人类对天体运动规律的认识过程
学院：人文与社会科学学院 专业：公共事业管理
学号： 姓名：
摘要：本文按历史的脉络来展开论述人类古、近、当代对天体，星系，宇宙永不停息的探索，其中我们可以感悟到一代一代一直坚毅不舍追求卓越的伟大科学家的力量，也能明显感受到科学技术总是随时光推移的迅猛进步。
关键词：人类 天体运行规律 科学家 星球 宇宙
引言：浩瀚无穷的星空，辽远神秘的宇宙，让人类世世代代为之神往。这一切，让人类对天体运动规律的认识成为可能。天文学在科学发展史上居于领先的地位，因为它的一切、宇宙的一切、都与我们人类息息相关。我们对于人类自身怎样掌握天体运行规律以及它们在哲学上所产生的影响，都应该具备一般的认识。本文通过介绍我们生活着的大环境，进一步开拓青年学子的心胸和眼界，有助于当代学子树立远大的理想，百折不挠地在天地之间实现自己的人生价值。
正文：一、起源：
当人类的智慧进步到超过一般动物的时代，他们就不能不注意到天穹上永恒的现象和日月星辰伟大的运动与和谐。1、中国、迦勒底和埃及的古老天文学：古代人注意天体观测，显然是从实际生活的需要出发的，古代中国、古埃及、与迦勒底的帝王雇用占星家和天文学家，目的在于想知道他们个人的命运以及统治人民，而绝不是因为他们热爱知识或提倡科学。从尼尼微废墟里所发现的亚述石碑，有的年代远在公元前一两千年至三千年，上面刻有日食和月食的记录，以及这些现象对于当时皇帝的预兆。这些石碑上还刻有行星的运动、月相和太阳历。古埃及人很喜欢研究历法、季节和用天文的方法测定方向。在公元前5世纪，埃及人测定一年大约有365日，这是太阳在繁星间复回到相同方位所需的时间。金字塔表现了古代埃及人在天文观测上的能力，就其方位来说，早期修建的几座精确到几度，后期几座精确到几十分之一度。事实上经人证明，大金字塔的北面的主要隧道正指向天龙α星，这颗星在金字塔修建的时代（公元前3400年），正是当时的极星。2、希腊人的天文观：希腊人自公元前4世纪后，首先使用科学方法来研究天体的现象与运动。毕达哥拉斯学派，也称唯美主义者，他们坚信天体的运行一定是等速圆心运动的形式，日、月和星均遵循同心的圆周轨道绕地球而运动。他们将天体的距离排列成以下的次序：月亮、水星、金星、太阳、火星、木星、土星与恒星。但是必须说明的是，这些重要的观念与他们哲学的偏见与错谬假设混合在一起就难以分辨，而且难以令人信服。
二、诞生：
1、哥白尼：根据哥白尼的体系，地球和别的行星一样，围绕太阳运行，唯有太阳才固定在这个体系的中心。哥白尼的功绩主要是最早给予宇宙的地心论以一种明晰和系统的批判，而且摧毁了那种牢不可破的见解和目视的幻觉。2、伽利略：他不惜劳力与费用终于制成了可以放大到三十多倍的望远镜，用来发现月亮上的山和谷，更观察到无数的恒星，还有他最重要的发现是木星的四颗主要卫星。伽利略曾将潮汐的原因作为地球运动的证据，不幸这个理论是错误的。这位科学家在1633年被罗马教会受审，被判决不能动摇上帝的中心位置，否定自己的学说。3、开普勒：开普勒经过无数次的尝试和探索，借助第谷的精确观测，得以逐步校核他的计算。开普勒对火星的运动特别加以研究，从这些研究中发现了行星的两个基本运动定律：第一定律说，行星的运动不是前人所说的平圆轨道之上，而是在椭圆轨道之上，太阳的位置在这些椭圆的一个焦点上；第二定律说，连接行星和太阳的直线在等时间内扫过的椭圆的面积相等。他经过16年的辛勤劳动，在繁复的计算和无数次的失败之后，终于发现了第三定律：行星公转周期的平方和它们轨道的长轴的立方是成正比例的。根据这些定律去说明观测结果，精确度之高远远超过圆周轨道的假说，所以天文学家们很快就公认了这三个定律。4、牛顿：他最伟大的成就当是将支配天体运动的普遍规律：“万有引力定律”：“万物彼此吸引，力量的大小与参加的物质的质量成正比例，并且与它们之间的距离的平方成反比例，”稳固地建立起来。牛顿用他的定律来解释潮汐，并做精密的计算，更将行星之间的相互摄动计算进去，以更高的精确度计算月亮和行星的运动，甚至彗星的轨道。
三、兴起：
18世纪末至19世纪中叶人们开始研究恒星在空间的分布和恒星系的性质。1、威廉. 赫歇尔：赫歇尔制成一座焦距12米的（1789年）的大型望远镜，内径120厘米经历半个世纪仍然是当时最大的望远镜。赫歇尔一生最重要的观测工作都集赫歇尔考察了经马斯克利恩确切定出的7颗行星（天狼、北河二、北河三、南河三、轩辕十四、大角、河鼓二）的自行，说明这些运动按它们在天球上的位置有一致的倾向，反映出太阳在空间的运动。对这几颗星的自行的仔细研究，使得他表明了太阳必然向武仙座方向运行的空间运动。2、贝赛尔：贝塞尔承担了重订布拉德利所编的最古老又最精确的星表的工作，他于1818年公布了3222颗星的结果，都归算到1760年的春分点。从此以后，贝塞尔重新而且扩大了进行了这些观测，直到测定他那个时代恒星的位置。在这个期间他做了76000多个精密位置的观测，编制了一本星表，载有63000多颗星的坐标。贝塞尔还有一个很大的贡献是我们必须提到的：他仅借引力作用所表现的效应就预测出“不见星”的存在。3、彗星与流星的研究：18世纪末，哈雷对
他的彗星于1758年回来的预言成功之后，彗星的研究成了天文学的一个重要方面。卡罗琳. 赫歇尔当1811年的大彗星出现之后，他最先创立了彗尾的科学理论。他说彗尾是由微小质点组成，被一种带有电性的的“驱力”把它们抛到和太阳相反方向上去。此时天文学家从流星现象发现几个事实：他们首先注意到所有这些流星都从天球上相同一点射出，而且这个“辐射点”因周日运动在天球上随其他天体而移动，可是对于恒星是固定的。这一事实进一步证明流星的来源是宇宙而不是地球的，在空间循平行运动轨道运动，我们看见它从一点辐射出来，这个现象从透视的效果容易得到解释。流星雨的现象也经人们查出是个具有周期性的现象。
四、发展:
20世纪天体物理学和现代天文学的研究正如朝阳般徐徐升起。近代天文学最重要的特征，无疑表现在对河外星系的认识和对宇宙膨胀的发现。由爱因斯坦的普遍相对论，推得宇宙就其整体而言是一个均匀的四维体系（三维属空间，一维是时间），它是一个有限而无边的“多维球”。爱因斯坦在稳定的平衡的假设下测定这样一个球型宇宙的半径。但是这样须使由万有引力而来的吸力和宇宙间的一种驱力恰好严格地互相抵消。人们跟着就知道这样的平衡是不稳定的，即使从前有一个时期是稳定的，也不会维持很久，所以现实的宇宙在非稳定、不平衡的状况之下，换言之，即在收缩或者膨胀。1917年，荷兰天文学家德. 西特尔就说明爱因斯坦方程式的解答是在膨胀中的空虚宇宙。经过整个19世纪，解释天体以及整个宇宙起源与演化的问题，康德和拉普拉斯的星云假说是一般人所公认的，此外还有穆尔顿的“微星假说”、勒梅特“原初原子假说”、邦德“连续创造假说”等等。虽然这些理论各有各的合理性，但是行星宇宙的形成，大部分仍是谜，现今争论的这些理论，我们难保将来不被淘汰。
五、展望未来:
最近几年间天文仪器和它们的附件与观测技术都有相当大的改进，我们所熟知的有大望远镜，所知之甚少还有飞速发展的现代光电技术、其中的光度学，光谱测定技术，等等。这样就必然会改革天文研究的方法，增加观测的效率与范围，因而影响我们对宇宙现象的认识与理论。1、地球自转的不均匀性：1925年布朗曾经把月亮运动总不与理论相合的部分原因认定为地球自转的不均匀性。接着，1926年斯宾塞尔-琼斯爵士因研究太阳和行星的运动，发现有同样的不均匀现象，与他们轨道上的角速度成正比例，从而证实了地球自转的不均匀性。
2、行星位置的预测：这项工作是用IBM 电子计算机经过逐步的数学积分完成的。3、月亮位置的观测：瓦特和亚当斯设计了一种自动扫描机，可以直接考察月轮明亮边缘上放大的轮廓。当600-700个照片经过这样的扫描和推算之后，于任何天平动在月亮边缘上任何点所发生的
的掩星，都可以推得月亮的中心，精确度达一弧秒的几百分之一的数量级。
结论： 从古至今，人们始终未曾放弃过对头顶天空的好奇与探索，由此崛起一代代科学巨人，一批批先进仪器设备。人类的智慧在不断地思索我们生存的空间中被淋漓尽致地开发出来，人类的意识逐渐从朦胧无知走向明朗清晰，更确切了解自身在宇宙中所处的位置，大自然的发展变化规律，不断造福于全人类。
参考文献：
伏古勒尔. 《天文学简史》. 中国人民大学出版社.2010年4月第一版.
伽利略. 《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》. 外研出版社.1972年7月第四版. 霍金. 《果核中的宇宙》. 清华大学出版社.2001年12月第三版.
人类对天体运动规律的认识过程
学院：人文与社会科学学院 专业：公共事业管理
学号： 姓名：
摘要：本文按历史的脉络来展开论述人类古、近、当代对天体，星系，宇宙永不停息的探索，其中我们可以感悟到一代一代一直坚毅不舍追求卓越的伟大科学家的力量，也能明显感受到科学技术总是随时光推移的迅猛进步。
关键词：人类 天体运行规律 科学家 星球 宇宙
引言：浩瀚无穷的星空，辽远神秘的宇宙，让人类世世代代为之神往。这一切，让人类对天体运动规律的认识成为可能。天文学在科学发展史上居于领先的地位，因为它的一切、宇宙的一切、都与我们人类息息相关。我们对于人类自身怎样掌握天体运行规律以及它们在哲学上所产生的影响，都应该具备一般的认识。本文通过介绍我们生活着的大环境，进一步开拓青年学子的心胸和眼界，有助于当代学子树立远大的理想，百折不挠地在天地之间实现自己的人生价值。
正文：一、起源：
当人类的智慧进步到超过一般动物的时代，他们就不能不注意到天穹上永恒的现象和日月星辰伟大的运动与和谐。1、中国、迦勒底和埃及的古老天文学：古代人注意天体观测，显然是从实际生活的需要出发的，古代中国、古埃及、与迦勒底的帝王雇用占星家和天文学家，目的在于想知道他们个人的命运以及统治人民，而绝不是因为他们热爱知识或提倡科学。从尼尼微废墟里所发现的亚述石碑，有的年代远在公元前一两千年至三千年，上面刻有日食和月食的记录，以及这些现象对于当时皇帝的预兆。这些石碑上还刻有行星的运动、月相和太阳历。古埃及人很喜欢研究历法、季节和用天文的方法测定方向。在公元前5世纪，埃及人测定一年大约有365日，这是太阳在繁星间复回到相同方位所需的时间。金字塔表现了古代埃及人在天文观测上的能力，就其方位来说，早期修建的几座精确到几度，后期几座精确到几十分之一度。事实上经人证明，大金字塔的北面的主要隧道正指向天龙α星，这颗星在金字塔修建的时代（公元前3400年），正是当时的极星。2、希腊人的天文观：希腊人自公元前4世纪后，首先使用科学方法来研究天体的现象与运动。毕达哥拉斯学派，也称唯美主义者，他们坚信天体的运行一定是等速圆心运动的形式，日、月和星均遵循同心的圆周轨道绕地球而运动。他们将天体的距离排列成以下的次序：月亮、水星、金星、太阳、火星、木星、土星与恒星。但是必须说明的是，这些重要的观念与他们哲学的偏见与错谬假设混合在一起就难以分辨，而且难以令人信服。
二、诞生：
1、哥白尼：根据哥白尼的体系，地球和别的行星一样，围绕太阳运行，唯有太阳才固定在这个体系的中心。哥白尼的功绩主要是最早给予宇宙的地心论以一种明晰和系统的批判，而且摧毁了那种牢不可破的见解和目视的幻觉。2、伽利略：他不惜劳力与费用终于制成了可以放大到三十多倍的望远镜，用来发现月亮上的山和谷，更观察到无数的恒星，还有他最重要的发现是木星的四颗主要卫星。伽利略曾将潮汐的原因作为地球运动的证据，不幸这个理论是错误的。这位科学家在1633年被罗马教会受审，被判决不能动摇上帝的中心位置，否定自己的学说。3、开普勒：开普勒经过无数次的尝试和探索，借助第谷的精确观测，得以逐步校核他的计算。开普勒对火星的运动特别加以研究，从这些研究中发现了行星的两个基本运动定律：第一定律说，行星的运动不是前人所说的平圆轨道之上，而是在椭圆轨道之上，太阳的位置在这些椭圆的一个焦点上；第二定律说，连接行星和太阳的直线在等时间内扫过的椭圆的面积相等。他经过16年的辛勤劳动，在繁复的计算和无数次的失败之后，终于发现了第三定律：行星公转周期的平方和它们轨道的长轴的立方是成正比例的。根据这些定律去说明观测结果，精确度之高远远超过圆周轨道的假说，所以天文学家们很快就公认了这三个定律。4、牛顿：他最伟大的成就当是将支配天体运动的普遍规律：“万有引力定律”：“万物彼此吸引，力量的大小与参加的物质的质量成正比例，并且与它们之间的距离的平方成反比例，”稳固地建立起来。牛顿用他的定律来解释潮汐，并做精密的计算，更将行星之间的相互摄动计算进去，以更高的精确度计算月亮和行星的运动，甚至彗星的轨道。
三、兴起：
18世纪末至19世纪中叶人们开始研究恒星在空间的分布和恒星系的性质。1、威廉. 赫歇尔：赫歇尔制成一座焦距12米的（1789年）的大型望远镜，内径120厘米经历半个世纪仍然是当时最大的望远镜。赫歇尔一生最重要的观测工作都集赫歇尔考察了经马斯克利恩确切定出的7颗行星（天狼、北河二、北河三、南河三、轩辕十四、大角、河鼓二）的自行，说明这些运动按它们在天球上的位置有一致的倾向，反映出太阳在空间的运动。对这几颗星的自行的仔细研究，使得他表明了太阳必然向武仙座方向运行的空间运动。2、贝赛尔：贝塞尔承担了重订布拉德利所编的最古老又最精确的星表的工作，他于1818年公布了3222颗星的结果，都归算到1760年的春分点。从此以后，贝塞尔重新而且扩大了进行了这些观测，直到测定他那个时代恒星的位置。在这个期间他做了76000多个精密位置的观测，编制了一本星表，载有63000多颗星的坐标。贝塞尔还有一个很大的贡献是我们必须提到的：他仅借引力作用所表现的效应就预测出“不见星”的存在。3、彗星与流星的研究：18世纪末，哈雷对
他的彗星于1758年回来的预言成功之后，彗星的研究成了天文学的一个重要方面。卡罗琳. 赫歇尔当1811年的大彗星出现之后，他最先创立了彗尾的科学理论。他说彗尾是由微小质点组成，被一种带有电性的的“驱力”把它们抛到和太阳相反方向上去。此时天文学家从流星现象发现几个事实：他们首先注意到所有这些流星都从天球上相同一点射出，而且这个“辐射点”因周日运动在天球上随其他天体而移动，可是对于恒星是固定的。这一事实进一步证明流星的来源是宇宙而不是地球的，在空间循平行运动轨道运动，我们看见它从一点辐射出来，这个现象从透视的效果容易得到解释。流星雨的现象也经人们查出是个具有周期性的现象。
四、发展:
20世纪天体物理学和现代天文学的研究正如朝阳般徐徐升起。近代天文学最重要的特征，无疑表现在对河外星系的认识和对宇宙膨胀的发现。由爱因斯坦的普遍相对论，推得宇宙就其整体而言是一个均匀的四维体系（三维属空间，一维是时间），它是一个有限而无边的“多维球”。爱因斯坦在稳定的平衡的假设下测定这样一个球型宇宙的半径。但是这样须使由万有引力而来的吸力和宇宙间的一种驱力恰好严格地互相抵消。人们跟着就知道这样的平衡是不稳定的，即使从前有一个时期是稳定的，也不会维持很久，所以现实的宇宙在非稳定、不平衡的状况之下，换言之，即在收缩或者膨胀。1917年，荷兰天文学家德. 西特尔就说明爱因斯坦方程式的解答是在膨胀中的空虚宇宙。经过整个19世纪，解释天体以及整个宇宙起源与演化的问题，康德和拉普拉斯的星云假说是一般人所公认的，此外还有穆尔顿的“微星假说”、勒梅特“原初原子假说”、邦德“连续创造假说”等等。虽然这些理论各有各的合理性，但是行星宇宙的形成，大部分仍是谜，现今争论的这些理论，我们难保将来不被淘汰。
五、展望未来:
最近几年间天文仪器和它们的附件与观测技术都有相当大的改进，我们所熟知的有大望远镜，所知之甚少还有飞速发展的现代光电技术、其中的光度学，光谱测定技术，等等。这样就必然会改革天文研究的方法，增加观测的效率与范围，因而影响我们对宇宙现象的认识与理论。1、地球自转的不均匀性：1925年布朗曾经把月亮运动总不与理论相合的部分原因认定为地球自转的不均匀性。接着，1926年斯宾塞尔-琼斯爵士因研究太阳和行星的运动，发现有同样的不均匀现象，与他们轨道上的角速度成正比例，从而证实了地球自转的不均匀性。
2、行星位置的预测：这项工作是用IBM 电子计算机经过逐步的数学积分完成的。3、月亮位置的观测：瓦特和亚当斯设计了一种自动扫描机，可以直接考察月轮明亮边缘上放大的轮廓。当600-700个照片经过这样的扫描和推算之后，于任何天平动在月亮边缘上任何点所发生的
的掩星，都可以推得月亮的中心，精确度达一弧秒的几百分之一的数量级。
结论： 从古至今，人们始终未曾放弃过对头顶天空的好奇与探索，由此崛起一代代科学巨人，一批批先进仪器设备。人类的智慧在不断地思索我们生存的空间中被淋漓尽致地开发出来，人类的意识逐渐从朦胧无知走向明朗清晰，更确切了解自身在宇宙中所处的位置，大自然的发展变化规律，不断造福于全人类。
参考文献：
伏古勒尔. 《天文学简史》. 中国人民大学出版社.2010年4月第一版.
伽利略. 《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》. 外研出版社.1972年7月第四版. 霍金. 《果核中的宇宙》. 清华大学出版社.2001年12月第三版.