《中国古代天文学（精选5篇）》

明朝天文学 篇1

明朝天文学

明皇朝建立以后，不仅仿效前代禁止民间学习和传授天文，更将其禁令扩展到整个天文学领域，尤其是禁止私习历法。研制新历，改革旧历，历来是推动中国古代天文学向前发展的一个动力，而全面禁学天文的做法，则断绝了天文人才的广大来源，毁弃了天文学发展的群众基础，从而导致中国天文学发展出现低谷。禁令发布以后，天文工作集中到司天监，但无研制历法任务，其日常工作就是按章编算每年的民用历书，监视天空有无入占的天象。这是一种维持性的常规工作，人们不敢冒着生命危险图求进取，所以官方天文工作也墨守陈规，毫无生气。

明代末期出现了天文学研究复兴之势，可惜积弊时久，难以振兴。就在这个时候，西方耶稣会传教士进入中国，给渴望天文新知识的中国天文工作者带来了欧洲天文学知识，开始了中国天文学发展的一个特殊阶段——汉化西方天文学时期，即在传统天文学框架内，搭入欧洲天文知识构件。

第一节厉禁和抗禁

按照中国历代传统，改朝换代要改换新历。一部新的历法往往与一个新的政权有关，皇帝要通过天文家沟通天人相通之途，天文家则靠解释天象向皇帝传达“天意”。明初，朱元璋不希望民间还有人懂天文，因为他们可能成为敌对政治势力所需的人才。于是，对朱氏政权千秋万代不会改换的愿望，变成了对学习天文的厉禁。据明人沈德符《野获编》记载：“国初学天文有厉禁，习历者遣戍，造历者殊死。”甚至规定，钦天监人员终生不得再从事它职，其子孙也不得学与钦天监无关的知识，以接替世袭，否则也要遣戍。厉禁造成了严重的后果，特别是天文人才的匮乏。十五世纪末，历法常常与天象不合，禁令不得不稍有松动。当时官方希望征用通历法的人以备改历之用，然而竟无人应征。《野获编》说：“至孝宗，弛其禁，且命征山林隐逸能通历者以备其选，而卒无应者。”

朱元璋的做法压制了数学与天文学，但毕竟还有抗禁的呼声和行动，这一方面表现为呼吁改历，另一方面表现为努力保存天文资料，以免其湮灭。现存常熟的一幅石刻天文图就是明代的作品，原刻于弘治九年至十二年（1496—1499）。现存的常熟石刻星图碑刻于正德元年（1506），是前后两任县令杨子器和计宗道刻制的。这幅星图翻刻的是苏州石刻星图，杨子器有如下跋文：“此图宋人刻于苏州府学，年久磨灭，其中星位亦多缺乱，乃考甘石巫氏经而订正之，翻刻于此，以示后来庶几欲求其故者得观夫大概。”这段话表现出他担心天文失传的急迫心情，并希望为改变这种状况做些实事。

比常熟石刻星图更为精巧的是隆福寺藻井星图。隆福寺初建于明景泰四年（1453），其中万善正党殿为明代当时的建筑，此殿上方藻井的装饰，是一幅绘制有据的科学星图。从此殿建成到1977 年拆除，隆福寺星图一直鲜为人知。这幅星图直径一米九八，绘有二百七十三个星官共一千四百三十二颗星。为什么在禁学天文如此严厉的情况下，竟有人敢在离皇宫不远的地方保存如此好的一幅星图？就保存资料而言，也许这样做更安全，另一方面星图也确实掩饰得很好。如深蓝色背景上的贴金星点在光亮处很显眼，但放在光线不强又正悬头顶较远的地方就很不容易看到了。由此可见，当时人们为了给后人留下天文测量的成果真是费尽心机，而其重见天日竟然经过了五百多年。

此外，万历二十三年（1595），郑王世子朱载堉自己编撰了一部新的历法，以《圣寿万年历》为名进献给皇帝。他因此而受到奖谕，得到“留心历学，博通今古”的赞语。这实际上等于宣布解除了禁习历法的禁令。但二百年的时间过去了，而明初开始实行的禁令对中国天文学的发展已经造成了不可弥补的损失。

第二节历法

1364 年朱元璋称吴王，吴元年（1367）十一月冬至，太史院使刘基等向吴王进献《大统历》。洪武元年（1368），改太史院为司天监，洪武三年又改司天监为钦天监，由钦天监编 1 算每年使用的《大统历》。洪武十七年（1384），漏刻博士元统上书，说明《大统历》其实就是元代《授时历》，且“年远数盈，渐差天度，合修改”，“以成一代之制”①。但明太祖无意编制新历，只是擢元统为钦天监监令。元统仍以《授时历》为基础，略加修订，整理成《大统历法通轨》四卷，并将历元由元至元十八年（1281）改到洪武十七年。此后，尽管多人多次上书请求改历都未获准，终明一代使用的都是《大统历》。

① 《明史》卷三一《历志一》。

第三节天文台

明初未建天文台，直到洪武十八年（1385），考虑到历代都有建天文台的传统，才在南京鸡鸣山上建造了观星台，并将前一年由元大都运抵南京的郭守敬制造的天文仪器放置在天文台上。

由于南京与北京的地理纬度不同，所以元大都的仪器不适合在南京使用，于是又对其中一些仪器做了调整，并新制了一台浑仪，以便进行观测。关于南京天文台，利玛窦曾有一段较为翔实的记述：“南京也设有钦天监观星台，此台以建筑宏伟著称。。.城之一隅有小山岗，然仍处于城墙之内。上有平台，宽阔宏敞，颇适于观测之用。四周屋宇壮丽，乃昔年所建。司天者夜夜鹄立于此，以察天象，无论星陨、彗孛，皆详记奏闻。所陈仪器皆铸以青铜，制作精美，装饰华丽，其宏伟雅致非欧洲所能匹敌。且诸器屹立于此垂二百五十年，几经风霜雨雪，迄无所损。”①在二百五十年以后尚如此宏伟，可见该天文台之规模。据利玛窦记载，该台最大的天文仪器有四件，即浑象，浑仪，高表和简仪。

永乐十九年（1421），明成祖迁都北京，二十二年，曾在宫城内建一小型的内观象台。但当时随行的钦天监人员却只能在齐化门（朝阳门）迤南的城墙上进行观测，且无大型天文仪器。正统二年（1437），明英宗决定修建北京观象台，并派人按照南京观象台上的仪器制成木样，然后运回北京铸制铜仪。正统七年（1442），北京观象台建成。从正统四年到正统七年间又先后制成简仪、浑仪、浑象、八尺圭表等大型天文仪器，安装在观象台上。正统十一年，又修造晷影堂。至此，北京观象台已粗具规模。其遗址就是今北京建国门附近的古观象台。此外，景泰六年（1455），明代宗还曾在内观象台造简仪和漏壶。但关于内观象台的具体情况和观测记录，则缺乏更多的史料记载。

正统年间铸造的天文仪器十分精美，现在部分陈列在南京紫金山天文台上。但这些精美的仪器，在当时却安装得相当粗糙，如简仪极轴倾角与极高不合，浑仪二分二至与黄道实际位置不合，高表的尺寸不一等等，直到嘉靖七年（1528）才调整合适。明代的一些大型天文仪器，从制成到能正常使用，竟花费了近九十年的时间，可见当时钦天监工作的混乱和落后。

① 见China in the Sixtieth Century：the Journal of Mathew Ricci（1583—1610）， Random， Homse New York，1953.（《利玛窦中国札记》第四卷第五章）

第四节回回天文学

元初来自西域的札马鲁丁等天文学家都有较高水平，他们世代执掌回回司天监，为中国天文学发展作出了重要贡献。可是到了后来他们的后人逐渐成为应付差事的官员，回回天文学出现了停滞不前的局面。明洪武元年（1368）置回回司天监，一如元制。又诏征元太史院张佑、回回司天监黑的儿等十四人，原上都回回司天台的郑阿里等十一人去南京讨论历法。这些人虽然可以编算每年行用的回回历书，但对西域天文学已不甚精通。而原藏秘书监的天文书籍又多为波斯文或阿拉伯文，“言殊字异，无能知者”。于是，朱元璋决定派遣使臣去西域再聘专家，与原回回司天监的天文学家合作翻译阿拉伯天文学著作。他说：“尔来西域阴阳家，推测天象至为精密，有验其纬度之法，又中国书之所未备，此其有关于天人甚大，宜译其书。”①《聚真堂马氏宗谱》简要记述了明初礼聘天文学家马德鲁丁的情况②：“洪武元年，为创立政府，成立钦天监，派钦使到阿拉伯满觊（麦加）政府聘请精于历学专家，乃聘到准带地方古来氏族学者，即我来华始祖德鲁丁公字彦明者，于洪武二年来至江苏省江宁县。 2 明朝之南京成立钦天监，授钦天监监正，带来随员甚多，皆分任钦天监职务。”当时刘基为司天监监正，马德鲁丁担任的是回回司天监监正。洪武三年改称钦天监和回回钦天监，洪武三十一年（1398）罢回回钦天监，改设回回历科。马德鲁丁因其测天之学而被称为大测先生，留下了“大测堂马”的誉称。他曾以其学推测天象，预报结果优于《大统历》，因而备受尊崇。《马氏宗谱》载：“明太祖尊我祖如师，晋封回回太师。因国事初定，关于建设多所顾问，而言听计从，大为刘基所忌。”

马德鲁丁的一项重要工作是翻译阿拉伯天文书籍，但他于洪武七年逝世，所以译书的任务落到了他的儿子身上。长子马沙亦黑，字仲德，接任回回钦天监监正之职；次子马哈麻，字仲良，洪武三年起任回回钦天监监副、文林郎。马沙亦黑主要负责回回历法。《明史·历志》记载：“命翰林李翀、吴伯宗同回回大师马沙亦黑等译其书”，但汉人不懂西域文字，只能作文字加工和修饰润色，以使其符合汉语习惯，因此，主要工作是马沙亦黑做的。经过几年的研究，马沙亦黑对大统历的长处及缺陷有了较深的了解，也明白这一译事对皇帝的重要性，纯粹翻译并不适合在中国使用，所以他实际上做的是编译工作。马沙亦黑编译完成了《回回历法》三卷。

马哈麻主要负责回回天文星占著作的翻译，于洪武十六年（1383）译成了《明译天文书》（亦称《天文宝书》）四卷。此书原为阿拉伯天文学家阔识牙耳（971—1029）所著星占书，原名《占星术及原则导引》，译名还有《天文书》、《乾方秘书》、《天文象宗西占》等。朱元璋对此书给以很高的评价，他说：“今数月所译之理，知上下、察幽微，其测天之道甚是精详于我。”①《回回历法》的编译和《明译天文书》的译成，是明代天文学发展的大事，对当时和后世学习和研究回回天文学产生了重要的影响。例如有一位名叫刘信的汉族学者，曾担任过明英宗正统年间的钦天监夏官正。他所撰写的《历法通径》四卷，讲的就是回回历法。此后贝琳根据回回历法的基本理论和编算历书经验，系统整理成《七政推步》一书，这是明代研究回回天文学的重要成果。

① 《明译天文书》吴伯宗序。

② 《聚真堂马氏宗谱》，现藏北京民族文化宫图书馆。

① 见马哈麻译《乾方秘书》，北京图书馆藏抄本。

第五节航海天文学

明代远洋航行成就突出。在明永乐至宣德年间（1403—1435），郑和率船队七次下西洋，航行期间，曾采用天文定向和天文定位。明末茅元仪所著《武备志》收有郑和航海图，在其中四幅过洋牵星图上标有天体出水平线高度等沿途所见的天空景象和有关数据，如“北辰星一指平水”、“灯笼骨星正，十四指半平水”、“南门双星六指平水”等等。据今人研究，一指约在1°34′—1°36′之间，也有人认为一指相当于1.9°。此外，他们还用南北星高度及方位确定所在地大约的地理位置，并用四方星相对位置定航向。这些都是了解古代航海天文知识的宝贵资料，从中也反映了明代航海天文知识的进步。

第六节西方天文学的传入

1583 年，意大利耶稣会士利玛窦来华传教。他与李之藻合写的《浑盖通宪图说》是早期传入中国的欧洲天文知识。此书分两卷。第一卷主要是讲星盘的构造、原理及其中坐标网的绘制方法，第二卷主要讲星盘的使用方法，另有一篇介绍浑象的专文。在这本书中有不少对中国天文学家来说是新鲜的内容，如第一次传入完整的黄道坐标系，即没有考虑黄极的黄道坐标；明确晨昏蒙影的严格意义，但将晨昏蒙影的原因归之于日大地小则是不正确的；讲述了中国古代极少论及的五星远近问题，并给出了数量结果；传入西方星等划分的概念，但将星的亮度差别仅归之于星大小不同是不全面的，此外还讨论了地理经度的测量等。

利玛窦和李之藻合写的《经天该》一书，是以西方星图为依据、《步天歌》为体裁的认 3 星七言款词，其中包含了中西星名的对照工作。《经天该》的歌词颇为上口，例如关于猎户座的歌词为：“参宿七星明烛宵，两肩两足三为腰。参伐下垂三四点，玉井四星右足交。玉井下方曰军井，屏星二点井南标。四颗厕星屏左立，屎星一点厕下抛。丈人子孙各连二，老人最巨南望遥。”

利玛窦在十七世纪初还与徐光启合作将《几何原本》前六卷译成汉文。

这是传教士进入中国后翻译的第一部科学著作，译自利玛窦的老师德国数学家克拉维斯对欧几里得原书的注释本。西方早期天文学关于行星运动的讨论多以几何为工具，《几何原本》的传入对学习了解西方天文学是十分重要的。另一位耶稣会士熊三拔依据星盘原理，制成专门测量太阳经纬度的简平仪，徐光启的译著《简平仪说》就讲述了这种仪器及其使用方法。例如根据测得的太阳赤经与赤纬，怎样定时间与地理纬度等。书中论述大地为球形的内容也是新鲜的知识。阳玛诺编写的《天问略》，则对各种各样的天文问题逐条作了回答。在这本问答体裁的书中介绍了托勒密的地心体系，太阳在黄道上的运动，月相成因，交食及交食深浅的原因，伽利略发明的望远镜及其新发现等等。虽然这本书有浓重的宗教色彩，但许多天文学内容为中国过去完全不知道的。

德国传教士汤若望与中国钦天监官员李祖白合译的《远镜说》，在介绍伽利略及其发现方面比《天问略》更详细。这些在欧洲也属于崭新的天文学知识传入中国并不算晚，只是传播范围很小，影响还很有限。但当时一些接触到这些新天文学知识的人，已经开始进行初步的研究和消化。如万历四十年（1612）左右，王英明著《历体略》三卷，其中既有中国传统天文学知识，也介绍了西方天文学知识，尤为可贵的是他对外来知识并不生吞活剥，如不承认有上帝居住的第十二重天，也不承认有两重岁差天，融进了自己的见解。天启年间（1621—1627），陆仲玉著《日月星晷式》，是最早利用欧几里得几何作图法解决天球坐标在不同平面上投影的一本著作。

传教士进入中国之际，正是中国天文科学的饥渴时期。当时接触到西方天文知识的中国知识分子，希望通过介绍新天文知识弥补明代“大伤元气”的天文学，以便为中国天文学的继续发展开辟出一条新路。这一愿望在明末改历工作中得到了一定程度的实现。

第七节《崇祯历书》 明初以来，据《大统历》推算所作的天象预报，就已多次不准。崇祯二年五月乙酉朔（1629 年6 月21 日）日食，钦天监的预报又发生显著错误，而礼部侍郎徐光启依据欧洲天文学方法所作的预报却符合天象，因而崇祯帝对钦天监进行了严厉的批评。此后，管辖钦天监的礼部奏请开局改历，并得到朱由检的批准，从明初就一直未断的改历呼吁总算成为现实。同年七月，礼部决定在北京宣武门内首善书院开设历局，命徐光启督修历法。

徐光启深知，西方天文学的许多内容是中国“古所未闻”的，“惟西历有之。而舍此数法，则交食凌犯，终无密合之理”①，所以改历“宜取其法，参互考订，使与大统法会同归一”②。于是，他制定了一个以西法为基础的改历方案。在他领导下，历局从翻译西方天文学资料起步，力图系统地和全面地引进西方天文学的成就，当时还聘用了意大利龙华民、罗雅各，瑞士邓玉函，德国汤若望等人，与历局的中国天文学家一道译书，编译或节译哥白尼、第谷、伽利略、开普勒等欧洲著名天文学家的著作。这是历局的中心工作。其结果是从崇祯二年到崇祯七年（1629—1634）历经六年，完成了卷帙浩繁的《崇祯历书》。徐光启于崇祯六年去世，经他定稿的有105 卷，其余32卷最后审定人为李天经。此外，历局人员在制造观测仪器，天象推算和实际观测方面也做了不少工作。

《崇祯历书》是较全面介绍欧洲古典天文学的重要著作。全书共46 种，137 卷，分节次六目和基本五目。节次六目分别为日躔、恒星、月离、日月交合、五纬星和五星凌犯；基本五目分别为法原、法数、法算、法器和会通。其中以讲述天文学基础理论法原所占篇幅最大，有40 卷之多，法数为天文用表，法算为天文学计算必备的数学知识，如三角学、几何 4 学等，法器为天文仪器及其使用方法，会通为中西度量单位换算表。

《崇祯历书》采用的是丹麦天文学家第谷所创立的宇宙体系和几何学的计算方法。其中引入了明确的地球概念和地理经纬度概念，引入了球面天文学，以及视差、蒙气差等重要天文概念和相应的计算方法。它还采用了西方较精确的天文数据和通行的一些度量单位，如一周天分为360°，度以下用60 进位制等。这部书也有不少错误和缺点，如第谷体系是对托勒密地心说和哥白尼日心说的折衷体系，在当时欧洲并不先进，其维护地静观，否认天体自转，以及对岁差现象的解释等，也都是错误的。

《崇祯历书》贯彻了徐光启以西法为基础的设想，基本上纳入了“熔彼方之材质，入大统之型模”①的规范。尽管此书大量内容为西方体系，但最后仍落实到编历问题上，并未突破《大统历》的框架。实际上，所谓“入大统之型模”，就是以历法服务于皇家，将天文学研究仅仅局限于编修历法这项具体应用上，而难以使之真正成为探索天体运动、变化及其规律的科学。总的来说，《崇祯历书》是汉化西方天文学的产物。其中虽然有很多新天文学知识，但由于传授者的保留和扭曲，以及接受者的被动和因循，这些新知识在中国并没有产生像在西方那样的革命力量。但无论如何，《崇祯历书》的编成仍然是明代天文学发展所取得的伟大成就。

① 《明史》卷三一《历志一》。

② 《明史》卷三一《历志一》。

① 《徐光启集》卷八《历书总目表》，中华书局1963 年版。

此外，《崇祯历书》内容的重大变化，也引起了保守派的攻击。他们以其“未入大统之型模”为借口，以不符合祖制为大棒，力阻《崇祯历书》的颁行，使得优柔寡断的崇祯皇帝始终拿不定主意。崇祯十六年（1643）八月，他终于下定颁发新历的决心，但这时明朝政权已面临崩溃边缘，再也无力顾及历法的事情了。入清后，汤若望将《崇祯历书》改订为100 余卷，改称《西洋新法历书》，得以刊行。

中国古代文化中的天文学 篇2

中国古代文化中的天文学

摘要：本文首先从天文学的萌芽和发展介绍了中国古代天文学，同时描述了我们古代天文学的主要成就，接着介绍了在古代天文学中重要的分支，星象学的具体分类，下来介绍了天学机构的组成了职责，最后写了我对于中国古代天文学的看法和认识，以及我对古典文化的态度。

关键词：中国古代、天文学、星象学、天学

中国古代文化历史悠久，所取得的成就主要集中在农学、中医药学、天文学和数学四大学科之中，特别是在天文学方面，因为古人对科学的研究并不十分透彻，所以对天文事件非常的关注，同时也用天文来指导农业生产，因而古代的天文观测以及天文解读方面有着很大的成就。

天文学最早的发展是在原始社会，那个时候人们对世界的认识非常有限，因而一些不能解释的自然现象就被归结为了神的安排，所以占星术也就从那个时候开始了。拥有占星术的人都是一些能够和天上神仙交流的巫师，尽管这些都是统治阶级为了统治而做的一些事情，但是占星术确实是古代天文学的开端，而且古代的天文学家绝大多数都是占星家，因此可以说占星术的发展对我国古代天文学的发展起到了非常大的促进作用。

中国古代天文学的发展与成熟时期是在封建社会，这一时期的天文学的发展主要是天文观测，天文仪器的建造以及古代天文历法的成就。在天文观测方面，我国对哈雷彗星观测记录久远、详尽，是哪个国家都不可比拟的，我国公元前240年的彗星记载被认为是世界上最早的哈雷彗星记录；在公元前140年的《淮南子》中就已经记载了太阳黑子的存在，甚至在甲骨文字中就已经对太阳黑子有了描述，这是非常罕见的；对于流星雨的研究，我国古代至少有180次以上的这类流星雨的记事；同时我国古代天文学还能够非常精确的预测日食、月食和五星会合等天文现象。在天文仪器的建造方面，西汉时期的落下闳改进了赤道式浑仪在中国历史上用了2000年；东汉时期伟大的天文学家、数学家、发明家、制图学家、诗人张衡创制了世界上第一架能够比较准确地表演天象的漏水转浑天仪；郭守敬设计和监制的新仪器有：简仪、高表、候极仪、浑天象、星晷定时仪等12种仪器，当然在中国历史上绝对不会只有这几个天文学家对仪器建造有贡献，还有许多我们不知道的天文学家们无私的贡献。而在历法方面就有更多的天文学家付出过贡献了，在这里我不可能将每个人都列举出来，但是我相信他们所做的贡献是我们绝对不可能遗忘的。在历法中最著名的有张衡的《灵宪》、郭守敬的《授时历》、甘德与石申的《甘石星经》、一行的《大衍历》以及祖冲之的《大明历》等。这些历法能够指导我国古代农耕社会的农业生产，对我国自然科学的发展起到了不可忽视的作用。

已经简单的介绍了我国古代天文学的萌芽和发展，下面我想谈谈中国古代的星象学。在中国古代把日月和金木水火土称七政，也叫七曜。其中金木水火土合起来又称五纬。金星古称明星，又名太白，这是因为它光色银白，亮度特强；木星常称为岁星，简称岁；水星又叫辰星；火星古名荧惑；土星又叫镇星或填星。古人选取黄道赤道附近的二十八星宿作为坐标，其中东南西北各有七宿，古人便将这每七宿，想象成一种动物，因而有了：东方苍龙：角亢氐房心尾箕、北方玄武：斗扣女虚危室壁、北方玄武：斗扣女虚危室壁、南方朱雀：井鬼柳星张翼轸。而北斗七星在古代天文学历史上也占有重要的地位。

中国古代的星象学中认为每个人甚至每个国家的命运都是与天上的星象相互关联的，当天上星象发生重大变化的时候就可以认为世上会有与之相对应的事情将要发生，用来观测星象的东西称之为星象罗盘，直到现在我们还是会看到有些算命的或者风水先生会用罗盘来确定一个人的运势或者一个地方的风水如何。当然在中国古代并不称之为星象学，星象学这个称谓是从欧洲传到中国的，在中国主要是以天学为主的，还兼有算命和风水学。

天学在古代为天子所垄断，天学机构及其直接象征观象台也为皇家独占，其他任何地方或个人都不能建立，天学机构的在每个朝代都有不同的名称。比如秦朝、汉朝是太史令，到了唐代之后就成为太史监、司天监等，在明清时期就变为了钦天监。古代天文机构多设有天文、历法、漏刻等分职机构，其中负责观察天象的部门地位更为特殊，它不仅与参验历法的推算结果有关，具有重要的科学功能，而且与占验人事的吉凶祸福有关，具有重要的社会功能。天学机构的主要工作首先为天象的观测记录与报时、其次是观天一起的研制和管理、还有修订历法，编算历书历谱并印制发行。

中国古代天文学因为是为了统治者服务的，并且由皇家垄断不准民间私习，因而发展并不客观，因此限制了中国天文学更进一步的发展，但是不管怎么说古代天文学在相当长的时间处于世界前列，极大的促进了中国古代农耕社会的发展和农业生产的进步，同时也促进了其他学科的发展，所以古代天文学尽管有很多的缺陷，但是它在那个时代的先进性是不能被否定的。

在这篇论文的最后，我想说说我对中国古代天文学的认识。中国古代天文学总是带有很大的神秘性，一个原因应该是那个时候的人们对于大自然本身就有一种敬畏心理，所以对于他们来说任何不能解释的事情都归于上天的安排，但是不得不说的是中国古代的许多文化、科技对于我们现在来说还是一个谜，所以在很多方面我们不能仅仅凭借我们现在的科技比那个时候更先进就看不起中国古代文化，相信古人的智慧有的时候甚至比我们更加的高，我们在学习现在的科学文化知识的同时也应该对古代文化多学习学习，相信也许会有很多不可思议的事情发生的。固步自封本来也就不适用与现代的科学家，所以就必须汲取所有能够得到的知识，同时也应该怀着开放的心态来对待科学。

参考文献：

1、中国古代天文人物 http:// 、星象学 http://b 、中国古代天文学史 陈遵妫著 上海人民出版社出版 、中国古代天文学词典 徐振韬著 中国科学技术出版社出版

浅谈天文学之射电天文学 篇3

浅谈天文学之射电天文学

摘要：天文学是自然科学六大基础学科之一，它推动了人类社会的进步和科技的发展。天文学对于提高民族素质、培养创新精神及科学的思维方法，建立正确的世界观、宇宙观方面有着不可替代的作用。普及天文知识，对破除迷信、反对伪科学也具有重要的科学意义。发达国家及一些发展中国家的大学、中学都普遍开设了天文学课程。现在，我们学校也同样开设了天文学选修课，这为我们这些从小就对天文产生好奇、现在对天文依然抱有兴趣的人开了一扇圆梦的窗口。

关键字：天文 星系 射电 望远镜

引言：自小就对天文方面颇感兴趣，但一直都没机会深入了解这方面的内容，课本上对天文方面的知识都是浅谈辄止，而我们也就只有通过看看课外书籍或者新闻来了解那神秘的未知世界。2005年“神舟六号”载人航天飞船的成功升天与着陆，让我们看到了以前遥不可及的星际并不是梦想。嫦娥奔月一直只是作为一个神话故事，而浩瀚的宇宙亦是那么的遥不可及，而今飞天梦想的实现，宇宙以不再是秘密！

一：天文学的性质

当您抬头仰望天空时，您知道那些闪闪发光的东西是什么吗？一些是行星，但多数为恒星，还有一些是巨大的星系，每个星系中都有成百上千亿颗恒星。天文学就是研究宇宙中的行星、恒星以及星系的科学。天文学家的任务就是解释我们在夜空中所看到的各种天体，他们还致力于了解其他一些东西，例如，恒星的年龄以及他们与地球之间的距离等等。内容包括天体的构造、性质和运行规律等。主要通过观测天体发射到地球的辐射，发现并测量它们的位置、探索它们的运动规律、研究它们的物理性质、化学组成、内部结构、能量来源及其演化规律。现在天文学按研究方法分类已形成天体测量学、天体力学和天体物理学三大分支学科。按观测手段分类已形成光学天文学、射电天文学和空间天文学几个分支学科。

同时天文学是简洁，优美的，令人陶醉的！不少人认为天文学离现实生活很远，其实这也对，但说的不够严谨！天文学不仅是一门自然科学，而且还是一门自然哲学，吸引无数人研究！总的来说，天文学是一门古老而又年轻的科学！天文学的发展历程象征着人类文明的成果与辉煌！

二：射电天文学的概述

射电天文学是通过观测天体的无线电波来研究天文现象的一门学科。由于地球大气的阻拦，从天体来的无线电波只有波长约1毫米到30米左右的才能到达地面，绝大部分的射电天文研究都是在这个波段内进行的。射电天文学以无线电接收技术为观测手段，观测的对象遍及所有天体：从近处的太阳系天体到银河系中的各种对象，直到极其遥远的银河系以外的目标。射电天文波段的无线电技术，到二十世纪四十年代才真正开始发展。对于历史悠久的天文学而言，射电天文使用的是一种崭新的手段，为天文学开拓了新的园地。

三：射电天文学的起源

1860年，苏格兰物理学家麦克斯韦提出一个理论，预言整个辐射家族都与电磁现象（即电磁辐射）有联系，而一般可见光只是这个家族中的一小部分而已。25年以后，即在麦克斯韦因患癌症过早去世7年后，才找到了证实他的预言的第一个确实的证据。1887年，德国物理学家H.R.赫兹从感应线圈的火花中制造振荡电流，结果产生出波长极长的辐射，比一般红外辐射的波长长得多。H.R.赫兹探测到了这些辐射。这些辐射后来称做无线电波或射电波。波长可以用微米（1/1000000米）来量度； 可见光的波长从0.39微米（极紫）到0.78微米（极红）。接下去是近红外辐射（0.78～3微米），再就是中红外辐射（3～30微米），然后是远红外辐射（30～1000微米）。从此开始便是射电波：所谓的微波从1000～160000微米，长波射电波长高达几十亿微米。辐射的特性不仅可以用波长来表示，也可以用频率来表示。频率就是每秒钟产生的辐射的波数。可见光和红外辐射频率的数值太大，因此在这两种情况下通常不使用频率来表示。但是，对射电波来说，频率降低到比较低的数字，因而得到广泛地应用、每秒钟1000个波叫做1千周；每秒钟1000000个波叫做1兆周。 微波的范围从300000兆周到1000兆周。一般电台使用的射电波波长都很长，都低到千周的范围。在赫兹发现射电波后的10年期间，光谱的另一端也有了同样的扩展。1895年，德国物理学家伦琴意外地发现了一种神秘的辐射，他称之为X射线，结果证明，X射线的波长比紫外辐射的波长短。后来卢瑟福证明，与放射性有关的γ射线的波长比X射线的还要短。于是，牛顿最初的光谱得到极大的扩展。如果我们把波长每增加一倍看作是相当于1个8度音程的话（如同声音那样），那么我们所研究的全部电磁波谱大约等于60个8度音程：可见光在靠近光谱的中心部分，仅占1个8度音程的范围。有了比较宽的光谱，我们对恒星的认识当然会更加全面。例如，我们知道，太阳光中包含着大量紫外辐射和红外辐射，这些辐射大部分被我们的大气吸收了；但是1931年非常意外地发现了一个探索宇宙的射电窗口。贝尔电话实验室的一位年轻的无线电工程师央斯基，在研究经常伴随着无线电接收而产生的静电时，偶然发现了一种非常稳定的噪声，这种噪声不可能来自任何通常的噪声源。他最后断定，这种静电是由来自外层空间的射电波引起的。最初，来自空间的射电信号似乎在太阳方向上最强，但一天天过去后，接收到的最强信号慢慢地从太阳方向移开，并且在天空中环行一圈。到1933年，央斯基断定，这些射电波来自银河，特别是来自靠近银河系中心的人马座方向。到1933年，央斯基断定，这些射电波来自银河，特别是来自靠近银河系中心的人马座方向。于是射电天文学诞生了。

四：射电望远镜

射电望远镜（radio telescope）是指观测和研究来自天体的射电波的基本设备，可以测量天体射电的强度、频谱及偏振等量。包括收集射电波的定向天线，放大射电信号的高灵敏度接收机，信息记录、处理和显示系统等。 基本原理 经典射电望远镜的基本原理和光学反射望远镜相似，投射来的电磁波被一精确镜面反射后，同相到达公共焦点。用旋转抛物面作镜面易于实现同相聚焦，因此，射电望远镜天线大多是抛物面。射电望远镜表面和一理想抛物面的均方误差如不大于λ/16～λ/10，该望远镜一般就能在波长大于λ的射电波段上有效地工作。对米波或长分米波观测，可以用金属网作镜面；而对厘米波和毫米波观测 ，则需用光滑精确的金属板（或镀膜）作镜面。从天体投射来并汇集到望远镜焦点的射电波，必须达到一定的功率电平，才能为接收机所检测。目前的检测技术水平要求最弱的电平一般应达 10 —20瓦。射频信号功率首先在焦点处放大10～1，000倍，并变换成较低频率（中频），然后用电缆将其传送至控制室，在那里再进一步放大、检波，最后以适于特定研究的方式进行记录、处理和显示。天线收集天体的射电辐射，接收机将这些信号加工、转化成可供记录、显示的形式，终端设备把信号记录下来，并按特定的要求进行某些处理然后显示出来。表征射电望远镜性能的基本指标是空间分辨率和灵敏度，前者反映区分两个天球上彼此靠近的射电点源的能力，后者反映探测微弱射电源的能力。射电望远镜通常要求具有高空间分辨率和高灵敏度。

当代先进射电望远镜有﹕以德意志联邦共和国 100米望远镜为代表的大﹑中型厘米波可跟踪抛物面射电望远镜﹔以美国国立射电天文台﹑瑞典翁萨拉天文台和日本东京天文台的设备为代表的毫米波射电望远镜﹔以即将完成的美国甚大天线阵。贵州平塘的射电望远镜FAST是现在世界上最大口径的射电望远镜。

在贵州平塘县一个叫大窝凼的山沟里，正在建设世界上最大单口径射电望远镜。这个望远镜叫FAST（Five-hundred-meterApertureSphericalradioTelescope），已于2011年3月在我国正式开工建设，相当于30个足球场大。大窝凼的三座山峰形成一个天然“灶台”，可以将FAST这口“大锅”稳稳架在“灶台”上面。

如果射电望远镜足够大，那么就连外星人的电视信号都探测得到——假如外星人真的存在而且爱看电视的话。

4年前，在美国佛州奥兰多市举行的“光学工程国际协会”研讨会上，一位天文学家说：“从理论上说，如果外星人的确有电视节目的话，只要将足够大的射电望远镜对准外星人的星球，就能够接收得到。”

据了解，与被评为“人类20世纪十大工程”之首的美国300米望远镜相比，该望远镜综合性能提高了约10倍。FAST建成之后，将保持世界领先地位二三十年。

不过大窝凼的村民都叫不惯FAST这个有些拗口的名字，而是给它取了一个颇为形象的名字：天眼。

五：射电天文学的研究方法

对于研究射电天体来说，测到它的无线电波只是一个最基本的要求。人们还可以应用颇为简单的原理，制造出射电频谱仪（见太阳射电动态频谱仪）和射电偏振计，用以测量天体的射电频谱和偏振。研究射电天体的进一步的要求是精测它的位置和描绘它的图像。一般说来，只有把射电天体的位置测准到几角秒，才能够较好地在光学照片上认出它所对应的天体，从而深入了解它的性质。为此，就必须把射电望远镜造得很大，比如说，大到好几公里。这必然会带来机械制造上很大的困难。因此，人们曾认为射电天文在测位和成像上难以与光学天文相比。可是，五十年代以后，射电望远镜的发展，特别是射电干涉仪（由两面射电望远镜放在一定距离上组成的系统）的发展，使测量射电天体位置的精度稳步提高。五十年代到六十年代前期，在英国剑桥，利用许多具射电干涉仪构成了“综合孔径”，系统，并且用这种系统首次有效地描绘了天体的精细射电图像。接着，荷兰、美国、澳大利亚等国也相继发展了这种设备。到七十年代后期，工作在短厘米波段的综合孔径系统所取得的天体射电图像细节精度已达2″，可与地面上的光学望远镜拍摄的照片媲美（见综合孔径射电望远镜）。射电干涉仪的应用还导致了六十年代末甚长基线干涉仪的发明。这种干涉仪的两面射电望远镜之间，距离长达几千公里，乃至上万公里。用它测量射电天体的位置，已能达到千分之几角秒的精度。七十年代中，在美国完成了多具甚长基线干涉仪的组合观测，不断取得重要的结果。

六：结语

近几十年来，随着观测手段的不断革新，射电天文学在多个层次中发现的天体射电现象，不仅是光学天文的补充，而且常常超出原来的想象，开辟出许多新的研究领域。由此看来，天文学在不断的向前发展，人类定会在无边的宇宙中不断的展望和迈步。

中国古代天文学 篇4

中国古代天文学

我国古代天文学从原始社会就开始萌芽了。公元前24世纪的帝尧时代，就设立了专职的天文官，专门从事“观象授时”。早在仰韶文化时期，人们就描绘了光芒四射的太阳形象，进而对太阳上的变化也屡有记载，描绘出太阳边缘有大小如同弹丸、成倾斜形状的太阳黑子。公元16世纪前，天文学在欧洲的发展一直很缓慢，在从2世纪到16世纪的1000多年中，更是几乎处于停滞状态。在此期间，我国天文学得到了稳步的发展，取得了辉煌的成就。我国古代天文学的成就大体可归纳为三个方面，即：天象观察、仪器制作和编订历法。

我国最早的天象观察，可以追溯到好几千年以前。无论是对太阳、月亮、行星、彗星、新星、恒星，以及日食和月食、太阳黑子、日珥、流星雨等罕见天象，都有着悠久而丰富的记载，这些记载至今仍具有很高的科学价值。在我国河南安阳出土的殷墟甲骨文中，已有丰富的天文象现的记载。这表明远在公元前14世纪时，我们祖先的天文学已很发达了，有世界上最早最完整的天象记载。我国是欧洲文艺复兴以前天文现象最精确的观测者和记录的最好保存者。

我国古代在创制天文仪器方面，也做出了杰出的贡献，创造性地设计和制造了许多种精巧的观察和测量仪器。最古老、最简单的天文仪器是土圭，也叫圭表。它是用来度量日影长短的，它最初是从什么时候开始有的，已无从考证。

此外，西汉的落下闳改制了浑仪，这种我国古代测量天体位置的主要仪器，几乎历代都有改进。东汉的张衡创制了世界上第一架利用水利作为动力的浑象。元代的郭守敬先后创制和改进了10多种天文仪器，如简仪、高表、仰仪等。

古人勤奋观察日月星辰的位置及其变化，主要目的是通过观察这类天象，掌握他们的规律性，用来确定四季，编制历法，为生产和生活服务。我国古代历法不仅包括节气的推算、每月的日数的分配、月和闰月的安排等，还包括许多天文学的内容，如日月食发生时刻和可见情况的计算和预报，五大行星位置的推算和预报等。一方面说明我国古代对天文学和天文现象的重视，同时，这类天文现象也是用来验证历法准确性的重要手段之一。测定回归年的长度是历法的基础。我国古代历法特别重视冬至这个节气，准确测定连续两次冬至的时刻，它们之间的时间间隔，就是一个回归年。

根据观测结果，我国古代上百次地改进了历法。郭守敬于公元1280年编订的《授时历》来说，通过三年多的两百次测量，经过计算，采用365.2425日作为一个回归年的长度。这个数值与现今世界上通用的公历值相同，而在六七百年前，郭守敬能够测算得那么精密，实在是很了不起，比欧洲的格里高列历早了300年。

我国的祖先还生活在茹毛饮血的时代时，就已经懂得按照大自然安排的“作息时间表”，“日出而作，日入而息”。太阳周而复始的东升西落运动，使人类形成了最基本的时间概念— “日”，产生了“天”这个最基本的时间单位。大约在商代，古人已经有了黎明、清晨、中午、午后、下午、黄昏和夜晚这种粗略划分一天的时间概念。计时仪器漏壶发明后，人们通常采用将一天的时间划分为一百刻的做法，夏至前后，“昼长六十刻，夜短四十刻”；冬至前后，“昼短四十刻，夜长六十科”；春分、秋分前后，则昼夜各五十刻。尽管白天、黑夜的长短不一样，但昼夜的总长是不变的，都是每天一百刻。

包括天文学在内的现代自然科学的极大发展，最早是从欧洲的文艺复兴时期开始的。文艺复兴时期大致从14世纪到16世纪，大体相当于我国明初到万历年间。这200年间，我国天文学的主要进展至少可以列举以下几项：翻译阿拉伯和欧洲的天文学事记；从公元1405-1432年的20多年间，郑和率领舰队几次出国，船只在远洋航行中利用“牵星术”定向定位，为发展航海天文学做出了贡献；对一些特殊天象做了比较仔细的观察，譬如，1572年的“阁道客星”和1604年的“尾分客星”，这是两颗难得的超新星。

我国古代观测天象的台址名称很多，如灵台、瞻星台、司天台、观星台和观象台等。现今保存最完好的就是河南登封观星台和北京古观象台。

我国还有不少太阳黑子记录，如公元前约140年成书的《淮南子》中说：“日中有乌。”公元前165年的一次记载中说：“日中有王字。” 战国时期的一次记录描述为“日中有立人之像”。更早的观察和记录，可以上溯到甲骨文字中有关太阳黑子的记载，离现在已有3000多年。从公元前28年到明代末年的1600多年当中，我国共有100多次翔实可靠的太阳黑子记录，这些记录不仅有确切日期，而且对黑子的形状、大小、位置乃至分裂、变化等，也都有很详细和认真的描述。这是我国和世界人民一份十分宝贵的科学遗产，对研究太阳物理和太阳的活动规律，以及地球上的气候变迁等，是极为珍贵的历史资料，有着重要的参考价值。

我国对哈雷彗星观测记录久远、详尽。《史记·秦始皇本纪》记载的秦始皇七年（公元前240年）的彗星，各国学者认为这是世界上最早的哈雷彗星记录。从那时起到1986年，哈雷彗星共回归了30次，我国史籍和地方志中都有记录。实际上，我国还有更早的哈雷彗星记录。我国已故著名天文学家张钰哲在晚年考证了《淮南子·兵略训》中“武王伐纣，东面而迎岁，„„彗星出而授殷人其柄”这段文字，认为当时出现的这颗彗星也是哈雷彗星。他计算了近四千年哈雷彗星的轨道，并从其他相互印证的史料中肯定了武五伐纣的确切年代应为公元前1056年，这样又把我国哈雷彗星的最早记录的年代往前推了800多年。1973年，我国考古工作者在湖南长沙马王堆的一座汉朝古墓内发现了一幅精致的彗星图，图上除彗星之外，还绘有云、气、月掩星和恒星。天文史学家对这幅古图做了考释研究后，称之为《天文气象杂占》，认为这是迄今发现的世界上最古老的彗星图。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认真的观测，不仅画出了三尾彗、四尾彗，还似乎窥视到今天用大望远镜也很难见到的彗核，这足以说明中国古代的天象观测是何等的精细入微。

我国古代对著名的流星雨，如天琴座、英仙座、狮子座等流星雨，各有好多次记录，光是天琴座流星雨至少就有10次，英仙座的至少也有12次。狮子座流星雨由于1833年的盛大“表演”而特别出名。从公元902～1833年，我国以及欧洲和阿拉伯等国家，总共记录了13次狮子座流星雨的出现，其中我国占7次，最早的一次是在公元931年10月21日，是世界上的第二次纪事。从公元前7世纪算起，我国古代至少有180次以上的这类流星雨纪事。

中国古代天文地理学成就

1、日食记录：流星，新星和超新星，彗星，五星连珠，太阳黑子，石刻。

2、历法：治历方法，节气，《太初历》、《大明历》、《大衍历》、《授时历》。

3、天文著作：《甘石星经》、《灵宪》。

4、天文仪器：圭表，日晷，漏刻，浑仪，浑天仪，地动仪，浑象，简仪，仰仪，水运仪象台。

5、著名天文学家：甘德，落下闳，张衡，祖冲之，张遂（僧一行），郭守敬，沈括。

6、著名地理学家：裴秀，郦道元，徐霞客，魏源。

7、天文地理学成就：制图六体，风的观测和仪器，降水的观测和仪器，湿度的观测和仪器，地震仪的发明，云的观测和云图集，《水经注》，《徐霞客游记》，《海国图志》。

中小学天文学课件 篇5

中小学天文学课件

中小学天文学课件怎么设计？以下是小编整理的相关范文，欢迎阅读。

教学目标

1． 能从资料中获取太阳系的有关知识。

2．情感、态度与价值观

理解没有太阳，地球上就没有生命。

科学知识

1、知道太阳是一个温度很高的大火球。

2、知道太阳系的组成及行星的排列顺序。

3、了解金星的基本情况。

教学导入

师：今天我们要乘坐一辆神奇校车，开始我们奇妙的太阳系之旅。

旅途中请大家弄清楚太阳系的组成，并了解组成太阳系的一些星球的知识，填写好资料卡。向同学提问，让学生先来说一说他们所知道的有关太阳知识。 二．讲解教材，了解太阳以及太阳系的组成，填写资料卡

1．阐述太阳对于人类的重要性，强调“恒星”的初步概念——像太阳这样自己能发光发热，并且位置不变的星球叫恒星。

2、 介绍太阳系的组成和各个行星的特点，并且通过用图片（用磁石固定在黑板上）展示太阳系的全貌和八个行星的独貌以及矮行星和小天体。让学生通过图片更加深刻的体会到宇宙的神秘和美丽。

讲解：太阳系中有一大恒星和八大行星，他们是太阳、水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星（水晶球、钻木取火、陆天海）。 八大行星是这个家族里八个大小不

一、性格各异的兄弟。 水星是个小个子，和月亮很相似，上面并没有水。

金星在质量、体积、构造方面则和地球有不少相似之处，不过大气很浓密，竟达地球的六十倍。

地球是太阳系里唯一一颗有生命存在的星球。其它行星不是太热就是太冷，没有维持生命的条件。（同学们可以看一下图片上地球在宇宙中的样子） 火星只有地球一半大小，因为又亮又红，人们叫它“火星”。 木星是九个行星中个头最大的一个，它比其它七大行星加起来还大。

（火星和木星之间有个小行星带，这里有无数颗小行星）

土星是带有最大最亮光环的行星。八大行星中有4颗行星有光环，他们分别是木星、土星、天王星、海王星。（大家找找图片中哪颗是土星，同学们真聪明！） 天王星和海王星是离太阳系最远的两颗行星。

八个兄弟的感情都很好，他们各自运行在自己的轨道上，从不发生矛盾。这就告诉我们，要遵守纪律，要是这些星球也像有些同学一样，不守规矩，在宇宙中相撞了，就会发生大爆炸。

所以，我们上课时应该怎么样？（同学回答）不应该怎么样？（同学回答）

3、组织分好小组，每个小组发一张资料卡，以小组的形式进行填写资料卡环节。通过这个环节增强学生合作交流的能力。 其中教材模仿著名丛书《神奇校车》编写。

组织交流

1．什么是太阳系？由哪些星体组成？

2．请介绍你印象最深的内容。

3．教师说明书本中定义的太阳系组成。

回顾课堂

1、概括课堂主要内容。

2、预告下节课要讲述的内容。

课外作业 观察金星（肉眼可看见）

1．提示学生特别注意安全。

2．告知学生金星是很明亮的星体，它常常出现在朝阳和落日的附近。有时，金星在日出前4小时或日落后4小时出现在空中。在深夜是看不到金星的。

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