跟胖哥學物理 漫談天文學

天文學是研究宇宙空間天體、宇宙的結構和發展的學科。

內容包括天體的構造、性質和運行規律等。

主要通過觀測天體發射到地球的輻射，發現並測量它們的位置、探索它們的運動規律、研究它們的物理性質、化學組成、內部結構、能量來源及其演化規律。

我們也是世界上最早研究天文學國家之一，從原始社會就開始萌芽了。

天文學也是我國古代最發達的四門自然科學之一，其他包括農學、醫學和數學，天文學方面屢有革新的優良曆法、令人驚羨的發明創造、卓有見識的宇宙觀等，在世界天文學發展史上，無不占據重要的地位。

公元前24世紀的堯帝時代，就設立了專職的天文官，專門從事「觀象授時」。

早在仰韶文化時期，人們就描繪了光芒四射的太陽形象，進而對太陽上的變化也屢有記載，描繪出太陽邊緣有大小如同彈丸、成傾斜形狀的太陽黑子。

在宋代以前，中國也是世界天文學最已開發國家。

我國古代天文學的成就大體可歸納為三個方面，即：天象觀察、儀器製作和編訂曆法。

在河南安陽出土的殷墟甲骨文中，已有豐富的天文象現的記載。

這表明遠在公元前14世紀時，我們祖先的天文學已很發達了。

舉世公認，我國有世界上最早最完整的天象記載。

我國是歐洲文藝復興以前天文現象最精確的觀測者和記錄的最好保存者。

1973年，我國考古工作者在湖南長沙馬王堆的一座漢朝古墓內發現了一幅精緻的彗星圖，圖上除彗星之外，還繪有雲、氣、月掩星和恆星。

天文史學家對這幅古圖做了考釋研究後，稱之為《天文氣象雜占》，認為這是迄今發現的世界上最古老的彗星圖。

早在2000多年前的先秦時期，我們的祖先就已經對各種形態的彗星進行了認真的觀測，不僅畫出了三尾彗、四尾彗，還似乎窺視到今天用大望遠鏡也很難見到的彗核，這足以說明中國古代的天象觀測是何等的精細入微。

同時我國對天體儀器研究也領先世界。

天文儀器方面，也做出了傑出的貢獻，創造性地設計和製造了許多種精巧的觀察和測量儀器。

我國最古老、最簡單的天文儀器是土圭，也叫圭表。

它是用來度量日影長短的，它最初是從什麼時候開始有的，已無從考證。

此外，西漢的落下閎改制了渾儀，這種我國古代測量天體位置的主要儀器，幾乎歷代都有改進。

東漢的張衡創製了世界上第一架利用水利作為動力的渾象。

元代的郭守敬先後創製和改進了10多種天文儀器，如簡儀、高表、仰儀等。

不過中國古代雖然有大量觀測資料，但並未有很深入的研究，對於天體物理也並未提出任何理論。

近現代天文學思想的最早源頭是古希臘，古希臘人的演繹推理方法和對事物的追根究底態度使他們對宇宙有了深刻而精密的認識，這種認識被文藝復興時代的歐洲全盤接受。

在歷史上相當長的時期內，天文學與星占學是不分的，像著名的天文學家托勒密、第谷、開普勒等，也是大星占家。

占星需要觀測、推算天體的位置，這對天文學的發展有著不可忽視的影響。

從哥白尼建立日心說、伽利略使用望遠鏡、牛頓創立了微積分解析天體的運動開始，天文學跨入近代，天文科學開始與占星術分道揚鑣。

赫歇耳把觀測視野從太陽系擴展到恆星，分光技術使人類可以了解遙遠天體的組成，今天，天文學及其相關技術已經發展到我們可以直探百億光年外的類星體、可以飛近太陽系行星拍照的水平。

不過筆者覺得，天文學基礎觀測，所以觀測儀器成為天文學制約主要因素和技術。

因為天文學發展，離不開作為科學之父的物理。

天文學上的一切發現和研究成果，離不開望遠鏡和望遠鏡後端的接收設備。

在十七世紀之前，人們儘管已製作了不少天文觀測儀器，如在中國有渾儀、簡儀等，但觀測工作只能靠人的肉眼。

1608年，荷蘭人李波爾賽發明望遠鏡，1609年伽里略製成第一架天文望遠鏡，並很快作出許多重要發現，從此天文學跨入了用望遠鏡觀測、研究天象的新時代。

在此後的近400年中，人們對望遠鏡的性能不斷加以改進，並且越做越大，以期觀測到更暗的天體和取得更高的解析度。

1990美國的哈勃望遠鏡和2016年中國天眼都會帶來天文學更深入研究和繁榮。

隨著人類社會的發展，天文學的研究對象從太陽系發展到整個宇宙。

現在天文學按研究方法分類已形成天體測量學、天體力學和天體物理學三大分支學科。

按觀測手段分類已形成光學天文學、射電天文學和空間天文學幾個分支學科。

在世界大學中，天文學作為一種古老專業一直存在。

不過在今天，人類已經實現登月前提下，天文學在科學中更顯得突出。

下列大學天文學成為學子嚮往地方：耶魯大學天文系、華盛頓大學天文系、哈佛大學-天文系、維吉尼亞大學天文系、英國西北天文大學、佛羅里達大學天文系、馬里蘭州大學天文學院、喬治亞州大學天文學系、俄亥俄州大學-天文學系、新墨西哥州大學天文系、墨爾本大學天文物理組、美國費米實驗室天文物理組、韓國漢城大學-天文系、加州科內爾大學-天文學系、加拿大西昂塔羅天文大學系、南加州大學天文與物理學系、加州理工學院射電天文台、普渡大學天文物理中心、伯克利加利福尼亞大學天文系、達特茅斯學院-物理與天文學系、羅切斯特大學天文學與物理學、俄亥俄州大學-天文與物理學、阿姆斯特丹大學天文學協會、北卡羅萊納大學-物理與天文學系、肯塔基大學-物理學與天文學、芝加哥大學-天文與天體物理學。

我國天文學比較好的有南京大學、北京大學、中國科學技術大學、上海交通大學、北京師範大學以及清華大學和廣州大學。

其中南京大學和中國科學技術大學的天文學今年入選了「雙一流」建設學科，而北京大學、清華大學天文學並沒有入選「雙一流」建設學科。

如果同學們對天文學感興趣 那除了閱讀一些天文學課外書籍外，還參加學校天文觀測社團，更重要的要把物理學習好，爭取考取重點大學的天文學專業，成為國家棟樑!

2018年12月20日於宜昌夷陵吾同齋