天文发展历程简介

宁郎

上海天文馆里面有个展馆展示了天文学史上的一些重要时刻，从中我们能大致了解天文学发展的历程：
1、古代不同民族眼中的宇宙观
古希腊人相信大地是球形，位于宇宙中心，日、月、行星绕地而行，外围则是永恒不变的天球。
古希腊人发现地球是球形的过程，详见我的文章《古希腊人是如何发现地球是球形的？》


古埃及人认为宇宙是一个盒子，天为盒盖，地为盒底，盒底的中央便是尼罗河。


古代中国对天地的认知有浑天说、盖天说以及宣夜说。浑天说认为天为球形，大地在其中。盖天说认为形似穹隆的天，覆盖在形如棋盘的大地上。另一派宣夜说认为宇宙无限，日月星辰漂浮在虚空中。


2、公元前2500年
古埃及人利用天狼星的偕日升确定每年的开始:采用太阳历，划分一年为12个月、每月30天，外加五个独立附加日。
古人发现一年等于365天的过程，详见我的文章《古人是怎样知道一年等于365天的？》


3、公元前1800年
古巴比伦人分黄道为12宫;划分一周天为360度，一度为60角分，一角分为60角秒。
4、公元前500年
古希腊学者毕达哥拉斯宣称大地是球形，之后，他的学派还提出地球每天绕地轴自转的思想。


5、公元前400年
中国的甘德和石申记录了一份系统化的星表，包含了行星出没规律、800颗恒星名称、120颗恒星方位等内容。
6、公元前250年
古希腊的阿利斯塔克结合几何运算，通过观测月全食、月相变化以及计算提出了最早的日心说理论。他的计算结果显示太阳比地球大296倍，也比月亮远得多，他认为一个较大的物体受到较小物体支配是不合理的，因此他认为地球只能围绕太阳运动。
阿利斯塔克发现太阳远大于地球的过程，详见我的文章《你知道在哥白尼之前1700年，就有人发现地球围绕太阳旋转吗？他是如何发现太阳远比地球大的？》


7、公元前240年
古希腊的埃拉托色尼在埃及利用阳光直射和影子的几何关系，计算出的地球大小十分接近今天的科学实测结果。
埃拉托色尼计算出地球周长的过程，详见我的文章《古希腊人是如何计算出地球周长的？》


8、公元前127年
古希腊的伊巴谷发现并测定了岁差、黄白交角;他之前还编制了日月运行表，以及一版包含850颗恒星位置和亮度的星表，并划分恒星亮度为6等。他还通过一种巧妙的方式非常精确地计算出月亮绕地球公转一周的时间。
另外，伊巴古还通过观测日全食和日偏食计算出了地月距离。
伊巴古计算出地月距离的过程，详见我的文章《古希腊人是如何计算出地月距离的？》
9、公元前45年
古罗马人发展出一套名为儒略历的时间历法系统，由凯撒发布实施。这套历法在欧洲使用了1,500多年。
9、公元115年
东汉张衡出任太史令，主管天文学观测和历法事务。他提出浑天说，认为宇宙为球状，形如鸡蛋。大地悬浮其中。他还发明了浑天仪等仪器，用于观测和计算天体运行。


10、公元150年
托勒密的《天文学大成》出版，书中总结了古希腊天文学成果，利用本轮-均轮假说构造了完整的地心说体系，并以此解释了行星逆行现象，他还提供了较为完整的星表和48个星座的划分。


托勒密继承了希腊数理天文学的传统，将古希腊天文学推至顶峰。他提出的地心说宇宙体系对世界的影响持续了近13个世纪。在他的代表作《至大论》一书中，天文学第一次以数理模型的方式精确推演各大天体的运行，具有划时代的进步意义。


托勒密明白他的理论只是为了符合当时的观察而构建的一种数学楼型，后人却在很长一段时间里将其当成了字宙的真理。
阿皮亚努斯在1524年出版的《宇宙志》中绘制的托勒密体系，由内向外各层依次为:地球、 月球、水星、金星、太阳、火星、木星、土星及恒星天层。


11、公元400年
印度天文学著作《利耶悉檀多》中记录的恒星年长度，比现代测算的数据仅长了1.4秒。
12、公元565年
北齐的张子信在海岛隐居，通过数十年的长期观测，发现了太阳运动、行星运动的不均匀性和月亮视差对日食的影响。


13、公元970年
阿拉伯天文学家苏菲完成《恒星之书》，书中列出当时48个星座中各星的黄经、黄纬和星等,书中记载的许多阿拉伯星名如今已成国际通用恒星名。


14、公元1037年
波斯天文学家比鲁尼提出了地球自转、公转和地轴倾角的假想。


15、公元1054年
金牛座超新星在4月或5月初爆发，7月时成为夜空中亮度仅次于月亮的天体，持续两年肉眼可见。这次爆发被宋代的天文官员观测并记录，史称天关客星。


16、公元1286年
郭守敬、王恂等人制定《授时历》。制历期间，郭守敬于元大都(北京)兴建了当时世界上设备最完善的天文台，并创制了简仪、仰仪等多种新式天文仪器。


17、公元1300年
阿拉伯的乌尔迪提出，可以用变换绕转中心的方式，也就是假设地球可围绕别的天体公转，来解决行星逆行问题。


18、公元1429年
撒马尔罕的乌鲁伯格天文台建成了当时世界上最大的天文仪器，半径40米的象限仪。乌鲁伯格以此观测了1,018颗恒星，并编著完成《新古拉干历数书》观测精度直到16世纪初无人超越。


19、公元1543年
哥白尼的不朽巨著《天球运行论》出版，该书被认为是自然科学最重要的里程碑之一，书中系统性地表述了日心说理论，在数十年后导致了天文学的全新变革，并成为近代科学事命的起点。
20、公元1572年、公元1577年
公元1572年，丹麦天文学家、星学之王第谷·布拉赫(1546-1601)在仙后座位置发现了一颗新出现的亮星(仙后座超新星)。第二年他发表论文《新星》，质疑天空永久不变的理论。数年后他得到丹麦国王资助，在汶岛建造天堡和星堡两座天文台，并设计制作了多种大型天文观测设备，其精度达到了裸眼观测的极限。通过20多年的长期观测，他意识到地心说有待修正，并提出了独特的第谷宇宙体系，认为太阳围绕地球转动，其他所有行星则围绕太阳运行。






公元1577年，第谷通过观测，计算出当年一颗巨大彗星的距离极远且在不断改变，发现彗星并非大气层现象，证明了天空并非永恒不变。同时彗星在字宙空间中穿行的证据，也进一步否定了亚里士多德的多层水晶球体系。


21、公元1600-1621年
开普勒利用第谷的观测数据，经过长时间的数学建模，他发现行星轨道是椭圆形，并进而发现了开普勒三大定律，这是人类有史以来第一次发现了行星运行的实际轨道。在开普勒之前，包括哥白尼在内的天文学家都认为行星运行轨道是圆形的。
开普勒的发现为牛顿发现万有引力定律打下了坚实的基础。可以这样说，没有开普勒的椭圆轨道和开普勒三大定律，就不可能有牛顿的万有引力定律。
22、公元1687年
牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中，首次提出一切物体之间均存在引力，并给出了数学计算方法和具体的应用。万有引力统一了宇宙和地球上的各种物理规律，使人类对自然的认识跃升至前所未有的高度。牛顿的万有引力定律和他所开创的微积分方法，为天体力学以及近代科学与技术的发展奠定了坚实的基础。
牛顿统一了天地的科学规律，改变人类对宇宙的认识，奠定了此后300年科学发展的基础。




23、公元1781年
赫歇尔发现天王星，这是人类用望远镜发现的第一颗大行星，太阳系的边界开始向外扩展。


好了，这一讲就到这了。
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