天文学及其起源

最近知识版人气太低，发点东西提高下人气。

就从最简单的或者说是最基本的说起吧，什么是天文学？天文学的具体研究内容是什么？天文学是如何起源的？天文学在何时成为一门独立的、系统的学科？

大家畅所欲言吧。不过，既然是知识版，最好要言之有据，如能引用各种文献给出好的解答，将给予加分奖励。

同时，幽默允许，恶搞禁止；个人理解允许，信口胡说禁止。

没人关注，再发几个问题。

天文学的研究方法如何？ 研究天文学有何意义？

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什么是天文学？
天文学是观察和研究宇宙间天体的学科，它研究天体的分布、运动、位置、状态、结构、组成、性质及起源和演化，是自然科学中的一门基础学科。


天文学的具体研究内容是什么？
天文学研究天体的分布、运动、位置、状态、结构、组成、性质及起源和演化。

天文学所研究的对象涉及宇宙空间的各种星星和物体，大到月球、太阳、行星、恒星、银河系、河外星系以至整个宇宙，小到小行星、流星体以至分布在广袤宇宙空间中的大大小小尘埃粒子。天文学家把所有这些星星和物体统称为天体。从这个意义上讲，地球也应该是一个天体，不过天文学只研究地球的总体性质而一般不讨论它的细节。另一方面，人造卫星、宇宙飞船、空间站等人造飞行器的运动性质也属于天文学的研究范围，可以称之为人造天体。

天文学按照研究的内容可分为天体测量学、天体力学和天体物理学三门分支学科。天体测量学是天文学中发展最早的一个分支，它的主要内容是研究和测定各类天体的位置和运动，建立天球参考系等。利用天体测量方法取得的观测资料，不仅可以用于天体力学和天体物理研究，而且具有应用价值，比如用以确定地面点的位置。目前，天体测量的手段已从早期单一的可见光波段，发展到射电、红外等其他电磁波段，精度也不断提高，并且从地面扩展到空间，这就是空间天体测量。

天体力学主要研究天体的相互作用、运动和形状，其中运动应包括天体的自转。早期的研究对象是太阳系天体，目前已扩展到恒星、星团和星系。牛顿万有引力定律和运动三定律的建立奠定了天体力学的基础，使研究工作从运动学发展到动力学。因此，实际上可以说牛顿是天体力学的创始人。今天，我们可以准确地预报日食、月食等天象，和天体力学的发展是分不开的。

天体物理是天文学中最年轻的一门分支学科，它应用物理学的技术、方法和理论，来研究各类天体的形态、结构、分布、化学组成、物理状态和性质以及它们的演化规律。十八世纪赫歇尔开创恒星天文学可谓天体物理学的孕育时期。十九世纪中叶，随着天文观测技术的发展，天体物理成为天文学一个独立的分支学科，并促使天文观测和研究不断作出新发现和新成果。就其研究内容来说，有太阳物理、太阳系物理、恒星物理、银河系天文、星系天文、宇宙化学、天体演化及宇宙学等；就其研究方法而言又可分为实测天体物理和理论天体物理。

天文学是如何起源的？
古时候，人们通过用肉眼观察太阳、月亮、星星来确定时间和方向，制定历法，指导农业生产，这是天体测量学最早的开端。

天文学简史：
古代 天体测量学，天文导航，观测天文学，历法
公元2世纪，托勒密->地心说
16世纪， 哥白尼->日心说
1609年，伽利略->天文望远镜
18世纪，牛顿->经典力学->天体力学
19世纪中叶，天体摄影和分光技术->天体物理学
近现代，大型望远镜，射电望远镜，空间望远镜->空间天文学

天文学在何时成为一门独立的、系统的学科？
天文学的早期发展过程是和占星学，哲学，数学，宗教等联系在一起的。相当长时期内曾经被认为是数学或哲学的分支。很难说天文学在何时成为一门独立的、系统的学科，因为天文有很多分支。其中天体测量学发展的最早，公元前4世纪的 Eudoxus of Cnidus 和 Callippus of Cyzicus就提出了关于天体位置、运动的数学模型，但当时是把天文当作数学的分支。之后的柏拉图和亚里士多德则把天文学当作哲学的分支进一步加以发展。亚利斯塔克(Aristarchus 310 BC-230 BC) 被认为是第一位主张用科学方法研究天体的科学家，也就是应用定量、定性的叙述，有系统的研究天体，从他开始，天文学从哲学思辨中脱离，成为一门真正的学问。

天文学的研究方法如何？
天文学是以观测为基础的科学。天文学家经常遵循"观测-理论-观测"的方法来进行研究，即提出理论来解释一些天文现象，然后再根据新的观测结果，对原来的理论进行修正或者用新的理论来代替。不断的创造和改良观测手段，是天文学家们不懈努力的一个课题。

研究天文学有何意义？
天文学从一开始就同人类的劳动和生存密切相关。它同数学、物理、化学、生物、地学同为六大基础学科。天文学的研究对于我们的生活有很大的实际意义，如授时、编制历法、测定方位等。天文学的发展对于人类的自然观有很大的影响。哥白尼的日心说曾经使自然科学从神学中解放出来；康德和拉普拉斯关于太阳系起源的星云说，在十八世纪形而上学的自然观上打开了第一个缺口。地外行星的探测和开发，地外生命的探索，地外能源的开发利用等等天文相关领域如果能取得成果对于人类生活的影响之大显而易见。

参考：
http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_astronomy
http://en.wikipedia.org/wiki/Astronomy
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%A9%E6%96%87%E5%AD%A6
http://b.baidu.com/view/415920.htm
http://skylook.lamost.org/info/info/info_17.html
http://www.tyxxxx.cn/html/kexuetansuo/tianwenxuejie/200805/03-1303.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Aristarchus_of_Samos
http://en.wikipedia.org/wiki/Astrology_and_astronomy
http://www.ikepu.com/astronomy/astronomy-index.htm
http://www.astron.sh.cn/intro/duixiang.html
http://www.astron.sh.cn/intro/jianshi.html

[ 本帖最后由 deepgreen 于 2008-11-6 21:01 编辑 ]

关于起源及历史方面，维基上一般是西方的情况，实际上，天文学在我国的历史也是相当悠久的，在古代中国天文学占有及其重要的地位，从天文学和农学、医学、算学并成为古代中国的四大学科就可看出来，所以我想了解了解天文学在中国的起源及发展是必要的。

维基上关于天文学在中国发展的历史也有一些介绍。中国古代天文主要的贡献在于天象记录，天文仪器制造，历法编制等，也有一些天体测量学的成果。早期的很多记录和占卜关系密切。好像很难说中国何时开始将天文作为独立的学科用科学的方法去系统的研究。如果从石申，甘德那个时候算起也是很早的了。

http://en.wikipedia.org/wiki/Chinese_astronomy

再来，《简明天文学》里提供的相关问题的答案(供参考)：

什么是天文学？
天文学是自然科学中的一门基础学科。它的研究对象是天体。它研究天体的位置和运动、研究它们的化学组成、物理状态和过程， 研究它们的结构和演化规律，研究如何利用关于天体的知识来造福人类。

天文学的具体研究内容是什么？
天文学的研究对象是天体，即研究天体的位置和运动、研究天体的化学组成、物理状态和过程，研究天体的结构和演化规律，研究如何利用关于天体的知识来造福人类。

天文学和人类历史同样悠久。天文学的研究内容和许多概念，总是伴随着人类社会的文明和进步而不断发展的。因此，人们对天体的认识和理解，在不同历史时期是大不相同的。古代天文学无非是把日月星辰的视位置和视运动作为主要研究内容。今天则把天体作为宇宙间各种星体的总称，包括：太阳、月亮、行星、卫星、彗星、流星体（群）、陨星、小行星、恒星、星团、星系、星际物质等，所以天文学的研究对象也就是人类认识的宇宙。作为一颗行星，地球本身也是一个天体，也是它的研究对象。但地球大气层以下的各个圈层则不属于天文学的研究范畴，而是地学的研究领域。

20世纪50年代人造地球卫星上天，使宇宙间又增添了人造天体，关于它们的运行轨道、运行状态也是天文学义不容辞的研究内容。

天文学是如何起源的？
天文学是与人类文明同时发端的一门古老的学科。人类在有文字记载之前，由于农牧业生产和实际生活的需要，就开始注意某些显著的天象。自从有了文字以后，天文学便在人类文明的发祥地萌芽并诞生了。这便是古代天文学的起源。在世界文明古国，早期天文学都得到发展。

（1）古埃及天文学发展情况。该时期埃及人已经掌握了一定天文知识。注意天狼偕日的现象，认识太阳在恒星间一年移动一周，并制定历法规定一年长度为365天一年12个月，每月30天，年末再加5个附加日。
（2）巴比伦和亚述古代天文学发展情况。该时期巴比伦和亚述人制定了接近科学实际的阴阳历，规定了大小月，还认识了12个月和五星的运行规律，他们还认识到黄道和白道，月食一定发生在望，并且只有当以月亮靠近黄白交点时才能发生食。
（3）古印度代天文学发展情况。此阶段印度人创立了阴阳历，把黄道天区划分为27个相等的部分，与恒星月周期相等。
（4）古希腊天文学发展情况。希腊人继承了巴比伦和亚述人的文化遗产，在天文学方面做出了重要的贡献，并出现了四大学派，即：爱奥尼亚学派，毕达哥拉斯学派，柏拉图学派和亚历山大学派。特别是托勒玫集古希腊天文学的成就提出“地心宇宙体系”对后期天文学发展影响很大。
（5）中国古代天文学发展情况。该阶段中国人已懂得天文定向知识，观象授时、天象记录、编制历法，并有24节气的全部名称，还提出朴素的宇宙观。


天文学的研究方法如何？
天文学的研究对象是天体，其研究的基本方法是对天体的观测，包括目视观测和仪器观测。它的研究特点是：
（1）大部分情况下人类不能主动去实验，只能被动观测。
（2）强调对天体进行全局、整体图景的综合研究。表现观测上是全波段、全天候。在理论上依赖模型和假设。
（3）需用计算机把观测所获得的大量原始资料进行整理。使天文学研究发生重大变化的另一个技术进步是快速互联网技术，这使得异地天文数据的交换和处理成为可能，使得观测数据具有巨大的科学产出的潜在意义。目前，虚拟天文台的提出和建设对天文研究意义深远。
（4） 具有大科学的特征，需要大量投资。
（5） 以哲学为指导。

研究天文学有何意义？
天文学与人类关系密切，天文学对于人类生存和社会进步具有积极重要的意义，突出表现在以下几个方面：
（1） 时间服务：准确的时间不单是人类日常生活不可缺少的，而且对许多生产和科研部门更为重要。最早的天文学就是农业和牧业民族为了确定较准确的季节而诞生和发展起来的。现代的一些生产和科研工作更离不开精确的时间。例如，某些生产、科学研究、国防建设和宇航部门，对时间精度要求精确到千分之一秒，甚至百万分之一秒，否则就会失之毫厘，差之千里。而准确的时间是靠对天体的观测获得并验证的。
（2） 导航服务：对地球形状大小的认识是靠天文学知识取得的 。确定地球上的位置离不开地理坐标，测定地理经度和纬度，无论是经典方法还是现代技术，都属于天文学的工作内容。
（3） 人造天体的成功发射及应用 ：目前，人类已向宇宙发射了数以千计的人造天体，其中包括人造地球卫星、人造行星、星际探测器和太空实验站等。它们已经广泛应用于国民经济、文化教育、科学研究和国防军事。仅就人造地球卫星而言，有通讯卫星、气象卫星、测地卫星、资源卫星、导航卫星等，根据不同需要又有地球同步卫星、太阳同步卫星等。所有人造天体都需要精确地设计和确定它们的轨道、轨道对赤道面的倾角、偏心率等。这些轨道要素需要进行实时跟踪，才能保持对这些人造天体的控制和联系。这一切都得借助天体力学知识。
（4） 导航服务：天文导航是实用天文学的一个分支学科，它以天体为观测目标并参照它们来确定舰船、飞机和宇宙飞船的位置。早期的航海航空定位使用六分仪（测高、测方位）和航海钟，靠观测太阳、月亮、几颗大行星和明亮恒星，应用定位线图解方法来确定位置，其精度较低，且受天气条件限制。随着电子技术的进步，已发展了多种无线电导航技术来克服这方面的缺陷。宇宙航行开始以后，为了确定飞船在空间的位置和航向，天文导航也有相当重要的作用。目前，全球卫星定位系统（GPS）技术的应用，使卫星导航更精确。卫星导航不仅普遍用于航天、航空、航海，而且还用于陆面交通管理。
（5） 探索宇宙奥秘，揭示自然界规律：随着对宇宙认识的深入，人类从宇宙中不断获得地球上难以想象的新发现。例如，19世纪初有位西方哲学家断言，恒星的化学组成是人类永远不可能知道的。但过了不久，由于分光学（光谱分析）的应用，很快知道了太阳的化学组成。其中的氦元素就是首先在太阳上发现的，25年后人们才在地球上找到它。太阳何以会源源不断地发射如此巨大的能量，这是科学家早就努力探索的课题。直到20世纪30年代有人提出氢聚变为氦的热核反应理论，才完满地解决了太阳产能机制问题。几十年后，人类在地球上成功地实验了这种聚变反应──氢弹爆炸。 20世纪60年代后天文学中的四大发现，令人大开眼界。从地心说、日心学到无心学是人类认识宇宙的三个里程碑。
（6） 研究天文与地学的关系：地球作为一颗普通的行星，运行于宇宙空间亿万颗星体之间，地球的形成、演化及重大地质历史事件无不与其宇宙环境有关。事实表明，地球本身记录了在地质历史时期所经历的天文过程的丰富信息。例如，地球自转变慢，就是通过古代珊瑚化石的研究证实的。珊瑚也象树木年轮那样具有"年带"。珊瑚每天周期性地分泌碳酸钙，在身上形成一条条 日纹 。3.2亿年前的珊瑚化石，每个年带含有400条日纹，表明那时地球一年自转400圈，说明那时地球自转比现在快得多。这与理论推算的结果十分一致。人们很早就注意到地质现象普通存在着周期性，而天体星系的运行及演化也无一不按自己的规律进行，并且地质周期同天文周期存在着某些对应关系。太阳绕银河系中心运动的周期大约是2.5亿年，这叫做太阳的银河年。在一个银河年中， 太阳处于银河系不同位置，由于宇宙环境的变化，会给太阳和地球带来影响。
（7） 探索地外生命和地外文明：人类在探索宇宙奥秘过程中，对地外生命和地外文明的寻求是最令人神往的。我们认为宇宙是一个Hexie的整体，它不会偏爱地球。像地球这样一个充满生机的星球，在宇宙中应该是不少的。 人类怀着极大的好奇心希望在太阳系以内或以外找到生命，更盼望能觅到自己的知音。近几十年来，世界各地常有不明飞行物（简称UFO）的报道。虽然至今仍没有确切证据确认外星人曾拜访过我们地球，但是人类还是在继续努力地寻找地外文明。

[ 本帖最后由 deepgreen 于 2008-11-6 22:07 编辑 ]

早期天文学的内容就其本质来说就是天体测量学。从十六世纪中哥白尼提出日心体系学说开始，天文学的发展进入了全新的阶段。此前包括天文学在内的自然科学，受到宗教神学的严重束缚。哥白尼的学说使天文学摆脱宗教的束缚，并在此后的一个半世纪中从主要纯描述天体位置、运动的经典天体测量学，向着寻求造成这种运动力学机制的天体力学发展。

十八、十九世纪，经典天体力学达到了鼎盛时期。同时，由于分光学、光度学和照相术的广泛应用，天文学开始朝着深入研究天体的物理结构和物理过程发展，诞生了天体物理学。二十世纪现代物理学和技术高度发展，并在天文学观测研究中找到了广阔的用武之地，使天体物理学成为天文学中的主流学科，同时促使经典的天体力学和天体测量学也有了新的发展，人们对宇宙及宇宙中各类天体和天文现象的认识达到了前所未有的深度和广度。 天文学就本质上说是一门观测科学。天文学上的一切发现和研究成果，离不开天文观测工具——望远镜及其后端接收设备。在十七世纪之前，人们尽管已制作了不少天文观测仪器，如中国的浑仪、简仪，但观测工作只能靠肉眼。1608年，荷兰人李波尔赛发明了望远镜，1609年伽里略制成第一架天文望远镜，并作出许多重要发现，从此天文学跨入了用望远镜时代。在此后人们对望远镜的性能不断加以改进，以期观测到更暗的天体和取得更高的分辨率。1932年美国人央斯基用他的旋转天线阵观测到了来自天体的射电波，开创了射电天文学。1937年诞生第一台抛物反射面射电望远镜。之后，随着射电望远镜在口径和接收波长、灵敏度等性能上的不断扩展、提高，射电天文观测技术为天文学的发展作出了重要的贡献。二十世纪后50年中，随着探测器和空间技术的发展以及研究工作的深入，天文观测进一步从可见光、射电波段扩展到包括红外、紫外、X射线和γ射线在内的电磁波各个波段，形成了多波段天文学，并为探索各类天体和天文现象的物理本质提供了强有力的观测手段，天文学发展到了一个全新的阶段。 而在望远镜后端的接收设备方面，十九世纪中叶，照相、分光和光度技术广泛应用于天文观测，对于探索天体的运动、结构、化学组成和物理状态起了极大的推动作用，可以说天体物理学正是在这些技术得以应用后才逐步发展成为天文学的主流学科。

天文和气象不同，它的研究对象是地球大气层外各类天体的性质和天体上发生的各种现象——天象，而气象研究的对象是地球大气层内发生的各种现象——气象。香港天文台也经常发播台风警报，是个例外。 天文学所研究的对象涉及宇宙空间的各种物体，大到月球、太阳、行星、恒星、银河系、河外星系以至整个宇宙，小到小行星、流星体以至分布在广袤宇宙空间中的大大小小尘埃粒子。天文学家把所有这些物体统称为天体。地球也是一个天体，不过天文学只研究地球的总体性质而一般不讨论它的细节。另外，人造卫星、宇宙飞船、空间站等人造飞行器的运动性质也属于天文学的研究范围，可以称之为人造天体。 宇宙中的天体由近及远可分为几个层次：(1)太阳系天体：包括太阳、行星（包括地球）、行星的卫星（包括月球）、小行星、彗星、流星体及行星际介质等。(2)银河系中的各类恒星和恒星集团：包括变星、双星、聚星、星团、星云和星际介质。太阳是银河系中的一颗普通恒星。(3)河外星系，简称星系，指位于我们银河系之外、与我们银河系相似的庞大的恒星系统，以及由星系组成的更大的天体集团，如双星系、多重星系、星系团、超星系团等。此外还有分布在星系与星系之间的星系际介质。 天文学还从总体上探索目前我们所观测到的整个宇宙的起源、结构、演化和未来的结局，这是天文学的一门分支学科——宇宙学的研究内容。天文学按照研究的内容还可分为天体测量学、天体力学和天体物理学三门分支学科。 天文学始终是哲学的先导，它总是站在争论的最前列。作为一门基础研究学科，天文学在不少方面是同人类社会密切相关的。时间、昼夜交替、四季变化的严格规律都须由天文学的方法来确定。人类已进入空间时代，天文学为各类空间探测的成功进行发挥着不可替代的作用。天文学也为人类和地球的防灾、减灾作着自己的贡献。天文学家也将密切关注灾难性天文事件——如彗星与地球可能发生的相撞，及时作出预防，并作出相应的对策。

                                          摘自《美丽的星空》                                    (擦点边行不？）