天文學(xué)的研究方法精選(九篇)

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第1篇：天文學(xué)的研究方法范文

關(guān)鍵詞：天文學(xué) 宇宙演化 宇宙結(jié)構(gòu) 天有九重

日本著名學(xué)者山田慶兒在所著的《朱子的自然學(xué)》中對(duì)朱熹在天文學(xué)上的成就予以全面的論述和評(píng)價(jià)，并且稱(chēng)朱熹是“一位被遺忘的自然學(xué)家”[i]。筆者試著借題發(fā)揮，進(jìn)而認(rèn)為朱熹是“一位被遺忘的天文學(xué)家”。作為宋代大理學(xué)家的朱熹研究過(guò)天文學(xué)，這已是不爭(zhēng)的事實(shí)。然而，他是否可稱(chēng)為天文學(xué)家，迄今尚無(wú)定論。他研究天文學(xué)的歷程以及所取得的成就，他的天文學(xué)研究在中國(guó)古代天文學(xué)史上的重要地位，尚待進(jìn)一步理清。筆者通過(guò)對(duì)《朱文公文集》、《朱子語(yǔ)類(lèi)》中朱熹的有關(guān)天文學(xué)方面的言論進(jìn)行整理和研究，大致理出了一些頭緒。

一.

天文學(xué)研究的歷程

朱熹對(duì)天文現(xiàn)象的思考很早就已開(kāi)始。據(jù)朱熹門(mén)人黃義剛“癸丑（1193年，朱熹63歲）以后所聞”和林蘷孫“丁巳（1197年，朱熹67歲）以后所聞”，朱熹曾回憶說(shuō)：“某自五、六歲，便煩惱道：‘天地四邊之外，是什么物事？’見(jiàn)人說(shuō)四方無(wú)邊，某思量也須有個(gè)盡處。如這壁相似，壁后也須有什么物事。其時(shí)思量得幾乎成病。到而今也未知那壁后是何物？”[ii]可見(jiàn)，朱熹從小就關(guān)心天文，直到晚年仍對(duì)此難以忘懷，并孜孜以求。

然而，朱熹在其早期的學(xué)術(shù)生涯中，并沒(méi)有進(jìn)行天文學(xué)的研究。朱熹早年除讀儒家經(jīng)典外，“無(wú)所不學(xué)，禪、道文章，楚辭、詩(shī)、兵法，事事要學(xué)”[iii]。紹興三十年（1160年，朱熹30歲），朱熹正式拜二程的三傳弟子李侗為師，開(kāi)始潛心于儒學(xué)，并接受李侗以“默坐澄心”于“分殊”上體認(rèn)“理一”的思想。

據(jù)《朱文公文集》以及當(dāng)今學(xué)者陳來(lái)先生所著《朱子書(shū)信編年考證》[iv]，朱熹最早論及天文學(xué)當(dāng)在乾道七年（1171年，朱熹41歲）的《答林擇之》，其中寫(xiě)道：“竹尺一枚，煩以夏至日依古法立表以測(cè)其日中之景，細(xì)度其長(zhǎng)短。”[v]

測(cè)量日影的長(zhǎng)度是古代重要的天文觀測(cè)活動(dòng)之一。最簡(jiǎn)單的方法是在地上直立一根長(zhǎng)八尺的表竿，通過(guò)測(cè)量日影的長(zhǎng)短來(lái)確定節(jié)氣；其中日影最短時(shí)為夏至，最長(zhǎng)時(shí)為冬至，又都稱(chēng)為“日至”。與此同時(shí)，這種方法還用于確定“地中”?！吨芏Y·地官》載：“以土圭之法測(cè)土深，正日景以求地中?！罩林?，尺有五寸，謂之地中?！币馑际牵谙闹寥罩形鐪y(cè)得日影為一尺五寸的地方，此地便是“地中”。而且，從“地中”向北，每一千里則影長(zhǎng)增一寸；向南，每一千里則影長(zhǎng)減一寸。這就是《周髀算經(jīng)》所謂“周髀長(zhǎng)八尺，勾之損益寸千里”。這一說(shuō)法到南朝以后受到懷疑；唐朝的一行和南宮說(shuō)通過(guò)不同地區(qū)日影的測(cè)量，進(jìn)一步予以糾正。朱熹要其弟子林擇之協(xié)助測(cè)量日影，顯然是要比較不同地區(qū)日影的長(zhǎng)短，其科學(xué)精神可見(jiàn)一斑。

在同年的《答蔡季通》中。朱熹寫(xiě)道：“歷法恐亦只可略說(shuō)大概規(guī)模，蓋欲其詳，即須仰觀俯察乃可驗(yàn)。今無(wú)其器，殆亦難盡究也?！盵vi]

蔡季通，即蔡元定（1135—1198年）；建陽(yáng)（今屬福建）人，學(xué)者稱(chēng)西山先生；精于天文、地理、呂律、象數(shù)，著作有《律呂新書(shū)》、《大衍詳說(shuō)》等；為朱熹“四大弟子（蔡元定、黃干、劉爚、陳淳）”之首。蔡元定的年齡僅比朱熹小5歲，并在天文學(xué)等科學(xué)上有所造詣，很受朱熹的器重。從以上所引《答蔡季通》可知，當(dāng)時(shí)朱熹正與蔡元定討論天文歷法，并且認(rèn)為，研究歷法必須用科學(xué)儀器進(jìn)行實(shí)際的天文觀測(cè)。

淳熙元年（1174年，朱熹44歲），朱熹在《答呂子約》中寫(xiě)道：“日月之說(shuō)，沈存中筆談中說(shuō)得好，日食時(shí)亦非光散，但為物掩耳。若論其實(shí)，須以終古不易者為體，但其光氣常新耳?！盵vii]顯然，朱熹在此前已研讀過(guò)北宋著名科學(xué)家沈括的《夢(mèng)溪筆談》，并對(duì)沈括的有關(guān)天文學(xué)的觀點(diǎn)進(jìn)行分析。胡道靜先生認(rèn)為，在整個(gè)宋代，朱熹是最最重視沈括著作的科學(xué)價(jià)值的唯一的學(xué)者，是宋代學(xué)者中最熟悉《夢(mèng)溪筆談》內(nèi)容并能對(duì)其科學(xué)觀點(diǎn)有所闡發(fā)的人。[viii]

淳熙十三年（1186年，朱熹56歲），朱熹在《答蔡季通》中寫(xiě)道：“《星經(jīng)》紫垣固所當(dāng)先，太微、天市乃在二十八宿之中，若列于前，不知如何指其所在？恐當(dāng)云在紫垣之旁某星至某星之外，起某宿幾度，盡某宿幾度。又記其帝坐處須云在某宿幾度，距紫垣幾度，赤道幾度，距垣四面各幾度，與垣外某星相直，及記其昏見(jiàn)，及昏旦夜半當(dāng)中之星。其垣四面之星，亦須注與垣外某星相直，乃可易曉。……《星經(jīng)》可付三哥畢其事否？甚愿早見(jiàn)之也。近校得《步天歌》頗不錯(cuò)，其說(shuō)雖淺而詞甚俚，然亦初學(xué)之階梯也?！盵ix]可見(jiàn)，當(dāng)時(shí)朱熹正與蔡元定一起研究重要的天文學(xué)經(jīng)典著作《星經(jīng)》和以詩(shī)歌形式寫(xiě)成的通俗天文學(xué)著作《步天歌》，并就如何確定天空中恒星的位置問(wèn)題進(jìn)行討論，其中涉及三垣二十八宿星象體系。

同年，朱熹在《答蔡伯靜》中寫(xiě)道：“天經(jīng)之說(shuō)，今日所論乃中其病，然亦未盡。彼論之失，正坐以天形為可低昂反復(fù)耳。不知天形一定，其間隨人所望固有少不同處，而其南北高下自有定位，政使人能入于彈圓之下以望之，南極雖高，而北極之在北方，只有更高于南極，決不至反入地下而移過(guò)南方也。但入彈圓下者自不看見(jiàn)耳。蓋圖雖古所創(chuàng)，然終不似天體，孰若一大圓象，鉆穴為星，而虛其當(dāng)隱之規(guī)，以為甕口，乃設(shè)短軸于北極之外，以綴而運(yùn)之，又設(shè)短軸于南極之北，以承甕口，遂自甕口設(shè)四柱，小梯以入其中，而于梯末架空北入，以為地平，使可仰窺而不失渾體耶？”[x]在這里，朱熹設(shè)想了一種可進(jìn)入其中觀看天象的龐大的渾天儀。

淳熙十四年（1187年，朱熹57歲），朱熹在《答廖子晦》中寫(xiě)道：“日之南北雖不同，然皆隨黃道而行耳。月道雖不同，然亦常隨黃道而出其旁耳。其合朔時(shí)，日月同在一度；其望日，則日月極遠(yuǎn)而相對(duì)；其上下弦，則日月近一而遠(yuǎn)三。如日在午，則月或在卯，或在酉之類(lèi)是也。故合朔之時(shí)，日月之東西雖同在一度，而月道之南北或差遠(yuǎn)，于日則不蝕?；蚰媳彪m亦相近，而日在內(nèi)，月在外，則不蝕。此正如一人秉燭，一人執(zhí)扇，相交而過(guò)。一人自?xún)?nèi)觀之，其兩人相去差遠(yuǎn)，則雖扇在內(nèi)，燭在外，而扇不能掩燭?；虮鼱T者在內(nèi)，而執(zhí)扇在外，則雖近而扇亦不能掩燭。以此推之，大略可見(jiàn)。”[xi]在這里，朱熹對(duì)月亮盈虧變化的原因作了探討。

淳熙十六年（1189年，朱熹59歲），朱熹在《答蔡季通》中寫(xiě)道：“極星出地之度，趙君云福州只廿四度，不知何故自福州至此已差四度，而自此至岳臺(tái)，卻只差八度也。子半之說(shuō)尤可疑，豈非天旋地轉(zhuǎn)，閩浙卻是天地之中也耶？”[xii]在這里，朱熹試圖通過(guò)比較各地北極星的高度及其與地中岳臺(tái)的關(guān)系，以證明大地的運(yùn)動(dòng)。

朱熹在一生中最后的十年里，在天文學(xué)研究上下了較多的功夫，并取得了重要的科學(xué)成就。南宋黎靖德所編《朱子語(yǔ)類(lèi)》卷一“理氣上·太極天地上”和卷二“理氣下·天地下”編入大量朱熹有關(guān)天文學(xué)的言論，其中大都是這一時(shí)期朱熹門(mén)人所記錄的。例如：《朱子語(yǔ)類(lèi)》卷二朱熹門(mén)人陳淳“庚戌（1190年，朱熹60歲）、己未（1199年，朱熹69歲）所聞”：“天日月星皆是左旋，只有遲速。天行較急，一日一夜繞地一周三百六十五度四分度之一，而又進(jìn)過(guò)一度。日行稍遲，一日一夜繞地恰一周，而於天為退一度。至一年，方與天相值在恰好處，是謂一年一周天。月行又遲，一日一夜繞地不能匝，而於天常退十三度十九分度之七。至二十九日半強(qiáng)，恰與天相值在恰好處，是謂一月一周天。月只是受日光。月質(zhì)常圓，不曾缺，如圓毬，只有一面受日光。望日日在酉，月在卯，正相對(duì)，受光為盛。天積氣，上面勁，只中間空，為日月來(lái)往。地在天中，不甚大，四邊空?！盵xiii]

《朱子語(yǔ)類(lèi)》的其它卷中也有此類(lèi)記錄。例如：《朱子語(yǔ)類(lèi)》卷二十三黃義剛“癸丑（1193年，朱熹63歲）以后所聞”：安卿問(wèn)北辰。曰：“北辰是那中間無(wú)星處，這些子不動(dòng)，是天之樞紐。北辰無(wú)星……?！绷x剛問(wèn)：“極星動(dòng)不動(dòng)？”曰：“極星也動(dòng)。只是它近那辰后，雖動(dòng)而不覺(jué)?！袢艘怨苋ジQ那極星，見(jiàn)其動(dòng)來(lái)動(dòng)去，只在管里面，不動(dòng)出去。向來(lái)人說(shuō)北極便是北辰，皆只說(shuō)北極不動(dòng)。至本朝人方去推得是北極只是北辰頭邊，而極星依舊動(dòng)。又一說(shuō)，那空無(wú)星處皆謂之辰……。”又曰：“天轉(zhuǎn)，也非東而西，也非循環(huán)磨轉(zhuǎn)，卻是側(cè)轉(zhuǎn)。”義剛言：“樓上渾儀可見(jiàn)?！痹唬骸笆??！薄衷唬骸澳蠘O在地下中處，南北極相對(duì)。天雖轉(zhuǎn)，極卻在中不動(dòng)?！盵xiv]

《朱文公文集》卷七十二朱熹所著《北辰辨》（大約寫(xiě)成于1196年，朱熹66歲）以及卷六十五朱熹所注《尚書(shū)》之《堯典》、《舜典》（大約寫(xiě)成于1198年，朱熹68歲）都包含有豐富的天文學(xué)觀點(diǎn)?！侗背奖妗肥侵祆鋵?zhuān)門(mén)討論天球北極星座的論文；在所注的《堯典》中，朱熹討論了當(dāng)時(shí)天文學(xué)的歲差、置閏法等概念；在所注《舜典》中討論了早期的渾天說(shuō)、渾天儀的結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)記錄了當(dāng)時(shí)的渾天儀結(jié)構(gòu)。

這一時(shí)期朱熹所編《楚辭集注》（成書(shū)于1195年，朱熹65歲）之《天問(wèn)》中也有一些注釋反映了他在天文學(xué)方面的研究和造詣。

二.

天文學(xué)的成就

就朱熹研究天文學(xué)的方法而言，其最根本的研究方法是[xv]：

其一，細(xì)心觀察各種天文現(xiàn)象。朱熹是重視親身觀察、善于觀察的人。他經(jīng)常運(yùn)用儀器觀察天文現(xiàn)象；并運(yùn)用觀察所得驗(yàn)證、反駁或提出各種見(jiàn)解。

其二，用“氣”、“陰陽(yáng)”等抽象概念解釋天文現(xiàn)象。朱熹所采用的這一方法與中國(guó)古代科學(xué)家普遍采用的研究方法是一致的。

其三，運(yùn)用推類(lèi)獲取新知。朱熹經(jīng)常運(yùn)用“以類(lèi)而推”的方法，用已知的東西、直觀的東西，對(duì)天文現(xiàn)象進(jìn)行類(lèi)推解釋。

其四，闡發(fā)前人的天文學(xué)研究成果。朱熹研讀過(guò)包括沈括《夢(mèng)溪筆談》在內(nèi)的大量科學(xué)論著，對(duì)前人的天文學(xué)觀點(diǎn)均予以評(píng)述，并提出自己的看法。

從現(xiàn)代科學(xué)的角度看，朱熹的天文學(xué)研究方法，固然有其不足之處，這主要是由于古代科學(xué)所處的階段而導(dǎo)致的。在古代科學(xué)的范疇中，朱熹的天文學(xué)研究方法應(yīng)當(dāng)屬于合理。更為重要的是，朱熹運(yùn)用這些方法在天文學(xué)上取得了重要的成就。

朱熹在天文學(xué)方面的科學(xué)成就主要反映在他最后十年里有關(guān)的言論中。概括起來(lái)主要有三個(gè)方面：

第一，提出了以“氣”為起點(diǎn)的宇宙演化學(xué)說(shuō)。朱熹曾經(jīng)說(shuō)：“天地初間只是陰陽(yáng)之氣。這一個(gè)氣運(yùn)行，磨來(lái)磨去，磨得急了便拶許多渣滓；里面無(wú)處出，便結(jié)成個(gè)地在中央。氣之清者便為天，為日月，為星辰，只在外，常周環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。地便只在中央不動(dòng)。不是在下?！盵xvi]這里描繪了一幅宇宙演化途徑的圖景。

在朱熹看來(lái)，宇宙的初始是由陰陽(yáng)之氣構(gòu)成的氣團(tuán)。陰陽(yáng)之氣的氣團(tuán)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；由于內(nèi)部相互磨擦發(fā)生分化；其中“清剛者為天，重濁者為地”[xvii]，重濁之氣聚合為“渣滓”，為地，清剛之氣則在地的周?chē)纬商旌腿赵滦浅?。朱熹還明確說(shuō)：“天地始初混沌未分時(shí)，想只有水火二者。水之滓腳便成地。今登高而望，群山皆為波浪之狀，便是水泛如此。只不知因什么時(shí)凝了。初間極軟，后來(lái)方凝得硬。……水之極濁便成地，火之極輕便成風(fēng)霆雷電日星之屬?！盵xviii]他根據(jù)直觀的經(jīng)驗(yàn)推斷認(rèn)為，大地是在水的作用下通過(guò)沉積而形成的，日月星辰是由火而形成的。

將宇宙的初始看作是運(yùn)動(dòng)的氣，這一思想與近代天文學(xué)關(guān)于太陽(yáng)系起源的星云說(shuō)有某些相似之處。1755年，德國(guó)哲學(xué)家康德提出了太陽(yáng)系起源的星云說(shuō)；1796年，法國(guó)天文學(xué)家拉普拉斯也獨(dú)立地提出星云說(shuō)。星云說(shuō)認(rèn)為，太陽(yáng)系內(nèi)的所有天體都是由同一團(tuán)原始星云形成的。然而，在他們500多年之前，朱熹就提出了類(lèi)似之說(shuō)；盡管尚缺乏科學(xué)依據(jù)和定量的推算，但其通過(guò)思辯而獲得的結(jié)果則是超前的。

對(duì)此，英國(guó)科學(xué)史家梅森在其《自然科學(xué)史》一書(shū)中予以記述：“宋朝最出名的新儒家是朱熹。他認(rèn)為，在太初，宇宙只是在運(yùn)動(dòng)中的一團(tuán)渾沌的物質(zhì)。這種運(yùn)動(dòng)是漩渦的運(yùn)動(dòng)，而由于這種運(yùn)動(dòng)，重濁物質(zhì)與清剛物質(zhì)就分離開(kāi)來(lái)，重濁者趨向宇宙大旋渦的中心而成為地，清剛者則居于上而成為天?！盵xix]

第二，提出了地以“氣”懸空于宇宙之中的宇宙結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)。朱熹贊同早期的渾天說(shuō)，但作了重大的修改和發(fā)展。早期的渾天說(shuō)認(rèn)為：“天如雞子，地如雞中黃，孤居于天內(nèi)，天大而地小。天表里有水，天地各乘氣而立，載水而行”[xx]但是，當(dāng)天半繞地下時(shí)，日月星辰如何從水中通過(guò)？這是困擾古代天文學(xué)家的一大難題。朱熹不贊同地載水而浮的說(shuō)法，他說(shuō)：“天以氣而依地之形，地以形而附天之氣。天包乎地，地特天中之一物爾。天以氣而運(yùn)乎外，故地?fù)n在中間，隤然不動(dòng)?！盵xxi]這就是說(shuō)，地以“氣”懸空在宇宙之中。

至于地如何以“氣”懸空在宇宙中央，朱熹說(shuō)：“天運(yùn)不息，晝夜輾轉(zhuǎn)，故地?fù)n在中間。使天有一息之停，則地須陷下。惟天運(yùn)轉(zhuǎn)之急，故凝結(jié)得許多渣滓在中間?！盵xxii]又說(shuō)：“地則氣之渣滓，聚成形質(zhì)者；但以其束于勁風(fēng)旋轉(zhuǎn)之中，故得以兀然浮空，甚久而不墜耳。”[xxiii]朱熹認(rèn)為，宇宙中“氣”的旋轉(zhuǎn)使得地能夠懸空于宇宙中央。朱熹的解釋克服了以往天文學(xué)家關(guān)于宇宙結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)的弱點(diǎn)，把傳統(tǒng)的渾天說(shuō)發(fā)展到了一個(gè)新水平。[xxiv]

關(guān)于地之外的天，朱熹說(shuō)：“天之形，……亦無(wú)形質(zhì)?！祗w，而實(shí)非有體也?！盵xxv]“天無(wú)體，只二十八宿便是天體。”[xxvi]又說(shuō)：“星不是貼天。天是陰陽(yáng)之氣在上面”；“天積氣，上面勁，只中間空，為日月來(lái)往。地在天中，不甚大，四邊空，”[xxvii]這顯然是吸取了傳統(tǒng)宣夜說(shuō)所謂“天了無(wú)質(zhì)，……日月眾星，自然浮生虛空之中，其行無(wú)止，皆須氣也”[xxviii]的思想。

第三，提出了天有九重和天體運(yùn)行軌道的思想。朱熹認(rèn)為，屈原《天問(wèn)》的“圜則九重”就是指“九天”，指天有九重。事實(shí)上，在朱熹之前，關(guān)于“九天”的說(shuō)法可見(jiàn)《呂氏春秋·有始覽》：中央曰鈞天，東方曰蒼天，東北曰變天，北方曰玄天，西北曰幽天，西方曰顥天，西南曰朱天，南方曰炎天，東南曰陽(yáng)天；后來(lái)的《淮南子·天文訓(xùn)》等也有類(lèi)似的說(shuō)法；直到北宋末年洪興祖撰《楚辭補(bǔ)注》，其中《天文章句》對(duì)“九天”的解釋是：東方皞天，東南方陽(yáng)天，南方赤天，西南方朱天，西方成天，西北方幽天，北方玄天，東北方變天，中央鈞天。顯然，這些解釋都不包括天有九重的思想。

朱熹則明確地提出天有九重的觀點(diǎn)，并且還說(shuō)“自地之外，氣之旋轉(zhuǎn)，益遠(yuǎn)益大，益清益剛，究陽(yáng)之?dāng)?shù)，而至于九，則極清極剛，而無(wú)復(fù)有涯矣”[xxix]；同時(shí)，朱熹贊同張載所謂“日月五星順天左旋”的說(shuō)法。他進(jìn)一步解釋說(shuō)：“蓋天行甚健，一日一夜周三百六十五度四分度之一，又進(jìn)過(guò)一度。日行速，健次于天，一日一夜周三百六十五度四分度之一，正恰好。比天進(jìn)一度，則日為退一度。二日天進(jìn)二度，則日為退二度。積至三百六十五日四分日之一，則天所進(jìn)過(guò)之度，又恰周得本數(shù)；而日所退之度，亦恰退盡本數(shù)，遂與天會(huì)而成一年。月行遲，一日一夜三百六十五度四分度之一行不盡，比天為退了十三度有奇。進(jìn)數(shù)為順天而左，退數(shù)為逆天而右。”[xxx]《朱子語(yǔ)類(lèi)》卷二朱熹的門(mén)人在闡釋所謂“天左旋，日月亦左旋”時(shí)說(shuō)：“此亦易見(jiàn)。如以一大輪在外，一小輪載日月在內(nèi)，大輪轉(zhuǎn)急，小輪轉(zhuǎn)慢。雖都是左轉(zhuǎn)，只有急有慢，便覺(jué)日月似右轉(zhuǎn)了。”朱熹贊同此說(shuō)。[xxxi]

對(duì)此，英國(guó)著名科學(xué)史家李約瑟說(shuō)：“這位哲學(xué)家曾談到‘大輪’和‘小輪’，也就是日、月的小‘軌道’以及行星和恒星的大‘軌道’。特別有趣的是，他已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，‘逆行’不過(guò)是由于天體相對(duì)速度不同而產(chǎn)生的一種視現(xiàn)象?！盵xxxii]因此李約瑟認(rèn)為，不能匆忙假定中國(guó)天文學(xué)家從未理解行星的運(yùn)動(dòng)軌道。

在天文學(xué)研究中，朱熹除了提出以上新見(jiàn)外，還對(duì)沈括有關(guān)天文學(xué)的觀點(diǎn)做過(guò)詳細(xì)的闡述。例如：沈括曾說(shuō)：“月本無(wú)光，猶銀丸，日耀之乃光耳。光之初生，日在其傍，故光側(cè)，而所見(jiàn)才如鉤；日漸遠(yuǎn)，則斜照，而光稍滿(mǎn)。如一彈丸，以粉涂其半，側(cè)視之，則粉處如鉤；對(duì)視之，則正圓。”[xxxiii]朱熹贊同此說(shuō)，并接著說(shuō)：“以此觀之則知月光常滿(mǎn)，但自人所立處視之，有偏有正，故見(jiàn)其光有盈有虧?！盵xxxiv]他還說(shuō)：“月體常圓無(wú)闕，但常受日光為明。初三、四是日在下照，月在西邊明，人在這邊望，只見(jiàn)在弦光。十五、六則日在地下，其光由地四邊而射出，月被其光而明?！?，古今人皆言有闕，惟沈存中云無(wú)闕?！盵xxxv]

三.

對(duì)后世的影響

中國(guó)古代的天文學(xué)大致包括宇宙結(jié)構(gòu)理論和歷法兩大主要部分，尤以歷法最為突出。宇宙結(jié)構(gòu)理論自漢代形成蓋天說(shuō)、渾天說(shuō)和宣夜說(shuō)之后，也經(jīng)歷了不斷的發(fā)展，主要表現(xiàn)為占主導(dǎo)地位的渾天說(shuō)不斷吸取各家學(xué)說(shuō)之長(zhǎng)而逐步得到完善。

朱熹的天文學(xué)研究側(cè)重于對(duì)宇宙結(jié)構(gòu)理論的研究。他通過(guò)自己的天文觀測(cè)和科學(xué)研究，以渾天說(shuō)為主干，吸取了蓋天說(shuō)和宣夜說(shuō)的某些觀點(diǎn)，提出了較以往更加完善的宇宙結(jié)構(gòu)理論，把古代的渾天說(shuō)推到一個(gè)新的階段，這應(yīng)當(dāng)是朱熹對(duì)于古代天文學(xué)發(fā)展的一大貢獻(xiàn)。

但是，由于朱熹的天文學(xué)研究只是專(zhuān)注于宇宙的結(jié)構(gòu)，對(duì)于當(dāng)時(shí)在天文觀測(cè)和歷法方面的研究進(jìn)展關(guān)注不夠，在這些方面的研究稍顯不足。因此，他的宇宙結(jié)構(gòu)理論在某些具體的細(xì)節(jié)方面，尤其是定量方面，尚有一些不足之處，有些見(jiàn)解和解釋是欠妥當(dāng)?shù)摹?/p>

然而，他畢竟對(duì)宇宙結(jié)構(gòu)等天文學(xué)問(wèn)題作了純科學(xué)意義上的研究，代表了宋代以至后來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)期中國(guó)古代天文學(xué)在宇宙結(jié)構(gòu)理論研究方面的水平。而且，朱熹的宇宙結(jié)構(gòu)理論在后來(lái)直至清代一直受到了不少學(xué)者的重視和引述。

朱熹之后宋末的重要學(xué)者王應(yīng)麟(1223—1296年，字伯厚，號(hào)深寧居士)撰《六經(jīng)天文編》六卷，記述了儒家經(jīng)典中大量有關(guān)天文學(xué)方面的重要論述，《四庫(kù)全書(shū)·六經(jīng)天文編》“提要”說(shuō)：“是編裒六經(jīng)之言天文者，以易、書(shū)、詩(shī)所載為上卷，周禮、禮記、春秋所載為下卷?！痹撝饕灿浭隽酥祆涞脑S多有關(guān)天文學(xué)方面的論述。

元代之后科舉考試以“四書(shū)五經(jīng)”為官定教科書(shū)。其中《尚書(shū)》以蔡沈的《書(shū)集傳》為主。蔡沈（1167—1230年，字仲默，號(hào)九峰）曾隨其父蔡元定從學(xué)于朱熹。他的《書(shū)集傳》是承朱熹之命而作，其中包含了朱熹所注《尚書(shū)》之《堯典》、《舜典》等內(nèi)容，涉及不少有關(guān)天文學(xué)方面的論述。另有元代學(xué)者史伯璿（生卒不詳）著《管窺外篇》；《四庫(kù)全書(shū)·管窺外篇》“提要”說(shuō)：該書(shū)中“于天文、歷學(xué)、地理、田制言之頗詳，多能有所闡發(fā)?！痹谡摷疤煳膶W(xué)時(shí)，該書(shū)對(duì)朱熹的言論多有引述，并認(rèn)為“天以極健至勁之氣運(yùn)乎外，而束水與地于其中”。這與朱熹的宇宙結(jié)構(gòu)理論是一致的。

明初的胡廣等纂修《性理大全》，其中輯錄了大量朱熹有關(guān)天文學(xué)的論述。明末清初的天文學(xué)家游藝（生卒不詳，字子六，號(hào)岱峰）融中西天文學(xué)于一體，撰天文學(xué)著作《天經(jīng)或問(wèn)》，后被收入《四庫(kù)全書(shū)》，并流傳于日本。該書(shū)在回答地球何以“能浮空而不墜”時(shí)說(shuō)：“天虛晝夜運(yùn)旋于外，地實(shí)確然不動(dòng)于中……天裹著地，運(yùn)旋之氣升降不息，四面緊塞不容展側(cè)，地不得不凝于中以自守也?！边@里吸取了朱熹關(guān)于氣的旋轉(zhuǎn)支撐地球懸于空中的宇宙結(jié)構(gòu)理論；在解釋地震的原因時(shí)，該書(shū)又明確運(yùn)用了朱熹的這一觀點(diǎn)，說(shuō)：“地本氣之渣滓聚成形質(zhì)者，束于元?dú)庑D(zhuǎn)之中，故兀然浮空而不墜為極重亙中心以鎮(zhèn)定也?！痹谡摷叭赵挛逍堑倪\(yùn)行方向和速度時(shí)，該書(shū)說(shuō)道：“日月之行，宋儒言之甚詳”，并且還直接引述朱熹關(guān)于五星運(yùn)行方向和速度的觀點(diǎn)予以說(shuō)明。

清代著名學(xué)者李光地（1642—1718年，字晉卿，號(hào)榕村）曾奉命主編《朱子大全》，其中“卷四十九理氣一”有“總論、太極、天地、陰陽(yáng)、時(shí)令”，“卷五十理氣二”有“天文、天度、地理、雷電、風(fēng)雨雪雹霜露”，收錄了朱熹有關(guān)天文學(xué)的不少論述。李光地所著的《歷象本要》引述了朱熹所謂“地在中央不動(dòng)，不是在下”，“天包乎地”以及“天有九重”等，用以說(shuō)明朱熹的天文學(xué)思想中包含了西方天文學(xué)有關(guān)宇宙結(jié)構(gòu)的知識(shí)[xxxvi]。他在所撰的《理氣》篇說(shuō)：“朱子言天，天不宜以恒星為體，當(dāng)立有定之度數(shù)記之。天乃動(dòng)物，仍當(dāng)于天外立一太虛不動(dòng)之天以測(cè)之，此說(shuō)即今西歷之宗動(dòng)天也。其言九層之天。近人者最和暖故能生人物。遠(yuǎn)得一層，運(yùn)轉(zhuǎn)得較緊似一層。至第九層則緊不可言。與今西歷所云九層一一吻合。”[xxxvii]他的《御定星歷考原》六卷，也引述了朱熹有關(guān)宇宙結(jié)構(gòu)的言論，并且認(rèn)為，朱熹所說(shuō)的“天包乎地，地特天中之一物爾”就是指“天渾圓地亦渾圓”，而與西方天文學(xué)的宇宙結(jié)構(gòu)理論相一致。

李光地與被譽(yù)為清初“歷算第一名家”的梅文鼎（1633—1721年，字定九，號(hào)勿庵）[xxxviii]交往甚密，并且對(duì)當(dāng)時(shí)的西方科學(xué)都持“西學(xué)中源”說(shuō)。梅文鼎在所著《歷學(xué)疑問(wèn)》中多處引用朱熹有關(guān)宇宙結(jié)構(gòu)的言論。該書(shū)認(rèn)為，朱熹已經(jīng)具有西方天文學(xué)所謂“動(dòng)天之外有靜天”、“天有重?cái)?shù)”和“以輪載日月”的觀點(diǎn)，并且說(shuō)：“朱子以輪載日月之喻，兼可施諸黃、赤，與西說(shuō)之言層次者實(shí)相通貫?！盵xxxix]

除此之外，清代還有黃鼎（生卒不詳）的《天文大成管窺輯要》八十卷，其中也包括朱熹有關(guān)天文學(xué)的不少論述。

朱熹是古代的大哲學(xué)家，代表了中國(guó)古代哲學(xué)發(fā)展的一座高峰。也許正是這個(gè)原因，他在天文學(xué)上所取得的成就一直沒(méi)有能引起人們足夠的注意。但是，這并不能否認(rèn)他在天文學(xué)上確實(shí)做出過(guò)卓越的貢獻(xiàn)，他的宇宙結(jié)構(gòu)理論對(duì)后世產(chǎn)生過(guò)重大的影響，他是歷史上重要的天文學(xué)家。的確，作為宋學(xué)集大成者的朱熹是“一位被遺忘的天文學(xué)家”，一位不該被遺忘的天文學(xué)家。

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1．〔日〕山田慶児：《朱子の自然學(xué)》，東京 : 巖波書(shū)店， 1978。

2．〔宋〕黎靖德編：《朱子語(yǔ)類(lèi)》，卷第九十四。

3．《朱子語(yǔ)類(lèi)》，卷第一百四。

4．陳來(lái)：《朱子書(shū)信編年考證》，上海人民出版社1989年版。

5．《答林擇之》，《晦菴先生朱文公文集》（四部叢刊初編），卷四十三。

6．《答蔡季通》，《晦菴先生朱文公文集》續(xù)集卷二。

7．《答呂子約》，《晦菴先生朱文公文集》卷四十七。

8．胡道靜：《朱子對(duì)沈括科學(xué)學(xué)說(shuō)的鉆研與發(fā)展》，《朱熹與中國(guó)文化》，學(xué)林出版社1989年版。

9．《答蔡季通》，《晦菴先生朱文公文集》卷四十四。

10．《答蔡伯靜》，《晦菴先生朱文公文集》續(xù)集卷三。

11．《答廖子晦》，《晦菴先生朱文公文集》卷四十五。

12．《答蔡季通》，《晦菴先生朱文公文集》續(xù)集卷二。

13．26．27．30．31．35．《朱子語(yǔ)類(lèi)》，卷第二。

14．《朱子語(yǔ)類(lèi)》，卷第二十三。

15．樂(lè)愛(ài)國(guó)、高令印《朱熹格物致知論的科學(xué)精神及其歷史作用》，《廈門(mén)大學(xué)學(xué)報(bào)》，1997年第1期。

16．17．18．21．22．《朱子語(yǔ)類(lèi)》，卷第一。

19．〔英〕梅森：《自然科學(xué)史》，上海譯文出版社1980年版，第75頁(yè)。

20．28．《晉書(shū)·天文志上》。

23．25．29．朱熹：《楚辭集注》，上海古籍出版社1979年版，第51頁(yè)。

24．杜石然等：《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史稿》（下），科學(xué)出版社1982年版，第106頁(yè)。

32．〔英〕李約瑟：《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史》（第四卷）《天學(xué)》，科學(xué)出版社1975年版，第547頁(yè)。

33．〔宋〕沈括：《夢(mèng)溪筆談》卷七《象數(shù)一》。

34．朱熹：《楚辭集注》，第53頁(yè)。

36．樂(lè)愛(ài)國(guó)：《李光地的中西科技觀述評(píng)》，《李光地研究》廈門(mén)大學(xué)出版社1993年版。

37．〔清〕李光地：《榕村語(yǔ)錄》卷二十六《理氣》。

第2篇：天文學(xué)的研究方法范文

王廷相是明代中葉重要儒家學(xué)者。他以信守孔子之道為己任，指出：“儒者之論，合于圣者，即圣人也，則信而守之；戾于圣者，即異學(xué)也，則辨而正之，斯善學(xué)道者也?！盵 ]他還根據(jù)孔子所言“多聞闕疑，慎言其余，則寡尤；多見(jiàn)闕殆，慎行其余，則寡悔”[ ]中的“慎言其余”著《慎言》。同時(shí)，他明確主張研究自然，要求把握“物理”。王廷相在所作“策問(wèn)”中說(shuō)：

諸士積學(xué)待叩久矣，試以物理疑而未釋者議之，可乎？天之運(yùn)，何以機(jī)之？地之浮，何以載之？月之光，何以盈缺？山之石，何以欹側(cè)？經(jīng)星在天，何以不移？海納百川，何以不溢？吹律何以回暖？懸炭何以測(cè)候？夫遂何以得火？方諸何以得水？龜何以知來(lái)？猩何以知往？蜥蜴何以為雹？虹霓何以飲澗？何鼠化為鴽，而鴽復(fù)為鼠？何蜣螂化蟬，而蟬不復(fù)為蜣螂？何木焚之而不灰？何草無(wú)風(fēng)而自搖？何金之有辟寒？何水之有溫泉？何蜉蝣朝生而暮死？何休留夜明而晝昏？蠲忿忘憂，其感應(yīng)也何故？引針拾芥，其情性也何居？是皆耳目所及，非騁思于六合之外者，不可習(xí)矣而不察也。請(qǐng)據(jù)其理之實(shí)論之。[ ]

顯然，王廷相是主張研究各種自然現(xiàn)象、研究科學(xué)的。而且他還認(rèn)為，研究天地之道是學(xué)者“窮理盡性”所必不可少的。他說(shuō)：

古之圣人，仰以觀乎天文，俯以察乎地理，而人之道益明。蓋以人性貫徹上下，通極內(nèi)外，彌滿(mǎn)于無(wú)垠，周匝于六合，茍一物之未知，是于性猶有所未盡也。故天地之道，雖悠遠(yuǎn)高深，學(xué)者不可不求其實(shí)矣。[ ]

王廷相不僅主張研究自然，同時(shí)自己也廣泛深入地研究自然、研究科學(xué)。在天文學(xué)上，他進(jìn)行過(guò)大量的天文觀測(cè)，主張渾蓋合一論，并且通過(guò)對(duì)渾天說(shuō)與蓋天說(shuō)的優(yōu)點(diǎn)加以綜合，以解釋各種天文現(xiàn)象；他還專(zhuān)門(mén)研究了古代天文學(xué)上的“歲差”概念的發(fā)展，撰有《歲差考》。[ ]

明清之際，顧炎武、黃宗羲、王夫之三大儒講經(jīng)世致用，與此相聯(lián)系，他們也極力推崇科學(xué)，主張研究科學(xué)，包括研究天文學(xué)。

顧炎武對(duì)當(dāng)時(shí)的王學(xué)末流提出批評(píng)。他說(shuō)：“不習(xí)六藝之文，不考百王之典，不綜當(dāng)代之務(wù)，舉夫子論學(xué)、論政之大端一切不問(wèn)，而曰‘一貫’，曰‘無(wú)言’，以明心見(jiàn)性之空言，代修己治人之實(shí)學(xué)?！盵 ]顧炎武認(rèn)為，王學(xué)末流清談“明心見(jiàn)性”之類(lèi)，實(shí)際上是棄“修己治人之實(shí)學(xué)”，其結(jié)果是“股肱惰而萬(wàn)事荒，爪牙亡而四國(guó)亂；神州蕩覆，宗社丘墟”。

顧炎武所謂的“修己治人之實(shí)學(xué)”，就是“博學(xué)于文”、“行己有恥”。關(guān)于“博學(xué)于文”，顧炎武說(shuō)：

君子博學(xué)于文，自身而至于家國(guó)天下，制之為度數(shù)，發(fā)之為音容，莫非文也。[ ]

顧炎武講的“博學(xué)于文”，當(dāng)然也包括研究科學(xué)。顧炎武的《日知錄》三十余卷“凡經(jīng)義史學(xué)、官方吏治、財(cái)賦典禮、輿地藝文之屬，一一疏通其源流，考證其謬誤”[ ]，其中也包括科技知識(shí)?！度罩洝返?0卷“論天象數(shù)術(shù)”，有《天文》、《日食》、《月食》、《歲星》、《五星聚》、《百刻》、《雨水》等條涉及天文學(xué)。

黃宗羲的《明夷待訪錄》被認(rèn)為是“中國(guó)歷史上第一部系統(tǒng)地闡發(fā)民主主義思想的著作”[ ]。同時(shí)在該書(shū)中，黃宗羲還非常重視“學(xué)?！保J(rèn)為學(xué)校不僅在于養(yǎng)士，更重要的是“必使治天下之具皆出于學(xué)校”。他認(rèn)為學(xué)校除了有“五經(jīng)”師，“兵法、歷算、醫(yī)、射各有師”。他還說(shuō)：

學(xué)歷者能算氣朔，即補(bǔ)博士弟子。其精者同入解額，使禮部考之，官于欽天監(jiān)。學(xué)醫(yī)者送提學(xué)考之，補(bǔ)博士弟子，方許行術(shù)。歲終，稽其生死效否之?dāng)?shù)，書(shū)之于冊(cè)，分為三等：……上等解試禮部，入太醫(yī)院而官之。[ ]

對(duì)于取士，黃宗羲提出了8種渠道，有科舉、薦舉、太學(xué)、任子、邑佐、辟召、絕學(xué)和上書(shū)。其中所謂“絕學(xué)”，黃宗羲說(shuō)：

絕學(xué)者，如歷算、樂(lè)律、測(cè)望、占候、火器、水利之類(lèi)是也?？たh上之于朝，政府考其果有發(fā)明，使之待詔。否則罷歸。[ ]

顯然，黃宗羲非常強(qiáng)調(diào)天文學(xué)的學(xué)習(xí)，注重選拔天文學(xué)人才。

黃宗羲在為學(xué)上有《明儒學(xué)案》、《宋元學(xué)案》等重要著作流傳于世，同時(shí)也撰寫(xiě)了不少科學(xué)著作，其中天文學(xué)類(lèi)著作“有《授時(shí)歷故》一卷，《大統(tǒng)歷推法》一卷，《授時(shí)歷法假如》一卷，《西歷假如》、《回歷假如》各一卷”[ ]。

王夫之一生潛心著述，著作等身。除了對(duì)經(jīng)學(xué)、史學(xué)、文學(xué)以及政治等有深入研究外，他對(duì)科學(xué)也有較多的關(guān)注。尤為重要的是，他把研究科學(xué)與理學(xué)的“格物窮理”聯(lián)系在一起。他曾說(shuō)：

密翁與其公子為質(zhì)測(cè)之學(xué)，誠(chéng)學(xué)思兼致之實(shí)功。蓋格物者，即物以窮理，惟質(zhì)測(cè)為得之。[ ]

密翁，即方以智（公元1611～1671年），字密之，號(hào)曼公，明清之際的思想家、科學(xué)家。在學(xué)術(shù)思想上，他主儒、釋、道三教合一，[ ]并且著有《物理小識(shí)》、《通雅》等科學(xué)著作。他認(rèn)為，學(xué)問(wèn)有“質(zhì)測(cè)”、“宰理”、“通幾”之分，[ ]所謂的“質(zhì)測(cè)”就是要研究“物理”；他還明確指出：“物有其故，實(shí)考究之，大而元會(huì)，小而草木螽蠕，類(lèi)其性情，征其好惡，推其常變，是曰‘質(zhì)測(cè)’?！盵 ]可見(jiàn)，方以智的“質(zhì)測(cè)之學(xué)”就是指自然科學(xué)。王夫之以方以智的“為質(zhì)測(cè)之學(xué)”解“格物”，實(shí)際上就是以研究科學(xué)解“格物”。把研究科學(xué)與儒家為學(xué)成人所必需的“格物”聯(lián)系起來(lái)，足以表明王夫之對(duì)科學(xué)的重視。

王夫之不僅以研究科學(xué)解“格物”，他本人對(duì)科學(xué)也進(jìn)行了廣泛的研究。王夫之晚年著《思問(wèn)錄》以及《張子正蒙注》，其中《思問(wèn)錄》外篇和《張子正蒙注》的《太和》、《參兩》等篇包含了豐富的科學(xué)方面的論述，涉及天文學(xué)、地學(xué)以及醫(yī)學(xué)等方面的內(nèi)容。

在天文學(xué)上，王夫之反對(duì)蓋天說(shuō)，贊同渾天說(shuō)。他認(rèn)為，蓋天說(shuō)“可狀其象而不可狀其動(dòng)也，此渾天之說(shuō)所以為勝”。他還說(shuō)：

乃渾天者，自其全而言之也；蓋天者，自其半而言之也。要皆但以三垣二十八宿之天言天，則亦言天者畫(huà)一之理。[ ]

王夫之還具體分析了歷家的“天左旋，日月五星右轉(zhuǎn)”以及張載的“日月五星順天左旋”，并且說(shuō)：

張子據(jù)理而論，伸日以抑月，初無(wú)象之可據(jù)，唯陽(yáng)健陰弱之理而已。乃理自天出，在天者即為理，非可執(zhí)人之理以強(qiáng)使天從之也。[ ]

顯然，王夫之不贊同張載提出的“日月五星順天左旋”的觀點(diǎn)。與此同時(shí)，他也不贊同張載用陰陽(yáng)五行說(shuō)解釋日月五星各自運(yùn)行速度的不同，并且明確指出：“五緯之疾遲，水金火木土以為序，不必與五行之序合?！盵 ]關(guān)于日月五星運(yùn)行的速度，王夫之說(shuō)：

遠(yuǎn)鏡質(zhì)測(cè)之法，月最居下，金、水次之，日次之，火次之，木次之，土居最上。蓋凡行者必有所憑，憑實(shí)則速，憑虛則遲。氣漸高則漸益清微，而憑之以行者亦漸無(wú)力。故近下者行速，高則漸緩。[ ]

此外，王夫之對(duì)月食、月中之影、歲差等天文現(xiàn)象以及歷法的有關(guān)問(wèn)題都提出了自己的觀點(diǎn)。

明清之際的陸世儀也非常重視天文學(xué)的研究。陸世儀（公元1611～1672年），字道威，號(hào)剛齋，又號(hào)桴亭，太倉(cāng)（今屬江蘇）人。他贊同朱熹的格物窮理之說(shuō)，反對(duì)王陽(yáng)明的致良知。他說(shuō)：“致良知雖是直截，終不賅括，不如窮理穩(wěn)當(dāng)?！煜率掠锌梢圆粦]而知者，心性道德是也。有必待學(xué)而知者，名物度數(shù)是也。假如只天文一事，亦儒者所當(dāng)知，然其星辰次舍，七政運(yùn)行，必觀書(shū)考圖，然后明白，純靠良知，致得去否？”[ ]陸世儀認(rèn)為，科學(xué)方面的知識(shí)不同于心性道德方面的知識(shí)，其認(rèn)知方法也不相同；儒者應(yīng)當(dāng)學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)、研究科學(xué)，而不是靠“致良知”。與此同時(shí)，陸世儀還從經(jīng)世致用的角度強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)科學(xué)的重要性。他說(shuō)：“六藝古法雖不傳，然今人所當(dāng)學(xué)者，正不止六藝。如天文、地理、河渠、兵法之類(lèi)，皆切于用世，不可不講。俗儒不知內(nèi)圣外王之學(xué)，徒高談性命，無(wú)補(bǔ)于世，此當(dāng)世所以來(lái)迂拙之誚也?！盵 ]

清初大儒李光地對(duì)天文學(xué)也有研究。李光地（公元1642～1718年），字晉卿，號(hào)厚庵、榕村，福建安溪人。曾奉命主編《性理精義》、《朱子大全》等著作。李光地一生致力于理學(xué)，“以子朱子為宗，得道學(xué)正傳。而又多才多藝，旁及天文算數(shù)之事，尤能貫通古今，洞明根底”[ ]。他說(shuō)：“思知人，不可以不知天。仰則觀于天文，窮理之事也，此則儒者所宜盡心也?！盵 ]在這里，李光地把研究科學(xué)與儒家的“盡心”、“知性”、“知天”、“窮理”聯(lián)系在一起。

李光地對(duì)天文歷算有特殊的愛(ài)好，與當(dāng)時(shí)的天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家梅文鼎交往甚密。清康熙二十八年（公元1689年），梅文鼎奉昭參與修《明史歷志》。當(dāng)時(shí)的李光地因仰慕梅文鼎的歷算才華，與他訂交，并就歷算的研究進(jìn)行了交談。此后，李光地經(jīng)常前去求教，學(xué)問(wèn)大進(jìn)。期間，梅文鼎還根據(jù)李光地的建議編纂《歷學(xué)疑問(wèn)》。該書(shū)寫(xiě)成后，李光地為之作序，并刊刻行世。后來(lái)，李光地又將《歷學(xué)疑問(wèn)》以及梅文鼎推薦給康熙皇帝，梅文鼎受到了褒獎(jiǎng)，于是名聲大震。在與梅文鼎的交往過(guò)程中，李光地對(duì)天文學(xué)也作了深入的研究，其天文歷法類(lèi)著作主要有：《歷象要義》、《歷象合要》、《歷象本要》等，主編《御定星歷考原》、《御定月令輯要》等；還有論文《記太初歷》、《記四分歷》、《記渾儀》、《算法》、《歷法》、《西歷》等。

戴震是清代重要的漢學(xué)家。他除參與編修《四庫(kù)全書(shū)》外，還有著作《原善》、《孟子字義疏證》、《聲韻考》、《聲類(lèi)表》、《方言疏證》等，有清代考據(jù)學(xué)大師之譽(yù)。同時(shí)，他也非常強(qiáng)調(diào)研究科學(xué)。他說(shuō)：

誦《堯典》數(shù)行，至‘乃命羲和’，不知恒星七政所以運(yùn)行，則掩卷不能卒業(yè)?！恢沤竦孛馗?，則《禹貢》、《職方》失其處所。不知‘少?gòu)V’、‘旁要’，則《考工》之器不能因文而推其制。不知鳥(niǎo)獸、蟲(chóng)魚(yú)、草木之狀類(lèi)名號(hào)，則比興之意乖。[ ]

顯然，戴震把對(duì)科學(xué)的研究看作是整理、考訂古典科技文獻(xiàn)必要的知識(shí)基礎(chǔ)。

戴震不僅強(qiáng)調(diào)研究科學(xué)，而且自己也深入研究科學(xué)，“凡天文、歷算、推步之法，測(cè)望之方，宮室衣服之制，鳥(niǎo)獸、蟲(chóng)魚(yú)、草木之名狀，音和、聲限古今之殊，山川、疆域、州鎮(zhèn)、郡縣相沿改革之由，少?gòu)V旁要之率，鐘實(shí)、管律之術(shù)，靡不悉心討索?！盵 ]正是對(duì)科技的深入研究，他撰寫(xiě)了大量的科技著作，其中有天文歷法類(lèi)著作：《原象》、《續(xù)天文略》、《迎日推策記》、《九道八行說(shuō)》、《周禮太史正歲年解》、《周髀北極璿璣四游解》、《記夏小正星象》、《歷問(wèn)》、《古歷考》等。

還需指出的是，明清一些儒家，比如黃宗羲、李光地等，他們?cè)谘芯刻煳膶W(xué)時(shí)，較多地通過(guò)介紹西方的天文學(xué)知識(shí)，把中國(guó)傳統(tǒng)的天文知識(shí)與西方的天文學(xué)結(jié)合起來(lái)。這對(duì)于西方天文學(xué)的傳入是有積極意義的。

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[1] 《王氏家藏集》卷二十八《與彭憲長(zhǎng)論學(xué)書(shū)》。

[2] 《論語(yǔ)為政》。

[3] 《王氏家藏集》卷三十《策問(wèn)》。

[4] 《王氏家藏集》卷三十《策問(wèn)》。

[5] 參見(jiàn)高令印、樂(lè)愛(ài)國(guó)：《王廷相評(píng)傳》，江蘇：南京大學(xué)出版社1998年版，第228—261頁(yè)。

[6] 《日知錄》卷七《夫子之言性與天道》。

[7] 《日知錄》卷七《博學(xué)于文》

[8] 《日知錄》潘耒“序”。

[9] 馮契：《中國(guó)古代哲學(xué)的邏輯發(fā)展》（下），上海：上海人民出版社1984年版，第1023頁(yè)。

[10] 《明夷待訪錄學(xué)?！?。

[ 1] 《明夷待訪錄取士下》。

[ 2] 全祖望：《鮚埼亭集》卷十一《梨洲先生神道碑文》，《續(xù)修四庫(kù)全書(shū)》，上海：上海古籍出版社2002年版，第1429冊(cè)。

[ 3]《船山全書(shū)》第12冊(cè)《搔首問(wèn)》，湖南：岳麓書(shū)社1992年版，第637頁(yè)。

[ 4] 參見(jiàn)羅熾：《方以智的“質(zhì)測(cè)通幾”之學(xué)》，載陳鼓應(yīng)等：《明清實(shí)學(xué)思潮史》（中卷），山東：齊魯書(shū)社1989年版。

[ 5] 方以智：《通雅》卷首三《文章薪火》。

[ 6] 方以智：《物理小識(shí)》“自序”。

[ 7] 王船山：《思問(wèn)錄》外篇。

[ 8] 《思問(wèn)錄》外篇。

[ 9] 《思問(wèn)錄》外篇。

[20] 《思問(wèn)錄》外篇。

[21] 《思辨錄輯要》卷三《格致類(lèi)》。

[22] 《思辨錄輯要》卷一《大學(xué)類(lèi)》。

[23] 阮元：《疇人傳》卷四十《李光地》，北京：商務(wù)印書(shū)館1955年版。

[24]梅文鼎：《歷學(xué)疑問(wèn)》“李光地序”。

第3篇：天文學(xué)的研究方法范文

美國(guó)哈勃太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所著名天體物理學(xué)家馬里奧•里維奧（MarioLivio，1945-）撰寫(xiě)的科普名著《IsGodaMathematician？》中提出一個(gè)疑問(wèn)，并指出這個(gè)疑問(wèn)曾令那些最富有創(chuàng)新精神的先賢們苦苦思索了幾個(gè)世紀(jì)：數(shù)學(xué)無(wú)處不在，無(wú)所不能。這些正會(huì)讓人們聯(lián)想到神的特征[1]。數(shù)學(xué)似乎不僅是描述和解釋整個(gè)宇宙最有效的工具，而且可以用來(lái)解釋最復(fù)雜的人類(lèi)活動(dòng)。

1數(shù)學(xué)何以有效

古希臘時(shí)期，數(shù)學(xué)作為一種神秘主義信仰而存在。直到中世紀(jì)基督教時(shí)期，數(shù)學(xué)逐漸促使人們從盲目的信仰轉(zhuǎn)向理性。隨著數(shù)學(xué)理性的發(fā)展和希臘學(xué)術(shù)的復(fù)興，一批具有理性主義的學(xué)者們提出宇宙的設(shè)計(jì)主要是數(shù)學(xué)設(shè)計(jì)，上帝成了數(shù)學(xué)家，研究自然界的數(shù)學(xué)設(shè)計(jì)成為最神圣的事業(yè)。隨著文藝復(fù)興后科學(xué)理論、科學(xué)公式的定量化、演繹的、具有嚴(yán)密邏輯結(jié)構(gòu)的方式為人們所把握，人們終于拋棄了世俗的上帝，開(kāi)始走向無(wú)神論和泛神論。對(duì)因果關(guān)系的信仰，宇宙統(tǒng)一理論的理想，世界合理性和可理解性的信念，成為支配科學(xué)家工作的基礎(chǔ)。數(shù)學(xué)的確定性、一致性和對(duì)因果關(guān)系的把握，已經(jīng)深深融入西方文化的深層結(jié)構(gòu)，成為人們的一種觀念，對(duì)近代西方文化產(chǎn)生了重要的影響。

16-18世紀(jì)的西方數(shù)學(xué)家，對(duì)于在宇宙體系構(gòu)建上為什么數(shù)學(xué)奏效這個(gè)問(wèn)題的回答是直截了當(dāng)?shù)摹Ｉ钍艽笞匀皇歉鶕?jù)數(shù)學(xué)設(shè)計(jì)的這一古希臘信念的影響，并同樣受上帝根據(jù)數(shù)學(xué)設(shè)計(jì)了世界這一中世紀(jì)信條的影響，他們將數(shù)學(xué)看成通過(guò)自然界的真理之路。通過(guò)將上帝看成專(zhuān)注、至高的數(shù)學(xué)家，就有可能將對(duì)于大自然的數(shù)學(xué)規(guī)律的探求看成宗教追求。伽利略、笛卡爾、牛頓等一大批科學(xué)家們堅(jiān)信世界的和諧是上帝的數(shù)學(xué)安排。上帝將嚴(yán)格的數(shù)學(xué)秩序給予了世界，而我們只能費(fèi)勁千辛萬(wàn)苦才能理解[2]。一直到愛(ài)因斯坦所信仰的“同深摯的感情結(jié)合在一起的、對(duì)經(jīng)驗(yàn)世界中所顯示出來(lái)的高超的理性的堅(jiān)定信仰”的斯賓諾莎式的上帝概念[3]，自然神論———泛神論才成為愛(ài)因斯坦以及之后很多西方科學(xué)家的科學(xué)信仰和感情的基礎(chǔ)。非歐幾何誕生后，雖然很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)人們對(duì)數(shù)學(xué)的真理地位喪失了信心，對(duì)非歐幾何提出了眾多質(zhì)疑，它能描述我們居住的物質(zhì)世界嗎？但當(dāng)它在愛(ài)因斯坦的相對(duì)論中得到回答時(shí)，數(shù)學(xué)這種神奇的有效性又使眾多數(shù)學(xué)家陷入思考，有些人開(kāi)始認(rèn)為數(shù)學(xué)是原本存在的，我們只是進(jìn)行不斷的發(fā)現(xiàn)而已，有些人堅(jiān)持認(rèn)為數(shù)學(xué)只是我們的一種創(chuàng)造，現(xiàn)實(shí)世界并不存在，然而數(shù)學(xué)何以這么有效呢？愛(ài)因斯坦也驚嘆：“數(shù)學(xué)，這個(gè)獨(dú)立于人類(lèi)經(jīng)驗(yàn)存在的人類(lèi)思維產(chǎn)物，怎么會(huì)如此完美地與物理現(xiàn)實(shí)中的物質(zhì)相一致”[1]？愛(ài)因斯坦在《我眼中的世界》(1934年)一文中進(jìn)一步指出：“迄今為止，我們的經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)使我們有理由相信，自然界是可以想象得到的最簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)觀念的實(shí)際體現(xiàn)。我堅(jiān)信，我們能夠用純粹數(shù)學(xué)的構(gòu)造來(lái)發(fā)現(xiàn)概念以及把這些概念聯(lián)系起來(lái)的定律，這些概念和定律是理解自然現(xiàn)象的鑰匙。經(jīng)驗(yàn)可以提供合適的數(shù)學(xué)觀念，但是數(shù)學(xué)概念無(wú)論如何都不能從經(jīng)驗(yàn)中推導(dǎo)出來(lái)。當(dāng)然，經(jīng)驗(yàn)始終是檢驗(yàn)數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)的實(shí)用性的唯一標(biāo)準(zhǔn)，但是這種創(chuàng)造的原理都存在于數(shù)學(xué)之中。因此，在肯定的意義上，我當(dāng)然地認(rèn)為，像古人所夢(mèng)想的純粹思維能夠把握實(shí)在”[4]。

非歐幾何在相對(duì)論理論上的成功，使人們對(duì)數(shù)學(xué)的觀念逐漸地發(fā)生轉(zhuǎn)變。對(duì)非歐幾何的確認(rèn)，實(shí)際上就已經(jīng)意味著從古希臘以來(lái)的、以數(shù)學(xué)為代表的“絕對(duì)真理觀”的終結(jié)。但不管怎么說(shuō)，盡管數(shù)學(xué)失去了其在真理堡壘中的絕對(duì)位置，但它與物理世界很相契。無(wú)可回避的而且仍有無(wú)可估量的重要性的事實(shí)就是，數(shù)學(xué)是探究、發(fā)現(xiàn)和描述物理現(xiàn)象的最佳方法。在古希臘、中世紀(jì)、文藝復(fù)興時(shí)期及其后，數(shù)學(xué)都是有力的知識(shí)工具，即便是被賦予神學(xué)意義的時(shí)候仍認(rèn)為上帝是按照數(shù)學(xué)規(guī)律設(shè)計(jì)這個(gè)世界的。

正如我們?cè)诮F(xiàn)代物理學(xué)的某些分支中見(jiàn)到的，數(shù)學(xué)是我們關(guān)于物理世界的知識(shí)之精髓。盡管數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)本身并不是物理世界的實(shí)在，但它們是我們所擁有的唯一通向?qū)嵲谥T(mén)的鑰匙。“非歐幾何學(xué)的創(chuàng)立非但沒(méi)有毀掉數(shù)學(xué)的價(jià)值及對(duì)于其結(jié)果的信心，反而———非常吊詭地———增加了其實(shí)用性，因?yàn)閿?shù)學(xué)家能夠自由地探索全新的概念，發(fā)現(xiàn)其中有些可應(yīng)用。事實(shí)上，自1830年以來(lái)，數(shù)學(xué)在組織和控制大自然中的作用以幾乎不可相信的速度擴(kuò)展了。此外，自牛頓時(shí)代以來(lái)，數(shù)學(xué)家描述和預(yù)言自然的過(guò)程的準(zhǔn)確性大大增加了。[2]”黑洞理論是科學(xué)史上極為罕見(jiàn)的情形之一，在沒(méi)有任何觀測(cè)到的證據(jù)證明其理論是正確的情形下，作為數(shù)學(xué)的模型被發(fā)展到非常詳盡的地步。的確，這經(jīng)常是反對(duì)黑洞的主要論據(jù)：你怎么能相信一個(gè)其依據(jù)只是基于令人懷疑的廣義相對(duì)論的計(jì)算的對(duì)象呢[5]？盡管數(shù)學(xué)因?yàn)榉菤W幾何的出現(xiàn)失去了絕對(duì)真理的地位，以及哥德?tīng)柖ɡ韺?dǎo)致的數(shù)學(xué)家們對(duì)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)論爭(zhēng)的失敗，讓人們對(duì)數(shù)學(xué)的有效性產(chǎn)生了懷疑。但是，正如數(shù)學(xué)史家M•克萊因所說(shuō)的：“也許人類(lèi)的數(shù)學(xué)僅僅是一個(gè)可行的方案，也許自然本身更為復(fù)雜或者并沒(méi)有什么固有設(shè)計(jì)。但是，數(shù)學(xué)仍不失為一種探索，是掌握自然的一種方法。在那些數(shù)學(xué)行之有效的領(lǐng)域，它是我們的全部資本；如果它不是現(xiàn)實(shí)本身，它就是我們所能達(dá)到的與現(xiàn)實(shí)最接近的東西。……就知識(shí)的確定性而言，數(shù)學(xué)是一種理想，我們?yōu)檫@一理想而奮斗，盡管我們也許永遠(yuǎn)不會(huì)達(dá)到。確定性也許只不過(guò)是我們?cè)诓粩嗖蹲降囊粋€(gè)幻影，它是如此無(wú)止境地難于捉摸。然而，理想具有力量和價(jià)值，公正、民主和上是理想。的確，也有在上帝的幌子下被謀殺的人，審判不公的案件也臭名遠(yuǎn)揚(yáng)，但是，這些理想是千百年來(lái)文化的重要產(chǎn)物。數(shù)學(xué)也是一樣，盡管它也僅是一種理想。也許細(xì)想這一理想將會(huì)使我們更加清楚地認(rèn)識(shí)到在任一領(lǐng)域，我們?cè)撨x擇什么方向才能獲取真理”[4]。

愛(ài)因斯坦相信人類(lèi)的數(shù)學(xué)只有一少部分由實(shí)在主導(dǎo)。他在《相對(duì)論的意義》（1945年）中說(shuō)道：“觀念的世界看來(lái)不能用邏輯的方法從經(jīng)驗(yàn)中推導(dǎo)出來(lái)，而從某種意義上說(shuō)是人類(lèi)心智的創(chuàng)造，沒(méi)有這種創(chuàng)造就沒(méi)有科學(xué)。盡管如此，這個(gè)觀念的世界程度很小地獨(dú)立于我們的經(jīng)驗(yàn)的本性，正如衣服程度很小地獨(dú)立于我們身體的形狀一樣”[2]。對(duì)于數(shù)學(xué)為什么有效，那些較早世紀(jì)與宗教有關(guān)的信念在現(xiàn)代被拋棄了。不過(guò)現(xiàn)在我們?cè)倩剡^(guò)頭來(lái)看著名物理學(xué)家詹姆斯•金斯提出的“宇宙似乎是由一位理論數(shù)學(xué)家設(shè)計(jì)的”這一問(wèn)題，他認(rèn)為“基本的事實(shí)就是這樣：科學(xué)現(xiàn)在給大自然所描繪的圖像（看來(lái)只有這些圖像能夠與觀察到的事實(shí)一致）是數(shù)學(xué)化的圖像……大自然似乎精通純數(shù)學(xué)的規(guī)則……不管怎么說(shuō)這一點(diǎn)幾乎是無(wú)可爭(zhēng)辯的：大自然和我們的有意識(shí)的數(shù)學(xué)心智根據(jù)同樣的規(guī)律來(lái)運(yùn)作。”著名數(shù)學(xué)家齊民友先生有力地回答了這一問(wèn)題，數(shù)學(xué)作為人類(lèi)文化的一個(gè)重要部分，既然是科學(xué)，它首先關(guān)心的當(dāng)然還是我們生活于其中的宇宙。數(shù)學(xué)的探索意義究竟何在？就在于它對(duì)認(rèn)識(shí)宇宙的本性上有重大貢獻(xiàn)。我們不贊成狹隘的近視的看法，認(rèn)為一切數(shù)學(xué)研究都必須有某種具體的目的，或者用現(xiàn)行的說(shuō)法叫做“有應(yīng)用前景”。其實(shí)所謂的“前”可以有完全不同的理解，“眼前”固然是“前”，“前瞻若千年”也是前，區(qū)別在于人類(lèi)社會(huì)在文化和物質(zhì)上的發(fā)展程度。發(fā)展向上的社會(huì)，具有更高的文化、科學(xué)和物質(zhì)生產(chǎn)水平，同樣也就會(huì)更認(rèn)真地考慮各門(mén)科學(xué)的前景。但是，從根本上說(shuō)，如果數(shù)學(xué)的研究不能在“認(rèn)識(shí)宇宙”上開(kāi)花結(jié)果，數(shù)學(xué)研究還有多少價(jià)值呢！“認(rèn)識(shí)人類(lèi)自己”其實(shí)也還是為了提高人的認(rèn)識(shí)能力，去認(rèn)識(shí)大自然和人類(lèi)社會(huì)，否則數(shù)學(xué)也就成為一種宗教式的內(nèi)省了。在這里我們沒(méi)有用“改造自然”的說(shuō)法，因?yàn)槿伺c自然究竟應(yīng)該是什么關(guān)系，是不是簡(jiǎn)單地按人類(lèi)的需要來(lái)“改造”自然是一個(gè)很大的問(wèn)題，當(dāng)代科學(xué)的發(fā)展使我們懂得了人必須與大自然“和睦相處”。認(rèn)識(shí)宇宙，也認(rèn)識(shí)人類(lèi)自己其實(shí)也還是為了找到正確的相處關(guān)系。我們一再?gòu)?qiáng)調(diào)過(guò)數(shù)學(xué)作為人類(lèi)文化的一個(gè)重要特點(diǎn)，就是極端抽象的、甚至有時(shí)被誤解為“毫無(wú)意義”、“脫離實(shí)際”……的數(shù)學(xué)研究，可以根本改變?nèi)藢?duì)大自然和人類(lèi)自己的看法，甚至可以改變?nèi)祟?lèi)社會(huì)的面貌。人們很難回避一個(gè)結(jié)論：數(shù)學(xué)是人類(lèi)全部技術(shù)的最重要的基礎(chǔ)[6]。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

2中國(guó)古代的宇宙觀念

在西方文化中，按照數(shù)學(xué)模式來(lái)解釋世界、構(gòu)造天文理論，從其初始的一種宗教式崇拜，后來(lái)演化成上帝用數(shù)學(xué)設(shè)計(jì)世界。蘊(yùn)含于其中的數(shù)學(xué)理性，最終把西方天文學(xué)導(dǎo)入了現(xiàn)代科學(xué)的數(shù)學(xué)理論框架之中。相反，中國(guó)古代天文學(xué)空有辛勤準(zhǔn)確的觀測(cè)記載，而始終未能形成一種明確可遵循的理論體系。例如，哈雷彗星在中國(guó)古代天文史上有30多次之多的記載，但中國(guó)的天文學(xué)家卻從來(lái)沒(méi)有人想到去構(gòu)造它的運(yùn)行軌道，結(jié)果這個(gè)發(fā)現(xiàn)被18世紀(jì)英國(guó)的天文學(xué)家哈雷獲取。因?yàn)楣装l(fā)現(xiàn)每隔76年出現(xiàn)一次的記載，恰是彗星繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道的周期。這個(gè)史實(shí)足以表明，在經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)充分積累之后，如果沒(méi)有深層的理性構(gòu)造就必然導(dǎo)致科學(xué)停滯不前甚至倒退[7]。中國(guó)古代先賢很早就對(duì)宇宙問(wèn)題有過(guò)思考，《淮南子•原道訓(xùn)》注：“四方上下曰宇，古往今來(lái)曰宙，以喻天地。”即宇宙是天地萬(wàn)物的總稱(chēng)?！肚f子•天運(yùn)》中記載：“天其運(yùn)乎？地其處乎？日月其爭(zhēng)于所乎？孰主張是？孰維綱是？孰居無(wú)事推而行是？意者其有機(jī)緘而不得已乎？意者其運(yùn)轉(zhuǎn)而不能自止邪？云者為雨乎？雨者為云乎？孰隆施是？孰居無(wú)事樂(lè)而勸是？風(fēng)起北方，一西一東，有上仿徨。孰噓吸是？孰居無(wú)事而披拂是？敢問(wèn)何故？”華夏民族作為一個(gè)古老的農(nóng)耕民族，對(duì)天文學(xué)非常依賴(lài)，很早就注意觀測(cè)和記錄各種天象。在殷墟甲骨卜辭中已有了日食、月食的記載。有關(guān)流星、彗星、太陽(yáng)黑子等異常天象，中國(guó)古代也都有記錄。春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，由齊國(guó)人甘德和魏國(guó)人石申所著的《甘石星經(jīng)》已有115顆恒星的坐標(biāo)位置?？梢哉f(shuō)在天文學(xué)史上，中國(guó)人的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)以及觀測(cè)記載堪為世界第一。著名的科學(xué)史學(xué)者李約瑟先生在把中國(guó)古代的天文學(xué)與其它民族的天文學(xué)成果相比較時(shí)認(rèn)為：“中國(guó)人在阿拉伯以前，是全世界最堅(jiān)毅、最精確的天文觀測(cè)者。有很長(zhǎng)一段時(shí)間（約在公元前5世紀(jì)到公元10世紀(jì)），幾乎只有中國(guó)的記事可供利用。現(xiàn)代天文學(xué)在許多場(chǎng)合（例如對(duì)彗星，特別是對(duì)哈雷彗星重復(fù)出現(xiàn)的記載）都曾求助于中國(guó)的天象記事，并得到了良好的結(jié)果”[8]。

中國(guó)很早就創(chuàng)立了干支記法和二十八宿的獨(dú)特測(cè)天方法。戰(zhàn)國(guó)時(shí)代已有五星記載（金木水火土），在漢代時(shí)測(cè)得更為精密。中國(guó)古人把整個(gè)天空分成四宮，就像將一個(gè)蘋(píng)果切成四大塊那樣，而每一部分都有一種象征性的古代動(dòng)物代表，蒼龍為東方和春，朱雀為南方和夏，白虎為西方和秋，玄武為北方和冬。而緊圍著天帝極星的北拱極區(qū)，按照類(lèi)似于五行的象征性關(guān)系又被認(rèn)為是獨(dú)立的中央黃宮。而這種五行觀念貫穿在整個(gè)中國(guó)的自然哲學(xué)之中。從遠(yuǎn)古以來(lái)，中國(guó)的赤道（與黃道相對(duì)）被分成28份，即每宮七宿，每宿由一特殊的星座標(biāo)定，從其中某一特定的定標(biāo)星（距星）起算，因而每一宿所占的赤道范圍又有很大差別。中國(guó)古代信守“天人合一”的理念，歷代帝王治國(guó)安民，無(wú)不求端于天，傳說(shuō)自三皇五帝開(kāi)始就有歷法。三統(tǒng)歷、四分歷、乾象歷等所測(cè)得五星的度數(shù)以及會(huì)合周期的精確度已經(jīng)相當(dāng)高。根據(jù)天文學(xué)家陳遵媯先生統(tǒng)計(jì)，中國(guó)自古以來(lái)歷代的歷法共有104部之多[9]，經(jīng)歷了準(zhǔn)備時(shí)期、古歷時(shí)期、中法時(shí)期、中西合法時(shí)期和公歷時(shí)期五個(gè)發(fā)展階段。其中準(zhǔn)備時(shí)期以《夏小正》歷法為主，古歷時(shí)期從春秋到漢武帝期間主要是《顓頊歷》，中法時(shí)期從漢武帝開(kāi)始的《太初歷》和直到明朝的《大經(jīng)歷》，中西合法時(shí)期是以明徐光啟主持的《崇禎歷書(shū)》和清朝《時(shí)憲歷》、《癸卯元?dú)v》為代表，公歷時(shí)期是后從1912年開(kāi)始實(shí)施的公歷，也即格里高里歷[10]。

3基于中西文化史的思考

中國(guó)最初在天文理論構(gòu)思方面（蓋天說(shuō)、渾天說(shuō)）也不遜于西方天文鼻祖托勒密。而且從實(shí)際上說(shuō)，托托勒密構(gòu)造的“地心說(shuō)”，并不具有比“渾天說(shuō)”更多的經(jīng)驗(yàn)支持。有人曾把托勒密的地心說(shuō)與同時(shí)代漢朝天文學(xué)家張衡的天文理論作過(guò)比較，發(fā)現(xiàn)兩者具有極大的相似性，依據(jù)張衡的假說(shuō)所繪制的天文圖與托勒密的地心說(shuō)天文圖幾乎沒(méi)有什么兩樣[11]。遺憾的是張衡并沒(méi)有明確提出像托勒密那樣的地心說(shuō)理論模型。李約瑟曾評(píng)價(jià)說(shuō)：“把中國(guó)的星表和伊巴谷、托勒密的星表對(duì)照來(lái)看，是非常有意思的。后者不僅年代較晚，所載的恒星也少三分之一，……周、漢之間中國(guó)人在方位天文學(xué)方面的工作應(yīng)在科學(xué)史上占有遠(yuǎn)為重要的地位，這是毫無(wú)疑問(wèn)的?，F(xiàn)代世界通用的天球坐標(biāo)系基本上是中國(guó)式的，而不是希臘式的，這一點(diǎn)似乎也值得強(qiáng)調(diào)”[8]。從中西方數(shù)學(xué)文化史比較的意義上看，以托勒密為代表的古希臘天文理論模式是以數(shù)學(xué)崇拜為基點(diǎn)建立起來(lái)的，而中國(guó)古代天文理論的構(gòu)思卻是建立在《周易》衍生出來(lái)的陰陽(yáng)五行解釋系統(tǒng)之上的。作為一種理論的構(gòu)思，作為一種理性的追求，中國(guó)與古希臘天文理論在數(shù)學(xué)理性上的差異，決定了它們未來(lái)的發(fā)展前途。哥白尼的日心說(shuō)雖然早在17世紀(jì)30年代就被寫(xiě)入《崇禎歷書(shū)》，但后來(lái)還是被否定，在中國(guó)人的觀念中唯有地靜說(shuō)才是公認(rèn)的觀點(diǎn)。

天文學(xué)是離不開(kāi)數(shù)學(xué)的，確定日月星辰的位置，觀察記載它們的運(yùn)動(dòng)，尋找季節(jié)變化的規(guī)律都必須以數(shù)學(xué)的計(jì)算為手段。中國(guó)古代的天文學(xué)在這種應(yīng)用的層次上當(dāng)然也是依憑數(shù)學(xué)的，尤其是在歷法計(jì)算方面，唐代的僧一行運(yùn)用的插值方法與西方相比非常高超。但是，當(dāng)涉及整個(gè)天文學(xué)理論模式構(gòu)造，情況就不一樣了。中國(guó)古代天文學(xué)的蓋天說(shuō)、渾天說(shuō)、宣夜說(shuō)，實(shí)際都是把觀測(cè)經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算數(shù)據(jù)容納在一個(gè)按《周易》思維方式構(gòu)造出的模式之中。有的學(xué)者評(píng)述時(shí)說(shuō)：“查陰陽(yáng)五行與天文歷法，有的部分是巧合，有的部分是勉強(qiáng)牽強(qiáng)”[12]。其實(shí)巧合也好牽強(qiáng)也好，這些理論構(gòu)造在其當(dāng)時(shí)是有其合理性的，致命的危機(jī)潛伏在它未來(lái)發(fā)展的可能性上面。劉徽在注釋《九章算術(shù)》序中說(shuō)：“昔在包犧氏始畫(huà)八卦，以通神明之德，以類(lèi)萬(wàn)物之情，作九九之術(shù)，以合六爻之變。”顯然，劉徽是在《周易》解釋宇宙萬(wàn)物的指導(dǎo)下來(lái)建立“九九之術(shù)”的。顯然，作為一種理性，中國(guó)古代數(shù)學(xué)在它構(gòu)成第一本數(shù)學(xué)著作時(shí)，就成為《易經(jīng)》的“婢女”，而不是像《易經(jīng)》那樣獲得在中國(guó)文化中解釋宇宙萬(wàn)物的地位。齊民友先生曾指出數(shù)學(xué)理性精神、數(shù)學(xué)探索精神“其實(shí)只是西方文化中所表現(xiàn)的人類(lèi)精神生活的一個(gè)側(cè)面。把認(rèn)識(shí)宇宙也認(rèn)識(shí)人類(lèi)自己作為永恒的主題這只是西方文化的特征；把進(jìn)行這種理性的探索看成人類(lèi)最崇高的感情，也只是對(duì)西方人而言的。中國(guó)人生活在天人合一的至高無(wú)上的和諧中，精神生活早已得到滿(mǎn)足，哪說(shuō)得上要什么思想解放呢”[6]？中國(guó)以陰陽(yáng)五行、《周易》八卦為表象形式，形成中國(guó)整體相關(guān)、整體互補(bǔ)的辯證思維方式。并在以農(nóng)耕生存、家庭和血緣關(guān)系為主體的，以倫理道德為主要發(fā)展方向的價(jià)值取向中[13]，形成了中華民族文化特定的理性精神，而這種理性精神中不像西方那樣以數(shù)學(xué)理性為主導(dǎo)。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

第4篇：天文學(xué)的研究方法范文

事實(shí)上，一些天文學(xué)家已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行新的嘗試了。目前，有三個(gè)天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)正計(jì)劃掃描廣大的空間，以期發(fā)現(xiàn)外星人或者由外星人建造的巨大工程。這些天文學(xué)家的理念是：不必再?lài)L試攔截外星通信，或許我們應(yīng)該找尋外星人的“物品”。

之前科學(xué)家在這方面已經(jīng)有過(guò)一些小規(guī)模的嘗試，而現(xiàn)在，三個(gè)天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)計(jì)劃掃描廣大得多的空間。其中兩個(gè)團(tuán)隊(duì)希望在星光的明暗變化中發(fā)現(xiàn)“外星工業(yè)”的影子，第三個(gè)團(tuán)隊(duì)則希望通過(guò)篩選“外星垃圾”達(dá)到此目的。這后一種方法就好比考古學(xué)家通過(guò)篩選考古發(fā)掘出的塵土尋找古代遺跡。當(dāng)然，天文學(xué)家想要找的東西比史前的隧石箭頭或陶器碎片要宏大不知多少倍——他們要找的是行星大小的發(fā)電站，圍繞恒星的環(huán)或球，太陽(yáng)系大小的電腦，甚至包括宏大到整個(gè)星系大小的硬件配置。

真有龐大到如此驚人地步的外星巨廈嗎？這聽(tīng)起來(lái)令人匪夷所思，但它背后有個(gè)簡(jiǎn)單的理念：外星文明可能比地球文明先進(jìn)不知多少倍。人類(lèi)修建的道路和城市已經(jīng)遍布地球表面的許多地方，我們也已經(jīng)向其他天體發(fā)射了許多探測(cè)器，這一切不過(guò)發(fā)生在幾百年間，而外星文明可能已經(jīng)發(fā)展了好幾萬(wàn)年甚至數(shù)百萬(wàn)年！

美國(guó)物理學(xué)家弗里曼·戴森早在1960年就指出，如果外星文明持續(xù)發(fā)展和擴(kuò)張，它們就不可避免地將消耗越來(lái)越巨量的能源，而在任何恒星系統(tǒng)中最大的能量來(lái)源就是恒星本身。我們今天的總能量消耗相當(dāng)于到達(dá)地球的陽(yáng)光數(shù)量的大約0.01%，所以太陽(yáng)能完全能滿(mǎn)足我們的所有需求。然而，如果能量需求以每年1%的速度持續(xù)增長(zhǎng)，那么1000年后到達(dá)地球的太陽(yáng)能將無(wú)法滿(mǎn)足我們的能源需要。其他能量來(lái)源例如核聚變并不能解決問(wèn)題，原因是產(chǎn)生的廢熱會(huì)烤干地球。

以此推想，外星文明可能已經(jīng)開(kāi)始在空間建造恒星能（太陽(yáng)能就是一種恒星能）電廠、工廠甚至居住地。建筑材料可能開(kāi)采自小行星，接著是行星，再接著甚至可能是恒星自身。戴森的結(jié)論是：經(jīng)過(guò)幾萬(wàn)或幾百萬(wàn)年后，恒星可能已完全被外星人所建造的巨大球體包圍。這種球體被稱(chēng)為“戴森球”。

戴森球的規(guī)模之大讓人難以想象。一個(gè)半徑類(lèi)似于地球與太陽(yáng)之間距離的戴森球，其面積將超過(guò)地球表面積的1億倍。建造這樣的戴森球肯定很不容易，原因是單獨(dú)一個(gè)這樣的球幾乎不可能承受極大的壓力和引力不平衡，更可能的選擇是球簇——許多巨型電站分布于環(huán)繞恒星的互不交叉的軌道上。戴森自己不愿意猜測(cè)其中的細(xì)節(jié)，也不愿意猜測(cè)戴森球是否已經(jīng)出現(xiàn)的可能性。但他指出，重要的是，如果外星人已經(jīng)建造了戴森球，那么我們就有機(jī)會(huì)看見(jiàn)它們。

一個(gè)巨大的球會(huì)遮擋恒星的光線，使得我們看不見(jiàn)這個(gè)球，但這個(gè)球仍然會(huì)以紅外輻射的方式發(fā)射廢熱。因此，正如美國(guó)著名宇宙學(xué)家卡爾·薩根在1966年指出的那樣，如果紅外望遠(yuǎn)鏡看見(jiàn)了一個(gè)溫暖的物體，而在可見(jiàn)光波長(zhǎng)則什么也看不見(jiàn)，那么這個(gè)物體就可能是戴森球。

一些天然物體也可能產(chǎn)生同樣的效果。非常年輕和非常古老的恒星經(jīng)常被塵埃和氣體環(huán)繞，這些氣塵會(huì)阻擋恒星的光線并輻射紅外線。不過(guò)，物體的紅外光譜會(huì)泄露物體的秘密。塵埃中的硅酸鹽化合物會(huì)在光譜中產(chǎn)生特征明顯的寬峰，溫暖氣體中的分子會(huì)在特定波長(zhǎng)產(chǎn)生或明或暗的光譜線，而來(lái)自戴森球的廢熱產(chǎn)生的熱光譜平滑、無(wú)特色。顯然，對(duì)于尋找外星巨廈的天文學(xué)家來(lái)說(shuō)，越無(wú)趣的紅外光譜越好。

1983年，在調(diào)查天空10個(gè)月之后，“紅外天文衛(wèi)星”提供了合適波長(zhǎng)的良好的天空?qǐng)D景。一些天文學(xué)家分析了這些數(shù)據(jù)，其中包括美國(guó)費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的理查德·卡里根，他在2009年發(fā)表了自己的最新搜索結(jié)果。不過(guò)，卡里根沒(méi)有發(fā)現(xiàn)具有說(shuō)服力的紅外源，他的搜索范圍有限，只能探察類(lèi)太陽(yáng)恒星周?chē)拇魃?，而且這些恒星與地球的距離不超過(guò)1000光年。這個(gè)范圍相比銀河系來(lái)說(shuō)實(shí)在太小——銀河系的直徑是10萬(wàn)光年。

目前，還沒(méi)有幾個(gè)天文學(xué)家加入到卡里根的尋找戴森球的行列中，原因之一是缺乏資助。2012年，一名億萬(wàn)富翁設(shè)立了“坦普爾頓基金”，專(zhuān)門(mén)資助“新前沿”項(xiàng)目——尋找外星巨廈之類(lèi)的新思路。一些天文學(xué)家抓住了這個(gè)機(jī)會(huì)。2012年10月，該基金批準(zhǔn)了三項(xiàng)獨(dú)立的搜索計(jì)劃。其中一個(gè)項(xiàng)目由賓夕法尼亞大學(xué)的賈森·萊特領(lǐng)導(dǎo)，目的是通過(guò)分析來(lái)自?xún)刹靠臻g紅外天文臺(tái)——“寬視場(chǎng)紅外調(diào)查探索者”和“斯皮策空間望遠(yuǎn)鏡”（分別發(fā)射于2009年和2003年）的數(shù)據(jù)尋找戴森球的廢熱。得益于上述兩部空間天文臺(tái)的探測(cè)數(shù)據(jù)，天文學(xué)家能掃描的空間范圍將比卡里根的大幾千倍。因此，如果存在一顆完全被戴森球包圍的類(lèi)太陽(yáng)恒星，不管它在銀河系中的什么地方，天文學(xué)家都應(yīng)該能發(fā)現(xiàn)它。

在萊特看來(lái)，就算如此大范圍的搜索也不夠雄心勃勃。他猜想，具有如此先進(jìn)技術(shù)的外星文明應(yīng)該能夠在幾百萬(wàn)年內(nèi)傳遍并殖民整個(gè)星系（星際旅行應(yīng)該不會(huì)比建造戴森球更艱難），在此過(guò)程中，外星人走到哪里就在那里建造戴森球。這樣的文明很難滅絕，因?yàn)榈教幎伎赡苡凶越o自足的救生球。如果這種情況發(fā)生在銀河系中，那么銀河系里到處都應(yīng)該有戴森球。萊特認(rèn)為，要是最終在銀河系中只發(fā)現(xiàn)了一個(gè)或幾個(gè)戴森球，那肯定會(huì)讓人大跌眼鏡。

于是，萊特的團(tuán)隊(duì)把調(diào)查目標(biāo)指向了宇宙深處。他們的邏輯是：一個(gè)已被殖民的星系一定很快就會(huì)超越平凡，前往更搶眼的星系殖民。因此，他們要在“寬視場(chǎng)紅外調(diào)查探索者”的探測(cè)數(shù)據(jù)中尋找一個(gè)最明亮的星系。如果某些極為聰穎的外星文明已經(jīng)征服并包圍了像銀河系這么大的星系，那么萊特團(tuán)隊(duì)就可能發(fā)現(xiàn)它們的戴森球——哪怕這些戴森球遠(yuǎn)在10億光年外。如果它們已經(jīng)殖民了一整個(gè)星系團(tuán)，哪怕它們的戴森球在更遠(yuǎn)的地方，也一樣可能被看見(jiàn)。

盡管能看到很遠(yuǎn)的地方，上述這種探索廢熱的方法卻有自己的缺陷——如果外星人建造的只是一條細(xì)薄的恒星能量采集器環(huán)，或者一個(gè)有很多空隙的戴森球，從而讓大量的恒星星光穿透，那么萊特團(tuán)隊(duì)是看不到它的。而這正是另外兩個(gè)天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)的努力之所在——他們將在“開(kāi)普勒號(hào)”望遠(yuǎn)鏡的幫助下，尋找相對(duì)小的外星工程。

“開(kāi)普勒號(hào)”的任務(wù)是監(jiān)測(cè)地球附近的大約15萬(wàn)顆恒星，探察它們的亮度改變。迄今為止，“開(kāi)普勒號(hào)”通過(guò)這種方式已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾千顆新行星。

由夏威夷大學(xué)科學(xué)家安德魯·霍華德領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)和加利福尼亞大學(xué)科學(xué)家、“行星獵手”（用于稱(chēng)呼發(fā)現(xiàn)了大量行星的科學(xué)家）杰弗里·馬西領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)，將一起著力尋找無(wú)法正常解釋的異常物體，采用的方法是搜索不同尋常的變暗模式。而由普林斯頓大學(xué)科學(xué)家盧仙妮·沃克維茨領(lǐng)導(dǎo)的另一個(gè)團(tuán)隊(duì)，也將在“開(kāi)普勒號(hào)”的探測(cè)數(shù)據(jù)中尋找另類(lèi)，但他們使用的方法略有不同——霍華德和馬西團(tuán)隊(duì)的搜索依賴(lài)人工檢視光曲線，沃克維茨團(tuán)隊(duì)則采用機(jī)器認(rèn)知的運(yùn)算法則。

光曲線表示的是恒星在一段時(shí)間里的亮度改變，例如一個(gè)物體在恒星正前方經(jīng)過(guò)時(shí)所造成的恒星亮度改變?；羧A德說(shuō)，如果這個(gè)物體的大小與一顆氣態(tài)巨行星相當(dāng)，來(lái)自“開(kāi)普勒號(hào)”的光曲線就能揭示它的形狀：如果這個(gè)物體是木星大小的矩形，那么就可以肯定它是外星人建造的。在霍華德看來(lái)，如此巨大的外星建筑無(wú)疑能存在很長(zhǎng)時(shí)間，它們被天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)的概率也會(huì)比較高。

不過(guò)，在沃克維茨看來(lái)，上述推測(cè)毫無(wú)意義。她說(shuō)，人們花了大量時(shí)間來(lái)試圖揣測(cè)外星人的心態(tài)，但我們卻連外星人的技術(shù)如何也全無(wú)概念。因此，我們對(duì)外星人會(huì)干什么的想象越多，我們的視野受限就會(huì)越嚴(yán)重。沃克維茨說(shuō)她的團(tuán)隊(duì)將只尋找怪異的物體，而且候選對(duì)象不必是什么“大家伙”。他們的搜索可能探察到改變恒星星光的任何物體。如果這個(gè)物體是一面發(fā)電用的或者驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)帆飛船用的巨型鏡子，那么它一定會(huì)產(chǎn)生明顯的閃耀。如果外星人有能力糊弄星際物理，例如延長(zhǎng)它們的恒星的壽命，或者產(chǎn)生有用的元素，那么恒星的人工可變性也必將反映出來(lái)。沃克維茨預(yù)計(jì)，他們最快在幾個(gè)月后就應(yīng)該找到令人感興趣的候選對(duì)象。

當(dāng)然，僅僅發(fā)現(xiàn)某種新的奇異現(xiàn)象并不意味著外星人就在那里。但哪怕最終發(fā)現(xiàn)的只是自然現(xiàn)象，科學(xué)家們也一樣會(huì)開(kāi)心，因?yàn)檫@樣的搜尋同樣是值得的。事實(shí)上，科學(xué)家在搜索戴森球的同時(shí)也在搜尋其他任何新的發(fā)現(xiàn)。

所有這一切都會(huì)讓戴森本人感到滿(mǎn)意，他目前是“新前沿”計(jì)劃的榮譽(yù)顧問(wèn)。他說(shuō)，對(duì)外星工程的搜尋不能與正常的宇宙探索對(duì)立起來(lái)。我們探索各式各樣的天然物體。如果某種足夠怪異的東西冒出來(lái)，它就有可能是外星人所為。

不過(guò)，也有科學(xué)家表示了他們的擔(dān)心：就算有某些形式的戴森球的確在那里，我們也未必能看出來(lái)。美國(guó)知名未來(lái)學(xué)家布蘭德里就暗示：太空電站的最有效配置是一系列互相依偎在一起的球體，這些球體分成內(nèi)外幾圈，其中外環(huán)利用內(nèi)環(huán)的廢熱。他想象這些電力供給一部巨大的電腦使用。

如此配置的外層的最低溫度，或許只比宇宙微波背景輻射的3K高一點(diǎn)點(diǎn)，這將導(dǎo)致天文學(xué)家很難從它的輻射中探知它的存在。因此，在我們不知情的情況下，外星人的電腦中心可能就潛藏在附近，正以名副其實(shí)的巨大而冷靜的智慧打量著我們。

很少有考古學(xué)家一開(kāi)始發(fā)掘就指望發(fā)現(xiàn)一輛金戰(zhàn)車(chē)，因此我們也不應(yīng)太過(guò)樂(lè)觀地希望馬上就能找到戴森球。另一方面，外星人可能透過(guò)其他跡象來(lái)讓自己顯山露水。

天文學(xué)家已經(jīng)開(kāi)始“嗅聞”一些太陽(yáng)系外的行星的大氣層組分，并已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了二氧化碳、甲烷、水蒸氣和鈉的光譜線。這些物質(zhì)被發(fā)現(xiàn)存在于近距離環(huán)繞母恒星的巨行星附近，使得這些行星相對(duì)容易探測(cè)。

理論上，用這種方法應(yīng)該也能探查到類(lèi)地行星大氣層中的合成氣體（例如氯氟烴）的微弱得多的光譜線。這類(lèi)氣體有可能是外星人實(shí)施全球暖化以改造星球、適于居住的跡象（有天文學(xué)家指出，地球人如果要想移民火星，或許應(yīng)該考慮用氯氟烴和六氟化鈉讓火星升溫）。

當(dāng)然，像這樣的非刻意的污染很可能只有很低的含量，我們是很難探察到它們的。如果它們只存在幾十年或幾百年，我們更是需要足夠的幸運(yùn)才能發(fā)現(xiàn)它們。

直擊外星大氣

天文學(xué)家2013年3月宣布，他們首次詳細(xì)地觀察到太陽(yáng)系外一顆行星的大氣層。這也是對(duì)太陽(yáng)系外的行星的化學(xué)組成進(jìn)行的最初幾次直接分析之一。在過(guò)去，天文學(xué)家只能通過(guò)觀察行星的母恒星光度的微弱變化，來(lái)推斷太陽(yáng)系外的行星的存在以及行星的氣體。如今隨著觀測(cè)儀器的升級(jí)，天文學(xué)家已經(jīng)可以直接探察來(lái)自幾光年外的行星的光線。

這些數(shù)據(jù)不僅能揭示行星的存在，而且能表明行星大氣層中富含什么成分。這類(lèi)信息有可能披露行星的形成過(guò)程和行星上是否存在生命。不過(guò)，天文學(xué)家此次觀察的這顆行星的大小和軌道排除了它是一個(gè)可居住世界的可能性。

上述探測(cè)標(biāo)志著探索太陽(yáng)系外行星的新時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。2008年，天文學(xué)家首次拍攝到太陽(yáng)系外的一個(gè)多行星系統(tǒng)——三顆氣態(tài)巨行星環(huán)繞著恒星“HR8799”。“HR 8799”距離地球大約130光年，位馬座。這三顆行星都很炙熱、很亮。因而讓天文學(xué)家能直接探察到它們。2010年，天文學(xué)家又拍攝到了環(huán)繞“HR 8799”的第四顆行星。

在最新研究中，天文學(xué)家聚焦的是其中一顆行星“HR 8799c”。它的質(zhì)量是木星的5～10倍，與母恒星的距離是木星與太陽(yáng)之間距離的大約8倍。正因?yàn)椤癏R 8799c”如此遠(yuǎn)離母恒星，所以天文學(xué)家能夠屏蔽掉母恒星的光線，運(yùn)用位于夏威夷的“凱克二號(hào)10米望遠(yuǎn)鏡”記錄來(lái)自“HR 8799c”的紅外光。由于不同的氣體以不同的方式吸收和發(fā)射光線，因此天文學(xué)家辨識(shí)出了一氧化碳和水，但沒(méi)有發(fā)現(xiàn)他們?cè)疽詾闀?huì)有的甲烷。

第5篇：天文學(xué)的研究方法范文

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論不但應(yīng)該是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)成果的概論，而且也應(yīng)該是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展歷史和規(guī)律的概論。離開(kāi)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)生、發(fā)展的歷史，靜止、孤立地介紹現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的基本理論和成果，就會(huì)使現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論這門(mén)課程變得零亂龐雜而不成體系。而如果把“史”與“論”有機(jī)地結(jié)合和統(tǒng)一起來(lái)，則不但能克服“零亂龐雜”的缺陷，而且還能為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論這門(mén)課程注入生機(jī)和活力。同時(shí)，把“史”與“論”結(jié)合起來(lái)，更是為思想政治教育專(zhuān)業(yè)學(xué)生開(kāi)設(shè)這門(mén)課程的教學(xué)目的之所需。作為思想政治教育專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，通過(guò)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論課程的學(xué)習(xí)，不但要了解現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的主要成果、歷史演進(jìn)和完整體系，而且要了解科學(xué)技術(shù)發(fā)生、發(fā)展的一般過(guò)程和規(guī)律，了解哲學(xué)產(chǎn)生的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)以及對(duì)于推動(dòng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要作用和意義。因此，只有做到史論結(jié)合，才能達(dá)到開(kāi)課的目的和要求。

2現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論的教學(xué)內(nèi)容與體系

根據(jù)上述三原則，筆者認(rèn)為，思想政治教育專(zhuān)業(yè)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論課程的內(nèi)容與體系可做如下安排。導(dǎo)言。概要介紹現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)及其理論基礎(chǔ)、前沿陣地、中心內(nèi)容和綜合體現(xiàn)。

第一章，現(xiàn)代物理學(xué)革命及其影響。介紹現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的理論基礎(chǔ)———相對(duì)論和量子力學(xué)。引言，概述近代物理學(xué)的輝煌成就及其所遇到的“兩朵烏云”。第一節(jié)，相對(duì)論的建立。根據(jù)邏輯與歷史相統(tǒng)一的原則，具體講授伽利略變換和力學(xué)相對(duì)性原理，邁克爾遜—莫雷實(shí)驗(yàn)，洛倫茲變換的提出，愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論及其主要結(jié)論，廣義相對(duì)論及其驗(yàn)證。第二節(jié)，量子力學(xué)的建立和發(fā)展。一、量子力學(xué)產(chǎn)生的歷史背景，概要介紹黑體輻射理論和紫外災(zāi)難。二、量子力學(xué)的建立與發(fā)展，具體講述普朗克的量子假說(shuō)，愛(ài)因斯坦的光量子理論，玻爾對(duì)原子結(jié)構(gòu)的量子解釋?zhuān)虏剂_意的物質(zhì)波，薛定諤的波動(dòng)方程，海森伯的矩陣力學(xué)。第三節(jié)，現(xiàn)代化學(xué)理論的發(fā)展。主要講授元素周期理論的新發(fā)展和現(xiàn)代化學(xué)鍵理論。

第二章，原子物理學(xué)的開(kāi)發(fā)研究及應(yīng)用。主要講授從物質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究到原子能的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。第一節(jié)，對(duì)微觀世界的探索和認(rèn)識(shí)。一、物質(zhì)結(jié)構(gòu)初探，復(fù)習(xí)回憶德謨克利特的原子論，道爾頓的原子說(shuō)，門(mén)捷列夫的元素周期律。二、向原子世界的進(jìn)軍，主要講授X射線、放射性元素及電子的發(fā)現(xiàn)，原子結(jié)構(gòu)模型及其實(shí)驗(yàn)和發(fā)現(xiàn)，原子核結(jié)構(gòu)模型及其實(shí)驗(yàn)和發(fā)現(xiàn)，對(duì)基本粒子家族的認(rèn)識(shí)。第二節(jié)，原子能的開(kāi)發(fā)研究及應(yīng)用。一、原子能的開(kāi)發(fā)研究:重點(diǎn)介紹原子能開(kāi)發(fā)研究中的三大發(fā)現(xiàn)，即慢中子效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)、核裂變的發(fā)現(xiàn)和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的發(fā)現(xiàn)。二、原子能的應(yīng)用，包括能源方面的應(yīng)用和放射性同位素的應(yīng)用。能源方面的應(yīng)用包括兩個(gè)方面:一是軍用三彈即原子彈、氫彈和中子彈的研制;二是核電站的發(fā)展，主要介紹從慢中子反應(yīng)堆到快中子增殖堆再到核聚變反應(yīng)堆的歷史發(fā)展。放射性同位素的應(yīng)用可概要介紹在生產(chǎn)、生活、科研、軍事上的應(yīng)用及其成果。

第三章，生物學(xué)與生物工程技術(shù)。生物學(xué)是研究生命的科學(xué);生物工程技術(shù)是用人工的方法創(chuàng)造生命的技術(shù)。生命科學(xué)是現(xiàn)代科學(xué)的三大前沿陣地之一;生物工程技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的主要內(nèi)容。第一節(jié)，生命的起源和生物的進(jìn)化。一、生命起源的化學(xué)進(jìn)化歷程:從無(wú)機(jī)小分子物質(zhì)生成有機(jī)小分子物質(zhì);從有機(jī)小分子物質(zhì)形成有機(jī)高分子物質(zhì);從有機(jī)高分子物質(zhì)形成有機(jī)多分子體系;從有機(jī)多分子體系演化成原始生命物質(zhì)。二、生物進(jìn)化論，主要介紹拉馬克的生物進(jìn)化學(xué)說(shuō)和達(dá)爾文的生物進(jìn)化論。第二節(jié)，現(xiàn)代遺傳學(xué)和分子生物學(xué)。一、遺傳學(xué):主要講授孟德?tīng)柕耐愣箤?shí)驗(yàn)及其遺傳學(xué)說(shuō);摩爾根的果蠅實(shí)驗(yàn)及其遺傳學(xué)說(shuō)。二、分子生物學(xué):重點(diǎn)介紹蛋白質(zhì)的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和功能;核酸的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和功能。第三節(jié)，生物工程技術(shù)。生物工程包括酶工程、發(fā)酵工程、細(xì)胞工程和基因工程四個(gè)部分的內(nèi)容。因?qū)W時(shí)限制，可重點(diǎn)介紹細(xì)胞工程和基因工程兩個(gè)部分。一、細(xì)胞工程，應(yīng)首先講授細(xì)胞的全能性，然后在細(xì)胞全能性的基礎(chǔ)上具體介紹植物組織培養(yǎng)技術(shù)、細(xì)胞融合技術(shù)、細(xì)胞折合和胚胎移植技術(shù)、克隆技術(shù)等內(nèi)容。二、基因工程:(1)基因工程的基礎(chǔ)研究，主要介紹限制性?xún)?nèi)切酶、連接酶和基因載體的發(fā)現(xiàn)和研制。(2)基因工程的基本程序和方法，包括獲取目的基因DNA、獲取載體基因DNA、目的基因DNA與載體基因DNA的重組、把重組的DNA轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞進(jìn)行增殖和篩選轉(zhuǎn)基因生物體五個(gè)步驟及方法。三、生物技術(shù)的應(yīng)用前景。主要介紹生物醫(yī)藥的研制及應(yīng)用、生化工業(yè)的迅速發(fā)展、轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物的大量出現(xiàn)，人類(lèi)基因組計(jì)劃(HGP)及其廣闊的應(yīng)用前景。

第四章，天文學(xué)和天體演化學(xué)說(shuō)。天體演化學(xué)說(shuō)是現(xiàn)代科學(xué)的三大前沿陣地之一，本章在重點(diǎn)講述天體演化學(xué)說(shuō)之前，先把天文學(xué)的相關(guān)知識(shí)作一簡(jiǎn)單介紹。第一節(jié)，天文學(xué)及其產(chǎn)生和發(fā)展。一、概要介紹天文學(xué)的研究對(duì)象和分類(lèi);二、重點(diǎn)講授天文學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展:具體介紹古代天文學(xué)、近代經(jīng)典天文學(xué)和現(xiàn)代天文學(xué)的發(fā)展情況。第二節(jié)，獲取天體信息的渠道和手段;可分三個(gè)大問(wèn)題來(lái)講述。一、獲取天體信息的渠道，主要介紹電磁輻射、宇宙線和中微子三條途徑;二、獲取天體信息的物質(zhì)手段和儀器設(shè)備，主要介紹人眼的構(gòu)造和功能、光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、射電望遠(yuǎn)鏡和天體攝譜儀;三、天文觀測(cè)發(fā)展簡(jiǎn)史:依次介紹光學(xué)天文學(xué)、射電天文學(xué)和空間天文學(xué)。第三節(jié)，天體的起源和演化。一、宇宙的起源和演化:主要介紹牛頓“無(wú)限無(wú)邊”宇宙模型及其疑難、愛(ài)因斯坦“有限無(wú)邊靜態(tài)”宇宙模型及其疑難、哈勃定律與大爆炸宇宙模型;二、星系的形成和演化:先對(duì)星系及其類(lèi)型作一簡(jiǎn)單的介紹，然后在此基礎(chǔ)上介紹星系的形成和演化;三、恒星的形成和演化:具體介紹恒星的形成，表征恒星演化過(guò)程的赫羅圖，恒星演化過(guò)程的三階段，即主序星階段、紅巨星階段和恒星的三種歸宿(白矮星、中子星和黑洞);四、太陽(yáng)系的形成和演化:主要介紹太陽(yáng)系的基本情況和太陽(yáng)系的形成和演化兩部分內(nèi)容;五、地球的構(gòu)造和演化:包括地球概況、地球的圈層構(gòu)造和地球的形成和演化。

第五章，信息技術(shù)和激光技術(shù)。人類(lèi)歷史在經(jīng)歷了6000年的農(nóng)業(yè)社會(huì)和近300年的工業(yè)社會(huì)以后，現(xiàn)在正在迅速走向第三個(gè)文明社會(huì)———信息社會(huì)。所謂信息社會(huì)，就是信息在社會(huì)生產(chǎn)和生活中起主導(dǎo)作用的社會(huì)。信息技術(shù)和信息產(chǎn)業(yè)，是信息社會(huì)的重要支柱。所謂信息技術(shù)，就是信息的獲取、傳遞和處理技術(shù)。信息技術(shù)以微電子技術(shù)為基礎(chǔ)，包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、光導(dǎo)技術(shù)和人工智能技術(shù)等。第一節(jié)，微電子技術(shù)。一、微電子技術(shù)的出現(xiàn):具體介紹集成電路的誕生、集成電路的種類(lèi)及其歷史發(fā)展和集成電路的制作工藝;二、微電子技術(shù)的應(yīng)用。第二節(jié)，計(jì)算機(jī)技術(shù)。一、計(jì)算機(jī)概述:具體介紹計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)與功能、計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和計(jì)算機(jī)的歷史發(fā)展;二、計(jì)算機(jī)的應(yīng)用:主要包括數(shù)值計(jì)算或科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理或稱(chēng)信息處理、實(shí)時(shí)控制或稱(chēng)過(guò)程控制、計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)、人工智能或稱(chēng)智能模擬等;三、信息高速公路。第三節(jié)，通信技術(shù)。一、電氣通信:主要介紹電話通信和非電話通信及傳真;二、光纖通信:具體介紹光纖通信的基本原理、光纖通信的優(yōu)點(diǎn)、光纖通信的應(yīng)用和發(fā)展;三、衛(wèi)星通信。第四節(jié)，激光技術(shù)。一、激光與激光器:具體介紹激光產(chǎn)生的基本原理、激光的特點(diǎn)、激光器的構(gòu)造等內(nèi)容。二、激光技術(shù)的應(yīng)用:概要介紹激光加工(包括激光鑄模、激光切割、激光焊接、激光雕刻等)技術(shù)及其在農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、軍事上的廣泛應(yīng)用。

第6篇：天文學(xué)的研究方法范文

[關(guān)鍵詞]古希臘 科學(xué)技術(shù) 發(fā)展

[中圖分類(lèi)號(hào)]I3/7 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1009-5349（2013）10-0084-02

一、概述

古代希臘歷史向我們展示出一個(gè)引人注目的特色，有時(shí)它也被稱(chēng)為“希臘奇跡”，就在近東文明西面的愛(ài)琴海沿岸，那些講希臘語(yǔ)的居民創(chuàng)造了這種獨(dú)特的文明。①希臘位于歐洲南部的希臘半島和附近的一些島嶼，其地理位置容易接近古代河流文明，渡海向南經(jīng)過(guò)克里特島可以到達(dá)埃及，向東從小亞細(xì)亞半島可以到達(dá)巴比倫等國(guó)。古希臘從公元前8-前6世紀(jì)相繼建立起一系列奴隸制城邦，隨后奴隸制在古希臘有了長(zhǎng)足的發(fā)展。古希臘人在吸收了古埃及、古巴比倫的科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上創(chuàng)造了古代輝煌的文明，成為當(dāng)時(shí)歐洲的文化中心，也是近代科學(xué)技術(shù)的主要發(fā)源地。

二、古希臘的科學(xué)發(fā)展

（一）古希臘的自然哲學(xué)

古希臘人把自然界作為一個(gè)整體來(lái)研究，那時(shí)自然科學(xué)都包括在哲學(xué)里，稱(chēng)為自然哲學(xué)，這既是希臘人對(duì)自然界的哲學(xué)思考，又是早期自然科學(xué)的一種特殊形態(tài)。這時(shí)的哲學(xué)家同時(shí)也是自然科學(xué)家。小亞細(xì)亞西岸中部的愛(ài)奧尼亞地區(qū)是古希臘自然哲學(xué)的發(fā)源地，在這里，形成了古希臘自然哲學(xué)的不同流派。西方歷史上第一個(gè)自然哲學(xué)家泰勒斯，誕生于地中海東岸愛(ài)奧尼亞地區(qū)的希臘殖民城邦米利都。他既是第一個(gè)哲學(xué)家也是第一個(gè)科學(xué)家，是西方科學(xué)——哲學(xué)的開(kāi)創(chuàng)者。他的學(xué)生阿那克西曼德和阿那克西曼德的學(xué)生阿那克西米尼也是米利都人，他們形成了西方哲學(xué)史上第一個(gè)哲學(xué)學(xué)派——米利都學(xué)派。米利都學(xué)派的共同特點(diǎn)是他們把世界的本原歸結(jié)為某些具體的物質(zhì)形態(tài)，認(rèn)為宇宙萬(wàn)物是由某種基本的東西演化而來(lái)。米利都學(xué)派的思想活躍又顯示出早期希臘科學(xué)探索的另一個(gè)特點(diǎn)：科學(xué)的興起是理性爭(zhēng)辯的結(jié)果?？傊?，米利都哲學(xué)家之間爭(zhēng)論不休，他們運(yùn)用理性、邏輯和觀察來(lái)駁斥別人的思想，強(qiáng)化自己的主張。

早期希臘人的自然知識(shí)的多元化和抽象化特征，由另一個(gè)前蘇格拉底學(xué)派——畢達(dá)哥拉斯學(xué)派——發(fā)揮的淋漓盡致。畢達(dá)哥拉斯學(xué)派因把數(shù)學(xué)引入自然哲學(xué)而享有盛譽(yù)。畢達(dá)哥拉斯學(xué)派的主要代表人物是畢達(dá)哥拉斯和菲羅勞斯，畢達(dá)哥拉斯認(rèn)為數(shù)才是萬(wàn)物的本原，并企圖用數(shù)學(xué)關(guān)系來(lái)解釋自然現(xiàn)象。畢達(dá)哥拉斯學(xué)派的成員把數(shù)學(xué)提升到抽象化和理論化的高度；他們熱衷于以數(shù)的概念為核心來(lái)建構(gòu)他們的自然觀。正是以這種方式，數(shù)就成為探尋世界物質(zhì)材料那個(gè)米利都問(wèn)題的回答。畢達(dá)哥拉斯學(xué)派既提出了地球概念，也提出了天球概念，這種地球——天球的兩球宇宙論模式為希臘天文學(xué)奠定了基礎(chǔ)。在天球轉(zhuǎn)動(dòng)的基礎(chǔ)上，希臘天文學(xué)家運(yùn)用幾何學(xué)方法構(gòu)造和觀測(cè)相符合的宇宙模型；在宇宙模型基礎(chǔ)上，又進(jìn)一步促進(jìn)觀測(cè)的發(fā)展，使希臘數(shù)理天文學(xué)達(dá)到了世界古代科學(xué)的頂峰。

米利都學(xué)派和畢達(dá)哥拉斯學(xué)派及他們的后繼者代表了兩種不同的傳統(tǒng)，這表明前蘇格拉底時(shí)期的哲學(xué)沒(méi)有一種基于共識(shí)的統(tǒng)一，而是分散為一些不同的思想派別。因此，這里至少還應(yīng)該簡(jiǎn)單地提到另外兩個(gè)主要的前蘇格拉底自然哲學(xué)學(xué)派，即原子論者和被稱(chēng)為變化學(xué)派的哲學(xué)家。原子論者以米利都的留基伯和阿布德拉的德謨克利特為代表，他們以自己的方式回應(yīng)了早在一個(gè)世紀(jì)以前就提出的那個(gè)米利都挑戰(zhàn)。他們把世界想象為由原子組成，而原子是物質(zhì)最小的、不可再分的粒子。這些理論家假定，原子在虛空中所取形狀、位置、運(yùn)動(dòng)和排列的不同是我們看到周?chē)矬w顯示出差異的根本原因。古代原子論者要面對(duì)一個(gè)大難題：假如不承認(rèn)無(wú)不受其影響的某種大因故，混亂的原子無(wú)論如何也形成不了自然界中的任何一種有序的或者恒定的模式。為此原子論哲學(xué)得到了無(wú)神論的名聲。原子論是古希臘自然哲學(xué)中最重要、最高的成果之一，雖然它還只是建立在直觀經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上的哲理思辨和天才猜測(cè)的結(jié)果，但它在思想上和方法上對(duì)后人產(chǎn)生了重大影響。

（二）古希臘的天文學(xué)

在了解和學(xué)習(xí)古埃及、古巴比倫人天文學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，古希臘人在天文學(xué)方面表現(xiàn)出獨(dú)特的創(chuàng)見(jiàn)。他們是以更清醒的態(tài)度來(lái)看待迷人的宇宙，并以更大的熱情來(lái)探索天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律。據(jù)說(shuō)泰勒斯能夠預(yù)言日食，還發(fā)現(xiàn)了北極星，腓尼基人就是根據(jù)他的發(fā)現(xiàn)在海上航行的。阿那克薩哥拉設(shè)想月亮上有山，月光是日光的反射，用月影蓋著地球的設(shè)想解釋日食，用地影蓋著月亮的設(shè)想來(lái)解釋月食。畢達(dá)哥拉斯學(xué)派則設(shè)想地球、天體和整個(gè)宇宙都是球形，而天體的運(yùn)動(dòng)也都是均勻的圓周運(yùn)動(dòng)，因?yàn)閳A是最完善的幾何圖形。這個(gè)思想一直主宰著天文學(xué)，甚至還對(duì)后來(lái)的哥白尼產(chǎn)生了重要影響。在柏拉圖之前，希臘沒(méi)有大家都贊同的宇宙學(xué)和天文學(xué)理論。柏拉圖創(chuàng)辦的學(xué)校里的學(xué)生歐多克索根據(jù)對(duì)天體的觀察，建立了一個(gè)同心球宇宙幾何模型，他是第一個(gè)把幾何學(xué)和天文學(xué)結(jié)合起來(lái)的人。他的宇宙模型是以地球?yàn)橹行模赵录拔宕笮行羌?jí)恒星分別附在同心球殼層上圍繞地球勻速旋轉(zhuǎn)。行星的運(yùn)動(dòng)由四個(gè)大小不等的同心球的復(fù)合運(yùn)動(dòng)所致，而整個(gè)宇宙中的同心球一共有27個(gè)。

希臘化時(shí)期亞歷山大城有一個(gè)著名的天文學(xué)家阿里斯塔克在兩千多年前就提出過(guò)日心說(shuō)，他認(rèn)為太陽(yáng)和恒星是不動(dòng)的，地球和行星以太陽(yáng)為中心，沿圓周軌道運(yùn)動(dòng)，地球每天繞自己的軸自轉(zhuǎn)一周，每年沿圓周軌道繞日一周。他在《輪日月大小和距離》一文中，應(yīng)運(yùn)幾何學(xué)方法，首次測(cè)量和計(jì)算了太陽(yáng)、月亮、地球的直徑比例和相對(duì)距離，已經(jīng)認(rèn)識(shí)到太陽(yáng)比地球大得多。他的太陽(yáng)中心說(shuō)走在了時(shí)代的前面，在當(dāng)時(shí)有一定的影響，但并沒(méi)有得到一般人的廣泛認(rèn)同。

（三）古希臘的物理學(xué)和數(shù)學(xué)

希臘數(shù)學(xué)的發(fā)展歷史可以分為三個(gè)時(shí)期。第一期從伊奧尼亞學(xué)派到柏拉圖學(xué)派為止，約為公元前七世紀(jì)中葉到公元前三世紀(jì)；第二期是亞歷山大前期，從歐幾里得起到公元前146年，希臘陷于羅馬為止；第三期是亞歷山大后期，是羅馬人統(tǒng)治下的時(shí)期，結(jié)束于641年亞歷山大被阿拉伯人占領(lǐng)。亞里士多德是古希臘偉大的思想家、百科全書(shū)式的學(xué)者，是古代科學(xué)思想的主要代表。如果說(shuō)柏拉圖是一位綜合型的學(xué)者，那亞里士多德就是一位分科型的學(xué)者。他總結(jié)了前人已經(jīng)取得的成就，創(chuàng)造性的提出了自己的理論，在幾乎每一個(gè)學(xué)術(shù)領(lǐng)域，亞里士多德都留下了自己的著作。他是形式邏輯的創(chuàng)始人，是第一個(gè)專(zhuān)門(mén)而又系統(tǒng)地研究思維和它的規(guī)律的人。亞里士多德是第一個(gè)全面認(rèn)真研究物理現(xiàn)象的人，他寫(xiě)了世界上最早的物理學(xué)專(zhuān)著《物理學(xué)》，他反對(duì)原子論，不承認(rèn)有虛空的存在；他認(rèn)為物體只有在外力推動(dòng)下才運(yùn)動(dòng)，外力停止，運(yùn)動(dòng)也就停止。

阿基米德是“古代世界第一位也是最偉大的近代型物理學(xué)家”，是科學(xué)史上最早把觀察、實(shí)驗(yàn)同數(shù)學(xué)方法相結(jié)合的杰出代表。他的力學(xué)著作有《論浮力》《論平板的平衡》《論杠桿》《論重心》等。他發(fā)現(xiàn)的杠桿原理和浮力定律是古代力學(xué)中最偉大的的定律，也是今天機(jī)械設(shè)計(jì)和船舶設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)最基本的定律之一。阿基米德與雅典時(shí)期的科學(xué)家有顯著不同，他非常重視實(shí)驗(yàn)，親自動(dòng)手制作各種儀器和機(jī)械；他不是力圖提出一個(gè)完整的宇宙模型，而是著重在解決某些具有實(shí)際價(jià)值的問(wèn)題；他首先把科學(xué)和生產(chǎn)、戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)合起來(lái)，所有這些對(duì)后來(lái)文藝復(fù)興時(shí)期的達(dá)·芬奇和伽利略等人都產(chǎn)生了重要影響。

注釋?zhuān)?/p>

①世界科學(xué)技術(shù)通史.上海世紀(jì)出版集團(tuán)，2007年版，第75頁(yè).

【參考文獻(xiàn)】

[1]麥克萊倫第三，哈羅德·多恩著，王鳴陽(yáng)譯.世界科學(xué)技術(shù)通史[M].上海：上海世紀(jì)出版集團(tuán)，2007.

[2]吳國(guó)盛.科學(xué)的歷程[M].北京：北京大學(xué)出版社，2002.

[3]張密生.科學(xué)技術(shù)史[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2005.

[4]張謹(jǐn).古希臘繁榮的人文底蘊(yùn)[J].廣西大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，

第7篇：天文學(xué)的研究方法范文

在上古時(shí)代，太陽(yáng)出沒(méi)就已經(jīng)成為人們判斷時(shí)間和日期的依據(jù)。早在春秋時(shí)期，中國(guó)就發(fā)明了用土圭測(cè)定日影長(zhǎng)短來(lái)確定季節(jié)和一年的長(zhǎng)度方法。古埃及人是從天狼星的位置來(lái)估計(jì)尼羅河泛濫的時(shí)間。

東漢時(shí)期的著名天文學(xué)家張衡(公元78～139年)，經(jīng)過(guò)認(rèn)真統(tǒng)計(jì)中原地區(qū)肉眼可以看到的星星數(shù)目，研究和解釋了月光的成因和月食的原理，并制成了“渾天儀”?！皽啞痹诠糯袌A球的意思，即在一個(gè)圓球上刻上星座，讓圓球繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，可以表示出星星東升西落的現(xiàn)象，預(yù)告某一顆星在什么時(shí)候處在什么方位。根據(jù)觀察實(shí)踐，張衡提出了渾天說(shuō)。認(rèn)為日月星所附著的天，像蛋殼一樣包在外面；大地是一個(gè)飄浮游動(dòng)的蛋黃，這是我國(guó)古代對(duì)宇宙認(rèn)識(shí)的一大成就。

到了十六世紀(jì)，波蘭天文學(xué)家哥白尼(1473～1543年)用自制的各種天文儀器，對(duì)日食、月食、行星及其星空的背景位置變化，進(jìn)行了長(zhǎng)期的觀測(cè)。花費(fèi)了30多年的心血，完成了一部不朽巨著《天體運(yùn)行論》，闡述日心學(xué)說(shuō)，從多方面論證了太陽(yáng)是宇宙的中心，地球是繞著太陽(yáng)運(yùn)行的行星，這一科學(xué)的論說(shuō)竟遭到了羅馬天主教會(huì)的激烈反對(duì)。意大利杰出的哲學(xué)家布魯諾，因捍衛(wèi)哥白尼思想而被燒死在羅馬的百花廣場(chǎng)上。

此后，德國(guó)天文學(xué)家開(kāi)普勒(1571～1630年)，用自己對(duì)行星精確觀測(cè)的結(jié)果，進(jìn)行大量的分析和計(jì)算，認(rèn)為行星運(yùn)動(dòng)的軌道是橢圓形的，并總結(jié)了行星運(yùn)動(dòng)的三條重要定律，用這些定律能十分精確地計(jì)算出行星的位置，為進(jìn)一步探索太陽(yáng)系行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律開(kāi)辟了新的道路。

與此同時(shí)，意大利天文學(xué)家伽利略(1564～1642年)發(fā)明了折射望遠(yuǎn)鏡，能放大近30倍。他長(zhǎng)期觀測(cè)天體，深信地球是環(huán)繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)，同樣遭到宗教的審判，并受到長(zhǎng)期監(jiān)禁的懲罰。

行星為什么會(huì)有規(guī)律地運(yùn)動(dòng)?英國(guó)科學(xué)家牛頓，于1668年發(fā)明了反射望遠(yuǎn)鏡，這種望遠(yuǎn)鏡的制造比折射望遠(yuǎn)鏡容易得多，長(zhǎng)時(shí)間成為天文觀測(cè)的主要望遠(yuǎn)鏡。牛頓在開(kāi)普勒、伽利略、惠更斯等人的工作基礎(chǔ)上，提出了萬(wàn)有引力定律。認(rèn)為物體質(zhì)量越大，引力就越強(qiáng)，離物體越遠(yuǎn)，受這個(gè)物體引力就越弱。

第8篇：天文學(xué)的研究方法范文

1興趣導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生探索之心

蘇霍姆林斯基認(rèn)為：“教與學(xué)統(tǒng)一性的起點(diǎn)，在于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和愿望.”美國(guó)著名心理學(xué)家布魯諾也說(shuō)過(guò)：“學(xué)習(xí)的最好刺激乃是所學(xué)知識(shí)的興趣.”學(xué)生們對(duì)于太空充滿(mǎn)了好奇，宇宙、黑洞是他們永遠(yuǎn)的話題，為了充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，筆者做了如下設(shè)計(jì).

圖1和圖2是哈勃望遠(yuǎn)鏡眼中的絢爛宇宙圖像.

2006年，天文學(xué)聯(lián)合會(huì)大會(huì)投票決定，不再將冥王星視為行星，而將其列入“矮行星”，從而確認(rèn)太陽(yáng)系只有8顆行星. 決議稱(chēng)：“行星”指的是圍繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)、自身引力足以克服其剛而使天體呈圓球狀、能夠清除其軌道附近其他物體的天體.而冥王星因?yàn)槠滠壍琅c海王星相交，因此不符合這一定義.大會(huì)通過(guò)的決議說(shuō)：“（太陽(yáng)系）行星包括水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星.”那么這些行星又遵循著怎樣的運(yùn)行規(guī)律呢？

2關(guān)注物理學(xué)史，滲透創(chuàng)新思維

天體運(yùn)行規(guī)律的發(fā)現(xiàn)史經(jīng)歷了兩千多年曲折過(guò)程，是一部科學(xué)家們追求真理的奮斗史，也是一部思想解放史，充斥了思辨、矛盾、斗爭(zhēng).處處體現(xiàn)了科學(xué)家們對(duì)于真理的執(zhí)著追求，甚至有科學(xué)家為之獻(xiàn)出了生命.在這一部分的教學(xué)中，筆者采用了話劇的形式，讓下面圖3所示的四位科學(xué)巨匠“穿越”到課堂，通過(guò)他們對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的闡述和辯論，讓學(xué)生們了解行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程.

第一幕：

首先出場(chǎng)的是托勒密，他得意洋洋地說(shuō)：“你們知道嗎，我們地球是宇宙的中心，其他的星球都繞著我們轉(zhuǎn)動(dòng)……”

“不對(duì)，地球不是宇宙的中心！”正當(dāng)他說(shuō)得起勁時(shí)，哥白尼出現(xiàn)了，“太陽(yáng)才是宇宙的中心，地球和其他行星都繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn).”

“是這樣的”，只見(jiàn)布魯諾出現(xiàn)在了講臺(tái)上，“如果是太陽(yáng)繞著地球轉(zhuǎn)，你怎么解釋觀測(cè)到的行星逆行？”他問(wèn)托勒密.

“這個(gè)嘛，行星的運(yùn)動(dòng)比較復(fù)雜，它既有本輪也有均輪……”托勒密解釋道.

“真是這樣的嗎？我發(fā)現(xiàn)如果用地球繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)來(lái)解釋這些數(shù)據(jù)，地球的軌道就是一個(gè)圓周，非常的簡(jiǎn)潔方便.”布魯諾得意地說(shuō)道.

“??！啊！放開(kāi)我，你們想干什么？”布魯諾喊道，這個(gè)時(shí)候，教皇出現(xiàn)了，他的手下把布魯諾抓了起來(lái)，殘忍地把他殺害了.

第二幕：

第谷躺在床上，拿著一堆寫(xiě)滿(mǎn)數(shù)據(jù)的紙，對(duì)開(kāi)普勒說(shuō)：“我快不行了，這是我數(shù)十年觀察出來(lái)的行星運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)耗費(fèi)了我一生的心血，現(xiàn)在我把數(shù)據(jù)交給你，你一定要好好地利用這些數(shù)據(jù)，找出行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律啊.”

開(kāi)普勒答應(yīng)了第谷，拿著這些數(shù)據(jù)進(jìn)行了研究，既然這些數(shù)據(jù)和地心說(shuō)不符，開(kāi)普勒利用勻速圓周模型來(lái)檢驗(yàn)這些數(shù)據(jù)，他發(fā)現(xiàn)吻合的很好，但總是至少有8′的誤差，他繼續(xù)研究，對(duì)圓周軌道產(chǎn)生了質(zhì)疑，終于獲得了成功，在1609年提出了開(kāi)普勒第一定律和開(kāi)普勒第二定律.

3關(guān)注中國(guó)古人的研究，提升學(xué)生民族自豪感

行星運(yùn)動(dòng)理論是中國(guó)數(shù)理天文學(xué)的重要內(nèi)容之一，然而我們的教科書(shū)卻忽略了這部分內(nèi)容，我們的學(xué)生有必要知道不僅西方國(guó)家的科學(xué)家在研究行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，我們的先人們也為發(fā)現(xiàn)行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律做出過(guò)很大的貢獻(xiàn).

中國(guó)古代天文學(xué)家對(duì)五星視運(yùn)動(dòng)規(guī)律的掌握，經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程.在星占學(xué)非常發(fā)達(dá)的古代中國(guó)，行星的視運(yùn)動(dòng)往往與星占學(xué)密切聯(lián)系.盡管中國(guó)古代天文學(xué)家對(duì)五星視運(yùn)動(dòng)的理解，由于受科學(xué)發(fā)展水平的限制，不可避免地帶有一些局限性，如始終帶有濃厚的星占學(xué)色彩和主觀想象，但這并不妨礙他們對(duì)五星視運(yùn)動(dòng)規(guī)律的正確把握.經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的探索，中國(guó)古代天文學(xué)家設(shè)計(jì)了一整套計(jì)算行星的方法，包括行星的視位置，定合、定見(jiàn)、定伏算法.與古希臘以幾何模型描述行星運(yùn)動(dòng)的傳統(tǒng)不同，中國(guó)古代計(jì)算行星完全利用代數(shù)方法，盡管天文學(xué)家并不知道行星的軌道就是橢圓，但是他們?cè)O(shè)計(jì)的算法中已經(jīng)涉及到對(duì)行星中心差和太陽(yáng)中心差修正，并且達(dá)到了相當(dāng)高的精度.

4利用數(shù)學(xué)工具解決物理難題，提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力

數(shù)學(xué)是科學(xué)的語(yǔ)言，作為物理學(xué)科的重要工具，其作用是不言而喻的.運(yùn)用數(shù)學(xué)方法解決物理物體的能力，是指中學(xué)物理學(xué)習(xí)目標(biāo)之一.靈活運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)，往往能促進(jìn)學(xué)生理解物理規(guī)律，提高學(xué)生解決物理問(wèn)題的能力.

律，開(kāi)普勒用了九年的時(shí)間，開(kāi)普勒遇到什么難題了？

師：左邊表格列舉了各個(gè)行星半長(zhǎng)軸與公轉(zhuǎn)周期的數(shù)據(jù)，我們?cè)撊绾翁幚恚?/p>

生：一個(gè)個(gè)帶入計(jì)算.

師：如何計(jì)算？

生：就比比看.

師：怎么比？

生：半長(zhǎng)軸比公轉(zhuǎn)周期吧？

師：那么我們?cè)囋嚳?

有少數(shù)同學(xué)拿出計(jì)算器，算出水星和金星的比值并不相等.

師：這么多的數(shù)據(jù)，你們是不是打算全部算一遍？

生：可以用圖象.

師：我們以前處理加速度與合外力、質(zhì)量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)就曾利用圖象.圖象具有直觀、形象、簡(jiǎn)明的特點(diǎn)，它能直觀地描述物理過(guò)程、形象的表達(dá)物理規(guī)律、簡(jiǎn)潔地闡明各物理量之間的相互關(guān)系，是分析、研究問(wèn)題常用的方法之一.

生：圖不好畫(huà)，數(shù)據(jù)跨度太大，標(biāo)度不好選取.

師：我們?cè)谔骄繌椈蓮椓εc其伸長(zhǎng)量之間的關(guān)系時(shí)，曾利用excel表格進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，在這我們可以借鑒，半長(zhǎng)軸為x軸，公轉(zhuǎn)周期為y軸，圖象如圖4.

師：行星的半長(zhǎng)軸與公轉(zhuǎn)周期是線性關(guān)系嗎？

生：點(diǎn)不在一條線上，應(yīng)該不是.

生：是曲線，可能是冪函數(shù)的關(guān)系.得到兩者的關(guān)系好像很困難.

師：我們假設(shè)是冪函數(shù)，我們可以設(shè)T=kan，兩邊取對(duì)數(shù)則lgT=lgk+nlga，若lgT與lga為直線，其斜率為n，圖象如圖5.

師：利用excel軟件自帶處理工具，從而得到n=3/2，即T=ka3/2，從而得到開(kāi)普勒第三定律（周期定律）：所有行星的橢圓軌道的半長(zhǎng)軸的三次方與公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等.

師：如果開(kāi)普勒也用了這種方法，也許就不需要9年的時(shí)間.

第9篇：天文學(xué)的研究方法范文

顧亭林、閻百詩(shī)等些學(xué)者都開(kāi)中國(guó)學(xué)術(shù)新紀(jì)元，他們是用科學(xué)方法探究學(xué)問(wèn)的，顧氏是以科學(xué)方法研究音韻學(xué)，他的方法是用本證與旁證。比如研究《詩(shī)經(jīng)》，從《詩(shī)經(jīng)》本身來(lái)舉證，是謂本證；若是從《詩(shī)經(jīng)》的外面舉證便謂旁證了。閻氏的科學(xué)方法是研究古文的真?zhèn)危恼碌膩?lái)源。

1609年的哥白尼聽(tīng)說(shuō)在波蘭國(guó)的北部一個(gè)眼鏡店的小伙計(jì)，一天偶然疊上幾片玻璃而發(fā)現(xiàn)在遠(yuǎn)方的東西，哥白尼以為望遠(yuǎn)鏡是可以做到的。他利用這儀器，他對(duì)于天文學(xué)上就有很大的發(fā)現(xiàn)。像哈代維（Hudvey）、牛頓（Newton），還有顯微鏡發(fā)明者像黎汶豪（Leeuwenhoek），他們都有很大的發(fā)明。當(dāng)哥白尼及諸大學(xué)者存在的時(shí)候，正是中國(guó)的顧炎武、閻百詩(shī)出世的時(shí)期。在這五六十年當(dāng)中，東西文化，東西學(xué)說(shuō)的歧異就在這里。他們所謂方法就是“假說(shuō)”與“求證”，牛頓就是大膽去假定，然后一步一步去證明。這是和我們不同地方。我們的方法是科學(xué)的，然而材料是書(shū)本文字。我們的?？睂W(xué)是?？惫艜?shū)古字的正確的方法，如翻考《爾雅》、諸子百家；考據(jù)學(xué)是考據(jù)古文的真?zhèn)?。這一大堆東西可以代表清朝三百年的成績(jī)。黎汶豪是以鑿鉆等做研究的工具；牛頓是以木、石、自然資料來(lái)研究天文學(xué)，像現(xiàn)在已經(jīng)把太陽(yáng)系都弄清楚了。前幾天報(bào)上宣傳英國(guó)天文臺(tái)要與火星通訊，像這樣的造就實(shí)在可怕的。十八、十九世紀(jì)時(shí)候，西方學(xué)者才開(kāi)始研究校勘學(xué)，瑞典的加禮文他專(zhuān)攻校勘學(xué)，曾經(jīng)編成《中國(guó)文字分析字典》。像他這個(gè)洋鬼子不過(guò)研究四、五年，而竟達(dá)到中國(guó)有三百年歷史的?？睂W(xué)成績(jī)。加禮文說(shuō)道：“你們只在文字方面做工夫，不肯到漢口、廣東、高麗、日本等地方實(shí)際考查文字的土音以為證明；要找出各種的讀法應(yīng)當(dāng)要到北京、寧波，……等地去?！边@可證明探求學(xué)問(wèn)方法完全是經(jīng)驗(yàn)的，要實(shí)地調(diào)查的。顧亭林費(fèi)許多時(shí)間而所得到的很少，而結(jié)果走錯(cuò)了路。

剛才楊教務(wù)長(zhǎng)問(wèn)我怎樣醫(yī)治“浪漫病”？我回答他說(shuō)：浪漫的病癥在哪里？我以為浪漫病或者就是“懶病”。你們都是青年的，都還不到壯年時(shí)期，而我們已是“老狗教不成新把戲”了?，F(xiàn)在我們無(wú)論走哪條路，都是要研究微積分、生物學(xué)、天文學(xué)、物理學(xué)。我們要多做些實(shí)驗(yàn)工夫，要跟著西洋人走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室去。至于考據(jù)方面就要讓我們老朽昏庸的人去做。黎汶豪的顯微鏡實(shí)在比妖怪還厲害，這是用無(wú)窮時(shí)間與時(shí)時(shí)刻刻找真理所得的結(jié)果。十九世紀(jì)時(shí)候，法國(guó)化學(xué)師柏士多（Pasteur）在顯微鏡下面發(fā)現(xiàn)很可怕的微生物。他并且感受瘋狗的厲害，便研究瘋狗起來(lái)。后來(lái)從狗嘴的涎沫里及腦髓中去探究，方知道是細(xì)菌在作祟，神經(jīng)系中有毒。他把狗骨髓取出風(fēng)干經(jīng)過(guò)十三四天之久，就把它制成注射藥水，可以治好給瘋狗咬著的人。但是當(dāng)時(shí)沒(méi)有膽量就注射在人身上，只先在別的動(dòng)物身上試驗(yàn)看看。在那時(shí)候很湊巧一位老太婆的兒子給狗咬傷，去請(qǐng)醫(yī)生以活馬當(dāng)作死馬醫(yī)治，果然給他治好了。還有一位俄人，他給狼咬著他，就發(fā)明打針?lè)椒?。法?guó)酒的病，蠶的病亦給顯微鏡找出來(lái)了；歐洲羊的病，德國(guó)庫(kù)舒（Koch）應(yīng)用藥水力量把羊醫(yī)好。