晴朗的夜晚，我們仰望蒼穹：點點繁星，迢迢河漢，廣袤無垠的宇宙以它神秘的色彩展現(xiàn)在我們眼前。亙古至今，經歷了幾十萬年的歲月，人類不懈地觀測它、探索它、研究它，歷盡千辛萬苦，從而創(chuàng)建了一門叫做“天文學”的科學。
宇宙到底是一個什么概念呢?在西方，一直到19世紀，還認為宇宙只是一個包羅萬象的空間及其中的一切天體。到了20世紀，愛因斯坦才提出了“四維時空”的見解：其中“三維”是指長、寬、高三個方向度量的空間，另“一維”是指時間，指出了宇宙是空間和時間的統(tǒng)一。我國這個觀點的出現(xiàn)，卻比西方早了兩干多年。古籍《淮南子·原道訓》中就有記載：“四方上下曰宇，古往今來曰宙，以喻天地?！比藗円话惆延钪孀鳛樘斓厝f物的總稱，實質上它包含了無窮無盡的空間、無始無終的時間和無限的運動著變化著的物質。
人類對自然的認識首先就是從觀測天空開始的。人們都知道，動物對于季節(jié)的變化有一種本能的反應，例如紫韶和雪韶一到冬季就會長出濃密保溫的長毛；松鼠入冬前一定會備足松果；大雁開春才會返回北方；大馬哈魚卻在春末夏初要上溯到黑龍江上游產卵……而人類是不同于動物的，逐漸脫離茹毛做血時代的遠古人類，已經開始有意識地去觀測天空、觀測周圍、留心寒暑易節(jié)的更替。他們?yōu)榱松?，需要比較準確地掌握自然界變化的規(guī)律。進入新石器時代以后，更因為農牧業(yè)生產實踐的需要，對于天空的觀測成了他們生活中一項極為重要的內容，作為自然科學的率先學科——天文學的幼苗，正是在這種原始的觀測中破土而出的。恩格斯在《自然辯證法》一書中指出：“首先是天文學——單單為了定季節(jié)，游牧民族和農業(yè)民族就絕對需要它?！庇腥さ氖?，地理上相距很遠的各個古老民族中，天文學都是獨立發(fā)展起來的：古埃及重視對“天狼星”的觀測，因為它與太陽一起東升的那天，尼羅河就開始泛濫，泛濫后的沃土正是播種的好地方。因此馬克思說：“計算尼羅河水漲落期的需要，產生了埃及的天文學”；古代巴比倫則特別看重“五車二”這顆星，因為大約五千年以前，五車二晨升時，標示著春天的來臨；住在愛琴海半島和島嶼上的古希臘民族最重視觀測所謂“航海九星”，它們是軒轅十四、角宿一、心宿二、河鼓二、北落師門、室宿一、婁宿三、畢宿五和北河三。這九顆星中的八顆(除北落師門外)，當時它們依次的“赤經差”大致相等，這無疑地成為了航海者們的天然“燈塔”；我國古代非常注意“大火”星(即“心宿二”)在黃昏出現(xiàn)。那時的黃河流域，大火昏見正好與春耕播種的日子相吻合。又由于我國的緯度位置很容易看到拱極星的運動，于是自古以來就有以北斗七星的回旋來定四時的辦法，這就是所謂“斗柄東指，天下皆春；斗柄南指，天下皆夏；斗柄西指，天下皆秋；斗柄北指，天下皆冬(見《鵑冠子》)”。
人們觀測天體、測量太陽、月亮、星星在天空的位置，研究它們的位置隨時間變化的規(guī)律，古代天文工作者日復一日年復一年地為此傾注自己的心血，于是確立了時間，制定了節(jié)氣．編寫了歷法，創(chuàng)建了最初的“天體測量學”。早在16世紀以前，中國的天象觀測就已經達到了非常精確的程度。中國古代天文學家如落下閎、張衡、祖沖之、一行、郭守敬等人，設計出了十分精的天文觀測儀器，他們通過對恒星的觀測，制定歲時，上百次地改進歷法。在西方，古代天文學家則以極木的熱情和力量，去研究行星在星空背景中的運動，最終導致了中世紀哥白尼“日心學說”的創(chuàng)立。
日心學說的發(fā)展在17世紀達到了高峰，英國科學家艾薩克。牛頓也是那個時代一顆璀燦的天文學明星，他總結了當時力學和天文學方面的一系列重大發(fā)現(xiàn)，科學地把力學概念應用于行星運動的研究。還是在20歲左右的時候，牛頓就已經開始思索行星運動的原因，那時他還是英國劍橋大學的學生。這之前，開普勒和胡克等學者已經提出過天體相互吸引的概念，并且猜測過“引力與距離平方成反比”的規(guī)律。牛頓花了差不多20年的時間，在他45歲的時候，終于令人信服地證明了地球和其它天體間的引力也確實是按照這個規(guī)律變化的。他提出了著名的牛頓萬有引力定律：
任何兩個物體都是相互吸引的，引力的大小跟兩個物體的質量的乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比。
于是，天文學上一個嶄新的分支——“天體力學”誕生了，它使天文學從單純描述天體的幾何關系進入到研究天體之間相互作用的階段，或者說，從單純研究天體的運動狀況，進入到了研究這些運動的原因。牛頓創(chuàng)立的天體力學帶來了天文的第一次飛躍。那個時代的牛頓真正是碩果累累：研究萬有引力使他創(chuàng)立了科學的天文學；他進行光的分解使新型的光學得以問世；二項式定理和無限理論的建立，使數學領域別開生面；而認識力的本性又使力學研究大放光芒!牛頓無疑地是一個彪炳千秋的偉人，而這位科學偉人卻十分謙遜地說：“如果我所見的比笛卡爾要遠一點，那就是因為我是站在巨人的肩上的緣故”，“但真理的大海，我還是沒有發(fā)現(xiàn)?！?/p>
天體之間的引力作用雖然解釋了許多天文現(xiàn)象，如地球運動、潮汐現(xiàn)象、太陽系天體乃至星團、星系的動力學現(xiàn)象等等，但卻不足以說明天體的本質。19世紀中葉開始，物理學上的一系列重大發(fā)現(xiàn)又把天文學推向了一個新的階段：以測定天體亮度和分析天體光譜為起點的“天體物理學”成為了天文學科的一個新生長點。19世紀末到20世紀初，量子論、相對論、原子核物理學和高能物理學的創(chuàng)立，更給了天文學以新的理論工具。這樣一來，研究天體的化學組成、物理性質、運動狀態(tài)和演化規(guī)律等課題都相繼展開了，人類對天體的認識逐漸深入到了問題的本質，天文學家們從此可以有根有據地談論著天體的演化，這是天文科學的第二次飛躍，它標志著現(xiàn)代天文學的起點。
隨著天文學的進展，天文觀測的手段也在日新月異。17世紀以前，天文工作者在漫長的歲月里只是靠肉眼來觀測天象，能看到的星星加起來不過六、七干顆而已。17世紀，伽利略首創(chuàng)了望遠鏡，使人類的視野豁然開朗。隨著光學技術的發(fā)展，望遠鏡的口徑愈來愈大，從直徑2米直到8米—10米。這些大型光學望遠鏡的出現(xiàn)，使人們觀察到了包含著數以千億計的恒星和星云組成的銀河系，數以十億計的河外星系也呈現(xiàn)在我們眼前。人們驚奇地發(fā)現(xiàn)，天宇是如此的豐富多彩，空間是如此的廣袤無邊!20世紀初，兩個年輕的美國人央斯基和雷伯，他們用自制的儀器捕捉到了來自天空的電磁波，成為了“射電天文學”誕生的契機，人們研制出的“射電望遠鏡”使天文觀測的領域擴展到了整個電磁波段，除了肉眼可見的光波以外，天體發(fā)出的紫外、紅外無線電波、X射線、Y射線等等，無不盡收眼底，難以預見的一些重大發(fā)現(xiàn)給人們一次又一次的驚喜!20世紀中葉，第一顆人造衛(wèi)星升上了天空，接著是宇宙飛船、載人航天飛機上天。先進的科學使人類擺脫了地球的引力，直接置身于大氣層外去探索宇宙的秘密，觀測手段的飛躍進步使現(xiàn)代天文學進入了又一個空前活躍的階段，它不但為天文學的本身展現(xiàn)了一派迷人的前景，而且對人類進一步認識自然、改造自然也必將帶來不可估量的影響。
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