02.25 古代天文学家是怎样观测太空的?他们用的观察工具是什么原理?

吕奉忠


在天文学领域,望远镜的发明是革命性的。从伽利略拿起望远镜开始,世界天文学被掀开了崭新的一页。而在此之前,人类无论是东方的中国还是西方的罗马、希腊无一例外都是靠眼睛和手中的纸和笔进行天文观测和记录。

中国古典天文学成就——重在记录!

出于君权神授的思想,中国古代一直将天文学视作上天意志的体现,所以在很早的时期就设立了专门的天文观测机构——司天监,并建造了专门用于观测星象的天文台、制作日晷、漏壶等设备用于计时或对影子进行测量。因此中国从古至今积累了世界上最完备、最系统的天文观测记录,这是任何一个国家都不具备的,为世界天文学发展提供了重要的参考资料。譬如说当代天文学家就通过一件青铜器上关于天象的铭文推断出了武王伐纣牧野之战的时间。这说明我国在很早的时间就有专门人员从事天文观测,它和中国传统的史书修订、占卜紧密相连,是一个国家在思想、文化事业中密不可分的一部分。同时由于中国是一个农业国家,所以天文学的发展和历法的关系也最为紧密,中国古人就是依靠长期的天文观测,制定了世界上独一无二的阴历。

但同时我们也应该看到,由于中华文明一脉相承、自成体系,使得中国天文事业在继承前人基础上也将原始社会的阴阳、五行、占卜等带有神话色彩的思想一并继承了下来,成为统治阶级驾驭人民和审视自己的工具。因此中国古代天文学尽管有最完备的观测记录,但往往只供一些文人在文化上进行解读,并不注重计算、研究,分类和量化,也没有和数学深入交叉从而发展成为一门独立科学体系,带有浓厚的神秘、唯心主义色彩。将天象视为“上天意志,鬼神之机”,所以中国天文学尽管发展的很早,却缺乏对天体运行的基本了解,充满着含糊其辞和语焉不详。

例子一、浑天仪:这是我国古代天文学家了不起的发明,但问题是如果这件天文仪器仅仅放在汉代绝对了不起,但如果直到明清仍然这样就说明我们一直都没有进步,按照现代科学的观点它仅仅是表示天象运行的一个基础模型,没有具体的参数,并不具科学上的实际意义。说的最直接一点,用浑天仪并不能准确预测过去或者未来的准确天象。

例子二、中国是最早记录超新星的国家,这是宋代《续资治通鉴长编》中的原文:“至和元年五月己酉,客星晨出天关之东南可数寸(嘉祐元年三月乃没)”从这则记录我们就可以看出古代司天监对天文学的态度,寥寥数语更像一个文科生的叙事,并没有在数学上进行量化的意识。当然也可能不敢,毕竟这东西在古代记录不好,或者评论不好是要杀头的。

欧洲古典天文学的成就——发展出了现代天文学!

虽然由于历史的缘故,欧洲天文学的发展多有变迁,但从希腊到罗马,再到后来的欧洲列强还是在一定程度上保持了文化上的传承。和中国古人一样,欧洲古典天文学家也是用眼睛看,用纸和笔记录,在一开始也弥漫着浓厚的唯心主义和宗教色彩,但所不同的是受希腊古典哲学的影响,欧洲天文学家将天文学和数学、几何学结合了起来。最早从从公元1世纪的托勒密开始,欧洲人就尝试对天象进行计算,不管在当时他是出于什么原因吧,这个方法毕竟是对的。因此托勒密写出了世界天文学史上最早的专业著作《伟大论》,建立了最早的天体运行模型,弄出了一系列无限复杂的“均轮”、“本轮”。虽然最后证实这些数学模型错误很多,但能在那个时代搞出这样的东西仍然是一项了不起的成就。请注意托勒密的数学模型和中国同时期的浑天仪相比,已经具备了科学上的意义。不仅是只能用于演示,已经能够大致预测天体的运行,只是限于当时的条件错误较多、误差较大而已。而且需要说明的是,托勒密是第一个在天文学领域系统的提出地心说的人(亚里士多德等古希腊哲学家更多源于哲学猜测),当然也正因为此,他才会成为后世的标靶。

更重要的是,由于托勒密和他那部著作的出现,奠定了欧洲天文学研究的一个科学、量化的思想。后世的天文学家不管是出于学术需要还是信仰的需要,不管是为了修正托勒密还是反驳托勒密,都将他这一研究思想贯彻了下来,在他们前赴后继的努力、争论下最终诞生了现代天文学。

总之在古代,不管是在中国还是西方,天文学家都是依靠眼睛进行观测,并尝试对天象作出基本的判断。中国侧重于记录和解读,而欧洲在记录解读的同时还加入了科学化研究。

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我记得在我们上学的时候就读过

东汉时期杰出的科学家张衡,他在天文学、数学、地震学、地图学以及文学、绘画等领域均成绩卓著。他曾先后两次任太史令,时达14年之久,因而在天文学上的成就非常大。张衡曾对恒星进行了长期的观测与统计工作,他把星空共划分成444个星官,计得2500颗恒星,这一成果大大超过了石申、甘德的同类工作。他还观测到太阳和月亮的视直径均为半度,相当于360°制的29.6,这与现代所测的太阳、月亮视直径已比较接近。张衡还是天文仪器制造大师,曾创制了世界上第一架能比较准确地表演天象的漏水转浑天仪,第一架测试地震的仪器——候风地动仪,还制造出了指南车,自动记里鼓车、飞行数里的木鸟等等。


浑天仪主体是几层均可运转的圆圈,最外层周长1丈4尺6寸。各层分别刻着内、外规,南、北极、黄、赤道,二十四节气,二十八列宿,还有“中”、“外”星辰和日、月、五纬等天象。仪上附着两个漏壶,壶底有孔,滴水推动圆圈,圆圈按着刻度慢慢转动。于是乎各种天文现象便赫然展现在人们眼前。这件仪器被安放在灵台大殿的密室之中。夜里,室内观仪人员把某时某刻出现的天象及时报告给灵台上的观天人员,结果是仪上、天上所现完全相符。浑天仪的两侧附有玉虬(龙)各一个,吐水入壶,左为夜,右为昼。壶上分别立着金铜仙人和胥徒,“皆以左手抱箭,右手指刻,以别天时早晚”。更有妙者:台阶下还有内装机关与两壶相连的瑞轮,靠着滴水的推动,依照月亮出入圆缺的变化,不停地旋转开合,表示着朔、望、弦、晦等日期,有如活动日历一般,可见这件浑天仪及其附器,与近世的假天仪有许多相似之处。


悲酥清风998


欢迎你们的要请,我来科学的回答你们提出的这个问题。古代天文学家观测天文,主要是靠肉眼进行天文观测。他们首先选择地球最佳观测位置进行观测,地球上最佳天文观测点在中国湖北省巴东县茶店镇三溪口杉树坪石井子坡石井子。它是地球公转和自转的地轴中心点。


中国民间智库谭永念


古代没有工业,没有污染,天空是清澈的,能看见很多现在看不见的星星。而且古代人没有近视眼,眼睛👀也清澈,能看见很多现在人看不见的星星。而且古代人都是天生的会修身,能看见哈勃望远镜看不见的星星。后来,人的智慧越来越发展,但是身体越来越堕落,所以有知识的人带眼镜的多。再后来就是现在,愚昧无知的人也是近视眼,也带眼镜。所以导致古代很平常的一件事现在变成迷了,成了轰动全球的考古发现。所以总结一下,现在人智慧比古人提高了,但是身体技能下降了。观察天象不用智慧,只要你能看见就行。


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