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中國古代天文學與歐洲天文學的發展

中國是世界上天文學起步最早、發展最快的國家之壹。天文學也是中國古代最發達的四大自然科學之壹。其他包括農學、醫學和數學。天文學多次創新出優秀的歷法、驚人的發明和見解深刻的世界觀,這些都在世界天文學發展史上占有重要地位。

中國古代天文學從原始社會開始萌芽。公元前24世紀的帝堯時代,設置了專職文官,專門“觀象、擇時”。早在仰韶文化時期,人們就描繪了太陽的光芒四射的形象,然後記錄了太陽上的變化,描繪了太陽邊緣大如彈丸、呈傾斜狀的黑子。

在16世紀之前,歐洲的天文學發展非常緩慢,從2世紀到16世紀的1000多年裏幾乎處於停滯狀態。這壹時期,中國天文學穩步發展,取得了輝煌的成就。中國古代天文學的成就大致可以概括為三個方面,即天文觀測、儀器制造和歷法編制。

中國最早的天文觀測可以追溯到幾千年前。無論是太陽、月亮、行星、彗星、新星、恒星、日食、月食、太陽黑子、日珥、流星雨等罕見現象,都有漫長而豐富的記錄,觀察細致,記錄準確,描述詳細,水平很高,達到了令今天的人們驚嘆的程度。這些記錄仍然具有很高的科學價值。河南安陽出土的殷墟甲骨文中有豐富的天象記錄。這說明早在公元前14世紀,我們祖先的天文學就已經很發達了。舉世公認,中國擁有世界上最早、最完整的天文記錄。中國是歐洲文藝復興之前最精確的天文現象觀測者和最好的記錄保存者。

在中國古代,我們也為天文儀器的創造做出了傑出的貢獻,創造性地設計和制造了多種精美的觀測和測量儀器。中國最古老、最簡單的天文儀器是土規,也叫鬼表。它是用來測量太陽影子的長度的,無法考證它最初是什麽時候產生的。

此外,西漢落下閎改變了我國古代測量天體位置的主要儀器渾儀,幾乎歷代都有改進。東漢的張衡創造了世界上第壹頭以水利為動力的大象。元代郭守敬先後創制和改進了簡易儀、高表、倒儀等10多種天文儀器。

古人勤於觀察日、月、星的位置及其變化。主要目的是通過觀察這類天文現象來掌握它們的規律性,從而確定四季,編制歷法,為生產生活服務。我國古代歷法不僅包括節氣的計算、每月天數的分配、月份和閏月的安排等。,還包括許多天文內容,如日月食的發生時間和可見情況的計算和預測,五大行星位置的計算和預測。壹方面說明中國古代對天文學和天象的重視,同時這類天象也是驗證歷法準確性的重要手段之壹。確定回歸年的長度是歷法的基礎。我國古代歷法特別重視冬季至日的節氣,準確測算出連續兩個冬季至日的時間,兩者之間的時間間隔為壹個回歸年。

根據觀測結果,歷法在中國古代被改進了數百次。公元1280年郭守敬編制的《役歷》,經過三年多二百次的測算,采用365.2425天作為壹個回歸年的長度。這個數值和現在世界上通行的公歷是壹樣的,而郭守敬在六七百年前就能測得這麽準,比歐洲的公歷早了300年,確實了不起。

包括天文學在內的現代自然科學的大發展,最早始於歐洲文藝復興時期。文藝復興時期大致為14世紀至16世紀,大致相當於我國明初至萬歷時期。中國的天文歷史學家認為,在這200年間,中國天文學的主要進展至少可以列舉如下:翻譯阿拉伯和歐洲的天文事件;在1405-1432的20多年間,鄭和多次率領船隊出國,在大洋航行中利用“持星”為海洋天文學的發展做出了貢獻。壹些特殊的天文現象被仔細觀測到,比如1572的“道格客星”和1604的“尾客星”,這是兩顆罕見的超新星。

當我們的祖先還生活在吃血喝血的時代,他們就已經懂得按照大自然安排的“作息時間”作息。太陽東升西落的反復運動,形成了最基本的時間概念——“日”,產生了最基本的時間單位——“日”。商代前後,古人有了將壹天大致分為黎明、清晨、正午、午後、午後、黃昏、夜晚的概念。漏壺發明後,人們通常把壹天的時間分成壹百分鐘。夏季至日前後,“晝長六十分,夜短四十分”;冬天的至日周圍,“晝短四十分,夜長六十目”;春分和秋分前後,有50個小時的晝夜。雖然晝夜長短不同,但晝夜總時長是壹樣的,都是壹天壹百分鐘。

中國古代天文觀測站的名稱很多,比如靈臺、觀星臺、四天臺、觀星臺、觀象臺等。今天保存最好的是河南登封天文臺和北京古觀象臺。

中國有很多太陽黑子的記錄。比如寫於公元前140年左右的《淮南子》說:“日本和中國各有壹個黑點。”公元前165年的壹篇記載說:“日本和中國各有壹個國王。”戰國時期的壹個記載,描述為“壹個人站在日本和中國的雕像”。更早的觀測和記錄可以追溯到甲骨文中對太陽黑子的記錄,距今已有3000多年。從公元前28年到明朝末年的1,600多年間,中國有1,000多個詳細可靠的黑子記錄* *。這些記錄不僅有確切的日期,而且非常詳細和認真地描述了太陽黑子的形狀、大小、位置、分裂和變化。這是中國和世界人民非常珍貴的科學遺產,是極其珍貴的史料,對研究太陽物理、太陽活動規律和地球氣候變化具有重要的參考價值。

《秦始皇史記》中記載的秦始皇七年(公元前240年)彗星,被世界各國學者認為是世界上最早的哈雷彗星記錄。從那時到1986,哈雷彗星* * *回歸30次,在中國史誌和地方誌中都有記載。事實上,中國對哈雷彗星的記錄更早。我國著名天文學家張鈺哲晚年對《淮南子兵簡訓》中“吳王伐紂,東迎新春,……彗星出,給殷人柄”等詞進行考證,認為當時出現的彗星也是哈雷彗星。他推算了哈雷彗星近4000年的運行軌道,並從其他相互印證的史料中證實,戊午襲擊的確切年齡應為公元前1056年,從而將我國最早記錄的哈雷彗星年齡提前了800多年。

在中國古代,著名的流星雨,如天琴座流星雨、英仙座流星雨、獅子座流星雨都有多次記錄,其中天琴座至少有10次,英仙座至少有12次。獅子座流星雨尤其著名的是它在1833年的盛大“表演”。從902年到1833年,中國、歐洲、阿拉伯等國家共記錄了13次獅子座流星雨,其中中國有7次,最早的壹次是在931年的21上,是世界上第二次編年史。從公元前7世紀開始,中國古代至少有180次這樣的流星雨。

讓我們來談談歐洲

古代歐洲的天文學主要分為古希臘、古羅馬和中世紀。

古希臘天文學

歐洲人把古希臘文化稱為“古典文化”。古希臘天文學是當時歷史條件的產物。它總結了多代人的天文觀測成果,總結了古人對天體運動的認識,試圖建立統壹的宇宙模型來解釋天體的復雜運動。這壹嘗試在人類進步史上具有壹定的積極意義。

米利都的泰勒斯(公元前640-560年)是第壹個去美索不達米亞研究天文學的著名希臘自然哲學家。他推測地球是壹個球體,構成宇宙的基本物質是水。據說他曾經在公元前585年預言過壹次日食。泰勒斯的宇宙論是由他的門生阿那克西曼德(公元前665438年+公元前065438年+公元前0 ~ 547年)延續和發展的。他認為,天空圍繞著北極星旋轉,所以天空中可見的穹頂是壹個完整球體的壹半,扁平的圓盤狀地球在這個球體的中心,周圍是空氣日、恒星日、月亮日、行星日和太陽日。阿那克西曼德是第壹個認為宇宙不是平的或半球形的,而是球形的人。

數學家畢達哥拉斯(公元前560~ 490年)認為數本身和數之間的關系構成了宇宙的基礎。他倡導地球圈層理論,是人類科技史上第壹個倡導“太陽、月亮和行星遵循與恒星不同的路徑”的人。

另壹位偉大的學者德謨克利特(公元前460~ 370年前)提出了原子論,認為壹切都是由原子組成的,原子是不能分離的最小粒子。太陽、月亮、地球和所有天體都是由原子渦旋產生的。這是壹個簡單的天體進化的想法。他還推測,太陽比地球大得多,月亮本身不發光,是被反射的太陽照亮的。銀河系是許多恒星的集合。

希臘天文學家托勒密出版了巨著《天文學》,提出了完整的“地心說”。在整個中世紀,這本書被視為天文學知識的經典。他指出,太陽、月亮和五大行星都在圍繞地球的偏心圓軌道上,並且各有各的軌道層次。

羅馬時代的歐洲天文學

這壹時期的代表人物是托勒密(85 -168),壹位生活在埃及亞歷山大的天文學家,著有《天文選》(13)。這本書是古希臘和古羅馬天文學的傑作。它用幾何體系來描述天體的運動,擁有包括1022顆恒星的星圖,在古代是極其完整的。此外,書中還論述了歷法的計算、日食的計算以及天文儀器的制作和使用。但托勒密信奉“地心說”,為了建立這壹理論,他設計了極其復雜的天體幾何體系,以解決某些地心說計算與現實不符的問題,使計算結果與實際觀測大致相似。在哥白尼提出日心說之前,托勒密的理論在歐洲占主導地位。

中世紀的歐洲天文學

從公元476年西羅馬帝國滅亡到15世紀中葉文藝復興,歐洲的壹千年歷史習慣上稱為“中世紀”。尤其是五世紀到十世紀,是歐洲歷史上的黑暗時期。當時西歐人連希臘科學家的理論都不知道,地球是球形的觀點也被歸為異端,但聖經神話再次成為宇宙體系的基礎。在此期間,天文學仍然被列為高等教育的必修課,主要是教人們如何計算復活節的日期。

阿拉伯科學在十世紀開始從西班牙傳播到英國、法國、德國等國家。然而,在基督徒征服了西班牙的托萊多(1085)和意大利南部的西西裏(1091)之後,大量的阿拉伯語科學著作被翻譯成了拉丁文。翻譯最活躍的時期是在1125 ~ 1280之間,最著名的翻譯家是克雷莫納的傑拉爾德。他壹生翻譯了80多本書,包括托勒密的天文學名著和恰卡利的托萊多天文表。

古希臘和阿拉伯的科學著作被翻譯成拉丁文後,經院哲學家阿奎那立即將亞裏士多德和托勒密的理論和神學結合起來。阿奎那證明上帝存在的第壹個原因是天球的運動需要壹個原動力,就是上帝。但是,到了這個時候,由於科學知識的積累,經院哲學家的壹些論點已經不能被無條件地接受了。與阿奎那同時期的英國改良派r·培根具有鮮明的唯物主義傾向,主張“通過實驗來認識自然科學、醫學、煉金術和天地萬物”,反對經院哲學和教條式的盲目信仰,促進了宇宙理論和科學的發展。

14世紀,維也納建立了大學,逐漸成為天文學和數學的中心。1450年普爾巴赫成為這所學校的天文學和數學教授後,學術氛圍更加濃厚。在托勒密天文學巨著的基礎上,普爾巴赫編纂了《天文學手冊》壹書,作為對薩克羅鮑斯天球理論的補充。同時,他寫了《行星論》,詳細指出亞裏士多德和托勒密關於行星的理論不同。

在普爾巴赫非常活躍的時候,意大利出現了兩位著名的天文學家:庫薩的托斯卡內利和尼古拉。他們都在帕多瓦大學學習,是親密的同學和朋友。前者學醫,鼓勵哥倫布航海。後來,他成為壹名優秀的天文觀測者,系統地觀測了六顆彗星,並以佛羅倫薩的高大教堂為標準,精確地測量了春分和歲差。後者在擔任意大利北部布裏克森(今布雷薩諾內)主教期間,曾提出地球運動和宇宙無限的觀點。他說整個宇宙都是由同樣的四種元素組成的;也有生活在類似地球上的天體上的生物;不管是在地球上,還是在太陽上,還是在其他星球上,從他的眼裏,他的位置永遠是不動的,而其他的壹切都在動。