天文学史简介一、天文学是最古老的科学之一 1. 起因 2. Astronomy---Astrology 人---星对应关系3. 原始认识举例： 航海---推知时间、地点、方向等 农业---播种季节、采摘季节 宇宙—纯洁、高雅 政治权利---祭司、哥伦布和西斯班纽拉岛的印第安人（月食事件）等矮： a. 庙塔观察天文 b. 古埃及 天空像帐篷，大地角落四个山丘撑起天空; 古中国的盖天说、浑天说 c. 古希腊 伊卡洛斯只飞到几千英尺高度时，就被太阳的热把他翅膀里的蜡熔化掉；太阳神阿波罗之子菲尔顿驾驶太阳失控时，就像一辆撞到路标的马车一般，冲进群星之中，然后弹回地面（一路掉下来还把埃塞尔比亚人烤得焦黑）二维空间：（天球、浑天说） 遗迹：英格兰的巨石阵（夏至和冬至日出方位）、埃及吉萨金字塔 （ 对准北极星）、中国人对哈雷彗星的观察（240BC -1059BC）二、古人（欧洲中世纪前）的发现和解释1. 认为恒星在天球上的位置是固定的，而行星的位置却是变化的，星体（后来所称的行星或卫星）运行周期不一样：月球 28，太阳 365+1/4，水星88，土星29+1/22.星体的逆行，轨道略微相互倾斜 3.古代苏美尔人 星辰西沉后沿着地底河流游向东边---显然它不能精确预言一些天文现象。
4.毕达哥拉斯---神秘主义鼻祖，天体运动轨迹是园，“morning star” and “evening star”是同一个星星 5.欧多克斯---巴门尼德斯的天球理论、和柏拉图的关系、27天球；6.巴比伦的天文记录； 7.亚里斯多德---和柏拉图学院的关系 、 组合天球 行星运行速度和方向都在变，例如，它们有时运行速度会慢下来，然后反方向运行一段时间欧多克斯给每颗行星加了4个球层：一个解释行星每天的运动，一个解释行星在黄道带上的运动，另外两个球层的转动方向相反，用于解释行星的逆行现象8.托勒密：偏心园、本轮 以上认识的共同点：地球是中心9. 阿利斯塔克斯的日心论（阿基米德提及，太阳与月亮到地球的距离大小 ）三、古人所认为的宇宙的大小 1. 天球论中星体速度与宇宙大小的关系 2. 地球的自转与速度 4. 托勒密的小宇宙得势、日心论被遗忘 5. 阿基米德的琐事（自由公民的脾气）和希腊科学的衰落 6. 罗马文化的特点 、（欧几里德 —一个学生大声质疑学几何有什么用时，‘给他一枚钱币，因为他以为学东西就一定要有用’）3. 与阿基米德的大宇宙论（角朔一的亮度在不同季节的变化） 7. 基督教、伊斯兰教（可兰经：研究大自然和利用技术掌握大自然，崇拜托勒密），中世纪的黑暗（‘宇宙与摩西的圣殿’和‘所有行星都是由天使推着跑’）四、古人对地球的认识 1.亚里士多德提出了地球是圆形的3个证据：其一、一个人在南北方向上旅行时.总有星星从他前面的地平线上升起来，也总有星星在他身后没入地平线。
其二、站在 高处观看大海中的帆船，当船驶近时总是先见船桅，后见船身；离开时总是船身先没，船桅后没其三、在月食出现的时候，落在月面上的地球影子总是弧形的2.地球的大小最早是在公元前250年由古埃及亚历山大城图书馆馆长埃拉托色尼测量的在我国盛唐时期，一位名叫张遂的高僧（法号一行）组织了一次大规模的天文大 地测量此次测量在全国各地设置了12个测量点，测量方法是“立竿 见影”，即在 地面竖起一个8尺高的“圭表”测量太阳影子，利用太阳影子的长度计算子午线长度 一行测出，子午线上1度相当于132．03千米长，比现在使 用的数值—1度等于 111.2千米大得多虽然测量结果不很理想，但在当时的条件下，能做到这一点已 经很不容易3. 北极星或正午太阳在海平面上的高度来确定纬度，但无法测经度经度的测定 （时钟和月亮钟、电报的发明）4. 麦哲伦环球旅行的成功，再一次证明地球是圆的 麦哲伦环绕一周大部分船员包括他自己死亡； “哥伦布的远航是为了证明地球是园的”—错误 五、对太阳系的认识 古人观察时发现大部分星星的相对位置保持不变（恒星），只有少数几颗星星 相对运动着（行星） 由于视力所限，所观察到的行星都是太阳系的。
1. 地球中心论 地球是宇宙的中心,这种观念也符合人们的日常观察； 其缺点包括行星逆行和亮度变化的问题 以地球为球心的同心球，每个行星与地球的距离是固定的，那么从地球上看，它们的亮度应该没有变化， 而实际上除了金星的亮度大致不变外，其他行星的亮度是会有变化的，表明它们与地球的距离会改变 2.太阳居中论 在公元前3世纪，古希腊天文学家阿利斯塔克已提出恒星和太阳静止不动，地球 和行星在以太阳为中心的不同圆形轨道上绕太阳运行，地球每天绕轴自转一周 哥白尼（1473-1543）在1543年提出太阳才是宇宙的中心 托勒密模型很难解释的许多天文现象，日心说能够轻而易举地解释例如:行星的 逆行问题，很容易解释成是因为行星环绕太阳运行，从同样在环绕太阳运行的地 球上观察时产生的视差 日心说的另一个优势是可以确定各个行星轨道的次序 在柏拉图的模型中，各个天体与地球的距离从近到远 依次是月亮、太阳、金星、水星、火星、木星、土星 和恒星而在托勒密的模型中，这个顺序则是月亮、 水星、金星、太阳、火星、木星、土星和恒星 最成问题的是水星和金星，究竟哪一个与地球的距离 更近，用地心说难以确定。
在地心说模型中，各种天体不管它们多么不同，与地球的距离有多远，都每隔24小 时环绕地球一周这很难让人理解在日心说模型，这个现象的原因就简单明了：那是地球自转造成的假象日心说也 就是地动说，把天体的东升西沉解释为地球绕自转轴自西向东转动造成的假象但是日心说带来了新的问题 地球的自转速度应该非常快（按现在的测量结果，在地球赤道上的自转线速度为465 米／秒），那么为什么人们觉察不到地球的运动？就像在快速行驶的车上人们能感觉 到迎面吹来的风一样，地球以这么快的速度自西向东转，那么就应该有东风持续在吹， 为什么没有？我们从塔上抛下一块石头，在它落地的时候，如果地球在自转，它应该 落到了后面，为什么还落在塔底？同理，为什么飞鸟和云彩没有被地球的自转甩到后头？ 这些日常生活的观察似乎都与地动说相矛盾 日心说还存在另一个问题 如果地球在绕着太阳公转，在公转轨道的不同位置上观测恒星，应该看到恒星在天 球上的位置发生了变化，也就是出现了视差，星座的形状在一年之中会出现变化 但是肉眼和最初的望远镜都看不到恒星视差，星座的形状保持不变，这似乎意味着 地球并没有在围绕着太阳运动 看不到恒星视差的真正原因是由于恒星离地球非常远，它们与地球的相对位置的变化 极为细微，但是这意味着宇宙非常浩瀚，超出了古代天文学家的想像，所以他们不考 虑这种可能性。
没有恒星视差被认为是日心说的一个致命弱点 另一个观察也对地心说有利金星的亮度在一年的大部分时间内都差不多，这似乎 表明金星与地球的距离保持不变，符合地心说模型，用日心说则难以解释，按日心 说，金星和地球都在围绕太阳运转，它们之间的相对位置会发生变化，金星的亮度 也应该发生变化由于这些原因，虽然日心说早就有人提出，但是一直没有受到重视何况阿利斯塔 克提出的只是一个简单的定性模型，并不能用于预测天体运行 哥白尼为日心说创建了第一个数学模型，试图与实际观测结果结合起来，但是其精 确程度还不如托勒密模型这并不奇怪，托勒密模型本来就是根据实际观察结果拼 凑起来的其实，在数学上日心说和地心说模型可以做到等价，达到相同的精确程 度 但是哥白尼并不是一个很好的天文观测者，而且他的某些观念比托勒密还落后（例 如坚持认为天体只能做匀速正圆运动），虽然为了能符合观测结果，他也保留了托 勒密模型中的行星本轮，但是精确度仍然不如托勒密模型3. 第谷的观察丹麦天文学家第谷（1546－1601）试图把日心说的理论解释优势和地心说的实际 观测优势结合起来，提出了一个调和模型在第谷的模型中，地球仍是宇宙的中心， 太阳和月球围绕着地球运动，但是其他的天体则围绕着太阳运动。
第谷被认为是天文望远镜发明之前最伟大的天文学家，手中掌握着当时最精确的行 星观测数据，需要有人加以整理 4. 开普勒的总结众所周知的三大定律 5. 伽利略的贡献日心说的天文观测证据是由伽利略（1564－1642）提供的 伽利略手中多了一样第谷所没有的东西：天文望远镜其他贡献（月球表面、银河系恒星）伽利略发现有4颗卫星围绕着木星运行 ；金星像月球一样会出现周期性的盈亏变化1838年，德国天文学家贝塞耳用太阳仪首次观测到恒星视差 1851年，法国物理学家傅科在巴黎先贤祠的大厅做了“傅科摆”实验 从而最终证明了日心说的正确 6. 大师的出现 --牛顿a. 牛顿的前半生：生世、性格、成就 [与笛卡尔思想的关系---（惯性、原子论、代数和几何）、月-地的思考、光学、牛顿的望远镜和土星的卫星等、解决潮汐理论、预言哈雷彗星的回归，海王星的发现]b. 牛顿成就与哈雷、胡克（万有引力）、惠更斯（牛顿第二定律）的关系，哈雷促使《自然哲学的数学原理》的出版c. 牛顿的后半生：追逐名利、铸币局局长、精神病d. 牛顿理论的局限性：引力的“因”（笛卡尔的“接触才有力”）、行星之间力的影响、神（人格化的神和自然神）、与恒星静止假想的关系（均衡宇宙和夜晚的黑暗等）、水星进动、动力学混沌7. Other selected pioneers and milestones in the advance of Astronomy:a. 18th Century, William Herschel discovered Uranus, a new planet beyond Jupiter. Barely visible with the unaided eye, Herschel made the observation with his telescope . b. Early in the 19th Century Adams (English) stars build the heavy elements vianuclear fusion reactions. n. 1954 Radio Galaxies o. 1960-63 Quasars p. 1960s X-ray & Infrared astronomy q. 1968 Jocelyn Bell (Burnell) & Anthony Hewish discovered Pulsars 。