天文學(xué)概念精選(九篇)

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第1篇：天文學(xué)概念范文

廣義相對(duì)論對(duì)于包括天文學(xué)、導(dǎo)航、測(cè)地、時(shí)間同步等許多實(shí)際應(yīng)用都是必不可少的。同時(shí)廣義相對(duì)論也在許多高精度的實(shí)驗(yàn)中得到了成功的檢驗(yàn)。

探索太陽(yáng)系中的相對(duì)論引力不僅涉及多種高精度技術(shù)，同時(shí)需要許多基礎(chǔ)理論知識(shí)。近幾十年，國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)（IAU）開(kāi)展了將廣義相對(duì)論應(yīng)用于太陽(yáng)系以及系外星體的高精度天文觀測(cè)的建模和解釋的相關(guān)研究工作，1994年建成了一個(gè)關(guān)于相對(duì)論在天體力學(xué)與天文學(xué)中的應(yīng)用的工作小組，從事定義和推行相對(duì)論參考架和時(shí)間標(biāo)度。這項(xiàng)任務(wù)成功地完成并在2000年在英國(guó)曼徹斯特召開(kāi)的第24次會(huì)員大會(huì)的決議中被采納。然而，這些決議對(duì)于相對(duì)論的實(shí)際應(yīng)用只形成了一個(gè)框架，對(duì)于很多普通天文學(xué)中的應(yīng)用細(xì)節(jié)，有著許多待解決的問(wèn)題，需要持續(xù)性努力。

2006年在布拉格召開(kāi)的第26次會(huì)員大會(huì)上組建了名為“基礎(chǔ)天文學(xué)中的相對(duì)論”的第52委員會(huì)，旨在相對(duì)論框架下闡明基礎(chǔ)天文學(xué)的幾何學(xué)和動(dòng)力學(xué)概念；提供在基礎(chǔ)天文學(xué)中使用的合適的數(shù)學(xué)和物理學(xué)形式；深化天文學(xué)家和學(xué)習(xí)天文學(xué)的學(xué)生們對(duì)相對(duì)論的理解；鼓勵(lì)實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)所需要的各種研究工作。本書正是試圖對(duì)該委員會(huì)承擔(dān)的任務(wù)做一些理論貢獻(xiàn)。本書正是基于國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)（IAU）最近所推薦內(nèi)容編寫的教材。

本書的前三章評(píng)述了天體力學(xué)和狹義及廣義相對(duì)論的基本原理。這些背景材料是理解構(gòu)成本書主要內(nèi)容的相對(duì)論天體力學(xué)、天體測(cè)量學(xué)和測(cè)地學(xué)的基礎(chǔ)。接著幾章討論了應(yīng)用相對(duì)論于太陽(yáng)系中的一些理論和實(shí)驗(yàn)原理。

全書內(nèi)容共分9章，1. 牛頓天體力學(xué)；2. 狹義相對(duì)論導(dǎo)論；3. 廣義相對(duì)論；4. 相對(duì)論參考架；5. 后-牛頓坐標(biāo)變換；6. 相對(duì)論天體力學(xué)；7. 相對(duì)論天體測(cè)量學(xué)； 8. 相對(duì)論測(cè)地學(xué)； 9.國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)（IAU）決議中的相對(duì)論。

書末給出了3個(gè)附錄。附錄A簡(jiǎn)單介紹拉普拉斯方程基本解；附錄B 列出了天文學(xué)常數(shù)；附錄C 給出了1997、2000、2006和2009年的4次國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)（IAU）的決議。

本書內(nèi)容異常廣泛，實(shí)例非常豐富，敘述深入簡(jiǎn)潔，特別注重實(shí)際應(yīng)用。本書雖是一本專著，但很適合從事引力物理學(xué)及其在現(xiàn)代天文學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的相關(guān)專業(yè)的研究生作為輔助教材，也是研究人員重要的參考書。

丁亦兵，教授

(中國(guó)科學(xué)院研究生院)

第2篇：天文學(xué)概念范文

關(guān)鍵詞：開(kāi)普勒，科學(xué)發(fā)現(xiàn)，哥白尼革命，影響

約翰尼斯?開(kāi)普勒（1571-1630）是德國(guó)近代時(shí)期杰出的天文學(xué)家和物理學(xué)家，也是近代自然科學(xué)的開(kāi)創(chuàng)者之一。繼承哥白尼的日心體系，創(chuàng)立了行星運(yùn)動(dòng)三定律，使之成為指導(dǎo)天體力學(xué)的基本定律。開(kāi)普勒是繼哥白尼之后第一個(gè)站出來(lái)捍衛(wèi)太陽(yáng)中心說(shuō)，并在天文學(xué)方面有突破性成就的人物，被后世的科學(xué)史家稱為"天上的立法者"。

一、"天上的立法者"

開(kāi)普勒是一個(gè)狂熱的數(shù)學(xué)愛(ài)好者，對(duì)自然界數(shù)的和諧的神秘感受，始終支配著他對(duì)天空奧秘的探索活動(dòng)，這正是哥白尼體系令人贊嘆的數(shù)學(xué)和諧和美，是他直覺(jué)到它就是真實(shí)的宇宙圖景。哥白尼體系執(zhí)著的堅(jiān)持希臘古典的正圓運(yùn)動(dòng)觀念，因此不得不繼續(xù)沿用本輪--均輪組合法，以獲得與觀測(cè)現(xiàn)象的相符。惟有開(kāi)普勒徹底拋棄了正圓運(yùn)動(dòng)的概念，才確立了太陽(yáng)系的概念。

（一）開(kāi)普勒的科學(xué)發(fā)現(xiàn)

開(kāi)普勒以一個(gè)科學(xué)家應(yīng)有的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，毫不猶豫的拋棄了原有方案中偏心圓運(yùn)動(dòng)軌跡和圓周勻速運(yùn)動(dòng)的設(shè)想，重新尋找行星運(yùn)行軌道圖形和速度分布的規(guī)律性。經(jīng)過(guò)多年的努力，他找到了行星運(yùn)行的軌道圖形：橢圓型，并發(fā)現(xiàn)行星在軌道上并不是做一成不變的勻速運(yùn)動(dòng)，而是在做有規(guī)律的變速運(yùn)動(dòng)。

1543年，哥白尼的日心說(shuō)拉開(kāi)了近代科學(xué)的研究序幕。他建立了"太陽(yáng)中心說(shuō)"，雖然他的日心說(shuō)在觀點(diǎn)上新奇，但是卻在方法上十分的保守。要使哥白尼日心說(shuō)得到重視，這一切還是由德國(guó)天文學(xué)家開(kāi)普勒來(lái)發(fā)現(xiàn)，他提出了哥白尼革命能站得住腳的證據(jù)，回答了"行星運(yùn)動(dòng)的軌道到底是什么樣子"的問(wèn)題，并且探求了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，還從數(shù)學(xué)方法的角度上嚴(yán)格證明了觀察與數(shù)學(xué)一致。

（二）開(kāi)普勒的天文學(xué)研究

人們常常以為用科學(xué)發(fā)現(xiàn)的內(nèi)在邏輯就足以說(shuō)明科學(xué)的變化，開(kāi)普勒的例子卻并非如此。在那個(gè)時(shí)代，不論是地心說(shuō)還是日心說(shuō)，都認(rèn)為行星作勻速圓周運(yùn)動(dòng)。但開(kāi)普勒發(fā)現(xiàn)，對(duì)火星的軌道來(lái)說(shuō)，按照哥白尼、托勒密和第谷提供的三種不同方法，都不能推算出同第谷的觀測(cè)相吻合的結(jié)果，于是他放棄了火星作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的觀念，并試圖用別的幾何圖形來(lái)解釋，在第谷觀測(cè)材料的基礎(chǔ)上，開(kāi)普勒繼續(xù)尋找他的宇宙秩序。

1609年，開(kāi)普勒發(fā)表《以對(duì)火星運(yùn)動(dòng)的評(píng)論表達(dá)的新天文學(xué)或天空物理學(xué)》，闡述了他對(duì)火星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，即開(kāi)普勒第一定律：火星劃出一個(gè)以太陽(yáng)為焦點(diǎn)的橢圓，認(rèn)為每個(gè)行星都在一個(gè)橢圓形的軌道上繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)，而太陽(yáng)位于這個(gè)橢圓軌道的一個(gè)焦點(diǎn)上。即：行星的軌道是橢圓的。行星運(yùn)動(dòng)第二定律認(rèn)為行星運(yùn)行離太陽(yáng)越近則運(yùn)行就越快，行星的速度以這樣的方式變化：行星與太陽(yáng)之間的連線在等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等。1618年，開(kāi)普勒又出版了《哥白尼天文學(xué)概論》，將他已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的火星運(yùn)動(dòng)兩大規(guī)律推廣到了太陽(yáng)系的所有行星，而且同時(shí)公布了他所發(fā)現(xiàn)的第三定律：行星公轉(zhuǎn)周期的平方與它同太陽(yáng)距離的立方成正比。這就是所謂的"周期定律"或"和諧定律"。開(kāi)普勒定律對(duì)行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)做了一個(gè)基本完整、正確的描述，解決了天文學(xué)的一個(gè)基本問(wèn)題。

二、開(kāi)普勒在哥白尼學(xué)說(shuō)的基礎(chǔ)上前行

哥白尼的新天文學(xué)的發(fā)展得到普遍認(rèn)可，并成為現(xiàn)在天文學(xué)的樣式，歸功于另外一位偉大的近代天文學(xué)家，那就是開(kāi)普勒。許多科學(xué)家們喜歡把哥白尼和開(kāi)普勒放到一起來(lái)討論，事實(shí)上，開(kāi)普勒的科學(xué)成就比哥白尼的科學(xué)成就更能給人留下深刻的印象。

（一）哥白尼革命對(duì)天文學(xué)的發(fā)展

哥白尼的"日心說(shuō)"發(fā)表之前，"地心說(shuō)"在中世紀(jì)的歐洲一直居于統(tǒng)治地位。在天文學(xué)方面，哥白尼的主要貢獻(xiàn)在于他試圖革新舊有托勒密體系諸多繁雜與牽強(qiáng)的解釋，而從本質(zhì)上追求地球三重運(yùn)動(dòng)的和諧性，以及幾何上的完滿一致性。哥白尼的書對(duì)伽利略和開(kāi)普勒的工作是一個(gè)不可缺少的序幕。哥白尼的日心宇宙體系既然是時(shí)代的產(chǎn)物，它就不能不受到時(shí)代的限制。哥白尼所指的宇宙是局限在一個(gè)小的范圍內(nèi)的，具體來(lái)說(shuō)，他的宇宙結(jié)構(gòu)就是今天我們所熟知的太陽(yáng)系，即以太陽(yáng)為中心的天體系統(tǒng)。

（二）開(kāi)普勒對(duì)天文學(xué)的發(fā)展

開(kāi)普勒三大定律的成功在于條件：就是哥白尼的日心說(shuō)體系，因?yàn)殚_(kāi)普勒是一個(gè)堅(jiān)定的哥白尼主義者，這樣才能一開(kāi)始就跟著哥白尼日心說(shuō)體系的方向走，并且比哥白尼走的更遠(yuǎn)。開(kāi)普勒把哥白尼式的革命運(yùn)用到哥白尼的數(shù)學(xué)體系中，改進(jìn)了日心說(shuō)體系。開(kāi)普勒開(kāi)始很欣賞哥白尼的日心說(shuō)，后來(lái)他發(fā)現(xiàn)這不符合實(shí)際情況，開(kāi)普勒在明確了哥白尼失敗的方面后得到結(jié)論：各行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道并不是正圓，而是橢圓。太陽(yáng)真正成了導(dǎo)引六大行星晝夜不舍運(yùn)動(dòng)的力量源泉，而在哥白尼體系中，太陽(yáng)并未處在任何一個(gè)行星的軌道中心。以橢圓代替正圓是宇宙學(xué)史上劃時(shí)代的事件。于是創(chuàng)立了開(kāi)普勒三定律。

（三）開(kāi)普勒的研究方法和方法論特點(diǎn)

開(kāi)普勒是一個(gè)深受畢達(dá)哥拉斯和柏拉圖影響的數(shù)學(xué)家。他堅(jiān)信上帝是按照完美的數(shù)學(xué)原則來(lái)創(chuàng)造世界的，他用數(shù)學(xué)的和諧性來(lái)探索宇宙體系。開(kāi)普勒研究天文學(xué)并不具備優(yōu)越的條件，他不僅缺乏相應(yīng)的觀察設(shè)備，而且眼睛的視力也不好，但他卻具有豐富的想象和概括能力。開(kāi)普勒尊重科學(xué)事實(shí)，敢于創(chuàng)新和探索，他認(rèn)為科學(xué)進(jìn)步需要?jiǎng)?chuàng)新，創(chuàng)新是科學(xué)的生命，而創(chuàng)新必須建立在科學(xué)事實(shí)的基礎(chǔ)上，這種尊重科學(xué)事實(shí)，敢于創(chuàng)新的精神在開(kāi)普勒身上得到了充分體現(xiàn)，也是他成功的關(guān)鍵。他提出自己的理論，用三定律來(lái)完善和發(fā)展哥白尼的日心說(shuō)，推動(dòng)了天文學(xué)向前發(fā)展的步伐。

三、開(kāi)普勒定律在天文學(xué)中的意義

開(kāi)普勒的行星三定律對(duì)于推動(dòng)整個(gè)科學(xué)領(lǐng)域起到了非常重要的作用。他的天文學(xué)成就和方法論特點(diǎn)給了我們很重要的意義。

（一）要以科學(xué)事實(shí)為依據(jù)，敢于放棄舊科學(xué)的束縛

開(kāi)普勒對(duì)哥白尼體系給予了充分的肯定。許多天文學(xué)家對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的觀念提過(guò)不同的見(jiàn)解，而對(duì)天體遵循完美的均勻圓周運(yùn)動(dòng)這個(gè)觀念還沒(méi)有人懷疑。但是開(kāi)普勒卻否定了它。他結(jié)合哥白尼的日心說(shuō)再加上他的數(shù)學(xué)知識(shí)，得出三大定律?？茖W(xué)發(fā)展的過(guò)程并不是一帆風(fēng)順一成不變的，它作為一種知識(shí)和社會(huì)現(xiàn)象發(fā)展過(guò)程肯定會(huì)受很多因素的影響?？茖W(xué)的舊觀念也是束縛科學(xué)發(fā)展的一大因素，科學(xué)工作者首先要有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神，敢于摒棄舊觀念。

（二）要有為科學(xué)奉獻(xiàn)的精神，敢于正確面對(duì)科學(xué)失敗

科學(xué)研究是一項(xiàng)非常艱苦的創(chuàng)造性勞動(dòng)，開(kāi)普勒向人們證明了日心說(shuō)的正確性，證明行星世界是一個(gè)勻稱的系統(tǒng)。這個(gè)體系的中心天體的太陽(yáng)，太陽(yáng)位于每個(gè)行星軌道的焦點(diǎn)之一，行星公轉(zhuǎn)周期決定于各個(gè)行星與太陽(yáng)的距離，與質(zhì)量無(wú)關(guān)。而在哥白尼體系中，太陽(yáng)雖然居于宇宙"中心"，卻并不扮演這個(gè)角色，因?yàn)闆](méi)有一個(gè)行星的軌道中心是同太陽(yáng)相重合的。

四、結(jié)論

開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)三大定律的發(fā)現(xiàn)，直接把哥白尼的日心說(shuō)推向了定量化與精確化的階段，證明了行星運(yùn)行的軌道到底是什么樣子的。使整個(gè)太陽(yáng)系成為一個(gè)嚴(yán)格按照確定規(guī)律運(yùn)行的力學(xué)體系。開(kāi)普勒?qǐng)?jiān)持了哥白尼的日心說(shuō)，在哥白尼的理論基礎(chǔ)上結(jié)合自己的觀測(cè)結(jié)果，利用第谷對(duì)火星精確的觀測(cè)和周期的確定，加上自己的數(shù)學(xué)知識(shí)，最后提出了日心說(shuō)體系，在當(dāng)時(shí)逐漸被人們接受，代替了錯(cuò)誤的地心說(shuō)體系。這為后來(lái)宇宙天體的發(fā)現(xiàn)和觀測(cè)奠定了有利的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[ 1] 吳國(guó)盛. 科學(xué)的歷程第二版[ M] . 北京： 北京大學(xué)出版.2002

[ 2] 徐建科， 鄧聯(lián)合. 論哥白尼開(kāi)普勒對(duì)宇宙和諧之探求.燕山大學(xué)學(xué)報(bào).2008

[ 3] 楊耀坤. 論開(kāi)普勒在自然科學(xué)方法論史上的地位. 湖北： 湖北科范學(xué)院學(xué)報(bào).1986

第3篇：天文學(xué)概念范文

關(guān)鍵詞：高等教育；大學(xué)物理；天文學(xué)；教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）41-0072-03

一、引言

大學(xué)物理作為面向理工科專業(yè)的一門基礎(chǔ)課、必修課，其知識(shí)的掌握程度和能力的培養(yǎng)對(duì)后續(xù)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)有著直接的影響，其重要性不可言喻。當(dāng)然，有很多學(xué)生，特別是他們處在低年級(jí)，對(duì)這種重要性并沒(méi)有直觀的印象。所以，在實(shí)際教學(xué)活動(dòng)中適當(dāng)穿插一些相關(guān)專業(yè)或者前沿科技的知識(shí)，讓學(xué)生感受物理是如何被應(yīng)用的，從而提高學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣，激發(fā)其主動(dòng)性和創(chuàng)造性。穿插的內(nèi)容也應(yīng)是學(xué)生普遍感興趣的，比如對(duì)學(xué)生所學(xué)專業(yè)或者是一些重大的科技進(jìn)展。除此之外，我發(fā)現(xiàn)天文學(xué)是一個(gè)很好的穿插對(duì)象。天文學(xué)是研究宇宙空間天體、宇宙結(jié)構(gòu)和發(fā)展的學(xué)科，是一門古老的學(xué)科，也是當(dāng)代最活躍的前沿學(xué)科之一，本身具有強(qiáng)大的吸引力，很容易抓住學(xué)生的注意力。而且關(guān)于天文學(xué)的新聞時(shí)常出現(xiàn)在各種媒體，對(duì)一些字眼和基本概念，學(xué)生也不會(huì)感覺(jué)太陌生，這樣也就容易拿來(lái)當(dāng)作素材介紹，用物理理論來(lái)講解會(huì)讓學(xué)生對(duì)之理解得更深入透徹。本文通過(guò)幾個(gè)實(shí)例來(lái)介紹天文學(xué)知識(shí)是如何穿插在大學(xué)物理教學(xué)中的。

二、應(yīng)用實(shí)例

恒星是天體中大家都比較熟悉和關(guān)注的，比如離我們最近的恒星——天陽(yáng)。下面我們就以恒星為例子，看看里面包含哪些物理過(guò)程。首先關(guān)于恒星的形成，恒星是分子云引力塌縮形成的。那在什么條件下分子云才可能塌縮形成恒星？如果僅僅只是引力，那么分子云內(nèi)任何微小的密度漲落必將導(dǎo)致引力塌縮，很自然就會(huì)形成恒星。剛剛學(xué)過(guò)氣體運(yùn)動(dòng)理論，就會(huì)想到分子熱運(yùn)動(dòng)不可避免。因此，分子云內(nèi)部必然存在著引力相抗衡的熱壓力。其結(jié)果是，較小的密度漲落產(chǎn)生的引力會(huì)被熱壓力所克服，并不能導(dǎo)致塌縮。只有當(dāng)分子云本身密度較大時(shí)，才可能存在較強(qiáng)的密度漲落，從而引起引力不穩(wěn)定性，并導(dǎo)致塌縮。此時(shí)，熱壓力不足以抵抗引力導(dǎo)致的塌縮。這里只需要利用理想氣體壓強(qiáng)的概念，學(xué)生很容易順著這條思路找到答案。下面，我們來(lái)簡(jiǎn)單估計(jì)產(chǎn)生引力不穩(wěn)定的臨界條件。假設(shè)分子云為理想氣體，溫度為T、密度為ρ。考慮半徑為r的球，其質(zhì)量為M∝r3ρ，球體受到的引力為∝GM2/r2，熱壓力為∝Pr2。若氣體分子的平均分子質(zhì)量為m，利用理想氣體狀態(tài)方程，氣體壓強(qiáng)為P=ρkT/m。這樣就可以得到引力不穩(wěn)定發(fā)生的臨界尺度和臨界密度：r>rJ≈■，ρ>ρJ≈■ （1）.

上面的式子就是天文學(xué)中常用的金斯不穩(wěn)定性判據(jù)，更嚴(yán)格的解比上面的會(huì)多出一個(gè)常數(shù)π，但是作為量級(jí)來(lái)估計(jì)，（1）式已經(jīng)足夠了。

這里用的物理知識(shí)都很簡(jiǎn)單基礎(chǔ)，很容易讓學(xué)生入手。通過(guò)這個(gè)例子，學(xué)生感覺(jué)自己也會(huì)用物理知識(shí)，而且跟天文更近了。

是不是滿足金斯不穩(wěn)定性引起引力塌縮就能形成恒星呢？這里還有一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題是關(guān)于恒星的點(diǎn)火條件。我們知道恒星能量來(lái)源于輕核聚變，例如天陽(yáng)中心的氫核聚變。但是恒星內(nèi)部是否能夠發(fā)生核聚變呢？

事實(shí)上，核聚變會(huì)受到原子間庫(kù)侖勢(shì)壘的阻礙。下面我們可以簡(jiǎn)單估計(jì)該勢(shì)壘的大小。在原子核物理簡(jiǎn)介這一章，我們學(xué)習(xí)過(guò)原子核中核子半徑為rN=R0A1/3≈1.2A1/3fm，其中A為原子核質(zhì)質(zhì)量數(shù)。在大于rN的區(qū)域，庫(kù)侖作用主導(dǎo)，則兩個(gè)核電荷數(shù)分別為Z1和Z2，質(zhì)量數(shù)為A1和A2的原子核之間的庫(kù)侖勢(shì)壘為：Vc=■≈1.2■MeV （2）.

恒星中心典型溫度約107K，原子核的動(dòng)能只有≈kT≈1keV？塏VC。因此，用經(jīng)典物理知識(shí)我們甚至無(wú)法理解太陽(yáng)為什么會(huì)發(fā)光這樣基本的問(wèn)題。但是，微觀粒子具有波粒二象性，這里需要考慮量子隧道效應(yīng)，只要核子動(dòng)能足夠大，還是可以大規(guī)模穿過(guò)庫(kù)侖勢(shì)壘的，從而“點(diǎn)火”。這要求星體中心溫度不能太小，被稱為點(diǎn)火溫度。通過(guò)這個(gè)例子，學(xué)生感覺(jué)到像太陽(yáng)這樣的宏觀天體，其核心的基本物理過(guò)程也需要借助微觀的量子效應(yīng)。

關(guān)于恒星的特征溫度，天文學(xué)中常用維里溫度來(lái)估算。這里需要用到維里定理是：E■■=-■Egr （3）.其中，Egr為星體的自引力能，E■■為星體的總熱能。上式表明，當(dāng)星體收縮時(shí)，一半的自引力能被輻射掉，剩下的一半將轉(zhuǎn)化為熱能，增加恒星的溫度。我們可以用它來(lái)估計(jì)恒星內(nèi)部的特征溫度。

星體自引力能可以估計(jì)為Egr=-GM2/R，星體熱能Eth=■NkTvir，于是有■NkTvir≈■■=■■ （4）.這樣給出的溫度Tvir被稱為維里溫度。就以太陽(yáng)為例，在上式中代入太陽(yáng)質(zhì)量和半徑后，估算的特征溫度為Tvir≈6×106K，與標(biāo)準(zhǔn)模型得到的結(jié)果量級(jí)一致。

上式（4）其實(shí)也很容易理解，只是用了氣體動(dòng)理論里面的一些基本知識(shí)。關(guān)鍵是維里定理怎么來(lái)的，下面我們給出一個(gè)簡(jiǎn)單推導(dǎo)，同樣是用到這部分的基礎(chǔ)知識(shí)。

考慮星體內(nèi)部的流體靜力學(xué)平衡，某一半徑r流體元受到的引力與壓強(qiáng)梯度平衡，即：■=■ （5）.其中M（r）是半徑r所包圍的質(zhì)量，式子兩邊同乘以4πr3dr，并從星體中心到表面（假設(shè)恒星半徑為R）進(jìn)行積分，即：■4πr3■dr=-■4πr3■dr （6）.

上式右邊為星體的自引力能Egr.我們對(duì)（6）式左邊做分部積分，即：■4πr3■dr=4πr3P（r）■■-3■4πr2P（r）dr （7）.一般將P（R）=0的地方定義為星體表面，因此右邊第一項(xiàng)為零。右邊第二項(xiàng)可以改寫為：-3■4πr2P（r）dr=-3V■=-3VP （8）.

其中P為星體的平均壓強(qiáng)，這與求平均速度的方法類似。綜合以上（6）～（8）式，我們得到引力束縛系統(tǒng)的維里公式：3VP=-Egr （9）.

仍然把星體內(nèi)氣體分子當(dāng)作經(jīng)典理想氣體。利用理想氣體狀態(tài)方程PV=NkT，和氣體熱能Eth=■NkT，我們得到 P=■■。對(duì)其兩邊同乘以4πr2dr并積分有：PV=■E■■（10）.聯(lián)立上面的（9）式和（10）式，即可以自然得到維里定理。

還有其他一些天文學(xué)問(wèn)題，如當(dāng)恒星演化至晚期，恒星中心合成鐵元素后，若再進(jìn)一步核聚變需要吸熱，在原子核物理章節(jié)，其中給出的核子的平均結(jié)合能曲線就是這個(gè)意思。其結(jié)果是晚期星體核心必然塌縮，通過(guò)核聚變的方式合成比鐵重的元素是不可能的。這些都是能夠緊密結(jié)合所學(xué)內(nèi)容，提出一些有趣的天文學(xué)問(wèn)題，讓學(xué)生通過(guò)自己思考，能夠找到合理的解釋。只要留心，還能找到很多類似的例子。

三、總結(jié)

天文學(xué)本身具有很強(qiáng)的吸引力，容易引發(fā)學(xué)生的好奇心，因此在大學(xué)物理課程中穿插一些天文學(xué)知識(shí)能夠起到較好的教學(xué)效果，讓學(xué)生通過(guò)積極思考，感受如何運(yùn)用物理知識(shí)，從而激發(fā)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性。另一方面，天文學(xué)作為一門古老的學(xué)科，作為自然科學(xué)的源泉，其發(fā)展對(duì)于人類的自然觀產(chǎn)生了重大影響，也最容易激發(fā)人們的求知欲望，理應(yīng)更受重視。在國(guó)外，高校大都開(kāi)設(shè)有天文課，而國(guó)內(nèi)相對(duì)很少。我國(guó)是世界上天文學(xué)發(fā)展最早的國(guó)家之一，曾經(jīng)在天文觀測(cè)和研究中取得了不少世界矚目的成就，但在近代卻陷于停滯，落后于西方。目前國(guó)內(nèi)也僅有5所高校開(kāi)設(shè)有天文專業(yè)，高校天文普及教育還亟待提高。在當(dāng)前背景下，通過(guò)這樣的結(jié)合也有助于天文學(xué)知識(shí)的普及，讓學(xué)生在感受美妙的天文現(xiàn)象的同時(shí)，也思考其中的物理奧秘，切身感受到運(yùn)用物理知識(shí)的確能使我們更加了解天文。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐仁新.天體物理導(dǎo)論[M].北京：北京大學(xué)出版社，2006.

第4篇：天文學(xué)概念范文

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；他還專門研究了古代天文學(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)。”[ ]顧炎武認(rèn)為，王學(xué)末流清談“明心見(jiàn)性”之類，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)?！薄ＫJ(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。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)也撰寫了不少科學(xué)著作，其中天文學(xué)類著作“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，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)》。該書寫成后，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》外，還有著作《原善》、《孟子字義疏證》、《聲韻考》、《聲類表》、《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，他撰寫了大量的科技著作，其中有天文歷法類著作：《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。

注釋：

[1] 《王氏家藏集》卷二十八《與彭憲長(zhǎng)論學(xué)書》。

[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》，上海：上海古籍出版社2002年版，第1429冊(cè)。

[ 3]《船山全書》第12冊(cè)《搔首問(wèn)》，湖南：岳麓書社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》。

[22] 《思辨錄輯要》卷一《大學(xué)類》。

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

[24]梅文鼎：《歷學(xué)疑問(wèn)》“李光地序”。

第5篇：天文學(xué)概念范文

這顆直徑320米的小行星是2004年6月被發(fā)現(xiàn)的，經(jīng)過(guò)軌道測(cè)算后，于當(dāng)年12月被劃歸“托里諾等級(jí)”第4級(jí)，這也是有史以來(lái)小行星的最高等級(jí)。

類似表示地震強(qiáng)度的里氏震級(jí)，“托里諾撞擊危險(xiǎn)等級(jí)”用以評(píng)估近地天體（NEOs, Near Earth Objects，包括小行星、彗星等）撞擊地球的危險(xiǎn)程度。在綜合考慮天體的大小、運(yùn)行軌道、速度以及與地球相撞的可能性的基礎(chǔ)上，托里諾等級(jí)將NEOs的危險(xiǎn)程度分為0～10級(jí)。如果危險(xiǎn)等級(jí)為0，就表明該天體撞擊地球的可能性為0，或者質(zhì)量很小，在大氣層中熔化而可以忽略不計(jì)。

1級(jí)表示常規(guī)發(fā)現(xiàn)的有可能接近地球的天體，但無(wú)需引起公眾注意和擔(dān)心，而且進(jìn)一步天文觀測(cè)后極有可能降為0級(jí)。

2～4級(jí)被劃為黃色區(qū)域。其中2級(jí)表示接近但不是十分靠近地球，應(yīng)引起天文學(xué)家的注意，公眾不必?fù)?dān)心，有可能降為0級(jí)；3級(jí)表示近距離接近地球，對(duì)地球局部地區(qū)構(gòu)成威脅的概率在1%以上，天文學(xué)家應(yīng)注意觀測(cè)。如果10年內(nèi)便會(huì)發(fā)生上述情形，應(yīng)引起公眾和官員們的注意；4級(jí)與3級(jí)基本相同，只是威脅范圍有所擴(kuò)大。

5～7級(jí)被劃為橙色區(qū)域。表示有可能對(duì)某一地區(qū)甚至全球帶來(lái)災(zāi)難，天文學(xué)家應(yīng)密切監(jiān)測(cè)，確認(rèn)災(zāi)難最終是否會(huì)發(fā)生，并需要確保有當(dāng)?shù)卣酥羾?guó)際間的應(yīng)急對(duì)策。

8～10級(jí)被劃為紅色區(qū)域。表示撞擊確定會(huì)發(fā)生，只是造成危害程度不同。其中最嚴(yán)重的10級(jí)威脅如若發(fā)生，將使全球氣候陷入災(zāi)難，威脅到人類文明的未來(lái)存在。這種碰撞一般10萬(wàn)年以上未準(zhǔn)發(fā)生一次。以上的危險(xiǎn)等級(jí)是有可能變化的?？茖W(xué)家們將隨時(shí)測(cè)定更加精確的各個(gè)參數(shù)，并據(jù)此重新計(jì)算危險(xiǎn)等級(jí)。

1999年，在意大利都靈召開(kāi)的國(guó)際天文學(xué)會(huì)議上，美國(guó)麻省理工學(xué)院的教授理查德?賓策爾提交了一份通過(guò)對(duì)近地天體分類定級(jí)來(lái)評(píng)估對(duì)地球威脅的方案。后來(lái)該方案被正式采納，并因會(huì)議的舉行地而被命名為“托里諾等級(jí)”（Torino Scale）。2005年，天文學(xué)家又對(duì)它進(jìn)行了修改，主要變動(dòng)是較低級(jí)別的說(shuō)明，為的是不引起公眾的恐慌，比如原來(lái)2～4級(jí)被描述為“值得擔(dān)心”。

根據(jù)賓策爾的測(cè)量計(jì)算，還沒(méi)有一顆小行星的危險(xiǎn)等級(jí)大于1，有幾顆最初曾被定為1的小行星，在測(cè)算運(yùn)行軌道后被重新定級(jí)為0。這說(shuō)明，從已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的小行星的情況來(lái)看，它們與地球相撞的可能性基本上為0。所以“阿波菲斯”的4級(jí)危險(xiǎn)就有些不同尋常了。

這顆小行星撞上地球會(huì)導(dǎo)致怎樣的后果呢？科學(xué)家描述說(shuō)：2029年，這顆小行星在距地球表面3萬(wàn)多千米的高空掠過(guò)后，其自身狀態(tài)和運(yùn)行軌道將因地球引力而發(fā)生變化。這一變化可能會(huì)導(dǎo)致它在2036年“擊中”地球。其爆炸產(chǎn)生的能量相當(dāng)于11萬(wàn)顆廣島原子彈；假設(shè)它擊中太平洋，將會(huì)掀起200米高的巨浪；它的沖擊波掀起的灰塵，將籠罩地球上1/4的地區(qū)，這一地區(qū)里的動(dòng)植物和人類將因?yàn)閲?yán)寒和食物鏈被破壞而死去。

目前，科學(xué)家是否會(huì)對(duì)“阿波菲斯”的等級(jí)重新修正還不得而知。不過(guò)，今年春天天文學(xué)家將擁有一次良好的觀測(cè)機(jī)會(huì)，可以更精確地測(cè)定“阿波菲斯”的軌道。如果到時(shí)仍然無(wú)法排除“阿波菲斯”撞地球的可能，下一次觀測(cè)機(jī)會(huì)將要等到2013年。事實(shí)上，要到2029年，科學(xué)家才能完全確定“阿波菲斯”是否會(huì)撞上地球，而這已為時(shí)晚矣。

不過(guò)科學(xué)家提醒公眾不必太驚慌，這不僅因?yàn)樽阋詫?duì)地球構(gòu)成威脅的小行星數(shù)量微乎其微，而且，在所有自然災(zāi)害中，天外之客的闖入可說(shuō)是惟一可以做到準(zhǔn)確預(yù)測(cè)的，所以人類應(yīng)該能想出辦法，逃過(guò)一劫。

第6篇：天文學(xué)概念范文

關(guān)鍵詞：《天體力學(xué)》；課程建設(shè)；教學(xué)方法

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）05-0058-02

一、引言

天體力學(xué)是應(yīng)用力學(xué)規(guī)律研究天體的運(yùn)動(dòng)和形狀的一門學(xué)科，是天文學(xué)的一個(gè)分支，同時(shí)又與數(shù)學(xué)和物理學(xué)的關(guān)系密切。天體力學(xué)誕生于1687年，但作為學(xué)科名稱是拉普拉斯于1798年首次提出的[1]。天體力學(xué)的基本理論雖然源于對(duì)自然天體的研究，但同樣適用于人造天體。隨著衛(wèi)星技術(shù)的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代天體力學(xué)與航天科學(xué)、大地測(cè)量學(xué)和地球物理學(xué)等學(xué)科相互交叉，形成了一些共同的研究領(lǐng)域。因此，天體力學(xué)不僅是天文學(xué)專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是其他相關(guān)專業(yè)的重要選修課。天體力學(xué)涉及的內(nèi)容廣泛，理論性強(qiáng)，公式復(fù)雜，對(duì)于非天文專業(yè)的學(xué)生而言，天體力學(xué)是一門難度較大的課程。由于教學(xué)對(duì)象和教學(xué)目標(biāo)不同，非天文專業(yè)開(kāi)設(shè)的《天體力學(xué)》課程不可能照搬天文學(xué)專業(yè)的課程體系，而必須結(jié)合自身專業(yè)特點(diǎn)和需求進(jìn)行課程體系建設(shè)。本文以武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院天體力學(xué)課程為例，從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容與教材、教學(xué)方法和考核等方面對(duì)非天文專業(yè)天體力學(xué)課程建設(shè)進(jìn)行探討，以供同行參考。

二、教學(xué)目標(biāo)

武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院開(kāi)設(shè)天體力學(xué)課程主要針對(duì)測(cè)繪工程和地球物理兩個(gè)本科專業(yè)。目前，全球衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)、遙感技術(shù)和衛(wèi)星重力等現(xiàn)代衛(wèi)星技術(shù)廣泛用于測(cè)繪、地球物理領(lǐng)域的生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)研究，掌握基本的天體力學(xué)理論對(duì)于理解和掌握后續(xù)的專業(yè)課程具有重要作用。因此，天體力學(xué)是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，一般在二年級(jí)下學(xué)期開(kāi)設(shè)。通過(guò)本課程的教學(xué)，應(yīng)達(dá)到以下目標(biāo)：（1）使學(xué)生了解天體運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，掌握天體運(yùn)動(dòng)的基本理論，為GPS原理及應(yīng)用、衛(wèi)星大地測(cè)量學(xué)、衛(wèi)星重力學(xué)等后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)；（2）使學(xué)生了解天體力學(xué)的研究方法，通過(guò)一些理論公式的推導(dǎo)和天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的分析，增強(qiáng)學(xué)生科學(xué)理性的邏輯思維能力；（3）指導(dǎo)學(xué)生將天體力學(xué)基本理論應(yīng)用于實(shí)際天體，利用案例介紹天體力學(xué)在本專業(yè)中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析與解決問(wèn)題的能力。

三、教學(xué)內(nèi)容與教材

人造天體的出現(xiàn)與電子計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，極大擴(kuò)展了天體力學(xué)的內(nèi)容和應(yīng)用范圍，但是非天文專業(yè)天體力學(xué)課程不可能也沒(méi)必要涉及天體力學(xué)的所有內(nèi)容。結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)和需求，選擇的教學(xué)內(nèi)容以經(jīng)典天體力學(xué)的核心內(nèi)容為主，即二體問(wèn)題和攝動(dòng)理論。考慮到非天文專業(yè)大學(xué)生的實(shí)際，教學(xué)內(nèi)容側(cè)重于基本概念和基礎(chǔ)理論，并輔以所需的數(shù)學(xué)和物理學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。表1列出了具體教學(xué)內(nèi)容和課時(shí)安排。第1章緒論對(duì)課程進(jìn)行概述，簡(jiǎn)要介紹天體力學(xué)的研究?jī)?nèi)容和發(fā)展歷史。第2～3章是針對(duì)非天文專業(yè)學(xué)生缺乏相應(yīng)基礎(chǔ)而安排的數(shù)學(xué)、物理和天文學(xué)方面的基礎(chǔ)知識(shí)。第4～6章是經(jīng)典天體力學(xué)的主要內(nèi)容，也是課程學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。第7章是多體問(wèn)題，重點(diǎn)介紹三體問(wèn)題。第8章主要以地球?yàn)槔榻B天體的形狀與自轉(zhuǎn)理論。教學(xué)內(nèi)容由淺到深、由易到難逐漸遞進(jìn)，便于學(xué)生理解吸收。

國(guó)內(nèi)天體力學(xué)的教材較少，而且由于出版時(shí)間較早現(xiàn)已經(jīng)沒(méi)有再版，如《天體力學(xué)引論》[2]、《天體力學(xué)基礎(chǔ)》[3]。近年來(lái)，也鮮有天體力學(xué)方面的書籍出版。時(shí)間最近的天體力學(xué)書籍是2008年出版的《現(xiàn)代天體力學(xué)導(dǎo)論》[4]，但是該書專業(yè)性較強(qiáng)，主要介紹現(xiàn)代天體力學(xué)的內(nèi)容和代表性研究成果，不適合作為非天文學(xué)專業(yè)本科生的教材。為了滿足課程教學(xué)的需要，課程組在2006年就結(jié)合國(guó)內(nèi)外資料編寫了《天體力學(xué)》講義，內(nèi)容覆蓋了所需的基礎(chǔ)知識(shí)和天體力學(xué)基本理論，并添加在本專業(yè)的一些實(shí)際應(yīng)用案例。經(jīng)過(guò)多年的不斷更新和完善，講義基本具備了出版教材的條件。

四、教學(xué)方法與手段

1.合理利用計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助教學(xué)。信息技術(shù)的發(fā)展及在教育教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，導(dǎo)致了教學(xué)方法和手段的深刻變革，目前多媒體教學(xué)已成為課堂教學(xué)的主流方式。天體力學(xué)涉及不少抽象的天文學(xué)概念和復(fù)雜的空間關(guān)系，同時(shí)也有較多的公式，因此采用板書和多媒體相結(jié)合的方式更利于學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解。對(duì)于一些重要公式的推導(dǎo)采用板書形式，這樣容易引導(dǎo)學(xué)生的思路，增加與學(xué)生的互動(dòng)。對(duì)于抽象的概念和理論，采用圖片、動(dòng)畫和視頻等多媒體資料進(jìn)行講解，不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也有利于他們更好地理解和掌握。例如，第二章中的天球坐標(biāo)系就涉及到天球上的許多點(diǎn)、線、面的概念，以及地平坐標(biāo)系、赤道坐標(biāo)系和黃道坐標(biāo)系等多種天球坐標(biāo)系的定義，采用傳統(tǒng)方法講授這些知識(shí)需要較多課時(shí)。而使用多媒體教學(xué)方式，只需幾幅圖片和一個(gè)動(dòng)畫就可以將這些坐標(biāo)系的定義及相互關(guān)系形象直觀地展現(xiàn)出來(lái)，極大提高了教學(xué)效率。另外，還可以編寫一些程序或運(yùn)用專業(yè)仿真軟件（如STK衛(wèi)星工具箱[5]）對(duì)某些教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行演示，增進(jìn)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，如天體的運(yùn)行軌道模擬、攝動(dòng)力對(duì)軌道的影響等內(nèi)容。

2.理論聯(lián)系實(shí)際，注重培養(yǎng)知識(shí)運(yùn)用能力。天體力學(xué)課程是一門公式多、理論性強(qiáng)、邏輯嚴(yán)密的理論課。但是如果過(guò)多地講授理論和公式推導(dǎo)，學(xué)生聽(tīng)課會(huì)覺(jué)得枯燥無(wú)味，學(xué)習(xí)興趣下降，導(dǎo)致教學(xué)效果不佳。授課過(guò)程中應(yīng)注重理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用的聯(lián)系，特別是增加與本專業(yè)相關(guān)的一些應(yīng)用或者是當(dāng)前的熱點(diǎn)問(wèn)題。例如，講授衛(wèi)星軌道的相關(guān)知識(shí)時(shí)可以介紹嫦娥探月衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì)等實(shí)際問(wèn)題，講授軌道攝動(dòng)問(wèn)題時(shí)可以介紹衛(wèi)星軌道攝動(dòng)在確定地球重力場(chǎng)方面的應(yīng)用。還可以采用案例教學(xué)法對(duì)一些公式較多的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)，例如天體星歷的計(jì)算，給定某實(shí)際天體運(yùn)行軌道的軌道根數(shù)，讓學(xué)生編程計(jì)算該天體在任意時(shí)刻的位置。通過(guò)介紹應(yīng)用案例或者讓學(xué)生自己動(dòng)手解決實(shí)際問(wèn)題，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)對(duì)知識(shí)的理解。

3.利用靈活多樣的考核方式保障課程教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。課程考核是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)和檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的一種手段，是課程教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。為了避免傳統(tǒng)期末考試“一考定成績(jī)”的諸多弊端，本課程采用多元的考核方式，課程成績(jī)由平時(shí)成績(jī)和期末考試成績(jī)兩部分組成，分別占總成績(jī)的45%和55%。平時(shí)考核可采取考勤、作業(yè)、課堂演講與討論、編程實(shí)驗(yàn)等多種形式，對(duì)于全面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況和教師的授課效果非常有效，同時(shí)也可減小學(xué)生對(duì)考試的畏懼心理，避免考前突擊行為。期末考試可采用開(kāi)卷、半開(kāi)卷和閉卷三種形式。開(kāi)卷考試以應(yīng)用題為主，題目覆蓋課程的主要知識(shí)點(diǎn)，但又不能在學(xué)生攜帶的參考資料中找到完整的考題答案，以考察學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。半開(kāi)卷形式則允許學(xué)生考試時(shí)將自己覺(jué)得重要的公式和理論抄寫在一張紙上帶進(jìn)考場(chǎng)，這種方式有利于使學(xué)生理解知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，全面系統(tǒng)地復(fù)習(xí)、歸納和總結(jié)知識(shí)體系。閉卷形式雖然要求學(xué)生不準(zhǔn)攜帶任何資料進(jìn)入考場(chǎng)，但是為了避免學(xué)生對(duì)理論和公式死記硬背，試卷中會(huì)給出可能用到的重要公式，從而引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中著重對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解、分析和運(yùn)用。

五、結(jié)語(yǔ)

《天體力學(xué)》課程專業(yè)性較強(qiáng)，開(kāi)設(shè)該課程的多為天文學(xué)專業(yè)。非天文專業(yè)開(kāi)設(shè)《天體力學(xué)》，無(wú)論是教學(xué)內(nèi)容還是教學(xué)方法，都沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。我院開(kāi)設(shè)該課程已近十年，在課程建設(shè)方面進(jìn)行了一系列教改實(shí)踐，并取得了良好效果。學(xué)生學(xué)習(xí)該課程后掌握了本專業(yè)所需的基本知識(shí)，有的學(xué)生因此喜歡上天文專業(yè)并考取了該專業(yè)的研究生。本文在多年的教學(xué)實(shí)踐基礎(chǔ)上，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段、考核方式等方面總結(jié)了教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，為非天文類的其他相關(guān)專業(yè)開(kāi)設(shè)《天體力學(xué)》課程提供了參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]易照華.天文動(dòng)力學(xué)和天體力學(xué)[J].云南天文臺(tái)臺(tái)刊，2002，（3）：1-8.

[2]易照華.天體力學(xué)引論[M].北京：科學(xué)出版社，1978.

[3]易照華.天體力學(xué)基礎(chǔ)[M].南京：南京大學(xué)出版社，1993.

[4]孫義燧，周濟(jì)林.現(xiàn)代天體力學(xué)導(dǎo)論[M].北京：高等教育出版社，2008.

[5]張文昭，高健.STK衛(wèi)星仿真軟件在天體力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2013，30（2）：118-121.

第7篇：天文學(xué)概念范文

人類知識(shí)體系的形成根植于三種最古老的科學(xué)，即天文學(xué)、數(shù)學(xué)和力學(xué)。這三種科學(xué)之所以古老，原因就在于其直接服務(wù)于先民的生產(chǎn)和生活。如果說(shuō)力學(xué)的產(chǎn)生是人類為從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)而適應(yīng)定居生活的需要的話，那么天文學(xué)則是作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)而存在的。當(dāng)先民擺脫了原始的采集狩獵經(jīng)濟(jì)，而以人工栽培農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)方式為氏族提供有保障的食物來(lái)源的時(shí)候，天文學(xué)就應(yīng)運(yùn)而生了。眾所周知，氣候條件對(duì)于農(nóng)業(yè)的起源具有直接的影響，這意味著原始農(nóng)業(yè)一定首先發(fā)生在寒暑季節(jié)變化分明的緯度地區(qū)，而在這樣的地區(qū)從事農(nóng)耕生產(chǎn)，一年中真正適合播種和收獲的時(shí)間非常有限，有時(shí)甚至只有短短幾天②，顯然，了解并掌握時(shí)間――農(nóng)時(shí)――對(duì)農(nóng)作的豐歉至為關(guān)鍵。因此就農(nóng)業(yè)的起源而言，古人對(duì)于時(shí)間的認(rèn)識(shí)已成為其不可或缺的首要前提。事實(shí)上，沒(méi)有古人對(duì)時(shí)間的掌握便不會(huì)有人工栽培農(nóng)業(yè)的出現(xiàn)，我們不能想象，一個(gè)對(duì)時(shí)間茫然無(wú)知的民族可以創(chuàng)造出發(fā)達(dá)的農(nóng)業(yè)文明，這種情況是根本不可能發(fā)生的。而對(duì)早期先民而言，解決時(shí)間問(wèn)題的唯一方法只能到天上去尋找，這個(gè)工作就是觀象授時(shí)。顯然，原始農(nóng)業(yè)時(shí)間服務(wù)的需要促使天文學(xué)最早發(fā)展了起來(lái)。

為解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所遇到的時(shí)間問(wèn)題，粗略地仰觀天象顯然毫無(wú)意義，人們需要將對(duì)星象的觀測(cè)盡量精確，通過(guò)了解星象的運(yùn)行周期以建立時(shí)間的周期。在這個(gè)使星象觀測(cè)逐漸精確化的過(guò)程中，數(shù)學(xué)知識(shí)及相應(yīng)的計(jì)算工作必須被引入，從而使數(shù)學(xué)作為早期天文學(xué)不可分割的部分同時(shí)得到了發(fā)展。中國(guó)古人素以天數(shù)不分，正是基于這樣的傳統(tǒng)。

在人類創(chuàng)造的三大古典科學(xué)之中，天文學(xué)不僅出現(xiàn)最早，而且具有特殊的價(jià)值。如果說(shuō)這三大古典科學(xué)構(gòu)筑了人類知識(shí)體系的基礎(chǔ)的話，那么天文學(xué)則不僅是這一知識(shí)體系的核心，而且更成為古代制度與思想之淵藪。盡管探索天象的初衷只是為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供準(zhǔn)確的時(shí)間服務(wù)，但隨著人類文明的進(jìn)步，天文學(xué)則對(duì)中國(guó)古代文明與傳統(tǒng)文化的形成產(chǎn)生了深刻影響。具體地說(shuō)，天文學(xué)不僅是古人賴以建立時(shí)空體系的重要手段，而且直接促進(jìn)了傳統(tǒng)政治觀、宗教觀、祭祀觀、禮儀制度、哲學(xué)觀與科學(xué)觀的形成，這些觀念在構(gòu)建中國(guó)傳統(tǒng)文化核心內(nèi)涵的同時(shí)，也形成了獨(dú)具特色的傳統(tǒng)字宙觀，體現(xiàn)了古人對(duì)于天、地、人相互關(guān)系的深刻思考。這意味著如果我們探求中國(guó)文化，就不能不首先研究作為這一文化背景的天文學(xué)及字宙觀。事實(shí)上，如果我們不了解古代的天文學(xué)以及相應(yīng)的宇宙觀，我們就無(wú)法從根本上把握文明誕生和發(fā)展的脈絡(luò)。顯然，天文學(xué)作為中國(guó)傳統(tǒng)文明之源的事實(shí)相當(dāng)清楚。

一、“文明”考原

何謂文明，澄清這一問(wèn)題對(duì)正確認(rèn)識(shí)中國(guó)文化及字宙觀非常重要。文明的誕生源自先民對(duì)于天人關(guān)系的獨(dú)特理解，體現(xiàn)了天文作為文明之源的固有思考?！兑?乾?文言》云：

見(jiàn)龍?jiān)谔铮煜挛拿鳌?/p>

“見(jiàn)龍?jiān)谔铩睘椤肚坟灾哦侈o?？追f達(dá)《正義》：“陽(yáng)氣在田，始生萬(wàn)物，故天下有文章而光明也?！饼埍緸樯瞎艜r(shí)代觀象授時(shí)的重要星象，其由二十八宿東宮七宿中的六宿所組成。每當(dāng)黃昏日沒(méi)后蒼龍之角宿初現(xiàn)于東方的時(shí)候，這一天象便被稱為“見(jiàn)龍?jiān)谔铩?。古人又以東方屬陽(yáng)，故龍星自東方地平線上升起的天象也就是所謂“陽(yáng)氣在田”，而傳統(tǒng)則以陽(yáng)氣主生，所以初民根據(jù)龍星東升天象的觀測(cè)以行農(nóng)事，便會(huì)“始生萬(wàn)物”而享有豐年，終致天下有文章而光明。很明顯，天文作為文明之源的思想于此表述得清楚而明確。

“天下有文章而光明”的思想，其本質(zhì)所強(qiáng)調(diào)的實(shí)為人文之彰著，這里的“文”也就是“文明”之“文”。先民對(duì)于“文”的推崇反映了一種根深蒂固的文化思考與文明傳統(tǒng)。商周古文字的“文”本作，象人形而特彰明其心，所以“文”的原始內(nèi)涵實(shí)相對(duì)于“質(zhì)”，如果說(shuō)“質(zhì)”的思想乃在表現(xiàn)人天生所具有的動(dòng)物的本能，那么“文”顯然已是經(jīng)德養(yǎng)之后所表現(xiàn)的文雅，這種通過(guò)內(nèi)心修養(yǎng)所獲得的文雅自然是對(duì)初民本能之質(zhì)的修飾，這種修養(yǎng)的文雅由內(nèi)而外，以德容的形式彰顯出來(lái)，這便是古人所稱的“文明”的本義。

傳統(tǒng)的文明觀念其實(shí)體現(xiàn)的是初民經(jīng)過(guò)內(nèi)心的德行修養(yǎng)而表現(xiàn)出的文德，從而將人從以質(zhì)為本能的動(dòng)物世界中分離出來(lái)的精神追求，所以“文明”之“文”的義涵就是文德。這種文質(zhì)思想后來(lái)被儒家哲學(xué)所繼承，而在傳統(tǒng)的禮儀制度中則更多地以文武的思想加以闡釋。當(dāng)然，不論文、質(zhì)相對(duì)還是文、武相對(duì)，“文”所具有的文德的本義都是明確的。

文德修養(yǎng)不足，自然不可能彰明顯著，于是文德之修養(yǎng)又關(guān)系到另一個(gè)重要觀念――郁?！拔拿鳌敝拔摹庇凇墩f(shuō)文》別作兩字，一作“文”，訓(xùn)為錯(cuò)畫；一作“踅”，訓(xùn)為堿。許慎的這種做法實(shí)不可取，“文”訓(xùn)錯(cuò)畫實(shí)際乃是其本引申。顯然，“文”、“踅”本為一字，唯作“文”。春秋以前的古文字有“文”而無(wú)“ā保知“ā弊治后起，是為明證?！墩f(shuō)文?有部》：“磁，有文章也。從有，或聲?！倍巫⒈靖摹拔恼隆弊鳌磅秸谩保⒃疲翰附涔哦嘹窕蜃譃橹?。或者戒之隸變。今本《論語(yǔ)》‘郁郁乎文哉’，古多作或或。是以茍或字文若，《宋書》王或字景文?！洞蟠?公冠篇》‘遵并大道鄰或’，鄶或即彬或，謂彬彬或或也。《小雅》‘黍稷或或’，《傳》云：‘或或，茂盛兌?！从絮秸弥x之引申也”。“堿”今通作“郁”，其本義即為文德彰明?！墩撜Z(yǔ)?八佾》引孔子曰：“周監(jiān)于二代，郁郁乎文哉！吾從周?！奔纫?jiàn)文盛德厚則可彰明的思想?！抖Y記?表記》引孔子曰：“虞、夏之質(zhì)，殷、周之文，至矣。虞、夏之文不勝其質(zhì)，殷、周之質(zhì)不勝其文?！敝毂颉队?xùn)纂》引方性夫曰：“加乎虞、夏之質(zhì)，則為上古之洪荒；加乎殷、周之文，則為后世之虛華?！庇?、夏近古，其民始修文德而未郁，故文不掩其質(zhì)。

人何以需要修養(yǎng)文德？因?yàn)槿吮仨氁c動(dòng)物相區(qū)別，這一點(diǎn)在后世的儒家思想中反復(fù)被強(qiáng)調(diào)。然而最早的文德是什么？先民根據(jù)怎樣的標(biāo)準(zhǔn)建立并規(guī)范人類的文德？他們又從觀象授時(shí)的活動(dòng)中體會(huì)出怎樣的樸素德行的認(rèn)知呢？這些思考充分體現(xiàn)了古人對(duì)于天人關(guān)系的理解。

觀象授時(shí)的活動(dòng)使先民首先完成了對(duì)時(shí)間與空間的規(guī)劃，而人們對(duì)時(shí)間的認(rèn)識(shí)則是通過(guò)對(duì)主授農(nóng)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)星象的運(yùn)行變化實(shí)現(xiàn)的，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)星象就是東宮蒼龍星象以及位于其中心部位的大火。初民視龍星及大火之昏見(jiàn)以建時(shí)，久之而不爽，從而形成時(shí)間為信的思想，并由此產(chǎn)生了以信為德的觀念。《禮記?樂(lè)記》：“天則不言而信?！奔创酥^。顯然，誠(chéng)信思想是先民從對(duì)時(shí)間的觀測(cè)與規(guī)劃中感悟并懂得的，人們與時(shí)間雖無(wú)約守，但其每每如期而至，從無(wú)差誤，初民據(jù)此指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，致屢獲豐稔，故時(shí)間便具有了誠(chéng)信不欺的鮮明特點(diǎn)。郭店楚竹書《忠信之道》云：“至信如時(shí)，必至而不結(jié)?！敝v的就是這個(gè)道理。先民以測(cè)影計(jì)時(shí)之圭為瑞信之物，也體現(xiàn)了同樣的思考。而古代盟誓將約守誠(chéng)信之盟辭書寫于玉圭，或又以圭臬贈(zèng)與婦人以顯婦德之忠信，也都是這一思想的反映。事實(shí)上，西周金文所見(jiàn)時(shí)人之道德觀正體現(xiàn)為信與孝，而信更是構(gòu)建孝信之德的基礎(chǔ)。事實(shí)上，在原始思維的背景下，“至信如時(shí)”的思想必然蘊(yùn)育出時(shí)間乃由神靈所司掌的樸素認(rèn)識(shí)，而由此產(chǎn)生的信的本質(zhì)內(nèi)涵也一定體現(xiàn)為人神之間的誠(chéng)信約守。顯然，信的思想不僅源于遠(yuǎn)古的觀象授時(shí)活動(dòng)，而且集中體現(xiàn)了中國(guó)傳統(tǒng)道德觀的核心價(jià)值。這便是“見(jiàn)龍?jiān)谔铩迸c“天下文明”所呈現(xiàn)的因果脈絡(luò)。

以信實(shí)為德而構(gòu)成文明的本質(zhì)內(nèi)涵，這種思想在早期文獻(xiàn)中反映得非常清楚?！渡袝?舜典》云：

日若稽古帝舜，日重華，協(xié)于帝。溶哲文明，溫恭允塞。玄德升聞，乃命以位。

偽孔《傳》：“溶，深；哲，智。舜有深智，文明溫恭之德，信允塞上下?！笨追f達(dá)《正義》：“舜有深智，言其智之深，所知不淺近也。經(jīng)緯天地日文，照臨四方日明。既有深遠(yuǎn)之智，又有文明溫恭之德，信能充實(shí)上下也?！彼撐创玖x。實(shí)“溫恭允塞”四字同在闡釋文明之德的基本內(nèi)涵?！皽亍?，德容也?！对?shī)?秦風(fēng)?小戎》：“言念君子，溫其如玉。”《論語(yǔ)?季氏》：“君子有九思，……色思溫?！笔且浴皽亍奔吹氯荩洫q《詩(shī)》以修德之善之作稱“頌”，“頌”也德容之謂?！肮А?，敬肅也。《禮記?曲禮上》：“是以君子恭敬撙節(jié)退讓以明禮?！笨追f達(dá)《正義》引何胤日：“在貌為恭，在心為敬?！薄霸省?，誠(chéng)信也?！渡袝?堯典》：“允恭克讓?！眰慰住秱鳌罚骸霸?，信也?！眰巍豆盼纳袝?太甲上》：“克終允德。”蔡沈《集傳》：“允，信也?！薄蹲髠?文公十八年》：“明允篤誠(chéng)?！倍蓬A(yù)《集解》：“允，信也。”“塞”，誠(chéng)實(shí)也?！对?shī)?邶風(fēng)?燕燕》：“仲氏任只，其心塞淵?！笨追f達(dá)《正義》：“其心誠(chéng)實(shí)而深遠(yuǎn)?！薄睹献?公孫丑上》：“以直養(yǎng)而無(wú)害，則塞于天地之間。”《詩(shī)?大雅?常武》：“王貓?jiān)嗜??！编嵭豆{》：“允，信也。尚守信自實(shí)滿?！蓖跸戎t《詩(shī)三家義集疏》：“言王道誠(chéng)信充實(shí)?！敝?jīng)文實(shí)言舜有溫恭允塞之德?！渡袝?皋陶謨》論九德而有“愿而恭，直而溫，剛而塞”，偽孔《傳》解云“憨愿而恭恪，行正直而氣溫和，剛斷而實(shí)塞”，實(shí)“塞”即“允塞”，乃言誠(chéng)實(shí)。此與《舜典》所論正合。

德的觀念的產(chǎn)生源自于觀象，這一思想根深蒂固?！兑?大有?彖》云

其德剛健而文明，應(yīng)乎天而時(shí)行，是以元亨。

又《象》云：

火在天上，大有，君子以遏惡揚(yáng)善，順天休命。

王弼《注》：“德應(yīng)于天則行，不失時(shí)矣?！鄙胁皇П玖x。文明來(lái)源于古人對(duì)天象的掌握，觀象以知時(shí)，則文德漸成。天行健而不止，故德剛健而不息，其文彰著，遂有享大祀――元亨――之位?！盎鹪谔焐稀敝盎稹奔礊榇蠡鹦?，乃位于蒼龍星象中心的授時(shí)主星心宿二。古人觀火星以授時(shí)而“大有”，“其德剛健而文明”亦“大有”而享祀，皆所謂“順天休命”，故上九爻辭言“白天祜之”。文明源白天文，于此表述得同樣明晰。

人類以修養(yǎng)文德而彰明，而社會(huì)則得有制度的建設(shè)而彰明，事實(shí)上，文德與制度的形成皆有賴于一個(gè)根本工作，這就是觀象授時(shí)?！耙?jiàn)龍?jiān)谔铩彼尸F(xiàn)的是蒼龍星象的起始宿角宿昏見(jiàn)于東方地平之上的天象，這既是新的農(nóng)作周期開(kāi)始的標(biāo)志，當(dāng)然也體現(xiàn)著先民對(duì)于空間與時(shí)間的規(guī)劃。事實(shí)上，人類知識(shí)體系的形成是從他們對(duì)空間與時(shí)間有意識(shí)地規(guī)劃開(kāi)始的，而在時(shí)空體系完善的基礎(chǔ)之上，一切人文制度及形上思想才可能最終建立?！抖Y記?大傳》云：

立權(quán)度量，考文章，改正朔，易服色，殊徽號(hào)，異器械，別衣服。此其所得與民變革者也。

鄭玄《注》：“文章，禮法也?！奔匆浴拔恼隆彼詾槎Y儀制度?！蹲髠?隱公五年》云：

昭文章，明貴賤，辨等列，順少長(zhǎng)，習(xí)威儀也。

杜預(yù)《集解》謂“文章”日：“車服旌旗?！苯砸晕恼聻槎Y儀典章，其屬人文制度自明。人文制度包括一系列的禮樂(lè)制度與典章制度，這不僅是人類社會(huì)區(qū)別于動(dòng)物世界的重要標(biāo)志，而且也同德行觀念的推行一樣，是維系社會(huì)正常秩序的根本保證，故光大昭明，可見(jiàn)其與野蠻的不同。

毋庸置疑，中國(guó)古人對(duì)文明的闡釋充分體現(xiàn)了中國(guó)文化的獨(dú)有特點(diǎn)，其所強(qiáng)調(diào)的其實(shí)是“文”字所具有的形上思想與制度義涵，而相關(guān)思想與制度的形成則直接導(dǎo)源于觀象授時(shí)以及先民對(duì)于天人關(guān)系的思考。物質(zhì)的創(chuàng)造盡管可以滿足先民生活的需要，但以器載道，借器物以完成思想的表達(dá)及制度的昭明才是他們追求的根本目的。很明顯，基于天文作為文明之源的事實(shí)，對(duì)于早期文明與文明史的研究而言，僅僅關(guān)注物質(zhì)文明而忽略上古形上思想與禮儀制度的探索是極不全面的，忽略對(duì)上古天文學(xué)與字宇宙觀的探索同樣也難中肯綮。

二、“文化”考原

中國(guó)古代天文與人文的關(guān)系問(wèn)題始終是中國(guó)文化的根本問(wèn)題，先民對(duì)這一問(wèn)題的思考和論述精審而深刻?！兑?責(zé)?彖》云：

剛?cè)峤诲e(cuò)，天文也。文明以止，人文也。關(guān)乎天文，以察時(shí)變。關(guān)乎人文，以化成天下。

王弼《注》：“觀天之文則時(shí)變可知也，觀人之文則化成可為也?！薄拔拿鳌敝拔摹彼w現(xiàn)的由人之心齋而致文雅，到社會(huì)制度的完善而有秩序，都呈現(xiàn)出郁郁乎文的彰著。這使“文”具有了堿文的本訓(xùn)。人有文德則德容昭顯，其猶以文繪飾之而掩其質(zhì)：社會(huì)有制度禮儀則秩序井然，其猶以文繪飾而掩其野。故“文”又引申有錯(cuò)畫之訓(xùn)，此即《彖傳》所謂“天文”、“人文”之義。對(duì)天之繪飾錯(cuò)畫即為天文，其本指天上由不同星辰所組成的圖像：而對(duì)人類社會(huì)之繪飾錯(cuò)畫則為人文，所指乃人之形上思想與社會(huì)制度?？追f達(dá)《正義》：“言圣人觀察人文，則《詩(shī)》、《書》、《禮》、《樂(lè)》之謂，當(dāng)法此教而化成天下也?！彼撾m不全面，然尚得人文之旨。

“剛?cè)峤诲e(cuò)”意即陰陽(yáng)迭運(yùn)，其所描述的是天文星象的回天變化。星象之運(yùn)行時(shí)刻在變，或東升西落，或天淵兩別，這種星象運(yùn)行的位置變化不僅可以象征陰陽(yáng)的變化，同時(shí)更預(yù)示著時(shí)間的變化。古人以“剛?cè)帷北硎鲫庩?yáng)，既有時(shí)間的意義，也有空間的意義，而天象的特征乃在于變，這一點(diǎn)恰好可以借助陰陽(yáng)思想而加以表現(xiàn)。故先民觀測(cè)天象，其目的即重在掌握其變化規(guī)律，唯知其變，時(shí)間系統(tǒng)才可能建立。而與隨時(shí)變化的天象不同，“文明以止”之“止”則在強(qiáng)調(diào)思想與制度的相對(duì)不變。如果說(shuō)變是天象的基本特征，那么因人文制度與思想觀念重在傳承，其所表現(xiàn)的必然是恒守不移的不變傳統(tǒng)。因此對(duì)于制度與思想而言，古人更怕其變，而希望其不變，如此才能完成對(duì)人類創(chuàng)造的一切知識(shí)、思想與制度的有序繼承。天文不變則無(wú)以知時(shí)，人文若變則無(wú)以成傳統(tǒng)?！兑讉鳌芬宰兣c不變的對(duì)比，準(zhǔn)確地闡釋了天文與人文的本質(zhì)特征，這對(duì)客觀理解上古文明是極為重要的。顯然，先民求天文之變以建立時(shí)間，求人文之不變以形成傳統(tǒng)，這些思想既體現(xiàn)了天文作為文明之源的思考，也揭示了天文與人文的本質(zhì)內(nèi)涵。

源于天文的人文制度與思想的形成，由于其內(nèi)涵不同于天文所具有的時(shí)間意義，而重在強(qiáng)調(diào)人及社會(huì)之郁文，因此其作用則在于“化成天下”。這里的“化”意即以文明或人文教化，實(shí)際也就是以文治化，這當(dāng)然涉及了古人對(duì)“文化”的理解。

是故先王之制禮樂(lè)也，非以極口腹耳目之欲也，將以教民平好惡而反人道之正也?！枪示臃辞橐院推渲?，比類以成其行。轟聲亂色不留聰明，樂(lè)慝禮不接心術(shù)，惰慢邪辟之氣不設(shè)于身體，使耳目鼻口心知百體皆由順正以行其義。

即在強(qiáng)調(diào)人之身體與思想都須以順正之方向行乎道德，這便是“化”字以正人之象以喻德化的本旨。《荀子?正論》：“堯、舜，至天下之善教化者也，南面而聽(tīng)天下，生民之屬莫不振動(dòng)從服以化順之?！蓖瑯颖磉_(dá)了教化以順正的思想。德化實(shí)在于端正人心，端正之心即為化成以正人。故“化”字所體現(xiàn)的文治教化的本義極為鮮明。而《易傳》以人文化成天下，表述的正是這一思想。

準(zhǔn)此可知，古人所謂之文化同文明一樣，也不是指人類技術(shù)的進(jìn)步與物質(zhì)的豐足，而在強(qiáng)調(diào)文德教化之尚德追求?！墩f(shuō)苑?指武》：“圣人之治天下也，先文德而后武力。凡武之興，為不服也，文化不改，然后加誅。夫下愚不移，純德之所不能化，而后武力加焉。”所言“文化”本即以文德教化為義甚明?！段倪x?束廣微補(bǔ)亡詩(shī)由儀》：“文化內(nèi)輯，武功外悠。”李善《注》：“言以文化輯和于內(nèi)，用武德加于外遠(yuǎn)也。”其以文化與武功相對(duì)，以文德與武德并舉，以內(nèi)和以外遠(yuǎn)互稱，皆明文化本即以文德治化于心，此文明、文治之謂也。

三、中國(guó)原始文明的基本內(nèi)涵

中國(guó)的傳統(tǒng)文明體現(xiàn)著一種獨(dú)具特色的字宙觀。我們所說(shuō)的廣義的宇宙觀是指中國(guó)古代先民對(duì)于天、地、人之間相互關(guān)系的獨(dú)特思考，這種思考雖然源出于一種最樸素的觀象活動(dòng)，但卻是以古人對(duì)于時(shí)空的規(guī)劃、政治制度與宗教觀念的形成、祭祀及典章制度的完善，以及哲學(xué)思辨與科學(xué)證認(rèn)的形式呈現(xiàn)的，顯示出天文對(duì)于人文的深刻影響。

東西方文明的本質(zhì)差異即在于兩種字宙觀的不同。中國(guó)傳統(tǒng)的字宙觀博大而包容，和而不同，這個(gè)特點(diǎn)不僅來(lái)自于古人對(duì)于天人關(guān)系的認(rèn)識(shí)，而且也造就了獨(dú)具特色的傳統(tǒng)文明。很明顯，對(duì)中國(guó)上古文明的研究不可以拋棄其賴以建立的宇宙觀背景。

中國(guó)原始文明的誕生是從初民有意識(shí)地對(duì)空間與時(shí)間的規(guī)劃開(kāi)始的，事實(shí)上在他們創(chuàng)造出獨(dú)具特色的時(shí)空知識(shí)體系的同時(shí)，也完成了對(duì)時(shí)空關(guān)系的思考，而時(shí)空體系的建立以及時(shí)空關(guān)系的思考都必須基于相應(yīng)的天文觀測(cè)才可能完成。中國(guó)傳統(tǒng)的時(shí)空關(guān)系表現(xiàn)為空間決定時(shí)間，這不僅意味著辨方正位成為一切用事的基礎(chǔ)，從而決定了古人對(duì)于子午線的重視以及諸如都邑、塋域等的方正布局，而且對(duì)于傳統(tǒng)文化中有關(guān)時(shí)空問(wèn)題的理解，也都需要首先建立這種時(shí)空關(guān)系的背景。先民通過(guò)對(duì)時(shí)空的規(guī)劃建立起一整套有關(guān)空間、時(shí)間的基本概念及表現(xiàn)形式，而且將時(shí)空體系與陰陽(yáng)哲學(xué)彼此結(jié)合，建構(gòu)了獨(dú)具特色的文化傳統(tǒng)。

陰陽(yáng)的思辨雖然是對(duì)萬(wàn)物生養(yǎng)原因的哲學(xué)解釋，但其本質(zhì)卻同觀象授時(shí)的工作一樣重在祈生，這使以觀象為基礎(chǔ)的時(shí)間體系成為表述陰陽(yáng)的最理想的形式，從而形成傳統(tǒng)的陰陽(yáng)合歷以及以陰陽(yáng)為核心的時(shí)空傳統(tǒng)與原始宗教傳統(tǒng)。

空間方位的精確辨正顯然得益于染表的發(fā)明，這種天文儀器的出現(xiàn)成為天文觀測(cè)精確化的必然結(jié)果。在中國(guó)傳統(tǒng)的五方觀念中，中的位置不僅是立表的位置，而且在早期文明社會(huì)，立表的活動(dòng)由于被統(tǒng)治者所壟斷，從而導(dǎo)致時(shí)空體系、政治制度與宗教思想的結(jié)合，使居中而治的傳統(tǒng)政治觀逐漸形成。

上古王權(quán)的基礎(chǔ)當(dāng)然在于對(duì)觀象授時(shí)的掌握，由此則逐漸發(fā)展出君權(quán)天授的政治思想。因此根據(jù)傳統(tǒng)的政治觀，人君治民實(shí)受天命而為，故其配帝在下，所居之位也必依近于天?！兑葜軙?度邑》言武王治民作邑“其惟依天”，何尊謂武王定天保而直告于天，且宅中域以義民，都體現(xiàn)了這一根本思想⑨。古人以為，授命之帝居于天之中央――北極，則人王若要依天而立政，就必須居于地之中央。故王庭的選建首先就要解決以圭表求測(cè)地中的問(wèn)題⑩，從而形成以地中為中心的中域、中土、中國(guó)、中原的政治地理概念，以及相應(yīng)的居中而治的傳統(tǒng)政治觀?！墩撜Z(yǔ)?堯日》：“天之歷數(shù)在爾躬，允執(zhí)其中。”即是這種觀念的反映。

王庭選建于天地之中意味著建筑于觀象授時(shí)基礎(chǔ)上的政教合一的王權(quán)具有了政治和宗教上的合法性，所以，居于中央的王庭對(duì)四方的統(tǒng)治必須通過(guò)于王庭所在的內(nèi)服周圍分封諸侯而實(shí)現(xiàn)。外服諸侯所建立的實(shí)體為“國(guó)”，而由王庭及其所統(tǒng)御的侯國(guó)所形成的內(nèi)外服政治實(shí)體則稱為“邦”，國(guó)對(duì)于中央王庭首先具有的就是拱衛(wèi)的義務(wù)，同時(shí)通過(guò)貢納的形式以表現(xiàn)其對(duì)王庭的臣服。西周大盂鼎稱武王嗣文王之業(yè)而“作邦”，即此之謂。而外服侯國(guó)以外的“方”則對(duì)王庭時(shí)叛時(shí)服，所以王所巡守之邦本及四國(guó)――四方之諸侯國(guó)，形成早期家天下王朝的基本政治格局。而王更以耀德使四方荒服之“方”歸附賓服，形成更廣大的內(nèi)外服政治實(shí)體。西周昭王世之作冊(cè)令方彝銘云周舍命于“三事四方”，即是這種政治格局的真實(shí)反映。

由立表測(cè)影而產(chǎn)生的“中”的觀念事實(shí)上包括三方面的內(nèi)涵。其一，因立表測(cè)定空間方位所獲得的“中”具有“中央”的內(nèi)涵，這是居中而治的傳統(tǒng)政治觀的基礎(chǔ)，對(duì)中國(guó)傳統(tǒng)政治制度及都邑制度的形成具有深刻的影響。其二，立表測(cè)影的工作必須以校正表的垂直為前提，由此獲得的“中”則具有“中正”的內(nèi)涵，從而直接影響著“中庸”哲學(xué)觀的形成。其三，表所居的位置在中央，其又以中正的狀態(tài)呈現(xiàn)，這個(gè)位置顯然是最為和諧且不偏不倚的，由此又引申出“中和”的內(nèi)涵，從而使“中”最終具有了陰陽(yáng)哲學(xué)的義涵。

由于觀象授時(shí)的工作始終為統(tǒng)治者所壟斷，這使天文學(xué)從其誕生的那天起即具有了強(qiáng)烈的政治傾向。很明顯，在生產(chǎn)力水平相當(dāng)?shù)拖碌倪h(yuǎn)古社會(huì)，如果有人通過(guò)自己的智慧與實(shí)踐掌握了在多數(shù)人看來(lái)神秘莫測(cè)的天象規(guī)律，并通過(guò)敬授人時(shí)維系著氏族的生存，那么這種知識(shí)本身也就具有了權(quán)力的意義。事實(shí)上，當(dāng)觀象授時(shí)作為王權(quán)政治的基礎(chǔ)存在的時(shí)候，人王的權(quán)力源于天授的認(rèn)知便自然產(chǎn)生了。基于這樣的認(rèn)知，至上神上帝開(kāi)始被創(chuàng)造，帝廷組織得以建構(gòu)，帝與人王的直接血緣關(guān)系得到確認(rèn)，以祖配天的觀念由此形成，進(jìn)而對(duì)天地、天象、祖先、社稷的祭祀及相應(yīng)的典章制度與禮器制度，以及有關(guān)陰陽(yáng)、刑德的哲學(xué)思考相伴而出現(xiàn)。不僅如此，政治觀的形成必須創(chuàng)造出王權(quán)的象征形象，而龍星以其授時(shí)主星的地位具有了這種資格。畿服的規(guī)劃與王庭的建制必須體現(xiàn)出尊卑的差異，古人對(duì)于時(shí)空的認(rèn)識(shí)最終解決了這個(gè)問(wèn)題。人居于天地之間如何才能合于天地之道而永續(xù)恒久，這種思考使先民選擇了順時(shí)施政的用事法則。而宗教觀的建立則又需要首先確定上帝的居所以及帝與人王的關(guān)系，于是有關(guān)天極、極星、璇璣的認(rèn)識(shí)相繼完成，而在確立帝作為天子嫡系祖先的同時(shí)，也創(chuàng)造出了帝的世俗形象。顯然，天文學(xué)不僅導(dǎo)致了君權(quán)神授、天命觀念的形成，而且直接關(guān)系到原始宗教觀、古代祭祀制度及禮儀制度的建立。而就古典哲學(xué)而言，如果說(shuō)儒家哲學(xué)的天命、中庸、道德等核心思想乃是對(duì)傳統(tǒng)宇宙觀的繼承的話，那么道家的思辨哲學(xué)簡(jiǎn)直就是借助天文學(xué)的研究完成的⑩。

第8篇：天文學(xué)概念范文

美國(guó)宇航員帶來(lái)最新的好消息是，發(fā)現(xiàn)了大小與地球相似的星球圍著一顆與太陽(yáng)相似的大星球運(yùn)轉(zhuǎn)。而且，一下發(fā)現(xiàn)了兩顆！這兩顆星球被稱為Kepler20f和20e，近距離圍著它們的太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)，星球表面溫度可能高達(dá)800攝氏度。這個(gè)發(fā)現(xiàn)是朝搜尋能支持生命的星球邁出的重要一步，因?yàn)轭愃铺?yáng)系地球圍繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的星系現(xiàn)在已經(jīng)被證明是存在的。

畢竟地球不過(guò)是普普通通的一顆行星，圍繞著太陽(yáng)這顆普普通通的恒星運(yùn)轉(zhuǎn)，而宇宙又是如此浩瀚―像太陽(yáng)一樣的恒星僅銀河系中就有上千億顆，更不用說(shuō)銀河系這樣的星系在宇宙中還有上千億個(gè)了。如果只有地球存在文明，那未免也太浪費(fèi)了。

監(jiān)聽(tīng)外星人

那么，宇宙中到底存在多少外星文明？1961年，美國(guó)天文學(xué)家弗蘭克?德雷克提出了一個(gè)后來(lái)以他名字命名的公式，試圖估算銀河系內(nèi)掌握無(wú)線電技術(shù)的外星文明的數(shù)量。按照他的公式，有能力與我們進(jìn)行星際通訊的外星文明的數(shù)量跟諸多不確定因素有關(guān)，包括銀河系里恒星的數(shù)目、恒星擁有行星的概率、行星適宜生命生存的概率、宜居行星上誕生生命的概率、生命演化出智慧的概率、智慧生命發(fā)展出無(wú)線電通訊的概率，以及這樣的文明向外發(fā)出可探測(cè)電波的平均時(shí)間。

之所以強(qiáng)調(diào)“掌握無(wú)線電技術(shù)”，不光是因?yàn)楫?dāng)時(shí)這是人類掌握的速度最快的星際信息傳遞方式（其實(shí)現(xiàn)在也仍是如此），更是因?yàn)榈吕卓颂岢鲞@一公式的初衷：不是為了純粹從理論上估算外星文明的數(shù)量，而是要實(shí)實(shí)在在地為尋找外星文明的首次嘗試提供一個(gè)具體的目標(biāo)。就在提出這一公式的一年之前，德雷克利用美國(guó)綠岸天文臺(tái)巨大的射電望遠(yuǎn)鏡（本質(zhì)上就是無(wú)線電天線），嘗試在其他恒星周圍搜尋智慧生命發(fā)出的無(wú)線電信號(hào)，史稱“奧茲瑪”計(jì)劃。

德雷克的“奧茲瑪”計(jì)劃沒(méi)有收到任何來(lái)自外星人的信號(hào)，但搜尋地外智慧文明的SETI計(jì)劃卻由此鋪開(kāi)，時(shí)斷時(shí)續(xù)一直持續(xù)至今。如今，五十多年過(guò)去了，SETI計(jì)劃仍然一無(wú)所獲。德雷克本人對(duì)此并未灰心喪氣，因?yàn)樵谒磥?lái)，尚未截獲外星人“電報(bào)”是正常的，我們監(jiān)聽(tīng)的恒星還不夠多！

根據(jù)德雷克自己提出的方程式，他估計(jì)銀河系內(nèi)現(xiàn)存擁有無(wú)線電通訊能力的智慧文明大約有10000個(gè)。按照這個(gè)看似相對(duì)保守的估計(jì)，銀河系內(nèi)的上千億顆恒星之中，平均每千萬(wàn)顆恒星才擁有一個(gè)這樣的文明。換句話說(shuō)，想要能夠比較有把握地截獲外星人發(fā)出的訊號(hào)，我們至少得掃描上千萬(wàn)顆恒星才行―而天文學(xué)家迄今為止監(jiān)聽(tīng)過(guò)的恒星，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到這一數(shù)量。

不過(guò)，在2010年紀(jì)念“奧茲瑪”計(jì)劃50周年的儀式上，德雷克對(duì)SETI計(jì)劃的未來(lái)表示樂(lè)觀。天文學(xué)家監(jiān)聽(tīng)無(wú)線電信號(hào)的技術(shù)與當(dāng)年相比早已不可同日而語(yǔ)。在紀(jì)念儀式上，德雷克重新操作那臺(tái)射電望遠(yuǎn)鏡，短短數(shù)秒就重復(fù)了當(dāng)年好幾個(gè)月才能完成的監(jiān)聽(tīng)。再加上計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理速度的大幅提升，從事SETI項(xiàng)目的天文學(xué)家預(yù)期，未來(lái)二三十年內(nèi)他們監(jiān)聽(tīng)的恒星數(shù)量就將達(dá)到千萬(wàn)顆量級(jí)。

因此，天文學(xué)家或許有較大把握，能夠在未來(lái)二三十年內(nèi)，接收到來(lái)自外星人的無(wú)線電信號(hào)，從而獲得確鑿的第一手證據(jù)，表明我們?cè)谟钪嬷胁⒉还陋?dú)。但也有可能，在監(jiān)聽(tīng)了千萬(wàn)顆恒星之后，外星文明依舊對(duì)我們保持著可怕的無(wú)線電靜默。果真如此的話， SETI計(jì)劃或許就永遠(yuǎn)截獲不到外星人的“電報(bào)”了?？赡苁俏覀儽O(jiān)聽(tīng)的方式不對(duì)，也可能德雷克的估計(jì)太過(guò)樂(lè)觀―銀河系中技術(shù)文明的數(shù)量極為罕見(jiàn)，甚至我們真的是孤獨(dú)的。

尋找“螢火蟲(chóng)”

事實(shí)上，德雷克估計(jì)錯(cuò)誤的可能性相當(dāng)大。他的公式剛被提出時(shí)，其中的每一個(gè)因素，確切數(shù)值幾乎都無(wú)法確定，因此他的估計(jì)比憑空猜測(cè)好不了多少。不過(guò)，在五十多年后的今天，天文學(xué)家起碼已經(jīng)確定銀河系中擁有千億顆恒星。而現(xiàn)在，他們正在努力尋找太陽(yáng)系外可能適宜生命生存的行星。他們的“秘密武器”，是2009年發(fā)射升空的開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡。

我們知道，行星本身是不發(fā)光的，只能反射來(lái)自恒星的光芒，因此兩者在亮度上差異懸殊。如果把恒星比作強(qiáng)光探照燈，行星最多只能算是螢火蟲(chóng)，還是緊貼在探照燈燈罩上環(huán)繞它飛行的螢火蟲(chóng)。于是，尋找外星文明可能落腳的行星，就類似于遙望探照燈光，去確定那里有沒(méi)有螢火蟲(chóng)在飛舞。

顯然，想用望遠(yuǎn)鏡直接看到那些螢火蟲(chóng)是不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)槲灮鹬鈺?huì)被探照燈耀眼的光亮所淹沒(méi)。不過(guò)有些時(shí)候，螢火蟲(chóng)也會(huì)從探照燈前方飛過(guò)，小小的身影會(huì)短暫遮擋部分探照燈的光芒。在遠(yuǎn)處觀察的我們，就會(huì)發(fā)現(xiàn)探照燈的燈光突然暗了一下―雖然幅度極小，卻足以令我們察覺(jué)到了。

行星圍繞恒星公轉(zhuǎn)的軌道，要比螢火蟲(chóng)的飛行路線規(guī)則得多，因此這樣的現(xiàn)象會(huì)周期性出現(xiàn)。開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡就是用這種方法來(lái)尋找外星行星的。自2009年升空以來(lái)，它便一刻不停地監(jiān)測(cè)著大約15萬(wàn)顆恒星，記錄它們亮度上的細(xì)微變化。如果觀察到某顆恒星出現(xiàn)周期性的星光變暗，至少觀察到4次之后，便可以確定那里存在一顆我們看不見(jiàn)的行星。

然而，找到了外星行星也還是不夠的。行星是否適宜生命生存，要看它距離恒星是否恰到好處―距離太近，行星就會(huì)過(guò)熱，水會(huì)被徹底蒸干；距離太近，行星則會(huì)太冷，水會(huì)被完全凍結(jié)。每顆恒星周圍都存在這樣一個(gè)既不太近，也不太遠(yuǎn)的區(qū)域，被稱為“宜居帶”。只有在宜居帶內(nèi)環(huán)繞恒星公轉(zhuǎn)的行星，液態(tài)水才有機(jī)會(huì)在它的表面長(zhǎng)期存在，類似我們這樣的生命也才有機(jī)會(huì)在那里誕生、繁衍和演化。

去年12月5日，開(kāi)普勒任務(wù)組宣布，他們首次在另一顆恒星的宜居帶中找到了一顆行星。這顆行星被稱為開(kāi)普勒-22b，距離地球大約600光年，圍繞母星公轉(zhuǎn)一圈需要290天。它的半徑僅有地球的大約2.4倍，是迄今為止在宜居帶中找到的外星行星中體積最小的一顆。不過(guò)，天文學(xué)家仍然無(wú)法確定，開(kāi)普勒-22b就一定適宜生命生存，因?yàn)槌说胶阈堑木嚯x以外，其他因素也會(huì)影響行星是否宜居，比如行星的大小。

相對(duì)于地球而言，開(kāi)普勒-22b還是稍大了一些，體積超過(guò)地球10倍以上。這么大的行星，天文學(xué)家無(wú)法確定它是否像地球一樣，是一顆主要由巖石構(gòu)成的固態(tài)星球。如果它更像是太陽(yáng)系里的天王星和海王星，我們?nèi)祟惢蛘哳愃频纳銦o(wú)法在那里“立足”，因?yàn)槟菢拥男乔蛑饕蓺怏w構(gòu)成，根本不存在陸地和海洋這種概念。只有體積與地球類似，甚至更小的行星，天文學(xué)家才能斷言它們是類地行星，擁有固體的表面。

就在半個(gè)月后，即12月20日，開(kāi)普勒任務(wù)組再次宣布，他們找到了這樣的行星，而且找到了兩顆！這兩顆行星圍繞距離地球約950光年的同一顆恒星運(yùn)轉(zhuǎn)，其中開(kāi)普勒-20e比金星略小，半徑是地球的0.87倍，開(kāi)普勒-20f則比地球略大，半徑是地球的1.03倍。不過(guò)可惜的是，這兩顆確鑿無(wú)疑的類地行星，都不在恒星的宜居帶中，不適宜我們這樣的生命生存。

上帝擲骰子？

這兩項(xiàng)發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是對(duì)于開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡來(lái)說(shuō)，還是對(duì)于人類尋找外星文明的歷程來(lái)講，都具有里程碑式的意義，因?yàn)榫嚯x真正找到一顆適宜生存的類地行星似乎只有一步之遙了。不過(guò)，找到這樣一顆行星并不是天文學(xué)家把開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡送入太空的首要目的。通過(guò)對(duì)這15萬(wàn)顆恒星的小規(guī)模抽樣調(diào)查，天文學(xué)家想弄清楚銀河系中有多少恒星擁有行星，又有多少行星宜居。迄今為止，開(kāi)普勒在這些恒星周圍共發(fā)現(xiàn)2326顆疑似行星的候選者，其中有48顆可能位于“宜居帶”中。盡管還有待進(jìn)一步證實(shí)，但這一數(shù)字意味著，大約10%的恒星都有行星在其宜居帶中環(huán)繞它們運(yùn)轉(zhuǎn)。換句話說(shuō)，德雷克公式中的第二和第三項(xiàng)因素，未來(lái)幾年內(nèi)將被確定下來(lái)，恒星周圍擁有宜居行星的概率很可能不低。

可是，如果適宜生命的環(huán)境在銀河系內(nèi)相當(dāng)普遍，那么“他們?cè)谀睦铩蹦?？這是諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主、大物理學(xué)家恩里科?費(fèi)米在1950年，在德雷克啟動(dòng)外星文明搜尋計(jì)劃的10年之前，就提出的一個(gè)問(wèn)題。他問(wèn)的，不是地球以外生命存在于何處，而是外星智慧生命為何沒(méi)有造訪過(guò)地球―或者說(shuō)，為什么我們找不到他們來(lái)過(guò)地球的可靠證據(jù)。

畢竟，就算以人類目前慢如蝸牛的飛行速度展開(kāi)宇宙大航海時(shí)代，也只需要500萬(wàn)到5000萬(wàn)年就能殖民整個(gè)銀河系。雖然看似漫長(zhǎng)，但跟宇宙上百億年的歷史相比，這不過(guò)是轉(zhuǎn)瞬之間。更何況，人類文明短短幾千年就發(fā)展到如今這個(gè)地步，如果有智慧文明在技術(shù)上領(lǐng)先我們上萬(wàn)乃至上億年，他們?yōu)槭裁催€沒(méi)有占領(lǐng)我們的地球呢？

這個(gè)問(wèn)題的答案，可能就隱藏在德雷克公式的后一半因素之中―即使環(huán)境適宜，生命的誕生也堪稱奇跡；即使生命出現(xiàn)，演化出智慧或許也極為罕見(jiàn)；即使智慧出現(xiàn)，發(fā)展出技術(shù)文明的或許也只有鳳毛麟角；又或許，技術(shù)文明并不罕見(jiàn)，但它們都如曇花一現(xiàn)，沒(méi)能存活多久便煙消云散了。

對(duì)于這些因素，科學(xué)家仍擺脫不了“基本靠蒙”的尷尬境地。但對(duì)于外星文明的搜尋、對(duì)于太陽(yáng)系外宜居類地行星的探索，能讓我們更清楚地認(rèn)識(shí)到，人類文明的出現(xiàn)即使是在浩瀚的宇宙之中，可能也是一個(gè)并不多見(jiàn)的奇跡。我們或許終將找到外星文明，或者證明自己確實(shí)是孤獨(dú)的―如果在此之前，人類文明還沒(méi)來(lái)得及消亡的話。

第9篇：天文學(xué)概念范文

時(shí)空，時(shí)間與空間的簡(jiǎn)略集合名詞。是力學(xué)、物理學(xué)、天文學(xué)和哲學(xué)的基本概念。

在力學(xué)和物理學(xué)中，這些概念是從對(duì)物體及其運(yùn)動(dòng)和相互作用的測(cè)量和描述中抽象出來(lái)的；涉及物體及運(yùn)動(dòng)和相互作用的廣延性和持續(xù)性。

哲學(xué)上，空間和時(shí)間的依存關(guān)系表達(dá)著事物的演化秩序。涉及的發(fā)散性概念有周易里的“乾坤”，道家的“道”以及孔孟之道的大成智慧。

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