現(xiàn)宇宙線191 1年～1912年，奧地利物理學(xué)家赫斯（Victor Francis Hess）用氣球把“電離室”送到距離地面5000多米的高空進行大氣導(dǎo)電和電離的實驗，發(fā)現(xiàn)了來自地球之外的宇宙線。1936年，赫斯因此獲得諾貝爾物理學(xué)獎。實際上，宇宙線的發(fā)現(xiàn)既是一項物理學(xué)實驗，更是天文學(xué)觀測成果。
貝特提出太陽的能源機制1938年美國物理學(xué)家貝特（Hans Bethe）研究核反應(yīng)理論的過程中，提出太陽和恒星的能量來源于核心的氫核聚變所釋放出的巨大能量。1967年，他因此項研究成果獲得諾貝爾物理學(xué)獎。
湯斯開創(chuàng)分子譜線天文學(xué)美國物理學(xué)家湯斯（Charles Townes）利用氨分子受激發(fā)射的方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電子線路放大，研制出了波長為1，25厘米的氨分子振蕩器，簡稱為脈澤。他由地球上的“脈澤”聯(lián)想到太空中的分子，預(yù)言星際分子的存在。并計算出羥基（-OH）、一氧化碳（CO）等17種星際分子譜線頻率。1963年，年輕的博士后巴瑞特觀測到了預(yù)言中的羥基分子譜線，成為轟動全球的20世紀60年代四大發(fā)現(xiàn)之一。湯斯由此成為分子譜線天文學(xué)的拓荒人和首創(chuàng)者。1964年，他因氨分子振蕩器成功研制而獲該年度的諾貝爾物理學(xué)獎，而這項研究的副產(chǎn)品開創(chuàng)了一門新興的天文學(xué)科，其科學(xué)意義不遜于氨分子振蕩器的研制成功。
物理學(xué)家涉足天文學(xué)的研究所取得的成果能夠登上諾貝爾獎的大雅之堂，那么天文學(xué)家的研究成果，自然也應(yīng)該被諾貝爾物理學(xué)獎容納。
天文學(xué)理論首先與諾貝爾獎結(jié)緣
天文學(xué)家們密切注視著物理學(xué)的發(fā)展，并在天文學(xué)的研究過程中發(fā)展了物理學(xué)。瑞典天文學(xué)家阿爾文首先于1970年用他的“太陽磁流體力學(xué)”的出色成果叩開了諾貝爾物理學(xué)獎的大門，接著又有錢德拉塞卡的“恒星結(jié)構(gòu)和演化”和福勒等幾人合作的“恒星演化元素形成理論”的獲獎。這三項諾貝爾物理學(xué)獎的理論性很強，但都是建立在深入細致的天文觀測基礎(chǔ)上的。光學(xué)望遠鏡的長期觀測提供了極其寶貴的資料，所獲得的統(tǒng)計規(guī)律給理論研究指明了方向，提供了解決問題的線索。這三個項目也體現(xiàn)了物理學(xué)理論和天文學(xué)最完美的結(jié)合。
首次獲諾貝爾獎的天文學(xué)家在太陽上發(fā)生的一切物理過程都與磁場和等離子體有關(guān)。磁流體力學(xué)成為太陽物理最重要的理論基礎(chǔ)。瑞典的阿爾文（Hannes Alfv6n）是磁流體力學(xué)的奠基人，他首先應(yīng)用這個理論研究太陽，因此也稱為太陽磁流體力學(xué)。由于這一理論也適用于宇宙中其它天體和星際介質(zhì)，因而也就成為宇宙磁流體力學(xué)。阿爾文因為對宇宙磁流體動力學(xué)的建立和發(fā)展所做出的卓越貢獻而榮獲1970年度諾貝爾物理學(xué)獎，這是歷史上第一次以天文學(xué)研究成果獲諾貝爾物理學(xué)獎。
印度裔美國天文學(xué)家錢德拉塞卡奮斗終生的成就在錢德拉塞卡（Subrahmanyan Chandrasekhar）還是劍橋大學(xué)研究生的時候，就獲得了“白矮星質(zhì)量上限”這一研究成果。這一成果意味著超過白矮星質(zhì)量極限的老年恒星的演化歸宿可能是密度比白矮星更大的中子星或者黑洞，其意義不同尋常。但由于受到權(quán)威學(xué)者錯誤的壓制，這一成果未能得到進一步深入研究。在這之后，他仍幾十年如一日地研究恒星結(jié)構(gòu)和演化理論。1983年，他在73歲高齡時以特別豐碩的成就獲得該年度的諾貝爾物理學(xué)獎。
B2FH元素形成理論宇宙中存在的各種元素是怎樣來的？這是個天文學(xué)家應(yīng)該回答、卻很難回答的問題。但是由天文學(xué)家霍伊爾（Fred Hoyle）、伯比奇（G.Geoffrey Burbidge）夫婦和核物理學(xué)家福勒（William Fowler）合作完成的研究課題卻揭示了這個自然之謎。人們按論文作者姓氏字母順序稱之為B2FH元素形成理論。這篇論文解決了在恒星中產(chǎn)生各種天然元素的難題，被視為經(jīng)典科學(xué)論文。這是天文學(xué)家和核物理學(xué)家合作研究天文學(xué)重大課題的典型例子。
1983年，上述論文的第三作者福勒獲得了諾貝爾物理學(xué)獎，這個結(jié)果顯得很不公平，備受質(zhì)疑。福勒的貢獻的確很大，但是另外三位天文學(xué)家的貢獻也不是可有可無的，特別是霍伊爾作為這個研究課題的提出者和組織者，其前期的研究已經(jīng)提出“恒星內(nèi)部聚變產(chǎn)生元素”的創(chuàng)新思想，把他排除在諾獎之外很有些匪夷所思。
射電天文學(xué)成為諾貝爾獎的搖籃
射電天文學(xué)是20世紀30年展起來的天文學(xué)新分支，其特點是利用射電天文望遠鏡觀測天體的無線電波段的輻射。和光學(xué)望遠鏡400多年的歷史相比，它僅有幾十年歷史，但卻很快就步入了鼎盛時期。20世紀60年代射電天文學(xué)的“四大發(fā)現(xiàn)”，即脈沖星、星際分子、微波背景輻射、類星體，成為20世紀中最耀眼的天文學(xué)成就。射電天文已成為重大天文發(fā)現(xiàn)的發(fā)祥地和諾貝爾物理學(xué)獎的搖籃。
賴爾的突破物理學(xué)中因發(fā)明新器件而獲諾貝爾物理學(xué)獎的事例屢見不鮮。然而在20世紀前幾十年當(dāng)中，光學(xué)天文望遠鏡的發(fā)展很快，導(dǎo)致了不少重要的天文發(fā)現(xiàn)，但卻沒有一項得獎。1974年，英國劍橋大學(xué)的賴爾（Martin Ryle）教授因發(fā)明綜合孔徑射電望遠鏡而獲得了諾貝爾物理學(xué)獎，這是天文學(xué)家終于實現(xiàn)因研制天文觀測設(shè)備而獲諾獎的突破。射電望遠鏡開辟了觀測的新波段，但是剛剛發(fā)展起來的射電天文十分幼稚，最大的問題是空間分辨率很低，且不能給出射電源的圖像。1952年，賴爾提出綜合孔徑望遠鏡理論，這是一種化整為零的射電望遠鏡，用兩面或多面小天線進行多次觀測就可以達到大天線所具有的分辨率和靈敏度。而且，還能得到所觀測的天區(qū)的射電圖像。1971年，劍橋大學(xué)建成的等效直徑為5千米的綜合孔徑望遠鏡，其分辨率已和大型光學(xué)望遠鏡相當(dāng)，獲得了一大批射電源的圖像資料。
休伊什和貝爾發(fā)現(xiàn)脈沖星脈沖星的發(fā)現(xiàn)證實了中子星的存在。中子星具有和太陽相當(dāng)?shù)馁|(zhì)量，但半徑只有約10千米。因此具有非常高的密度，是一種典型的致密星。中子星還具有超高壓、超高溫、超強磁場和超強輻射的物理特性，成為地球上不可能有的極端物理條件下的空間實驗室。它不僅為天文學(xué)開辟了一個新的領(lǐng)域，而且對現(xiàn)代物理學(xué)發(fā)展也產(chǎn)生了重大影響，導(dǎo)致了致密物質(zhì)物理學(xué)的誕生。英國劍橋大學(xué)的天文學(xué)教授休伊什（AntonyHewish）和他的研究生喬絲琳·貝爾（Jocelyn BellBurnell）女士一起發(fā)現(xiàn)了脈沖星。休伊什因發(fā)現(xiàn)脈沖星并證認其為中子星而榮獲1974年的諾貝爾物理獎是當(dāng)之無愧的，但貝爾博士未能和休伊什一起獲得諾貝爾獎卻是一件憾事，目前天文學(xué)家公認她是發(fā)現(xiàn)脈沖星的第一人。
彭齊亞斯和威爾遜發(fā)現(xiàn)宇宙微波背景輻射1963年初，彭齊亞斯（Arno Allan Penzias）和威爾遜（Robert Woodrow Wilson）把一臺衛(wèi)星通訊接收設(shè)備改造為射電望遠鏡進行射電天文學(xué)研究。在觀測過程中意外發(fā)現(xiàn)了多余的3.5開溫度的輻射。這種輻射被確認是宇宙大爆炸時的輻射殘余，成為宇宙大爆炸理論的重要觀測證據(jù)。由此，他們獲得了1978年度的諾貝爾物理學(xué)獎。彭齊亞斯和威爾遜發(fā)現(xiàn)宇宙微波背景輻射，所獲得的黑體譜并不精確，而且他們得到的微波背景輻射的空間分布是各向同性的，這與大爆炸宇宙學(xué)的理論有著明顯的差別。
赫爾斯和泰勒發(fā)現(xiàn)射電脈沖雙星繼1974年休伊什教授因發(fā)現(xiàn)脈沖星而獲得諾貝爾物理學(xué)獎之后，1993年美國普林斯頓大學(xué)的赫爾斯（RussellA.Hulse）和泰勒（Joseph H.Taylor）兩位教授又因發(fā)現(xiàn)射電脈沖雙星而共同獲得該年度諾貝爾物理學(xué)獎，引起了全世界的轟動。他們發(fā)現(xiàn)的脈沖雙星系統(tǒng)之所以重要，不僅因為是第一個，還因為它是軌道橢率很大的雙中子星系統(tǒng)，成為驗證引力輻射存在的空間實驗室。他們經(jīng)過近20年堅持不懈的努力，上千次的觀測，終于以無可爭辯的觀測事實，間接證實了引力波的存在，開辟了引力波天文學(xué)的新領(lǐng)域。
新世紀天文觀測再續(xù)輝煌
觀測是天文學(xué)研究的主要方法。觀測手段越多、越好，所能得到的信息就越豐富。進入21世紀僅僅10余年，已有4個天文項目獲得了諾貝爾物理學(xué)獎，分別屬于X射線、中微子、射電和光學(xué)觀測研究領(lǐng)域。
賈科尼創(chuàng)立x射線天文學(xué)
1901年，倫琴（Wilhelm Conrad R6ntgen）因為發(fā)現(xiàn)X射線榮獲諾貝爾物理學(xué)獎。時隔102年，X射線天文學(xué)的創(chuàng)始人里卡爾多·賈科尼（Rieeardo Giaeeoni）又獲諾獎殊榮。由于地球大氣對X射線和Y射線的強烈吸收，只能把探測器送到大氣層外才能接收天體的X射線和Y射線輻射。20世紀30年代以后，特別是到了90年代，空間探測的發(fā)展使得X射線天文學(xué)得到了發(fā)展，實現(xiàn)了天文學(xué)觀測研究的又一次飛躍。美國天文學(xué)家賈科尼由于對X射線天文學(xué)的突出貢獻榮獲2002年度諾貝爾物理學(xué)獎。
賈科尼對X射線天文學(xué)的貢獻是全面的，瑞典皇家科學(xué)院發(fā)表的新聞公報把他的貢獻歸納為“發(fā)明了一種可以放置在太空中的探測器，從而第一次探測到了太陽系以外的X射線源，第一次證實宇宙中存在著隱蔽的X射線背景輻射，發(fā)現(xiàn)了可能來自黑洞的X射線，他還主持建造了第一臺X射線天文望遠鏡，為觀察宇宙提供了新的手段，為x射線天文學(xué)奠定了基礎(chǔ)”。賈科尼被稱為“X射線天文學(xué)之父”當(dāng)之無愧。
戴維斯和小柴昌俊發(fā)現(xiàn)太陽中微子中微子是組成自然界的最基本的粒子之一，中微子不帶電，質(zhì)量只有電子的百萬分之一，幾乎不與任何物質(zhì)發(fā)生作用，因此極難探測。理論推測，在太陽核心發(fā)生的氫核聚變?yōu)楹さ姆磻?yīng)中，每形成一個氦原子核就會釋放出2個中微子。太陽每秒鐘消耗5，6億噸氫，要釋放1.4×1038個中微子。太陽究竟會不會發(fā)射如此多的中微子？只能由觀測來回答。
美國物理學(xué)家戴維斯（Raymond Davis）是20世紀50年代唯一敢于探測太陽中微子的科學(xué)家。他領(lǐng)導(dǎo)研制的中微子氯探測器，放置在地下深1500米的一個廢棄金礦里。在30年漫長的探測中，他們共發(fā)現(xiàn)了來自太陽的約2000個中微子，平均每個月才探測到幾個中微子。而日本東京大學(xué)的小柴昌俊（Masatoshi Koshiba）教授創(chuàng)造了另一種中微子探測器。探測器放在很深的礦井中，并于1983年開始探測，1996年擴建，探測到了來自太陽的中微子。1987年，在鄰近星系大麥哲倫云中出現(xiàn)了一次超新星爆發(fā)（SNl987A），理論預(yù)測在超新星爆發(fā)過程中會產(chǎn)生數(shù)量驚人的中微子。令人興奮不已的是，他們成功地探測到了12個中微子。戴維斯和小柴昌俊因為成功地探測到中微子而榮獲2002年度的諾貝爾物理學(xué)獎。
天文學(xué)的成就范文第2篇
在美國和加拿大，公眾要通過望遠鏡觀測星空，主要是在業(yè)余愛好者團體和學(xué)校的天文臺中實現(xiàn)的。但是對于偶爾想要觀察一下月球或木星的家庭來說，要找到這些地方并與對方協(xié)調(diào)好時間，那是很不容易的。然而，最近的一次到捷克共和國的旅行，倒是給了我（Peter Foukal）一種另辟蹊徑式的啟發(fā)。
在中歐小國家捷克，擁有一個獨一無二的、由44個市政府出資支持的公共天文臺網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)在，其中的24個天文臺有專職的雇員、課堂設(shè)施、展示空間，甚至還有附屬的天文館。對比之下，在我的家鄉(xiāng)馬薩諸塞，連建設(shè)一個圖書館的經(jīng)費都很困難，那么捷克又是怎么使職業(yè)天文學(xué)家們在那么多城鎮(zhèn)中都能受到重視呢？
事情最早要從布拉格附近的小鎮(zhèn)Pardubice說起。1912年，小鎮(zhèn)上有一位開明貴族名叫ArthurKraus男爵，他建立了一座天文臺。天文臺配備了一架品質(zhì)精良的Merzl50毫米折射望遠鏡，部分時間用來進行常規(guī)的太陽觀測，但主要是用于向鎮(zhèn)上的居民講授天文學(xué)。
這位社會名流的熱心，也鼓勵了1917年捷克天文學(xué)會的成立，而他的天文臺的建成就是天文學(xué)會的起步之旅。然而捷克天文臺網(wǎng)絡(luò)的第一個重要成員位于布拉格的Petrin山，名為Stefanik天文臺，1928年建成。這里是可以俯瞰首都布拉格的美麗的山頂公園，吸引著眾多的市民和旅游者來此游覽。通過天文臺里的四架主要望遠鏡，每年都有超過33000人次在這里觀賞太陽和夜空。望遠鏡中有一對分別為200毫米和180毫米的蔡司折射望遠鏡。
另一處觀測點建成于1937年，地點在CeskeBudejovice，隨后在1938年還建成了另一個，地點在小鎮(zhèn)Tabor。這些早期的天文裝備為人們提供了觀賞夜空中天文奇觀的便利條件，也成為了業(yè)余天文團體活動的中心所在。在兩次世界大戰(zhàn)之間，捷克斯洛伐克實現(xiàn)了工業(yè)化，建成了民主政體，天文學(xué)被當(dāng)作是公民教育的重要內(nèi)容之一。
然而，大部分天文臺建成于第二次世界大戰(zhàn)之后。當(dāng)時的政府認為，弘揚天文學(xué)理論可以抵消教會的影響力。其實并非如此，不過這種觀念倒是促進了捷克的業(yè)余天文學(xué)的發(fā)展。1948年以后，天文臺的數(shù)量快速地增加了。在1957年，前蘇聯(lián)的第一顆人造地球衛(wèi)星“斯普特尼克”升空之后，業(yè)余愛好者廣泛開展了對其追蹤的觀測活動，這也促進了對天文觀測的資助。
為了完成任務(wù)，天文臺需要有能力和富于熱情的工作人員。最近的一次夜晚觀星的經(jīng)歷給我留下了深刻的印象。在黑暗的圓頂室中，除了我們一行，還有兩個家庭包括他們的孩子，都在全神貫注地聆聽著值班天文學(xué)家的講解，內(nèi)容是關(guān)于雙重雙星天琴座ε、球狀星團M13和一顆彗星。天文學(xué)家解釋了如何分開雙重雙星的每個成員，球狀星團中密集的成員恒星發(fā)生碰撞的可能性，以及周期彗星的可能的來源。孩子們則提問了一些有趣的問題。享受這樣難忘的夜晚，費用僅是每人約1美元。
天文臺工作人員的專業(yè)背景，從天文專業(yè)的本科生到擁有博士學(xué)位的天文學(xué)家都有。所以天文臺網(wǎng)絡(luò)也為大學(xué)里天文專業(yè)的畢業(yè)生提供了就業(yè)機會。另一方面，一些業(yè)余天文學(xué)的計劃也造就了天文學(xué)人才。例如，Kamil Homoch因為在河外星系中發(fā)現(xiàn)了10多顆新星，獲得了2006年太平洋天文學(xué)會業(yè)余天文學(xué)成就獎。他現(xiàn)在已是一名專業(yè)天文學(xué)家。
與公共天文臺網(wǎng)絡(luò)并行，捷克的天好者們擁有不少的私家天文臺，其中許多人參與了前沿的研究項目。例如，捷克天文學(xué)會的變星與系外行星分會就管理著系外行星凌星的國際數(shù)據(jù)庫，會員們還承擔(dān)著全世界范圍內(nèi)大約20%的這類凌星觀測。另一些愛好者們則在研究密近雙星的拱點運動方面做出了很大的貢獻。
在波士頓附近的一個濱海區(qū)，我（PeterFoukal）建立了自己的小天文臺，這兒已經(jīng)接待了數(shù)以百計的參觀者。通過望遠鏡的目鏡來觀察太陽、月亮和每一顆行星，會給人帶來一種與在計算機屏幕上觀賞“哈勃”拍攝的天體照片很不一樣的精彩和親近的感受。我已經(jīng)收到了好幾箱來自少年學(xué)生們的熱情洋溢的信件，足可以證明這一點。那么，為什么在美國我們只能擁有很少的由市政支持的城市天文臺呢？
那種認為在有光污染的城鎮(zhèn)不可能進行天文觀測的觀點，我看是不正確的。其實許多人不了解，即使在曼哈頓的市區(qū)，那些適合小望遠鏡的天體目標(biāo)也是可以很好地觀察的。
天文學(xué)的成就范文第3篇
了解和掌握文藝復(fù)興的擴展，拉伯雷、塞萬提斯、莎士比亞等文學(xué)巨匠的成就，近代科學(xué)的奠基，“天文學(xué)革命”，哥白尼的“太陽中心說”，伽利略對天文學(xué)的貢獻，布魯諾關(guān)于宇宙無限的理論，開普勒，哈維探明人體血液循環(huán)系統(tǒng)。
通過學(xué)習(xí)文藝復(fù)興在歐洲各國的擴展和延伸到近代科學(xué)領(lǐng)域，使學(xué)生能夠比較全面地掌握文藝復(fù)興運動的全貌，更加深刻地領(lǐng)會文藝復(fù)興運動地性質(zhì)及其影響。
通過學(xué)習(xí)近代科學(xué)的奠基者，使學(xué)生認識到：新天文學(xué)的確立過程，說明自然科學(xué)是建立在反對封建神學(xué)的斗爭中發(fā)展起來的，知識必然戰(zhàn)勝愚昧，科學(xué)真理必然戰(zhàn)勝封建迷信。同時，也要使學(xué)生認識到：知識戰(zhàn)勝愚昧，科學(xué)真理戰(zhàn)勝封建迷信不是一朝一夕的事情，它是一個艱難的過程。
教學(xué)建議
重點分析：
歐洲其他國家的文藝復(fù)興是重點。14世紀開始于意大利的文藝復(fù)興運動，很快擴展到了歐洲其他國家。這就使得文藝復(fù)興運動在深刻性、廣泛性等多方面與意大利文藝復(fù)興運動都有明確的提高，這就使得文藝復(fù)興運動已經(jīng)發(fā)展成為波及整個歐洲、影響遍及世界的一股資產(chǎn)階級文化的新潮流，以更加洶涌澎湃的怒潮沖擊著封建神學(xué)，給封建制度以更為有力的打擊。
難點分析：
近代科學(xué)的奠基者是難點。14世紀開始于意大利的文藝復(fù)興運動，不但很快擴展到了歐洲其他國家，而且還沖擊著其他領(lǐng)域尤其是近代自然科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展。造成這種情況的原因?qū)W生由于思維水平問題還一時間難于理解，需要教師的點播。
本節(jié)教材地位分析：
本節(jié)教材包括兩個方面的內(nèi)容：一是發(fā)源于意大利的文藝復(fù)興向廣度方面發(fā)展，二是發(fā)源于意大利的文藝復(fù)興向深度方面發(fā)展。文藝復(fù)興運動對歐洲乃至整個世界的歷史發(fā)展進程產(chǎn)生了重大而深遠的影響。
重點突破方案：
關(guān)于“歐洲其他國家的文藝復(fù)興”，教師首先提問學(xué)生，為什么14世紀開始于意大利的文藝復(fù)興運動，會很快擴展到了歐洲其他國家？學(xué)生回答后，教師再介紹拉伯雷、塞萬提斯、莎士比亞等文學(xué)巨匠的主要作品及其作品的主要內(nèi)容。重點強調(diào)以下內(nèi)容：①拉伯雷是法國文藝復(fù)興時期的重要代表人物，其代表作《巨人傳》以夸張的手法塑造理想君主巨人的形象，歌頌“人”的力量。還通過幽默滑稽的故事大膽地嘲笑了僧侶的無知，激烈抨擊教會的罪惡，成為批判性和諷刺性極強的文學(xué)作品。②塞萬提斯是西班牙文藝復(fù)興時期的重要代表人物，其代表作《堂吉訶德》通過堂吉訶德的悲劇，歌頌了西班牙人民渴望自由、追求真理、反抗壓迫的崇高品質(zhì)，否定了封建制度，體現(xiàn)了人文主義的精神。③莎士比亞是英國偉大詩人、劇作家，是古往今來世界上最偉大的作家之一。他后期創(chuàng)作的四大悲劇，代表了其戲劇創(chuàng)作的最高成就。劇中主人公的性格被注入了人文主義的理想，他們的悲劇結(jié)局，說明惡勢力的強大和人文主義的軟弱，他用生動的語言塑造了鮮明的舞臺形象，廣泛深刻地描寫，反映了英國封建制度解體、資本主義興起時期的廣闊的社會生活，表達了人文主義者的政治理想和道德原則。
難點突破方案：
關(guān)于“近代科學(xué)的奠基者”，教師首先提問學(xué)生，為什么14世紀開始于意大利的文藝復(fù)興運動，會從文學(xué)和美術(shù)領(lǐng)域迅速波及到自然科學(xué)領(lǐng)域呢？學(xué)生回答后，教師再做補充說明。然后依次簡單介紹“天文學(xué)革命”中哥白尼的“太陽中心說”、伽利略對天文學(xué)的貢獻，布魯諾關(guān)于宇宙無限的理論和開普勒的成就（行星運動三定律）。
課內(nèi)探究活動的設(shè)計：
列表整理14～16世紀文藝復(fù)興運動的成就。表格如下：
教學(xué)設(shè)計示例
重點：歐洲其他國家的文藝復(fù)興
難點：近代科學(xué)的奠基者
教學(xué)手段：①教學(xué)方法：講解法；②電教手段應(yīng)用：相關(guān)圖片。
教學(xué)過程：
教師提問：文藝復(fù)興運動開始于何時何地？其主要思潮是什么？
導(dǎo)入新課。
一、歐洲其他國家的文藝復(fù)興（15～16世紀）
關(guān)于“文藝復(fù)興運動擴展到歐洲其他國家”，教師提問學(xué)生，為什么14世紀開始于意大利的文藝復(fù)興運動，會很快擴展到了歐洲其他國家？學(xué)生回答后，教師做出補充說明。
關(guān)于“法國作家拉伯雷和西班牙作家塞萬提斯的成就”，按照教材簡單講解，可以參考“擴展資料”部分相應(yīng)內(nèi)容。
關(guān)于“英國大文豪莎士比亞”，教師要做重點講解。可以讓學(xué)生看教材中的小字部分中關(guān)于喜劇作品《威尼斯商人》和悲劇作品《哈姆雷特》的介紹，提問學(xué)生，這兩部風(fēng)格迥然不同的作品有什么共同之處？學(xué)生回答后，教師做出補充說明。
關(guān)于“歐洲活字印刷術(shù)的發(fā)展”，教師按照教材講解。
二、近代科學(xué)的奠基者
關(guān)于“文藝復(fù)興運動擴展到自然科學(xué)領(lǐng)域”，教師提問學(xué)生，為什么14世紀開始于意大利的文藝復(fù)興運動，會從文學(xué)和美術(shù)領(lǐng)域迅速波及到自然科學(xué)領(lǐng)域呢？學(xué)生回答后，教師補充說明。
關(guān)于“天文學(xué)革命”，教師首先提問學(xué)生，自然科學(xué)領(lǐng)域的變化，為什么會首先從“天文學(xué)革命”開始呢？學(xué)生回答后，教師補充說明，這就從根本上否定了封建神學(xué)賴以存在的根基徹底戳穿了天主教會的反科學(xué)、反人性的本質(zhì)。
關(guān)于“哥白尼的、伽利略、布魯諾和開普勒的科學(xué)成就”，教師依照教材講解，有條件的學(xué)?？梢园l(fā)動學(xué)生講解。
關(guān)于“醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的成就”，教師可以結(jié)合初中“生理衛(wèi)生”，讓學(xué)生講解哈維探明人體血液循環(huán)系統(tǒng)的重要性。
最后，教師出示下列表格，由學(xué)生整理14～16世紀文藝復(fù)興運動的成就。
設(shè)計思想：
①通過學(xué)生填寫表格，對于相關(guān)問題的分析，體現(xiàn)學(xué)生的主體地位；
②通過教師對相關(guān)材料的補充說明和表格的設(shè)置，實現(xiàn)教師的主導(dǎo)作用。
板書設(shè)計
探究活動
世界名著名作賞析
文藝復(fù)興時期是一個英才背出，巨星云集的時代，涌現(xiàn)出許多文學(xué)家、藝術(shù)家、思想家和科學(xué)家。他們的思想異彩紛呈，他們的精神光芒四射，他們的作品經(jīng)久不衰如陳年老酒，隨著時間的推移，日益甘醇味美，值得細細品味、玩賞。
建議教師在文藝復(fù)興二課都講完以后，組織一個閱讀文藝復(fù)興時期名著興趣小組或開一堂名著賞析課。
1.賞析名畫:達.芬奇、米開朗琪羅、拉斐爾等的名作。可用幻燈機或網(wǎng)絡(luò)媒體。
2.由教師推薦名著，組織學(xué)生課余閱讀，課外活動時組織學(xué)生進行交流。
嘗試演戲劇<<威尼斯商人>>或<<羅密歐與朱麗葉>>
由教師指導(dǎo),學(xué)生組織準(zhǔn)備活動.
程序如下:
1.搜集莎士比亞劇本<<威尼斯商人>>或<<羅密歐與朱麗葉>>.
2.觀看錄像或演出戲劇<<威尼斯商人>>或<<羅密歐與朱麗葉>>.3.修改劇本,簡化劇本.
4.選定角色,安排人物.
5.熟悉臺詞.
6.借服裝和準(zhǔn)備道具.
天文學(xué)的成就范文第4篇
關(guān)鍵詞：校本化；高中歷史；科學(xué)史
科學(xué)史是溝通自然科學(xué)和人文學(xué)術(shù)的最好橋梁。通過科學(xué)史的訓(xùn)練和熏陶，不僅可以培養(yǎng)文理兼通的人才素質(zhì)，而且還可以優(yōu)化人才的知識結(jié)構(gòu)，這是其他學(xué)術(shù)無法替代的?？茖W(xué)史是人類文明發(fā)展的一個重要組成部分，如果不懂科學(xué)史，就不能真正理解社會發(fā)展的歷史。就科學(xué)高中的培養(yǎng)目標(biāo)而言，大部分畢業(yè)生將會從事理工科專業(yè)的學(xué)習(xí)和工作。而一個從事科學(xué)技術(shù)工作并且力求在科學(xué)技術(shù)上有所創(chuàng)新的人，如果對科學(xué)的發(fā)展缺乏整體上的了解，不能掌握科學(xué)技術(shù)發(fā)展的規(guī)律以及其他學(xué)科對本門學(xué)科的影響，就很難有所成就。因此，開設(shè)科學(xué)史這門課程尤為必要。這門課程重在還原人類認識自然界的本質(zhì)和運動規(guī)律的發(fā)展歷程，揭示科學(xué)發(fā)展的一般規(guī)律，特別是向?qū)W生提供著名科學(xué)家、發(fā)明家解決問題的思路和方法，進而為科高學(xué)子在科學(xué)研究的道路上提供借鑒，讓他們站在巨人的肩膀上，走得更遠。以下為科學(xué)史的具體學(xué)習(xí)要點：
一、科學(xué)史的意義與研究現(xiàn)狀
1.了解科學(xué)史的確立及其諸種功用，理解科學(xué)與正確之間的關(guān)系。2.掌握科學(xué)史研究中的內(nèi)史和外史，了解科學(xué)史在中國的發(fā)展現(xiàn)狀。
二、古希臘的科學(xué)與哲學(xué)
1.了解古希臘科學(xué)產(chǎn)生的背景。2.概述古希臘賢人對萬物本原的探究，認識對萬物本原的探究意義。3.了解亞里士多德在自然哲學(xué)、邏輯學(xué)以及系統(tǒng)的經(jīng)驗考察等方面的貢獻。4.知道古希臘在數(shù)學(xué)、物理、天文學(xué)等方面的貢獻，理解其對古代世界的影響。
三、古代中國的自然觀與科學(xué)技術(shù)
1.知道天人感應(yīng)與天人相分及宇宙演化思想，理解中國古代的時空觀念。2.了解天文學(xué)上的曠世之爭――渾蓋之爭，認識其對中國天文學(xué)發(fā)展的影響。3.概述中國古代傳統(tǒng)數(shù)學(xué)、計時技術(shù)和測向技術(shù)的發(fā)展演變。
四、阿拉伯的科學(xué)及科學(xué)在歐洲的復(fù)興
1.概述阿拉伯科學(xué)產(chǎn)生的歷史背景，了解其與古代希臘羅馬文化的淵源，認識“翻譯”為阿拉伯科學(xué)的真正起點。2.了解阿拉伯在數(shù)學(xué)、天文學(xué)、醫(yī)學(xué)、光學(xué)和化學(xué)方面的發(fā)展，理解阿拉伯科學(xué)的世界意義。3.了解基督教、亞里士多德思想以及農(nóng)業(yè)技術(shù)革命對中世紀歐洲科學(xué)發(fā)展的影響，認識“1277大譴責(zé)”對人們打破亞里士多德思想對科學(xué)的束縛作用。4.理解文藝復(fù)興、宗教改革以及不同文明間技術(shù)的交往對歐洲近代科學(xué)革命的影響，準(zhǔn)確把握宗教與科學(xué)的關(guān)系。5.了解培根倡導(dǎo)的實驗、哈維的血液循環(huán)說以及數(shù)學(xué)的新進展對科學(xué)在歐洲復(fù)興的作用。
五、近代科學(xué)革命――天文學(xué)、新物理學(xué)、數(shù)學(xué)、化學(xué)
1.理解哥白尼《天體運行論》在近代天文學(xué)方面的革命性作用，了解伽利略望遠鏡以及第谷的精密天文學(xué)對傳統(tǒng)天文學(xué)的沖擊，概述開普勒三大定律對哥白尼天文學(xué)的繼承與批判，理解近代天文學(xué)革命是近代科學(xué)革命的切入點。2.說明斯蒂文鏈、伽利略的實驗方法、笛卡爾的機械主義方法論、牛頓的萬有引力定律和物體運動三定律等對近代物理學(xué)發(fā)展的意義，明確近代物理學(xué)是近代科學(xué)的核心領(lǐng)域。3.了解微積分的創(chuàng)立，列舉笛卡爾、費馬、牛頓、萊布尼茨、歐拉、拉格朗日等人在微積分發(fā)展過程中的貢獻。4.概述古代煉金術(shù)對近代化學(xué)產(chǎn)生的影響，了解波義耳、拉瓦錫對近代化學(xué)誕生的貢獻。
六、生物學(xué)的重大突破――從進化論到遺傳學(xué)
1.了解達爾文進化論提出的背景以及達爾文的生平，認識其個人經(jīng)歷對其提出自然選擇的進化論的影響。2.認識孟德爾定律，理解孟德爾被稱為現(xiàn)代遺傳學(xué)的奠基人的原因，了解遺傳基本因子――DNA的發(fā)現(xiàn)對遺傳學(xué)發(fā)展的意義。
七、物理學(xué)的新突破
1.了解電磁學(xué)理論的建立和通信技術(shù)的發(fā)展，認識其對第二次工業(yè)革命的作用。2.簡述能量守恒定律和熱力學(xué)定律的建立過程，理解熱力學(xué)第一定律與能量守恒定律之間的關(guān)系，并說明熱力學(xué)的基本定律對化學(xué)、天文學(xué)等學(xué)科發(fā)展的影響。3.了解狹義相對論的兩條基本原理，概述廣義相對論的三大驗證，說明對廣義相對論正確性的認識。4.了解愛因斯坦對量子論方面的貢獻，理解相對論和量子力學(xué)之間的關(guān)系，認識量子力學(xué)的測不準(zhǔn)原理。
八、數(shù)學(xué)的新時代
天文學(xué)的成就范文第5篇
張衡（公元78—139年），字平子，南陽郡（今河南南陽）人，東漢時期的科學(xué)家。據(jù)記載，張衡“通《五經(jīng)》，貫六藝”，而且“常耽好《玄經(jīng)》”[ ]，也就是說，張衡精通儒家的五經(jīng)，通曉儒家的六藝，并對漢儒揚雄的《太玄》非常感興趣。
揚雄的《太玄》認為，“玄”是宇宙間萬事萬物的總原則，他說：“夫玄也者，天道也，地道也，人道也。兼三道而天名之?！盵 ]“玄者，幽摛萬類而不見形者也，資陶虛無而生乎規(guī)，執(zhí)神明而定摹，通同古今以開類，摛措陰陽而發(fā)氣。一判一合，天地備矣?！盵 ]張衡非常推崇揚雄的《太玄》，并且說：
吾觀《太玄》，方知子云妙極道數(shù)，乃與《五經(jīng)》相擬，非徒傳記之屬，使人難論陰陽之事，漢家得天下二百歲之書也。復(fù)二百歲，殆將終乎？所以作者之?dāng)?shù)，必顯一世，常然之符也。漢四百歲，《玄》其興矣。[ ]
而且，張衡還受到揚雄《太玄》的影響撰著《玄圖》，其中說道：“玄者，無形之類，自然之根。作于太始，莫之與先；包含道德，構(gòu)掩乾坤；橐籥元氣，稟受無原。”張衡把“玄”看作是自然之根本，顯然是吸收了揚雄的思想。他還在闡述其宇宙論和天文學(xué)思想的重要著作《靈憲》中說：
太素之前，幽清玄靜，寂寞冥默，不可為象，厥中惟虛，厥外惟無。如是者永久焉，斯謂溟涬，蓋乃道之根也。[ ]
張衡把宇宙的最初狀態(tài)說成是“幽清玄靜”，應(yīng)當(dāng)說，這種宇宙論在很大程度上是受到了揚雄的影響。
與揚雄一樣，張衡對當(dāng)時流行的讖緯之學(xué)也進行了批評。他在《請禁絕圖讖書》中寫道：
自漢取秦，用兵力戰(zhàn)，功成業(yè)遂，可謂大事，當(dāng)此之時，莫或稱讖。若夏侯勝、眭孟之徒，以道術(shù)立名，其所述著，無讖一言。劉向父子領(lǐng)校秘書，閱定九流，亦無讖錄。成、哀之后，乃始聞之。
張衡認為，讖緯之學(xué)為后人編造，并非古代圣人所作。他接著說：
《尚書》堯使鯀理洪水，九載績用不成，鯀則殛死，禹乃嗣興。而《春秋讖》云：“共工理水”。凡讖皆云黃帝伐蚩尤，而《詩讖》獨以為“蚩尤敗，然后堯受命”?！洞呵镌分杏泄敯嗯c墨翟，事見戰(zhàn)國，非春秋時也。又言“別有益州”。益州之置，在于漢世。其名三輔諸陵，世數(shù)可知。至于圖中迄于成帝。一卷之書，互異數(shù)事，圣人之言，勢無若是；殆必虛偽之徒，以要世取資。往者侍中賈逵摘讖互異三十余事，諸言讖者皆不能說。
在這里，張衡指出讖書中存在的自相矛盾，否認其為圣人之言。與此同時，張衡還用事實來證明讖緯預(yù)言的無效。他說：“永元中，清河宋景遂以歷紀推言水災(zāi)，而偽稱洞視玉版?；蛘咧劣跅壖覙I(yè)，入山林，后皆無效，而復(fù)采前世成事，以為證驗。至于永建復(fù)統(tǒng)，則不能知?！币虼藦埡庹J為，讖緯之學(xué)“皆欺世罔俗，以昧勢位，情偽較然”，應(yīng)當(dāng)“一禁絕之”。[ ]
此外，張衡還著有《周官訓(xùn)詁》，并且曾“欲繼孔子《易》說《彖》、《象》殘缺者，竟不能就”[ ]。可見，張衡不僅是一位科學(xué)家，而且也是一位有成就的儒家學(xué)者。
劉洪（約公元129—210年），字元卓，泰山蒙陰（今屬山東）人，東漢時期的天文學(xué)家。他的《乾象歷》比四分歷精密得多，且有許多進步之處，被稱為“劃時代的歷法”[ ]。然而，《乾象歷》的理論依據(jù)來自《周易》。《晉書律歷中》稱劉洪的《乾象歷》“推而上則合于古，引而下則應(yīng)于今。其為之也，依《易》立數(shù)，遁行相號，潛處相求”。
虞喜（公元281—365年），字仲寧，會稽余姚（今屬浙江）人，東晉時期的天文學(xué)家；著有《安天論》，在宇宙結(jié)構(gòu)問題上傾向于“宣夜說”。虞喜在天文學(xué)上的最大貢獻是他最早發(fā)現(xiàn)了歲差，并提出冬至點每50年西移一度的歲差值，被認為“在中國天文學(xué)發(fā)展史上尤其具有劃時代的意義”[ ]。據(jù)《晉書虞喜傳》記載：“喜少立操行，博學(xué)好古”；“潔凈其操，歲寒不移，研精墳典，居今行古，志操足以勵俗，博學(xué)足以明道”；“專心經(jīng)傳，兼覽讖緯，乃著《安天論》以難渾、蓋，又釋《毛詩略》，注《孝經(jīng)》，為《志林》三十篇。凡所注述數(shù)十萬言，行于世”。可見，虞喜也是一位對儒家經(jīng)典頗有研究的學(xué)者。
何承天（公元370年—447年），東海郯（今山東郯城）人，因曾任衡陽內(nèi)史，故被稱“何衡陽”，南北朝時期的天文學(xué)家。他利用前人的觀測紀錄，加之他自己多年的觀測，撰《元嘉歷》，對舊歷作了多項的改進，是古代重要的歷法之一。何承天在上表中說:
夫圓極常動，七曜運行，離合去來，雖有定勢，以新故相涉，自然有毫末之差，連日累歲，積微成著。是以《虞書》著欽若之典，《周易》明治歷之訓(xùn)，言當(dāng)順天以求合，非為合以驗天也。[ ]
這里所謂的“順天以求合”，就是要求根據(jù)天象制定歷法并使歷法符合天象；《尚書堯典》中帝堯命令羲氏、和氏通過觀測日月星辰的運行制定歷法以及《周易》中所說“《易》與天地準(zhǔn)，故能彌綸天地之道。仰以觀于天文，俯以察于地理，是故知幽明之故”[ ]，就是“順天以求合”。何承天認為，制定歷法應(yīng)當(dāng)以儒家經(jīng)典《尚書》中的《虞書》以及《周易》為依據(jù)，應(yīng)當(dāng)“順天以求合”，而不是為了讓天象符合于歷法，不是“為合以驗天”。
何承天不僅以儒家經(jīng)典《尚書》、《周易》作為編撰歷法的依據(jù)，同時，他在儒學(xué)上也頗有影響。據(jù)《宋書何承天傳》記載，“承天幼漸訓(xùn)義，儒史百家，莫不該覽?！抖Y論》有八百卷，承天刪減合并，以類相從，凡為三百卷，并《前傳》、《雜語》、《纂文論》并傳于世”。而且，他還在形神關(guān)系問題上提出自己的見解。他曾說過：
天以陰陽分，地以剛?cè)嵊茫艘匀柿x立，人非天地不生，天地非人不靈，三才同體，相須而成者也?！舴虮娚?，取之有時，用之有道……所以明仁道也。至于生必有死，形斃神散，猶春榮秋落，四時代換，奚有于更受形哉？[ ]
形神相資，古人譬以薪火。薪弊火微，薪盡火滅；雖有其妙，豈能獨傳？[ ]
這些觀點對于當(dāng)時形神關(guān)系問題的討論是具有重要意義的。
祖沖之（公元429年－500年），字文遠，范陽遒縣（今河北淶水）人，南北朝時期的數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家。在數(shù)學(xué)上，他對圓周率的計算和對球體體積的計算都代表了當(dāng)時數(shù)學(xué)的最高水平。在天文學(xué)上，他編制了《大明歷》，并首次在歷法推算中將歲差的影響作為考慮的因素。祖沖之曾說自己在編制《大明歷》的過程中，“搜練古今，博采沈奧，唐篇夏典，莫不揆量，周正漢朔，咸加該驗”[ ]，并且研讀了包括漢儒劉歆、鄭玄在內(nèi)的許多學(xué)者有關(guān)歷算方面的著述。劉宋大明六年(公元462年)，祖沖之將所編制的《大明歷》上表給孝武帝，并說：“臣博訪前墳，遠稽昔典，五帝躔次，三王交分，《春秋》朔氣，《紀年》薄蝕，……探異今古，觀要華戎。”他還說，他的歷法有兩大改變，其一，提出每391年設(shè)置144個閏月；其二，“以《堯典》云‘日短星昴，以正仲冬’，以此推之，唐堯世冬至日，在今宿之左五十許度”。接著，祖沖之還論述了他的歷法的三個“設(shè)法”，其中之一是，“以子為辰首，位在正北，爻應(yīng)初九升氣之端，虛為北方列宿之中”[ ]。對于祖沖之的《大明歷》，朝廷重臣戴法興大肆責(zé)難。祖沖之則予以針鋒相對的反駁，其中還就《詩經(jīng)》中的“七月流火”以及《夏小正》中的“五月昏，大火中”，提出自己的看法。[ ]由此可見，祖沖之在編制《大明歷》時，是把《春秋》、《尚書堯典》、《周易》、《詩經(jīng)》、《大戴禮記夏小正》等儒家經(jīng)典中有關(guān)天文學(xué)的內(nèi)容當(dāng)作重要的研究資料和依據(jù)。
祖沖之不僅為編制《大明歷》，研習(xí)過儒家經(jīng)典，而且也是在儒學(xué)上很有造詣的學(xué)者。據(jù)《南史祖沖之傳》記載，祖沖之還“著《易》、《老》、《莊》義，釋《論語》、《孝經(jīng)》，注《九章》，造《綴術(shù)》數(shù)十篇”。
僧一行，俗名張遂（公元683—727年），魏州昌樂（今河南南樂）人，唐朝時期的天文學(xué)家。他所編制的《大衍歷》是當(dāng)時最好的歷法；此外，他在天文儀器制造、天文觀測等諸方面也多有貢獻。一行“少聰敏，博覽經(jīng)史，尤精歷象、陰陽五行之學(xué)”，曾讀漢儒揚雄的《太玄》，撰《大衍玄圖》，后來出家為僧。開元五年（公元717年），一行應(yīng)召入京，并在此后奉昭編制《大衍歷》。[ ]《大衍歷》中有《歷議》十篇，其中《歷本議》說：
《易》：“天數(shù)五，地數(shù)五，五位相得而各有合，所以成變化而行鬼神也。”天數(shù)始于一，地數(shù)始于二，合二始以位剛?cè)帷Ｌ鞌?shù)終于九，地數(shù)終于十，合二終以紀閏余。天數(shù)中于五，地數(shù)中于六，合二中以通律歷。……故爻數(shù)通乎六十，策數(shù)行乎二百四十。是以大衍為天地之樞，如環(huán)之無端，蓋律歷之大紀也。[ ]
在一行看來，《周易》的“大衍之?dāng)?shù)”是歷法的基礎(chǔ)和出發(fā)點。把歷法的數(shù)據(jù)與《周易》的“大衍之?dāng)?shù)”聯(lián)系在一起，這在今天看來的確有牽強附會之嫌，但是，當(dāng)時包括一行在內(nèi)的天文學(xué)家的確這樣做了，并編制成歷法，這卻是事實。
蘇頌（公元1020—1101年），字子容，泉州同安（今屬福建廈門）人，宋朝時期的天文學(xué)家、醫(yī)藥學(xué)家。他組織領(lǐng)導(dǎo)了水運儀象臺的創(chuàng)制，并撰《新儀象法要》，同時還編撰了《本草圖經(jīng)》。蘇頌飽讀儒家經(jīng)典，曾有詩曰：
占畢自忘老，攻堅常切問。六經(jīng)日沈酣，百氏恣蹂躪。《禮》、《樂》原夏商，《春秋》道堯舜。論《詩》識溫柔，講《易》知謙巽?！稌芬ㄉ瞎?，史亦蘄盡信。復(fù)熟《中庸》篇，推名善惡混。[ ]
蘇頌還要求學(xué)校以“《春秋》兼《三傳》，《禮記》兼《周禮》、《儀禮》，并為大經(jīng)”，“《毛詩》為中經(jīng)”，“《周易》、《尚書》為小經(jīng)”。[ ]可見他對儒學(xué)的重視。
與蘇頌同時代的曾肇在為他作墓志銘時稱他“以儒學(xué)顯”，并且說：“公天資閎厚，有犯不校?！菜?，主于寬恕，故天下稱為鉅人長者。尤以禮法自持，雖貴，奉養(yǎng)如寒士?！W(xué)，于書無所不讀，圖緯、陰陽五行、星歷，下至山經(jīng)、本草、訓(xùn)詁文字，靡不該貫，尤明典故。喜為人言，亹亹不絕。學(xué)士大夫有僻書疑事，多從公質(zhì)問，朝廷有所制作，公必與焉。”[ ]
沈括（1031—1095年），字存中，錢塘（今浙江杭州）人。嘉祐八年（1063年）舉進士，曾參與王安石變法，歷任司天監(jiān)、權(quán)三司使等官職。他博學(xué)多才，所著《夢溪筆談》涉及數(shù)學(xué)、天文歷法、地學(xué)、物理、化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)藥學(xué)以及工程技術(shù)等諸多科技領(lǐng)域，此外，他還有專門的醫(yī)藥學(xué)著作《蘇沈良方》。
然而，他的科學(xué)研究與儒家文化有著密切的關(guān)系。沈括12歲開始延師受業(yè)，接受儒家的正統(tǒng)教育，歷時12年。他的人格和學(xué)問較多地受到孟子的影響。他曾撰《孟子解》，其中說道： 屈伸俯仰無不中義，仰不愧于天，俯不怍于人，立于天地間而無所憾，至大也；……。
思之而盡其義，始條理也；行之而盡其道，終條理也。
所謂修身也，不能窮萬物之理，則不足擇天下之義；不能盡己之性，則不足入天下之道。[ ]
從這些論述可以看出沈括對于儒學(xué)的深入研究以及他所受儒家思想的影響。此外，他還說過：“雖實不能，愿學(xué)焉。審問之、慎思之、篤行之，不至則命也?！盵 ]儒家經(jīng)典《中庸》所謂“博學(xué)之，審問之，慎思之，明辨之，篤行之”，正是沈括為學(xué)成人的真實寫照。
黃裳（公元1147—1195年），字文叔，四川隆慶府普城（今四川梓潼）人，宋朝時期的天文學(xué)家、地理學(xué)家。在天文學(xué)方面，現(xiàn)存的蘇州石刻天文圖為當(dāng)時的王致遠根據(jù)黃裳的天文圖所刻；在地理學(xué)方面，他作有一幅全國總圖。
據(jù)《宋史黃裳傳》記載，黃裳長期在王府講授儒家經(jīng)典，尤擅長于《春秋》，曾經(jīng)“作八圖以獻：曰太極，曰三才本性，曰皇帝王伯學(xué)術(shù)，曰九流學(xué)術(shù)，曰天文，曰地理，曰帝王紹運，以百官終焉，各述大旨陳之”，“有《王府春秋講義》及《兼山集》，論天人之理，性命之源，皆足以發(fā)明伊洛之旨”。而且，黃裳還非常贊賞朱熹的學(xué)問，并曾予以薦舉。
郭守敬（公元1231—1316年），字若思，順德邢臺（今屬河北）人，元朝時期的天文學(xué)家。他在天文儀器制造和天文觀測方面成就突出，尤其是他作為主要貢獻者所編制的《授時歷》是“我國古代最優(yōu)秀的歷法”，“把古代歷法體系推向高峰”。[ ]
郭守敬從小隨祖父長大，他的祖父郭榮通曉儒家五經(jīng)，且精通數(shù)學(xué)和水利。后來，郭守敬又從學(xué)于劉秉忠。劉秉忠，字仲晦，邢州人。據(jù)《元史劉秉忠傳》記載：劉秉忠“于書無所不讀，尤邃于《易》及邵氏《經(jīng)世書》，至于天文、地理、律歷、三式六壬遁甲之屬，無不精通”。顯然，郭守敬從小較多地接受儒學(xué)尤其是理學(xué)方面的教育。
元世祖至元十三年（公元1276年），忽必烈下昭編制新歷法，授張文謙昭文館大學(xué)士，領(lǐng)太史院，以總其事。在太史院，負責(zé)具體工作的主要是王恂和郭守敬。王恂很早就以數(shù)學(xué)方面的才能而聞名。據(jù)《元史許衡傳》記載，當(dāng)時，王恂認為，“歷家知歷數(shù)，而不知歷理”，因而推薦許衡參與主持編制歷法。許衡認為，“冬至者歷之本，而求歷本者在驗氣”。于是，他“與太史令郭守敬等新制儀象圭表，自丙子之冬至日測晷景”，并且“參考累代歷法，復(fù)測候日月星辰消息運行之變，參別同異，酌取中數(shù)，以為歷本”。[ ]至元十六年（公元1279年），又有楊恭懿入太史院參與修訂歷法。至元十七年（公元1280年），新歷告成，以儒家經(jīng)典《尚書堯典》中“敬授民時”為據(jù)，命名為“授時歷”。
一般認為，郭守敬是授時歷的主要貢獻者；這不僅因為他在共同合作的研究中起了重要的作用，而且，還有許多后繼的工作以及最后的定稿都是由郭守敬獨立完成的。但是不可否認，在編制授時歷的過程中，王恂、許衡、張文謙、楊恭懿等人都發(fā)揮了一定的作用。然而，郭守敬的這四位主要合作者，恰恰都是在儒學(xué)上很有造詣的學(xué)者。王恂，字敬甫，中山唐縣人。其父王良曾棄去吏業(yè)，潛心于伊洛之學(xué)。據(jù)《元史王恂傳》記載：“恂早以算術(shù)名，裕宗嘗問焉。恂曰：‘算數(shù)，六藝之一；定國家，安人民，乃大事也?！渴套笥遥匕l(fā)明三綱五常，為學(xué)之道，及歷代治忽興亡之所以然?！痹S衡（公元1209—1282年），字仲平，學(xué)者稱魯齋先生，懷慶河內(nèi)（今河南沁陽）人，宋元之際理學(xué)家。他崇信程朱理學(xué)，對于傳播理學(xué)發(fā)揮過重要作用。張文謙，字仲謙，邢州沙河人。據(jù)《元史張文謙傳》記載：“文謙蚤從劉秉忠，洞究術(shù)數(shù)；晚交許衡，尤粹于義理之學(xué)。為人剛明簡重，凡所陳于上前，莫非堯、舜仁義之道?！睏罟к玻衷Γ钤恕?jù)《元史楊恭懿傳》記載：楊恭懿“暇則就學(xué)，書無不讀，尤深于《易》、《禮》、《春秋》，后得朱熹集注《四書》，嘆曰：‘人倫日常之用，天道性命之妙，皆萃此書矣?！?/p>
郭守敬從小接受儒家的教育，他在編制授時歷過程中的四位主要合作者的學(xué)術(shù)背景也均屬于儒學(xué)，而且許衡還是當(dāng)時著名的理學(xué)家。從這些事實中不難看出儒學(xué)對于郭守敬編制授時歷具有重要影響。尤其是在剛開始編制歷法時，王恂就推薦“知歷理”的許衡參與工作，這本身就足以說明理學(xué)對于天文學(xué)研究的作用。
王錫闡（公元1628—1682年），字寅旭，號曉庵，別號天同一生，江蘇吳江人，明清之際的天文學(xué)家。他的天文學(xué)著作有《曉庵新法》、《歷法》、《歷策》、《五星行度解》等。
王錫闡曾自稱：“治《詩》、《易》、《春秋》，明律歷象數(shù)?！盵 ]同時，他與諸多儒家學(xué)者有過交往，其中有顧炎武、朱彝尊、萬斯大等，晚年又與呂留良、張履祥一起講濂洛之學(xué)。[ ]這些學(xué)者都是當(dāng)時著名的儒家學(xué)者。朱彝尊（公元1629—1709年），字錫鬯，號竹垞，浙江秀水（今浙江嘉興）人，清經(jīng)學(xué)家，著有《經(jīng)義考》、《曝書亭集》、《明詩綜》等。萬斯大（公元1633—1683年），字充宗，學(xué)者稱褐夫先生，浙江鄞縣人，清經(jīng)學(xué)家；為學(xué)尤精《春秋》、《三禮》。呂留良（公元1629—1683年），字用晦，號晚村，崇德（今浙江桐鄉(xiāng)）人，清初理學(xué)家，學(xué)宗程朱。王錫闡與這些儒家學(xué)者交往，不可能不受到儒學(xué)的影響，
與元代天文學(xué)家王恂、郭守敬既講歷數(shù)又講歷理一樣，王錫闡也說：
天學(xué)一家，有理而后有數(shù)，有數(shù)而后有法。然惟創(chuàng)法之人，必通乎數(shù)之變，而窮乎理之奧，至于法成數(shù)具，而理蘊于中。[ ]
古人立一法，必有一理，詳于法而不著其理。理具法中，好學(xué)深思者自能力索而得之也。[ ]
因此，他反對將歷理和歷數(shù)二者分割開來的做法。他說：
至宋而歷分兩途，有儒家之歷，有歷家之歷。儒者不知歷數(shù)，而援虛理以立說，術(shù)士不知歷理，而為定法以驗天。天經(jīng)地緯躔離違合之原，概未有得也。[ ]
他還說：“天地始終之故，七政運行之本，非上智莫窮其理。然亦只能言其大要而已。欲求精密，則必以數(shù)推之。”所以他認為，“因數(shù)可以悟理”[ ]。應(yīng)當(dāng)說，王錫闡既講歷數(shù)又講歷理、“因數(shù)悟理”的思想與朱熹所謂理氣不可分、格物致知的思想是一致的。
具有儒學(xué)背景的中國古代天文學(xué)家們曾推動著中國古代天文學(xué)的發(fā)展，并走向輝煌。這至少可以說明，儒學(xué)中有其利于科學(xué)發(fā)展的一面，也說明文化對于科學(xué)發(fā)展的重要意義。今天要發(fā)展科學(xué)，離不開建構(gòu)有利于科學(xué)發(fā)展的新文化，這樣的新文化是否可以從曾有利于中國古代科學(xué)發(fā)展的儒家文化中吸取有益的東西呢？
注釋：
[ ] 《后漢書張衡傳》。
[ ] 揚雄：《太玄玄圖》。
[ ] 揚雄：《太玄玄摛》。
[ ] 《后漢書張衡傳》。
[ ] 張衡：《靈憲》，載《玉函山房輯佚書》。
[ ] 參見《后漢書張衡傳》。
[ ] 《后漢書張衡傳》。
[ ] 陳遵媯：《中國天文學(xué)史》（第三冊），上海：上海人民出版社1984年版，第1437頁。
[ ] 杜石然：《中國古代科學(xué)家傳記》（上集），北京：科學(xué)出版社1992年版，“虞喜”條。
[ ] 《宋書律歷志中》。
[ ] 《周易系辭上傳》。
[ ] 何承天：《弘明集》卷四《達性論》。
[ ] 何承天：《弘明集》卷三《答宗居士書》。
[ ] 《宋書律歷志下》。
[ ] 《南齊書祖沖之傳》。
[ ] 參見《宋書律歷志下》。
[ ] 參見《舊唐書一行傳》。
[ ] 《新唐書歷志三上》。
[ ] 蘇頌：《蘇魏公文集》卷五《感事述懷詩》。
[ ] 蘇頌：《蘇魏公文集》卷十五《議學(xué)校法》。
[ ] 曾肇：《曲阜集》卷三《贈蘇司空墓志銘》。
[ ] 沈括：《長興集》卷十九《孟子解》。
[ ] 沈括：《長興集》卷七《答崔肇書》。
[ ] 杜石然等：《中國科學(xué)技術(shù)史稿》（下），北京：科學(xué)出版社1982年版，第54頁。
[ ] 另可參見《元史歷志一》。
[ ] 王錫闡：《松陵文錄》卷十七《天同一生傳》。
[ ] 參見潘耒：《遂初堂文集》卷六《曉庵遺書序》。
[ ] 王錫闡：《曉庵遺書雜著測日小記序》。
[ ] 王錫闡：《松陵文錄》卷一《歷策》。
