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中國古代的天文學成就論文
天文學(英語:Astronomy),是觀察和研究宇宙間天體的學科,它研究天體的分布、運動、位置、狀態(tài)、結(jié)構(gòu)、組成、性質(zhì)及起源和演化,是自然科學中的一門基礎(chǔ)學科。下面是小編為你帶來的中國古代的天文學成就論文 ,歡迎閱讀。
中國是世界上最早進行天文觀測和記錄的國家之一。中國古代帝王自稱為天子,并且在歷代王朝中都設(shè)有專門的官員進行天文觀測,由此可見古代天文學在我國政治和社會生活中的重要作用。在秦代,負責天文學研究的官員被稱為太史令,以后歷代多沿襲這一稱呼并稍有變化,到明清時期,天文觀測主要由欽天監(jiān)這一專門機構(gòu)負責。
天文學和數(shù)學、農(nóng)學、醫(yī)學被公認為中國古代最發(fā)達的四門自然科學。中國古代天文學的很多成就不僅在當時處在世界前列,即使在現(xiàn)代,許多觀測數(shù)據(jù)仍然具有十分重要的研究意義,有些數(shù)據(jù)更是我國所獨有。相比中國古代天文學,西方天文學在16世紀以前發(fā)展較緩慢,只是在近幾百年隨著其他自然科學的發(fā)展才取得突破性進展。
中國古代天文學早在新石器時代已經(jīng)開始有所萌芽,在中國出土的彩陶中,有不少上面已經(jīng)繪有太陽和月亮的圖案,代表了古人原始的天文學觀念。中國進入奴隸社會以后,在夏商周三代,天文學更是有了飛躍式的發(fā)展。在河南安陽殷墟出土的甲骨中,我們可以看到大量關(guān)于商代天文觀測的記錄。根據(jù)當?shù)爻鐾恋募坠,我們知道商代將一年分為十二個月,閏年十三個月。同時甲骨上已經(jīng)有了關(guān)于日食、月食和星辰的記載,這可能是世界上最早的有文字可考的天文學資料了。商代的歷法被稱為陰陽歷,是迄今為止已知的較為完整的一部最早的歷法。同時,商代用干支記日,數(shù)字記月,每一個月又被分為三旬。由此可知,早在商代,我國已經(jīng)建立起一套較為完善的天文歷法系統(tǒng)。戰(zhàn)國秦漢時期百家爭鳴,也是我國天文學取得巨大進展的一個輝煌時期。戰(zhàn)國時編著的《甘石星經(jīng)》,是世界上最早的天文學著作。西漢時期,出現(xiàn)了許多新的天文觀測的儀器,并在天文學理論方面提出了“渾天說”。隋唐時期,我國進行了世界上最早的子午線長度實測。宋元時期我國創(chuàng)制了《授時歷》,并制作了簡儀等新的天文觀測儀器。明清時期我國天文學處于衰落階段,西方天文學興起,這一時期主要是翻譯國外天文學著作。
在我國古代天文學研究中,星象觀測一直是一項重要內(nèi)容。中國古代的正史中有專門記載天文資料的部分叫做天文志,其中就包括星象觀測的方法、觀測的儀器和星象觀測的記錄。在星象觀測中,天文儀器一直發(fā)揮著重要的作用。中國古代的天文儀器種類繁多,各個功用也不相同,主要有用來計時的工具、用來觀測星象的工具、用來制定歷法等幾種,具有代表性的有圭表、渾儀和簡儀等。
除此以外,古代中國人還設(shè)計了地平經(jīng)緯儀,赤道經(jīng)緯儀,黃道經(jīng)緯儀等許多儀器進行天文觀測。在我國天文學發(fā)展的歷程中,天文儀器的不斷革新,極大地推動了天文觀測的發(fā)展,也為我國天文學歷法的發(fā)展提供了可靠的依據(jù)。
我國古代天文歷法起源得非常早,從最早的成文歷法《四分歷》開始,后又經(jīng)多次歷法改革,其不斷得到完善和發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計,我國從古至今使用過的歷法有一百多種,不管有多少種歷法,都可以分別歸到陰歷、陽歷、陰陽合歷三大系統(tǒng)當中。陽歷是以地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期為計算基礎(chǔ)的;陰歷則以月亮繞地球的公轉(zhuǎn)周期為計算的基礎(chǔ);陰陽合歷是調(diào)和太陽、地球、月亮的運轉(zhuǎn)周期制定的歷法。其中,《太初歷》是中國有完整資料的第一部傳世歷法,與《四分歷》相比,其進步之處主要表現(xiàn)在以正月為歲首,將我國獨創(chuàng)的二十四節(jié)氣分配于十二個月中,并以沒有中氣的月份為閏月,從而使月份與季節(jié)配合得更合理;同時行星的會合周期測得也較準確。到東漢末年,劉洪制定了《乾象歷》,第一次將月球運行有快慢變化引入歷法。在天文歷法方面,有三位科學家做出過非常杰出的貢獻,他們是祖沖之、僧一行、郭守敬,他們極大地推動了中國歷法的改革和發(fā)展。
在祖沖之以前,人們使用的歷法是天文學家何承天編制的《元嘉歷》。祖沖之通過自己多年的觀測,發(fā)現(xiàn)了《元嘉歷》中存在的許多錯誤,并編制了新的《大明歷》。在新歷法中,他首次將歲差引進到歷法中,區(qū)分出了回歸年和恒星年,并且通過多年的觀測,得出了木星每84年超辰一次的結(jié)論。僧一行修訂的《大衍歷》是一部具有創(chuàng)新精神的歷法,它繼承了中國古代天文學的優(yōu)點和長處,對不足之處和缺點作了修正,因此,取得了巨大成就。它比較正確地掌握了太陽在黃道上運動的速度和變化規(guī)律。此外,僧一行還組織在全國13個點的天文測量,并在觀測的數(shù)據(jù)中得到了北極高度相差一度,南北距離就相差351里80步(約合131.3千米)的結(jié)論,這個數(shù)據(jù)在當時世界上是非常領(lǐng)先的。郭守敬的主要貢獻也是在歷法編著方面,他編著了中國一部很精良的歷法《授時歷》,為了編撰這部歷法,他分析研究了以前的幾十部立法,并設(shè)計和建造了許多新的天文儀器。
在天文理論方面,我國古代人民也取得了輝煌的成就。特別是在兩漢時期,人們對宇宙的認識不斷深化,提出了“渾天說”,認為“渾天如雞子,天體圓如彈丸,地如雞子中黃,孤居于內(nèi)”。進而又有人提出了“宣夜說”,認為天沒有固定的邊際,無邊無際,模糊地提出了宇宙的無限性。著名的中國科技史學家李約瑟先生在其所著的《中國科學技術(shù)史》天文學卷中,曾為“宣夜說”專設(shè)一節(jié),盛贊這種宇宙模型,認為這種宇宙觀非常進步,與同時期的希臘任何學說相比都毫不遜色。雖然如此,但是我們必須承認“宣夜說”并不是一種正確的宇宙模型,而且對古代中國產(chǎn)生的作用也遠沒有“渾天說”大。在我國古籍《周髀算經(jīng)》中,古代中國人還建立了“蓋天說”的宇宙模型。這種模型提出了大地與天相距80,000里;大地中央有高大的柱形物;日月星辰在天上環(huán)繞北極作平面圓周運動等9個觀點。特別值得一提的是,這種宇宙模型與古代印度的宇宙模型具有驚人的相似性。在中國古代,人們?yōu)榱伺宄伺c宇宙的關(guān)系,還提出了各種假說,每種假說都不乏支持者。從公元前100年開始直到唐代,人們?yōu)榱颂骄坑钪鎶W秘,圍繞這些假說進行了持續(xù)的爭論,其中有不少我們所熟悉的古代科學家為自己支持的觀點著書立說。同時,人們還探討了日食,月食,太陽和地球的距離等很多問題。如我們熟知的“兩小兒辯日”的故事,其中就表達了古代人對太陽與地球關(guān)系的思考。由于“渾天說”不能很好地解釋月食的現(xiàn)象,所以歷代很多天文學家都去努力思考,試圖解決這個問題,并提出了許多猜想,其中以張衡在《靈憲》和朱熹在《朱子全書》中的猜想最具代表性。
在中國古代,天文學與星象具有非常密切的關(guān)系,并以天人感應為哲學基礎(chǔ),形成了中國古代很具特色的占星學。占星學在古代的主要功能是昭示天命及其變化,為當權(quán)者的統(tǒng)治提供理論基礎(chǔ)。天命如果有所改變,就會通過天象昭示天下。所以古代帝王非常重視天象的變化,堯帝“歷象日月,敬授人時”(《尚書?堯典》),舜帝“在璇璣玉衡,以齊七政”(《尚書?舜典》)都被作為重大事件記錄在冊。
中國古代天文學不僅在當時取得了巨大的成就,而且為我們留下了許多寶貴的資料。如在20世紀四十年代初,金牛座蟹狀星云被天體物理學家認出是公元1054年超新星爆發(fā)的痕跡,而在我國古籍中已經(jīng)找到了關(guān)于這次爆發(fā)詳細的記載。我國古代文獻中保留了大量世界獨有的天文記錄,但是在20世紀以前,對我國古代天文學資料的研究并不充分。
對于中國古代天文資料的研究,早期主要由一批海外歸來的學者進行,他們做了許多開創(chuàng)性的工作,創(chuàng)辦了許多介紹中外天文學的期刊,使中國天文學資料的研究逐步專業(yè)化,并形成了天文史學這一新的研究學科。新中國成立后,中國天文史學的研究終于走上正軌,出現(xiàn)了一批國際知名的天文史學家,他們著書立說,考證許多中國古人杰出的天文學貢獻,所以我們現(xiàn)在才可以看到我國古代如此輝煌的天文學成就。
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