中国古代天文学与欧洲天文学的发展

中国是世界上天文学起步最早、发展最快的国家之一。天文学也是中国古代最发达的四大自然科学之一。其他包括农学、医学和数学。天文学多次创新出优秀的历法、惊人的发明和见解深刻的世界观,这些都在世界天文学发展史上占有重要地位。

中国古代天文学从原始社会开始萌芽。公元前24世纪的帝尧时代,设置了专职文官,专门“观象、择时”。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。

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。

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。

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。

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。

中国有很多太阳黑子的记录。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年到明朝末年的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。这是中国和世界人民非常珍贵的科学遗产,是极其珍贵的史料,对研究太阳物理、太阳活动规律和地球气候变化具有重要的参考价值。

《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。从那时到1986,哈雷彗星* * *回归30次,在中国史志和地方志中都有记载。事实上,中国对哈雷彗星的记录更早。我国著名天文学家张钰哲晚年对《淮南子兵简训》中“吴王伐纣,东迎新春,……彗星出,给殷人柄”等词进行考证,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,戊午袭击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次,英仙座至少有12次。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年的21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。

让我们来谈谈欧洲

古代欧洲的天文学主要分为古希腊、古罗马和中世纪。

古希腊天文学

欧洲人把古希腊文化称为“古典文化”。古希腊天文学是当时历史条件的产物。它总结了多代人的天文观测成果,总结了古人对天体运动的认识,试图建立统一的宇宙模型来解释天体的复杂运动。这一尝试在人类进步史上具有一定的积极意义。

米利都的泰勒斯(公元前640-560年)是第一个去美索不达米亚研究天文学的著名希腊自然哲学家。他推测地球是一个球体,构成宇宙的基本物质是水。据说他曾经在公元前585年预言过一次日食。泰勒斯的宇宙论是由他的门生阿那克西曼德(公元前665438年+公元前065438年+公元前0 ~ 547年)延续和发展的。他认为,天空围绕着北极星旋转,所以天空中可见的穹顶是一个完整球体的一半,扁平的圆盘状地球在这个球体的中心,周围是空气日、恒星日、月亮日、行星日和太阳日。阿那克西曼德是第一个认为宇宙不是平的或半球形的,而是球形的人。

数学家毕达哥拉斯(公元前560~ 490年)认为数本身和数之间的关系构成了宇宙的基础。他倡导地球圈层理论,是人类科技史上第一个倡导“太阳、月亮和行星遵循与恒星不同的路径”的人。

另一位伟大的学者德谟克利特(公元前460~ 370年前)提出了原子论,认为一切都是由原子组成的,原子是不能分离的最小粒子。太阳、月亮、地球和所有天体都是由原子涡旋产生的。这是一个简单的天体进化的想法。他还推测,太阳比地球大得多,月亮本身不发光,是被反射的太阳照亮的。银河系是许多恒星的集合。

希腊天文学家托勒密出版了巨著《天文学》,提出了完整的“地心说”。在整个中世纪,这本书被视为天文学知识的经典。他指出,太阳、月亮和五大行星都在围绕地球的偏心圆轨道上,并且各有各的轨道层次。

罗马时代的欧洲天文学

这一时期的代表人物是托勒密(85 -168),一位生活在埃及亚历山大的天文学家,著有《天文选》(13)。这本书是古希腊和古罗马天文学的杰作。它用几何体系来描述天体的运动,拥有包括1022颗恒星的星图,在古代是极其完整的。此外,书中还论述了历法的计算、日食的计算以及天文仪器的制作和使用。但托勒密信奉“地心说”,为了建立这一理论,他设计了极其复杂的天体几何体系,以解决某些地心说计算与现实不符的问题,使计算结果与实际观测大致相似。在哥白尼提出日心说之前,托勒密的理论在欧洲占主导地位。

中世纪的欧洲天文学

从公元476年西罗马帝国灭亡到15世纪中叶文艺复兴,欧洲的一千年历史习惯上称为“中世纪”。尤其是五世纪到十世纪,是欧洲历史上的黑暗时期。当时西欧人连希腊科学家的理论都不知道,地球是球形的观点也被归为异端,但圣经神话再次成为宇宙体系的基础。在此期间,天文学仍然被列为高等教育的必修课,主要是教人们如何计算复活节的日期。

阿拉伯科学在十世纪开始从西班牙传播到英国、法国、德国等国家。然而,在基督徒征服了西班牙的托莱多(1085)和意大利南部的西西里(1091)之后,大量的阿拉伯语科学著作被翻译成了拉丁文。翻译最活跃的时期是在1125 ~ 1280之间,最著名的翻译家是克雷莫纳的杰拉尔德。他一生翻译了80多本书,包括托勒密的天文学名著和恰卡利的托莱多天文表。

古希腊和阿拉伯的科学著作被翻译成拉丁文后,经院哲学家阿奎那立即将亚里士多德和托勒密的理论和神学结合起来。阿奎那证明上帝存在的第一个原因是天球的运动需要一个原动力,就是上帝。但是,到了这个时候,由于科学知识的积累,经院哲学家的一些论点已经不能被无条件地接受了。与阿奎那同时期的英国改良派r·培根具有鲜明的唯物主义倾向,主张“通过实验来认识自然科学、医学、炼金术和天地万物”,反对经院哲学和教条式的盲目信仰,促进了宇宙理论和科学的发展。

14世纪,维也纳建立了大学,逐渐成为天文学和数学的中心。1450年普尔巴赫成为这所学校的天文学和数学教授后,学术氛围更加浓厚。在托勒密天文学巨著的基础上,普尔巴赫编纂了《天文学手册》一书,作为对萨克罗鲍斯天球理论的补充。同时,他写了《行星论》,详细指出亚里士多德和托勒密关于行星的理论不同。

在普尔巴赫非常活跃的时候,意大利出现了两位著名的天文学家:库萨的托斯卡内利和尼古拉。他们都在帕多瓦大学学习,是亲密的同学和朋友。前者学医,鼓励哥伦布航海。后来,他成为一名优秀的天文观测者,系统地观测了六颗彗星,并以佛罗伦萨的高大教堂为标准,精确地测量了春分和岁差。后者在担任意大利北部布里克森(今布雷萨诺内)主教期间,曾提出地球运动和宇宙无限的观点。他说整个宇宙都是由同样的四种元素组成的;也有生活在类似地球上的天体上的生物;不管是在地球上,还是在太阳上,还是在其他星球上,从他的眼里,他的位置永远是不动的,而其他的一切都在动。