人类是怎么知道有宇宙和星系的?

天文望远镜是观测天体的重要手段。毫不夸张地说,没有望远镜的诞生和发展,就没有现代天文学。随着望远镜各方面性能的提升,天文学也在经历着巨大的飞跃,迅速推动着人类对宇宙的认识。

中国古代天文学从原始社会开始萌芽。公元前24世纪尧帝统治时期,设置了专职文官,专门“观象计时”。早在仰韶文化时期,人们就描绘了太阳的光芒四射的形象,然后记录了太阳上的变化,描绘了太阳边缘大如弹丸、呈倾斜状的黑子。

在16世纪之前,欧洲的天文学发展非常缓慢,从2世纪到16世纪的1000多年里几乎处于停滞状态。这一时期,中国天文学稳步发展,取得了辉煌的成就。中国古代天文学的成就大致可以概括为三个方面,即天文观测、仪器制造和历法编制。

中国最早的天文观测可以追溯到几千年前。无论是太阳、月亮、行星、彗星、新星、恒星、日食、月食、太阳黑子、日珥、流星雨等罕见现象,都有漫长而丰富的记录,观察细致,记录准确,描述详细,水平很高,达到了令今天的人们惊叹的程度。这些记录仍然具有很高的科学价值。河南安阳出土的殷墟甲骨文中有丰富的天象记录。这说明早在公元前14世纪,我们祖先的天文学就已经很发达了。举世公认,中国拥有世界上最早、最完整的天文记录。中国是欧洲文艺复兴之前最精确的天文现象观测者和最好的记录保存者。

在中国古代,我们也为天文仪器的创造做出了杰出的贡献,创造性地设计和制造了多种精美的观测和测量仪器。中国最古老、最简单的天文仪器是土规,也叫鬼表。它是用来测量太阳影子的长度的,无法考证它最初是什么时候产生的。

此外,西汉落下闳改变了我国古代测量天体位置的主要仪器浑仪,几乎历代都有改进。东汉的张衡创造了世界上第一头以水利为动力的大象。元代郭守敬先后创制和改进了简易仪、高表、倒仪等10多种天文仪器。

中国对哈雷彗星的观测记录之长、之细,是世界天文史家公认的,没有哪个国家能与之相比。中国公元前240年的彗星记录被认为是世界上最早的哈雷彗星记录。从那以后到1986,哈雷彗星* * *回归了30次,这在中国是有记录的。1973期间,中国考古学家在湖南长沙马王堆发现了一张精美的彗星图。除了彗星,还有云、气体、掩星和画在地图上的星星。天文历史学家对这幅古图进行了考证,并称之为“天文气象杂业”,认为这是迄今为止世界上发现的最古老的彗星图。早在2000多年前的先秦时期,我们的祖先就已经对各种形态的彗星进行了细致的观测,不仅画出了三尾彗星和四尾彗星,而且似乎还能窥视到彗星的彗核,这是今天用大型望远镜很难看到的,足以说明中国古代的天文观测是多么细致。

古人勤于观察日、月、星的位置及其变化。主要目的是通过观察这类天文现象来掌握它们的规律性,从而确定四季,编制历法,为生产生活服务。我国古代历法不仅包括节气的计算、每月天数的分配、月份和闰月的安排等。,还包括许多天文内容,如日月食的发生时间和可见情况的计算和预测,五大行星位置的计算和预测。一方面说明中国古代对天文学和天象的重视,同时这类天象也是验证历法准确性的重要手段之一。确定回归年的长度是历法的基础。我国古代历法特别重视冬季至日的节气,准确测算出连续两个冬季至日的时间,两者之间的时间间隔为一个回归年。

根据观测结果,历法在中国古代被改进了数百次。公元1280年郭守敬编制的《役历》,经过三年多二百次的测算,采用365.2425天作为一个回归年的长度。这个数值和现在世界上通行的公历是一样的,而郭守敬在六七百年前就能测得这么准,比欧洲的公历早了300年,确实了不起。

当我们的祖先还生活在吃血喝血的时代,他们就已经懂得按照大自然安排的“作息时间”作息。太阳东升西落的反复运动,形成了最基本的时间概念——“日”,产生了最基本的时间单位——“日”。商代前后,古人有了将一天大致分为黎明、清晨、正午、午后、午后、黄昏、夜晚的概念。漏壶发明后,人们通常把一天的时间分成一百分钟。夏季至日前后,“昼长六十分,夜短四十分”;冬天的至日周围,“昼短四十分,夜长六十目”;春分和秋分前后,有50个小时的昼夜。虽然昼夜长短不同,但昼夜总时长是一样的,都是一天一百分钟。

包括天文学在内的现代自然科学的大发展,最早始于欧洲文艺复兴时期。文艺复兴时期大致为14世纪至16世纪,大致相当于我国明初至万历时期。中国的天文历史学家认为,在这200年间,中国天文学的主要进展至少可以列举如下:翻译阿拉伯和欧洲的天文事件;在1405-1432的20多年间,郑和多次率领船队出国,在大洋航行中利用“持星”为海洋天文学的发展做出了贡献。一些特殊的天文现象被仔细观测到,比如1572的“道格客星”和1604的“尾客星”,这是两颗罕见的超新星。

中国古代天文观测站的名称很多,比如灵台、观星台、四天台、观星台、观象台等。今天保存最好的是河南登封天文台和北京古观象台。

中国还有很多黑子的记录。比如写于公元前140年左右的《淮南子》说:“日本和中国各有一个黑点。”公元前165年的一篇记载说:“日本和中国各有一个国王。”战国时期的一个记载,描述为“一个人站在日本和中国的雕像”。更早的观测和记录可以追溯到甲骨文中对太阳黑子的记录,距今已有3000多年。从公元前28年到明末的1,600多年间,中国有1,000多个详细可靠的黑子记录。这些记录不仅有确切的日期,而且非常详细和认真地描述了太阳黑子的形状、大小、位置、分裂和变化。这是我国和世界人民非常珍贵的科学遗产,对于研究太阳物理和太阳活动规律,以及地球上的气候变化,都是极其珍贵的史料,具有重要的参考价值。

中国对哈雷彗星的观测记录之长、之细,是世界天文史家公认的,没有哪个国家能与之相比。《秦始皇史记》中记载的秦始皇七年(公元前240年)彗星,被世界各国学者认为是世界上最早的哈雷彗星记录。从那以后到1986,哈雷彗星* * *回归30次,在中国史书和地方志中都有记载。事实上,哈雷彗星在中国有更早的记录。我国著名天文学家张钰哲晚年在《淮南子》的一篇简短的练兵中,考证了“吴王伐纣,东迎新春,彗星出时赐阴人柄”的话,认为当时出现的彗星也是哈雷彗星。他推算了哈雷彗星近4000年的运行轨道,并从其他相互印证的史料中证实,五四运动的确切年龄应为公元前1056年,从而将我国最早记录的哈雷彗星年龄提前了800多年。

在中国古代,著名的流星雨,如天琴座流星雨、英仙座流星雨、狮子座流星雨都有多次记录,其中天琴座至少有10,英仙座至少有12。狮子座流星雨尤其著名的是它在1833年的盛大“表演”。从902年到1833年,中国、欧洲、阿拉伯等国家共记录了13次狮子座流星雨,其中中国有7次,最早的一次是在931,10上,是世界上第二次编年史。从公元前7世纪开始,中国古代至少有180次这样的流星雨。