天文學(xué)的定義精選(九篇)

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第1篇：天文學(xué)的定義范文

同為地球上的智慧生命，各國人對年齡的詢問有著不同的看法。按照西方傳統(tǒng)禮節(jié)，初次見面就問“您貴庚”是不得體的；但中國人習(xí)慣以此拉近距離，而且還會根據(jù)對方的情況謹(jǐn)慎選擇用語，例如：“您高壽?”當(dāng)我們拋開世俗放眼星辰之際，詢問星系的年齡則不再是個(gè)民俗禮節(jié)問題，而是個(gè)充滿挑戰(zhàn)的自然科學(xué)問題了。

回顧天文學(xué)的發(fā)展歷史不難發(fā)現(xiàn)，天文學(xué)家無時(shí)無刻不面對著有關(guān)天體年齡的尷尬局面：從最原始的認(rèn)為天地永恒，到發(fā)現(xiàn)宇宙大爆炸及其加速膨脹；從相信太陽始終如一地送給人類光明和溫暖，到發(fā)現(xiàn)恒星內(nèi)部的核聚變過程；從因數(shù)據(jù)有誤而估算出比地球巖石年齡還小的宇宙年齡，產(chǎn)生“先有兒子后有父親”的佯謬，到精確測得今天可觀測宇宙的年齡大約為137億年。這一切都表明天文學(xué)家對宇宙以及各類天體的年齡估計(jì)是多么艱難、復(fù)雜又漫長的過程。但我們不是專業(yè)的天文學(xué)家，也無需了解艱深繁雜的判斷天體年齡的具體過程，我們只需對宇宙天體的年齡有概念性的了解就足夠了。

時(shí)間等于距離

在談?wù)撚钪嫣祗w的年齡之前，我們需要進(jìn)行一個(gè)思維轉(zhuǎn)換——距離等于時(shí)間。這不是多難的事，讓我們先想想身邊的情況。假設(shè)我們在高速公路上行駛，每個(gè)人都會自然想到時(shí)速，沒錯(cuò)，就是我們掛在嘴邊的時(shí)速120，時(shí)速80，當(dāng)然我們的默認(rèn)單位是千米每小時(shí)。這樣任何距離部可以等效成時(shí)間。例如時(shí)速120千米就意味著2千米等于1分鐘，而相距600千米的兩個(gè)城市，在我們的腦海中就等于5小時(shí)。現(xiàn)在我們把這種時(shí)間距離的轉(zhuǎn)換應(yīng)用到宇宙中，與高速公路上行駛的機(jī)車相比，惟一的不同是現(xiàn)在我們的速度是光速!120千米每小時(shí)的速度對于宇宙來說太慢了，我們必須用30萬千米每小時(shí)的光速作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，這也是我們的宇宙中最快的速度。如果你聽說過愛因斯坦，聽說過相對論，你會立刻想到任何物體的速度部不可能超越光速。之所以要進(jìn)行這樣的轉(zhuǎn)換，只是為了更接近專業(yè)天文學(xué)家的思路，在他們的研究中，在宇宙學(xué)尺度上，時(shí)間和距離是一回事，對宇宙中星系年齡的估計(jì)，就變成對這個(gè)星系距離的測量。

宇宙有多老?

目前主流天文學(xué)家認(rèn)為，宇宙作為一個(gè)整體有確定的年齡——大約137億年，這個(gè)年齡比任何已知的宇宙內(nèi)天體年齡都要大，也就是說這個(gè)數(shù)值至少與已有觀測數(shù)據(jù)不矛盾。

當(dāng)我們談?wù)撚钪娴哪挲g時(shí)，不得不提到一位大名鼎鼎的天文學(xué)家——埃德溫?哈勃。正是他在20世紀(jì)20年代對銀河系以外星系的觀測，開創(chuàng)了宇宙學(xué)的新時(shí)代，他提出的“哈勃定律”為大爆炸宇宙學(xué)奠定了基石。不要被這些看起來很嚇人的詞匯所迷惑，我們很快就會搞清楚所謂的哈勃定律和哈勃常數(shù)。

當(dāng)年哈勃觀測了幾十個(gè)銀河系之外的星系(稱為河外星系，星系是大量恒星_例如我們的太陽——通過引力作用形成的集合體，我們的銀河系就是一個(gè)有大約2千億顆恒星的旋渦星系)，發(fā)現(xiàn)幾乎所有的星系都在遠(yuǎn)離我們，而且距離我們越遠(yuǎn)的星系，離開我們的速度越大。為什么哈勃能夠肯定星系在遠(yuǎn)離我們呢?他是通過測量星系的光譜，發(fā)現(xiàn)其中的譜線(發(fā)射線或吸收線)都向光譜的紅端移動(即紅移，redshifl)。譜線的紅移是因?yàn)楣庠丛谶h(yuǎn)離我們，這就好比當(dāng)救護(hù)車遠(yuǎn)離我們時(shí)，我們聽到其發(fā)出的警笛聲越來越低沉，也就是聲波的波長被拉長，這種現(xiàn)象就是多普勒效應(yīng)。習(xí)慣上用一個(gè)沒有單位的純數(shù)z來表示紅移的大小，z=(λ觀測-λ靜止)／λ靜止，λ觀測為觀測到的波長，λ靜止為實(shí)驗(yàn)室里靜止光源的波長，紅移z的數(shù)值越大，說明波向紅端移動得越多，也就是光源離觀測值越遙遠(yuǎn)。哈勃因此提出了著名的“哈勃定律”，即星系遠(yuǎn)離我們的速度與距離成正比，V=Hod，其中v代表速度，d代表距離，而比例常數(shù)H。就是所謂的“哈勃常數(shù)”。哈勃的這一發(fā)現(xiàn)震驚世界，因?yàn)楝F(xiàn)在我們看到所有的星系都在遠(yuǎn)離我們，而且距離越遠(yuǎn)速度越快，那就說明，在有限的一段時(shí)間之前，所有的星系是聚集在一處的!這就直接支持了大爆炸宇宙學(xué)。

我們再來看哈勃常數(shù)H0，因?yàn)樗俣葀的單位總可以通過轉(zhuǎn)換為米／秒，而距離d的單位也可以轉(zhuǎn)換為米，顯而易見H0的單位是秒分之一，也就是說1／H0的單位是時(shí)間單位。1／H0在宇宙學(xué)中有特別重要的意義，它就是宇宙的年齡!有個(gè)專門的詞匯來描述1／H0，即回望時(shí)間(Iookback time)。只要能精確地測得H0的數(shù)值，我們就知道宇宙的年齡了!當(dāng)然，僅用1／H0作為宇宙年齡的表示并不準(zhǔn)確，還依賴宇宙學(xué)模型等等其他復(fù)雜的條件，但那已經(jīng)超出我們感興趣的范疇，我們只要知道哈勃常數(shù)的倒數(shù)等效于宇宙年齡就足夠了。而現(xiàn)在對哈勃常數(shù)最好的測定結(jié)果是H0大約為22千米每秒每百萬光年，其對應(yīng)的宇宙年齡大約為137億年。

歷史上因?yàn)閷?shù)的測定差異很大，鬧出過不少笑話。如果哈勃常數(shù)值是一個(gè)很大的數(shù)，那么它的倒數(shù)就會很小，使得宇宙的年齡比某顆恒星的年齡還小，即“先有兒子后有爸爸”，大爆炸宇宙學(xué)也因此備受抨擊。但隨著探測設(shè)備技術(shù)以及宇宙學(xué)的發(fā)展，目前對哈勃常數(shù)的測定已經(jīng)達(dá)到了足夠的精度，所謂年齡的佯謬也不攻自破了。

星系有多老?

隨著新聞媒體越來越關(guān)注天文學(xué)新發(fā)現(xiàn)，我們經(jīng)常會看到“某星系的年齡為多少億年”的說法。那么天文學(xué)家如何確定某星系的年齡呢?

其實(shí)這里面存在一種誤解：在天文學(xué)專業(yè)里，是無法精確定義星系的年齡的。我們知道星系是由各類恒星、氣體以及暗物質(zhì)等其他成分構(gòu)成的混合體，各不同部分部有自己的誕生演化歷史，星系中的全部恒星一般不可能是在一個(gè)確定的時(shí)刻同時(shí)產(chǎn)生的，因此無法定義一個(gè)星系的年齡，只能說星系中某一成分的年齡大約為多少年。那么我們經(jīng)?？吹降年P(guān)于星系年齡的報(bào)道，其數(shù)值究竟對應(yīng)的是天文學(xué)家的科學(xué)研究中哪一部分呢?

上文我們提到了時(shí)間距離轉(zhuǎn)換的思維，也提到了紅移的概念，現(xiàn)在就是揭開謎底的時(shí)刻。在實(shí)際觀測中，天文學(xué)家能夠測量到星系的光譜，選擇合適的譜線，就可以準(zhǔn)確地測定這個(gè)星系的紅移值。而在天文學(xué)家眼里，紅移值與距離是完全等價(jià)的概念。只要給出宇宙學(xué)模型，星系的紅移值與距離是惟一對應(yīng)關(guān)系。知道了距離，就等于知道了時(shí)間。因此，媒體報(bào)道中提及的星系的年齡，實(shí)際上就是天文學(xué)家通過測量星系的紅移，轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的距離即時(shí)間，就得到所謂的星系年齡。例如天文學(xué)家觀測某星系的紅移值為0.1，那么按照宇宙學(xué)模型給出的對應(yīng)關(guān)系(需要用到哈勃常數(shù)的數(shù)值)，其對應(yīng)的宇宙學(xué)距離為14億光年，我們就可以說這個(gè)星系的回望時(shí)間是14億年，也就是新聞中提到的14億年的星系年齡。再考慮到整個(gè)宇宙的年齡為137億年，也可以認(rèn)為這個(gè)星系是在大爆炸之后123億年時(shí)形成的。

其他測定星系距離的辦法

既然星系的年齡與其距離是惟一對應(yīng)的關(guān)系，那么天文學(xué)家就要想盡各種辦法來測量星系的距離。由于星系距離我們都十分遙遠(yuǎn)，從星系發(fā)出的光到達(dá)地球時(shí)已經(jīng)非常暗弱，因此說來簡單，但真正要確定某個(gè)星系的距離是異常困難的工作。

最初天文學(xué)家利用一類特殊的恒星(恒星的光度與其光度變化周期有固定的關(guān)系，中文稱為造父變星)或者星系的光譜來推算其所在星系的距離，但由于亮度有限，這種辦法只能測量距離較近的星系。隨著天文學(xué)以及探測技術(shù)的發(fā)展，今天的天文學(xué)家有很多種辦法來測量星系的距離，例如Sunyaey—Zerdovich效應(yīng)、超新星、引力透鏡、塔利-費(fèi)希爾關(guān)系、基本面關(guān)系、星系面亮度等等，其中有些可以直接測量星系的絕對距離，有些是通過測量星系的相對距離，再由“距離階梯”逐步推算出星系的絕對距離。需要特別強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是，由于觀測和理論的局限，各種途徑測得同一星系的距離并不完全一致。有些方法得到的距離誤差也比較大。這也是天文學(xué)家致力于提高星系距離測量精度的原因。

第2篇：天文學(xué)的定義范文

“旅行者”1號發(fā)射于1977年9月5日，只需要短短的34年時(shí)間，它就能飛出太陽系嗎?可能許多人都像我一樣有這個(gè)疑問。資料顯示，它目前距離太陽大約180億千米，即120天文單位(是冥王星距離的3倍)，確實(shí)夠遠(yuǎn)，但這里是否就是太陽系的邊界呢?

行星之外――不斷擴(kuò)展的邊疆

太陽系的邊界位于何方?這在天文學(xué)上算得上是個(gè)冷門的話題。對古人而言答案是顯而易見的，因?yàn)槿庋勰芸吹降淖钸h(yuǎn)的行星是土星，它的位置也就自然而然地被認(rèn)為是邊界之所在。直到1781年3月13日英國天文學(xué)家威廉‘赫歇爾在望遠(yuǎn)鏡的助力下發(fā)現(xiàn)了天王星(把太陽系的疆域向外擴(kuò)展了整整一倍)，并因此而一舉成名，太陽系的邊界問題才開始變得令人感興趣起來。眾多天文學(xué)家和愛好者投身這一領(lǐng)域中，展開了大海撈針般的星空大搜捕，希望能找到新的、更遠(yuǎn)的行星，可惜事與愿違，行星沒有找到，倒是發(fā)現(xiàn)了不少“副產(chǎn)品”：小行星和小行星帶(位于火星和木星軌道之間)。很快這股熱潮就平息了下來。

幾乎同時(shí)，隨著牛頓力學(xué)和數(shù)學(xué)的發(fā)展，天文學(xué)進(jìn)入定量化8寸代，天體力學(xué)理論的重要性越來越凸顯，成為與觀測幾乎同等重要的研究手段，并于1846年達(dá)到巔峰：英國天文學(xué)家亞當(dāng)斯和法國天文學(xué)家勒維耶幾乎同時(shí)在理論上預(yù)言了一顆新行星的存在，并且很快就被觀測所證實(shí)。這就是距離太陽約30天文單位的海王星。這一發(fā)現(xiàn)再次極大地刺激了天文學(xué)家和數(shù)學(xué)家的興趣。但令人沮喪的是，隨之而來的眾多計(jì)算、觀測均以失敗而告終，研究者的熱情再次擱淺。直到近100年后的1930年，美國洛威爾天文臺的湯博發(fā)現(xiàn)冥王星，太陽系的邊界才被再次擴(kuò)展，直達(dá)40天文單位處。這項(xiàng)工作的任務(wù)是如此艱巨，除了湯博，已經(jīng)很少有天文學(xué)家在觀測上進(jìn)行搜尋了。湯博又投入了13年的漫長時(shí)光，搜索范圍超過了整個(gè)夜空的三分之二，發(fā)現(xiàn)了6個(gè)星團(tuán)、14顆小行星及一顆彗星，但卻沒能發(fā)現(xiàn)任何冥王星以外的新行星。

冥王星所在之處是否就是太陽系的疆界呢?

眾望所歸――柯伊伯帶

既然觀測上已經(jīng)遭遇瓶頸，天文學(xué)家們只得拿起理論工具對此進(jìn)行探討。當(dāng)然由于冥王星的發(fā)現(xiàn)已屬巧合，加上觀測數(shù)據(jù)的缺乏，理論研究已經(jīng)不太可能重演象亞當(dāng)斯與勒維耶那樣的精密計(jì)算了，更多的還是帶一些猜測性質(zhì)。

當(dāng)時(shí)關(guān)于太陽系起源的主流觀點(diǎn)，是認(rèn)為太陽系是由一個(gè)星云演化而來的。這其中行星的形成，是來自于星云盤上的物質(zhì)彼此碰撞吸積的過程。按照這種理論，行星形成過程的順利與否與星云物質(zhì)的密度有很大的關(guān)系。星云物質(zhì)的密度越低，則引力相互作用越弱，星云盤上物質(zhì)相互碰撞的幾率越小，從而吸積過程就越緩慢，行星的形成也就越困難。當(dāng)星云物質(zhì)的密度低到一定程度時(shí)，行星的形成過程有可能緩慢到在太陽系迄今50億年的整個(gè)演化過程中部無法完成，而只能造就一些“半成品”：太陽系小天體。

1943年，愛爾蘭天文學(xué)家埃奇沃斯(Kenneth Edgeworth)指出，海王星以外的情形便是如此。那里的星云物質(zhì)分布過于稀疏，行星無法誕生，而只能形成眾多質(zhì)量較小的天體。他預(yù)言人們將會在海王星之外不斷地發(fā)現(xiàn)小天體，其中一些也可能進(jìn)人內(nèi)太陽系，成為彗星。

持同一觀點(diǎn)的還有美籍荷蘭裔天文學(xué)家柯伊伯(Gerard Kuiper)，不過基于當(dāng)時(shí)對冥王星的質(zhì)量的錯(cuò)誤估計(jì)(認(rèn)為其質(zhì)量與地球質(zhì)量相當(dāng)，而事實(shí)上只有地球的0.2％)，他認(rèn)為那些曾經(jīng)存在過的小天體早就已被冥王星的引力作用甩到了更遙遠(yuǎn)的區(qū)域，不會再存在于距太陽30天文單位～50天文單位的區(qū)域中了。

除了從太陽系起源角度所做的分析外，另一些天文學(xué)家根據(jù)對彗星的研究，也殊途同歸地提出了海王星之外存在大量小天體的假說。太陽系中的彗星按軌道周期的長短大致可分為兩類：一類是長周期彗星，它們的軌道周期在兩百年以上，長的可達(dá)幾千、幾萬、甚至幾百萬年。另一類則是短周期彗星，它們的軌道周期在兩百年以下，短的只有幾年。從理論上講，短周期彗星會因?yàn)轭l繁地接近太陽而被迅速蒸發(fā)掉，而且軌道也會因反復(fù)受到行星引力的干擾而變得極不穩(wěn)定，多數(shù)難逃撞入太陽而被吞沒的命運(yùn)。所以，在太陽系誕生初期形成的短周期彗星，很快就會被蒸發(fā)或吞噬，就此絕跡。但如今，50億年過去了，我們卻仍然能觀測到大量短周期彗星，這又怎么解釋呢?

唯一的可能是太陽系中存在一個(gè)短周期彗星的發(fā)源地。1980年，烏拉圭天文學(xué)家費(fèi)爾南德斯(Julio Fernandez)提出這個(gè)“彗星基地”就是位于海王星之外的一個(gè)小天體帶。后來被稱為“柯伊伯帶”，目前的主流觀點(diǎn)認(rèn)為它位于距離太陽30天文單位～55天文單位處。

到20世紀(jì)80年代，在尋找太陽系邊疆的歷程中，理論遠(yuǎn)遠(yuǎn)走在了觀測的前列，那時(shí)柯伊伯帶里已知的唯一一個(gè)天體，就是孤零零的冥王星。直到1992年人們發(fā)現(xiàn)另一顆海王星外天體(稱為“海外天體”)――1992QB1，才從觀測上證實(shí)了柯伊伯帶的存在。到2011年底，國際小行星中心(MPC)公布的海外天體數(shù)目已經(jīng)超過1800顆，它們的表面大都覆蓋著由甲烷、氨、水等物質(zhì)組成的寒冰。

異軍突起――奧爾特云

柯伊伯帶擴(kuò)展了太陽系的邊界，但無法解釋長周期彗星的起源，而它們應(yīng)該比柯伊伯帶更遠(yuǎn)!最早對此進(jìn)行系統(tǒng)研究的是荷蘭天文學(xué)家奧爾特(Jan Oorf)。1950年，奧爾特發(fā)現(xiàn)很多長周期彗星的遠(yuǎn)日點(diǎn)位于距太陽50，000天文單位～150，000天文單位(約合0.8光年～2.4光年)的區(qū)域內(nèi)，由此他提出了一個(gè)假設(shè)，即在那里存在一個(gè)長周期彗星的“大本營”，后來被人們稱為“奧爾特云”(OortCloud)。這一假設(shè)與將柯伊伯帶視為短周期彗星補(bǔ)充基地的假設(shè)有著異曲同工之妙，但時(shí)間上更早。

據(jù)估計(jì)，奧爾特云中約有幾萬億顆直徑在～千米以上的彗星，其總質(zhì)量約為地球質(zhì)量的幾倍到幾十倍。由于數(shù)量眾多，在一些科普示意圖中奧爾特云被畫礙象一個(gè)真正的云團(tuán)一樣，但事實(shí)上，奧爾特云中兩個(gè)相鄰小天體之間的平均距離約有幾千萬千米，是太陽系中天體分布最為稀疏的區(qū)域之一。

在距太陽如此遙遠(yuǎn)的地方為何會有這樣一個(gè)奧爾特云呢?一些天文學(xué)家認(rèn)為，與離散盤類似，奧爾特云最初是不存在的，如今構(gòu)成奧爾特云的那些小天

體最初與行星一樣，形成于距太陽近得多的地方，后來是被外行星的引力作用甩了出去，才形成了奧爾特云。奧爾特云中的小天體由于距太陽極其遙遠(yuǎn)，很容易受銀河系引力場的潮汐作用及附近恒星引力場的干擾，那些干擾會使得其中一部分小天體進(jìn)入內(nèi)太陽系，從而成為長周期彗星。

“奧爾特云”至今依然只是理論學(xué)家的預(yù)言，它距我們過于遙遠(yuǎn)，而且包含的又大都是小天體，要想從觀測上證實(shí)它，難度實(shí)在太大。不過因?yàn)閵W爾特云并不是一個(gè)界限分明的區(qū)域，也有少數(shù)奧爾特云天體的軌道離我們相當(dāng)近，可能被直接觀測到。2003年，美國帕洛馬天文臺的天文學(xué)家布朗(Michael Brown)發(fā)現(xiàn)的“賽德娜”(軌道遠(yuǎn)日點(diǎn)距離約為976天文單位，近日點(diǎn)距離也有76天文單位，直徑約1500千米，曾一度被當(dāng)成第十大行星的候選者)，很可能就是內(nèi)奧爾特云的天體。

奧爾特云的大小，至今仍然沒有定論。今天的很多天文學(xué)家認(rèn)為它的范圍延伸到距太陽約50000天文文單位的地方，但也有人像奧爾特當(dāng)年一樣，認(rèn)為它延伸得更遠(yuǎn)，直到太陽引力控制范圍的最邊緣。這一邊緣大約在距太陽100000天文單位-200000天文單位處，在那之外，銀河系引力場的潮汐作用及附近恒星的引力作用將超過太陽的引力。如果那樣的話，奧爾特云的外邊緣應(yīng)該就是太陽系的疆界了。

眼見為實(shí)――太陽風(fēng)層頂

旅行者1號現(xiàn)在的位置離太陽只有120天文單位，堪堪穿過柯伊伯帶，離奧爾特云還有一段遙不可及的距離，為什么新聞報(bào)道中說它已經(jīng)抵達(dá)了太陽系的邊界呢?原來，這是從另外一個(gè)角度定義的邊界，學(xué)名叫做“太陽風(fēng)層頂”(Heliopause)，即太陽風(fēng)遭遇到星際介質(zhì)而停滯的邊界，也就是“滯止區(qū)”(stagnation regfon)。所謂太陽風(fēng)就是從太陽上吹出來的高能帶電粒子，由于整個(gè)太陽系位于銀河系中，太陽系之外被銀河系里的星際介質(zhì)(主要是氫氣和氦氣)所包裹，太陽風(fēng)在星際介質(zhì)內(nèi)吹出的氣泡被稱為太陽圈。在這氣泡的邊界就是太陽風(fēng)層頂，它是太陽系磁層的磁層頂和銀河系中的等離子氣體交會的地區(qū)。

從這個(gè)角度上說，“旅行者”1號所到達(dá)的位置，是太陽風(fēng)的邊界，并不能簡單地理解成太陽系的邊界。但與呼聲甚高卻遙不可及的“奧爾特云”不同，“太陽風(fēng)層頂”是我們實(shí)實(shí)在在觀測到了的邊界：在過去的1年中，“旅行者”1號還探測到當(dāng)?shù)卮艌龅膹?qiáng)度翻了一倍。就像汽車堵塞在高速公路的出口處一樣，增強(qiáng)的磁場說明來自星際空間向內(nèi)的壓力正在擠壓這一區(qū)域；此外，“旅行者”1號還探測了向外運(yùn)動的高能粒子，發(fā)現(xiàn)原本數(shù)量幾乎不變的粒子數(shù)出現(xiàn)了下降，說明它們逃離太陽系、進(jìn)入了星際空間。

第3篇：天文學(xué)的定義范文

2002年，美國約翰?霍普金斯大學(xué)的兩名天文學(xué)家在研究了20萬個(gè)星系光譜之后，宣稱宇宙是綠色的，“比淡淡的青綠色稍綠一點(diǎn)兒”。

這種聽上去有點(diǎn)拗口的顏色，受到紐約曼塞爾顏色科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的反對。他們的理由是天文學(xué)家設(shè)定的參考白點(diǎn)錯(cuò)誤，這一概念是指在特定照明環(huán)境下人眼所看到的最白光線，它會隨著施加的環(huán)境光照不同而發(fā)生變化。曼塞爾顏色科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家認(rèn)為，要想在真正的意義上談?wù)撚钪娴念伾?，?yīng)該假想觀看者置身一個(gè)黑暗的背景中，而不是天文學(xué)家所設(shè)定的紅色。

最終，科學(xué)家撩開了百億歲高齡宇宙的神秘面紗――近米色。

“還是不準(zhǔn)啊！”超過300位社會各界人士在各自的手機(jī)、電腦、iPad上反復(fù)品味著那團(tuán)略黃的白，然后將電子郵件發(fā)給科學(xué)家們，附上自己的定名：“銀河金”、“宇宙土”、“天文杏仁色”……

最終，“拿鐵色”成為獲選者。

想必，讀到這里，地球上最人多勢眾的中國人要皺眉頭了。除了那些國際范兒的公子小姐，沒幾個(gè)人知道，拿鐵不是鐵，而是一種多加牛奶的咖啡。

在他們眼里，這團(tuán)宇宙之光可能更像宣紙、餃子皮兒或是年輕姑娘的后脖頸――淡淡象牙白。

蒼穹之下，有多少雙眼睛“好色”，就有多少種針對同一顏色的不同描述?？缥幕芯空哒J(rèn)為，各民族在認(rèn)識顏色和使用顏色詞匯的過程中，差異和共性都很顯著。比如黎明時(shí)的天空，英語劃入“玫瑰紅”，而漢語則作比“魚肚白”。

人類學(xué)家Berlin和Kay調(diào)查了98種語言。他們發(fā)現(xiàn)，各民族在定義顏色時(shí)，都會在光譜中先找到“焦點(diǎn)色”――比如紅，以此為參照，再區(qū)分粉紅、玫紅、高原紅。

這兩位人類學(xué)家還發(fā)現(xiàn)，各種語言的基本顏色詞不超過11個(gè)顏色范疇，并且能自我進(jìn)化、依序演變。如果某種語言只擁有兩個(gè)基本顏色詞，那么一定是黑和白。如果有第3個(gè)，紅舍我其誰。要是有4個(gè)，那么非黃即綠。再加一個(gè)，那黃綠都跑不了。藍(lán)色、褐色和紫色隨之列隊(duì)而來。

這些顏色語言家族還擁有超強(qiáng)的繁殖能力。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，秦漢《爾雅》出現(xiàn)色彩詞數(shù)量117個(gè)，到了清《康熙字典》，這個(gè)數(shù)字暴漲到934。1880年以前，拉丁語里還沒有“褐”。愛喝酒的英國佬為了鑒別啤酒的品質(zhì)，發(fā)明了世界上第一支色度計(jì)，用刻度決定各種各樣的“褐”――到底好不好喝。

酒喝干，詩來了。顏色詞匯在不同文化中，承載著不同的審美偏好。臺灣學(xué)者謝欣怡比較漢語新詩和英文詩歌后發(fā)現(xiàn)，西方人用色彩詞營造崇高、悲壯和優(yōu)美的美感，基本上三分天下。然而色彩詞到了中國人手里，壓倒性地用來打造優(yōu)美，君不見“接天蓮葉無窮碧，映日荷花別樣紅”。

正當(dāng)中國人感悟?qū)懸庵畷r(shí)，西方畫家則在追逐新顏色的路上一騎絕塵。1886年，美國人編定了系統(tǒng)的《博物學(xué)家的色彩命名法》，很快，《色彩辭典》集大成而誕生。

紅燈停，綠燈行。隨著全球化的浪潮，我們擁有越來越多，同時(shí)卻越來越專一的顏色語言，這讓我們生活便捷?？晌幕町悗Ыo我們的“好色”體驗(yàn)，卻仍在我們記憶深處。

第4篇：天文學(xué)的定義范文

[關(guān)鍵詞]玄學(xué)派；科學(xué)革命；經(jīng)院哲學(xué)；新哲學(xué)

[中圖分類號]I106　[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A　[文章編號]1004－518X(2012)03－0076－05

沈楊(1970－)，男，浙江大學(xué)人文學(xué)院博士生，主要研究方向?yàn)橛姼韬捅容^文學(xué)。(浙江杭州　320008)

本文系國家社科基金重大招標(biāo)項(xiàng)目“外國文學(xué)經(jīng)典生成與傳播研究”(項(xiàng)目批準(zhǔn)號：10&ZD135)的階段性成果。

17世紀(jì)的英國詩壇在莎士比亞等文藝復(fù)興時(shí)期詩人開創(chuàng)的抒情詩傳統(tǒng)中汲取養(yǎng)分，延續(xù)了詩歌文學(xué)在英國文學(xué)中的主導(dǎo)地位，因而這一時(shí)期也因詩才輩出而備受研究者關(guān)注。同時(shí)，這一時(shí)期也是科學(xué)史上現(xiàn)代科學(xué)興起與形成的重要階段，多恩等對所處時(shí)代的科學(xué)革新有著濃厚興趣的大詩人在其詩歌創(chuàng)作中往往會打上時(shí)代的烙印，表現(xiàn)出相當(dāng)明顯的科學(xué)特質(zhì)。當(dāng)然，多恩是17世紀(jì)英國詩壇和彌爾頓并稱的旗幟性詩人，但更多時(shí)候，他還作為“玄學(xué)派詩人”的“鼻祖”而被寫進(jìn)文學(xué)史，而“玄學(xué)派”這一命名本身就折射出人們對多恩為首的該派詩人所具有的科學(xué)特質(zhì)的關(guān)照和洞見。關(guān)于何謂“玄學(xué)派”，雖然說法不一，但下面三種對多恩而言則頗具代表性?！杜＝蛭膶W(xué)術(shù)語詞典》的編者巴爾迪克在“玄學(xué)派詩人”詞條下列出了其主要特征：“別具心裁地使用知識概念和神學(xué)概念，具體表現(xiàn)為令人嘆為觀止的奇喻、奇怪的悖論以及牽強(qiáng)比附的意象?！边@里所說的玄學(xué)派詩人對“知識概念別具心裁的地使用”在很大程度上是對在17世紀(jì)上半葉，科學(xué)革命風(fēng)起云涌之時(shí)，新的科學(xué)知識被巧妙地融入玄學(xué)派詩人的詩歌創(chuàng)作之中這一特征的關(guān)注。

需要注意的是，格瑞厄森在編輯標(biāo)準(zhǔn)版《多恩詩集》的時(shí)候，曾明確提出了這樣的觀點(diǎn)：“就我所知，沒有任何其他的17世紀(jì)詩人像多恩那樣對旅行家、天文學(xué)家、生理學(xué)家以及醫(yī)生的新發(fā)現(xiàn)所帶來的影響如此敏感?！备袢鸲蛏谧鳛樾W(xué)派詩歌的代表性詩人多恩身上看到的是對新科學(xué)的敏感和興趣，這在某種程度上反映了他對玄學(xué)詩所具有的最重要特征的理解，這樣的認(rèn)識基于從文學(xué)和科學(xué)的關(guān)系的角度深刻地揭示了玄學(xué)詩所具的科學(xué)特質(zhì)。

王佐良在《英國詩史》中說：“所謂玄學(xué)派詩，無非多奇想，而所謂奇想，就是不像一般的吟風(fēng)弄月，而是愛好科學(xué)等一般不入詩的比喻、形象、構(gòu)思。”中國學(xué)者對玄學(xué)詩派的這一理解，更明確地道明了科學(xué)因素之于玄學(xué)派詩歌的重要意義，當(dāng)然，在玄學(xué)派代表性詩人多恩的作品中讀者會感受得尤為明顯和強(qiáng)烈。

可以看出，多恩詩歌所具有的科學(xué)特質(zhì)在討論玄學(xué)派詩歌定義時(shí)備受關(guān)注，因此，與多恩詩歌科學(xué)特質(zhì)來源及時(shí)代特征的分析對于理解以多恩為代表的玄學(xué)派詩歌的詩學(xué)風(fēng)格和詩歌與科學(xué)的關(guān)系等問題也具有重要的意義，本文即從對多恩詩歌科學(xué)特質(zhì)進(jìn)行文化闡釋的角度探討玄學(xué)派詩人多恩創(chuàng)作中文學(xué)與科學(xué)關(guān)系的文化來源和時(shí)代特征。

一、多恩詩歌科學(xué)特質(zhì)來源的追問

多恩詩歌中經(jīng)常使用各種知識界的名詞和理論等作為自己抒情表達(dá)的修辭工具，即使與同時(shí)代的其他詩人和作家相比，這一特色顯得獨(dú)樹一幟，卓爾不群。辛普森曾說：“他(指多恩)對科學(xué)的興趣在同時(shí)代的詩人當(dāng)中獨(dú)領(lǐng)?！彼踔吝M(jìn)一步明確地將多恩和與其同時(shí)代的著名作家進(jìn)行比較，“莎士比亞、本·瓊生、博蒙特和佛萊切、韋伯斯特——都是伊麗莎白時(shí)代和詹姆斯一世時(shí)代的偉大劇作家——似乎都對科學(xué)的成就無動于衷。多恩幾乎是詩人中唯一認(rèn)識到那些使用望遠(yuǎn)鏡和計(jì)算方法的天文學(xué)家正在革命性地改變?nèi)祟愔軐W(xué)的”。這樣的評論雖然有言過其實(shí)的成分，但即使保守地說，完全可以將多恩列為在科學(xué)興起之時(shí)的英國文學(xué)，乃至整個(gè)歐洲文學(xué)中，對科學(xué)的興趣最濃厚并最多地將其融入自己的詩文創(chuàng)作中的作家之一。

第5篇：天文學(xué)的定義范文

一、全面理解教材

熟悉教材，這是基礎(chǔ)。一套好的教材必然是專家智慧和經(jīng)驗(yàn)的結(jié)晶，又經(jīng)過了國家相關(guān)部門的審定，一定有其獨(dú)到之處，正因?yàn)檫@樣，教材才成為最重要的課程資源。所以教師要熟悉教材，對教材下一番苦功，做到滾瓜爛熟、了如指掌。教材分析要做到首先分析地理課程標(biāo)準(zhǔn)對本課教學(xué)內(nèi)容的要求，其次分析本課內(nèi)容的組成成分及其在模塊學(xué)習(xí)中的地位與作用，再次分析本課內(nèi)容與初中教材相關(guān)內(nèi)容的區(qū)別和聯(lián)系。在此基礎(chǔ)上結(jié)合學(xué)情分析確定教學(xué)目標(biāo)、重點(diǎn)難點(diǎn)、教學(xué)策略與手段。這樣才能全面理解教材，從而游刃有余地進(jìn)行地理教學(xué)。

二、調(diào)整教材內(nèi)容的順序

“地理教科書的編寫，應(yīng)以地理課程標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)”，力求讓教科書“建立合理的內(nèi)容結(jié)構(gòu)和編排體系”。但百密一疏，有時(shí)也會不太合理，有的雖合理但不太符合教學(xué)的要求，這時(shí)教師就有必要打亂教材的原有順序，重新安排教材內(nèi)容結(jié)構(gòu)和編排體系，調(diào)整教材。調(diào)整教材也可以表現(xiàn)為“整合”教材?！罢稀辈恢皇钦{(diào)整教材內(nèi)容的順序，而且是將教材中的各個(gè)知識點(diǎn)綜合起來，使各個(gè)知識點(diǎn)之間相互照應(yīng)，融合為新的主題。

例如湘教版（下同）必修I第一章“宇宙中的地球”第三節(jié)“地球的運(yùn)動”，有關(guān)地球自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)的特點(diǎn)是分開來敘述的，教師要采用比較法進(jìn)行教學(xué)，就得將后面的“地球公轉(zhuǎn)的特點(diǎn)”這部分內(nèi)容提前，以利于教學(xué)。

三、補(bǔ)充教材以外的知識

教材的敘述限于篇幅往往非常精要，不夠豐滿，不夠完整。這時(shí)為了讓學(xué)生更加透徹、全面、完整地理解知識，教師就有必要對教材做些補(bǔ)充。

地理是一門地域性很強(qiáng)的學(xué)科，地理教材中有許多案例，并不一定適合本地的學(xué)生，這時(shí)教師可以“選用聯(lián)系學(xué)生實(shí)際的素材……包括選擇學(xué)生熟悉的地理現(xiàn)象，學(xué)生生活中遇到的地理問題，符合學(xué)生興趣和年齡特征的地理問題，對學(xué)生發(fā)展自己生存能力有啟示、有幫助的地理素材等”。例如必修III第二章“區(qū)域可持續(xù)發(fā)展”第六節(jié)“區(qū)域工業(yè)化與城市化進(jìn)程――以珠江三角洲為例”，教材中引用“珠江三角洲‘一鎮(zhèn)一品’的特色經(jīng)濟(jì)”來說明珠江三角洲地區(qū)的工業(yè)化。為了吸引學(xué)生注意，激發(fā)學(xué)生探究的興趣，教師可以根據(jù)浙江的地域特色補(bǔ)充“溫州‘一鎮(zhèn)一品’的特色經(jīng)濟(jì)”，讓學(xué)生對照對比學(xué)習(xí)。

四、刪減教材

有的教材內(nèi)容不符合課程標(biāo)準(zhǔn)，或者存在過難過深、陳舊、不夠新穎的情況，教師應(yīng)當(dāng)大膽刪減。不過這樣的情況比較少見，要慎重對待。

五、修改教材漏洞

教材雖然是專家經(jīng)驗(yàn)與智慧的結(jié)晶，但難免也會出現(xiàn)差錯(cuò)。另外教材往往是比較穩(wěn)定的，而時(shí)代的腳步并非停滯不前。地理學(xué)科更是如此，它是一門時(shí)代性、實(shí)踐性非常強(qiáng)的學(xué)科，總是在不斷發(fā)展變化之中，這就要求教師及時(shí)做出修正，更新教材。修正、更新教材是先做“減法”，再做“加法”。

例如必修I第一章“宇宙中的地球”第一節(jié)“地球的宇宙環(huán)境”，涉及太陽系的知識有“行星包括九大行星與小行星兩類”、“圖13太陽系示意圖”和“閱讀：圍繞太陽運(yùn)行的天體”，這部分知識現(xiàn)在看來已經(jīng)是錯(cuò)誤的知識，應(yīng)當(dāng)根據(jù)最新的天文學(xué)知識予以更正。根據(jù)國際天文學(xué)聯(lián)合會在2006年8月24日通過的新定義，“行星”指的是圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)、自身引力足以克服其剛體力而使天體呈圓球狀、并且能夠清除其軌道附近其他物體的天體。根據(jù)新定義，同樣具有足夠質(zhì)量、呈圓球形，但不能清除其軌道附近其他物體的天體被稱為“矮行星”。 冥王星由于其軌道與海王星的軌道相交，不符合新的行星定義，因此被自動降級，成為一顆矮行星。其他圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)但不符合上述條件的物體被統(tǒng)稱為“太陽系小天體”。太陽系有了新“家譜”，由此，除太陽外，一個(gè)包括行星、矮行星和太陽系小天體在內(nèi)的太陽系新“家譜”呈現(xiàn)在了我們面前。行星成員包括水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。矮行星成員包括冥王星和谷神星等。太陽系小天體包括圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)但不符合行星和矮行星條件的物體。

新課程意味著教師對課程有了更多的權(quán)利，教師“應(yīng)注重地理課程資源的積累和更新”，積極主動地參與課程建設(shè)，有效運(yùn)用地理教材，讓教材更好地為教學(xué)服務(wù)，提高地理教學(xué)效率。

第6篇：天文學(xué)的定義范文

【關(guān)鍵詞】紅移;小磁針;人體細(xì)胞;生命的特性

現(xiàn)代天文學(xué)上說到宇宙運(yùn)行上最常用的名詞就是紅移，先看一下它的定義吧：所謂紅移，最初是針對機(jī)械波而言的，即一個(gè)相對于觀察者運(yùn)動著的物體離得越遠(yuǎn)發(fā)出的聲音越渾厚（波長比較長），相反離得越近發(fā)出的聲音越尖細(xì)（波長比較短）。

紅移的分類

首先肯定的是，紅移是觀測結(jié)果，不存在對錯(cuò)，對錯(cuò)只存在于對觀測結(jié)果的解釋，我們根據(jù)紅移判斷宇宙的情況：宇宙膨脹，現(xiàn)在又根據(jù)一些觀測說宇宙在加速膨脹，當(dāng)然還有宇宙在一脹一縮。很多了，大致的情況就是這些。

我們從幾個(gè)方面來簡單的探討一下：按照哈勃定律V=H·R，H為哈勃常數(shù)，V：星系的遠(yuǎn)離速度，R是星系距地球的距離?，F(xiàn)代天文學(xué)家根據(jù)紅移和哈勃定律，開始了研究距地球很遠(yuǎn)的天體，使天體的研究成為可能，這是天文學(xué)家認(rèn)可的研究方法，說的再清楚一點(diǎn)，這是天文學(xué)的基礎(chǔ)。

現(xiàn)在我們看一下這個(gè)定律以及我們對星系紅移的研究結(jié)果表明一件很有意思的事情:地球是宇宙的中心。別笑，真的按我們現(xiàn)代天文學(xué)的解釋：所有的星系均在遠(yuǎn)離我們，越遠(yuǎn)的天體離得越快。當(dāng)然還有一種解釋：因?yàn)橛^測者在何處觀測的都一樣，判斷出宇宙沒有中心，哪里去看去研究都是一樣的，可是這種解釋，又和現(xiàn)在的大爆炸宇宙模型沖突了。

1948年，加莫夫和他的同事提出大爆炸宇宙模型，明確提出：宇宙在某一時(shí)刻前不存在，在大約150億光年前從一個(gè)質(zhì)量無窮大能量無窮大的點(diǎn)上，爆炸得來的，因?yàn)榘凑宅F(xiàn)代物理光速是極限速度，我們的宇宙是一個(gè)直徑為300億光年的球體，不停地爆炸，碰撞形成今天的宇宙，現(xiàn)在還在不停的膨脹，那么這樣，宇宙一定得有一個(gè)中心，最少也得有一個(gè)點(diǎn)存在。

紅移許多時(shí)候稱為多普勒效應(yīng)，不解釋了，每次看到紅移和爆炸理論，我都忍不住去笑。真的，真是忍不住：地心說。

大家想一想，如果現(xiàn)在還有人把地球當(dāng)成宇宙的中心位置，把地球當(dāng)成宇宙的位置中心，那么我只能說太荒謬了，不是嗎？明擺著地球繞太陽運(yùn)行，太陽都不是宇宙的中心，地球更不能是。誰說現(xiàn)在的地球是宇宙的位置中心，都是無法讓人接受的，我們天文學(xué)家都不說，盡管是那樣研究的，但是不能說明。

當(dāng)然有許多古人的說過：這里是宇宙的中心，我不知道他們說的對不對。因?yàn)槲乙部梢哉f：這里是宇宙的中心，可是大家是不是要分析一下，這里是指哪里。首先絕不是地球。說起宇宙了，那就不能用我們的一般概念理解了。比如：我說這里是棗莊市，也可以說這里是中國，當(dāng)然我可以說這里是地球，如果來談?wù)撚钪娴脑?，這里最小也得是銀河系，根據(jù)哈勃望遠(yuǎn)鏡的觀測結(jié)果：所有的河外星系均在以銀河系為中心遠(yuǎn)離，那么根據(jù)這個(gè)觀測結(jié)果：我們?yōu)槭裁床淮竽懙卮_定銀河系就是我們生存著這個(gè)宇宙的中心，至少這點(diǎn)上我們能夠想象、認(rèn)同一些古人的看法，在現(xiàn)代科學(xué)與古人之間尋找一些平衡的杠桿。我已經(jīng)相信：銀河系一定是我們這個(gè)宇宙的中心。

現(xiàn)代天文學(xué)的紅移定律解釋：星系遠(yuǎn)離速度V與地球距離成正比，其實(shí)就是說地球是宇宙的中心，難道不有那么一點(diǎn)荒謬嗎？觀測結(jié)果就是這樣的，那么那個(gè)地方錯(cuò)了呢！我們的理論解釋有問題，其實(shí)有許多人已經(jīng)懷疑紅移理論了。

再說另一個(gè)問題，大爆炸理論推導(dǎo)出的宇宙年齡約為150億年，也就是現(xiàn)在的光傳播了150億光年了，150億年這個(gè)數(shù)字不小了，如果用來計(jì)算人的年齡是很不錯(cuò)的，可是我們這是討論大的無邊的宇宙，按照現(xiàn)在周堅(jiān)的紅移理論，光傳播了132億光年就不傳了，宇宙132億年以前依然存在 而且無法可測，所以我們需要放大自己的思維，我說一個(gè)保守?cái)?shù)字大家參考一下：幾千萬億年，我們說宇宙在膨脹，我說宇宙是生命：不是在成長就是在衰退。

大的什么樣，小的什么樣；里面什么樣，外面什么樣。在上篇論文中我們根據(jù)電磁學(xué)的原理解釋了行星運(yùn)行，大家已經(jīng)明白星體運(yùn)行的電磁學(xué)原理了。既然都是電磁學(xué)的原理，那么我們就從小磁針談?wù)動钪娴倪\(yùn)行。

小磁針有磁場，磁場周圍分布，當(dāng)外界有電磁波（光）傳過來小磁針的磁場會受到影響，周圍的空間磁通量會變化，那么根據(jù)楞次定律，小磁針的磁場一定會產(chǎn)生阻礙這種變化電動勢。而且當(dāng)感應(yīng)電動勢足夠強(qiáng)時(shí)小磁針會發(fā)生磁極偏轉(zhuǎn)、倒置，（也可理解為外來磁場改變了原有磁場，當(dāng)然這可以解釋地球磁極的多次倒轉(zhuǎn)）。

變化的越快，阻礙的力量越強(qiáng)，E=d&/dt，E是感應(yīng)電動勢，反映到宇宙運(yùn)行中，離我們地球越遠(yuǎn)的星體發(fā)出光變化越大一定是這種阻礙的力量越強(qiáng)，對E=d&/dt求t常數(shù)，對同一磁場即同一個(gè)小磁針而言，dt是常數(shù)。反映到宇宙當(dāng)中：紅移是電磁波在傳播過程中對地球磁場的影響變化率，只是一種電磁特性。所以越遠(yuǎn)的星體紅移越大，而且變化速度一般為V=H·R（哈勃定律），H哈勃常數(shù)即是這個(gè)星體電磁波對地球磁場的影響變化率，而且E足夠強(qiáng)會產(chǎn)生原子電流流環(huán)，反映到金屬原子內(nèi)部：則是光電效應(yīng)，當(dāng)外界光的頻率不超過金屬原子內(nèi)部的磁場變化率時(shí)，金屬原子內(nèi)部不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，（正是我們現(xiàn)在科學(xué)認(rèn)識的金屬固有頻率），當(dāng)這個(gè)光的頻率超過金屬原子內(nèi)部的磁場變化率時(shí)就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。當(dāng)然這需要我們把金屬的內(nèi)部當(dāng)成磁場來處理，也就是說我們有必要把不同的物體結(jié)構(gòu)當(dāng)成不同的磁場來處理。

紅移只是一個(gè)磁場對電磁波的一種自然特性。所以無論我們在地球上何處測量都一樣，即使到另外的星球測量，數(shù)值可能不同，但結(jié)果一樣都是紅移越遠(yuǎn)離星體，紅移越大?，F(xiàn)在紅移理論（哈勃定律）還有一個(gè)致命的漏洞：離銀河系最近的星系不能適用，只適用遠(yuǎn)的，比如仙女河外星系等表現(xiàn)為藍(lán)移。

更有：我們用三個(gè)紅移理論來填這一個(gè)空，當(dāng)然天文學(xué)家看到這么大的宇宙又無法進(jìn)行研究，這種選擇也是一種無奈吧，無可厚非。

遠(yuǎn)的行，近的容易驗(yàn)證的不行，你也看不到更無法測量，我說對就對吧，反正你也無法反駁，當(dāng)然也出現(xiàn)許多反對的聲音。但是他們也沒搞明白宇宙的真實(shí)情況，只能是大家懷疑大家參考吧。當(dāng)然，現(xiàn)在的周堅(jiān)紅移理論也說了許多問題，周堅(jiān)紅移理論證明紅移是光（電磁波）的傳播的一個(gè)自然特性。與觀測者無關(guān)，而且光在真空中的傳播不是無限的，大概他算的是130多億光年，我不討論他的對錯(cuò)，只說有點(diǎn)絕對論的意思。我說的意思：光傳播與觀察者無關(guān)，但與所處的環(huán)境有關(guān)，與宇宙的磁場特性有關(guān)，與自己的磁場特性有關(guān)。要來認(rèn)識宇宙，我們?nèi)祟惖乃枷刖捅仨殎硪粋€(gè)飛躍。

那么面對這個(gè)大的無邊無邊的宇宙我們?nèi)绾蝸砀玫难芯磕?。大的什么樣，小的什么樣，我們不能把宇宙拿過來研究，我們可以研究小的物體的規(guī)律，借此來研究整個(gè)宇宙（當(dāng)然我只說我們生存的宇宙）。

好了，讓我們從小磁針說起。我們看小磁針的一些特性：

1、我們把一個(gè)小磁針分成無數(shù)份，那么我們會得到無數(shù)的小磁針。

2、我們把小磁針加熱，小磁針會是失去磁性，變成一塊鐵。

3、把小磁針猛烈撞擊，小磁針會失去磁性，變成鋼鐵。

4、一塊鋼我們把它磁化，就會變成一塊磁鐵。

還有許多我們不必列舉了，因?yàn)檫@些就夠了。

我們看一看小磁針，像不像一個(gè)生命。在合適的時(shí)候能表現(xiàn)出活力，表現(xiàn)出狀態(tài)，在巨變時(shí)會失去生命。但是物體依然存在，就像人死了還剩下一堆肉一樣，磁鐵失去磁性，只是一塊鐵，人要被劇烈撞擊會失去生命，小磁針也會失去磁性，加熱易燃。在人活著的狀態(tài)和磁鐵的狀態(tài)類似，按照絕對論的原則，里面的什么樣外面的什么樣，小磁針分成無數(shù)份還是小磁針。那么人活著的時(shí)候，人體的所有細(xì)胞應(yīng)該還是人的形象，這可以通過高倍顯微鏡證實(shí)。

任何事物都有自己的適應(yīng)范圍，為什么會這樣呢？大的什么樣，小的什么樣，如果把小磁針的特性系統(tǒng)地看一下，它是一個(gè)生命體。如果把小磁針當(dāng)成生命體來看，那么地球、太陽也都是生命體。再向前一大步吧，那么我們生存著的這個(gè)宇宙也是一個(gè)生命體。

說到生命體，這個(gè)問題就變得更深了，因?yàn)樯w涉及到的問題比物質(zhì)更復(fù)雜，我也變得高興起來，因?yàn)檫@是更高一級的科學(xué)：磁場就是生命的一個(gè)特性。

進(jìn)化論：這個(gè)沒有任何科學(xué)依據(jù)的論斷，竟然得到人類的認(rèn)可。我沒見過猴子變成人，全世界沒有一個(gè)人見過，現(xiàn)在只要發(fā)現(xiàn)化石，首先先把人類的痕跡抹去，然后再去研究剩下的動物化石。天呀，這是生物學(xué)嗎？這是考古學(xué)嗎？承認(rèn)猴子變成人是我們?nèi)祟惖钠鎼u大辱，我們現(xiàn)在誰也不去碰那個(gè)進(jìn)化論，明擺著不對，可是我們?yōu)槭裁匆姓J(rèn)呢？按照絕對論的原則：人就是人，猴子就是猴子，它永遠(yuǎn)變不成人，只要是生命不改變，永遠(yuǎn)都不能。

當(dāng)然有一種可能可以使猴子變成人，那就是：把猴子殺死，變成猴子肉，人把它煮熟吃進(jìn)肚子里，經(jīng)過人的消化系統(tǒng)。猴子肉的細(xì)胞會有一部分變成了人體的細(xì)胞（生吃會拉肚子）。除此以外絕不可能。但是那是生命的改變。

進(jìn)化論只是一種猜想，達(dá)爾文自己都不敢相信是對的，我們現(xiàn)代的人卻相信了，而且寫進(jìn)了教科書。

我從不喜歡直接去誰，但進(jìn)化論除外。這樣只是因?yàn)樗鼪]有一絲一毫的科學(xué)可言。那么我今天就用絕對論來進(jìn)化論。

如果按一個(gè)生命體：大的什么樣小的什么樣，這句話可證實(shí)，只要生命不改變，生命的細(xì)胞一定是生命的形象，這生命的細(xì)胞一定具有這個(gè)生命的特性，具備生命的特點(diǎn)，那么猴子的細(xì)胞也一定是猴子的形象。如果進(jìn)化論成立的話，猴子的細(xì)胞當(dāng)中一定有少量的人體細(xì)胞，或者類似人類的細(xì)胞。那么反映到整體來，猴子一定有人的東西，那么一定會出現(xiàn)半人半猴的動物。當(dāng)然如果進(jìn)化論成立,人類的細(xì)胞當(dāng)中也一定有猴子細(xì)胞的痕跡，那么也一定會出現(xiàn)半猴半人的人出現(xiàn)，不會像現(xiàn)在的樣，猿就是猿，猴子就是猴子，細(xì)胞都一樣，同樣按照絕對論的原則：里面的什么樣，外面的什么樣，那么一個(gè)生命體只有屬于一個(gè)生命體的細(xì)胞。

如果把銀河系看成是宇宙的中心（我真的不知道他是不是，讓后人去證實(shí)吧），那么銀河系可以說成是宇宙的一個(gè)最小單元了。按照大的什么樣，小的什么樣來推算，那么我們這個(gè)宇宙的外觀也會和銀河系一樣：一個(gè)橢圓的盤子狀。銀河系是宇宙磁場的一個(gè)單元。宇宙對自己所有的單元都用自己的磁場來維持。就像小磁針一樣，對自己的原子都起到磁場的約束：必須是有規(guī)律的運(yùn)動，所以宇宙的所有運(yùn)行一定有宇宙運(yùn)行的原則，也就是我們所說的客觀規(guī)律。

這里順便說一下，現(xiàn)在對恒星的形成說成是碰撞原理。如果真是那樣，宇宙中的生命早都死光了，沒有磁場能經(jīng)得起那么大的碰撞，也就沒有什么生命，反正那是猜測，不說它了，看見這一論點(diǎn)我都害怕，人真膽大，什么都敢說。從小磁針大到宇宙，用磁場就是生命的特性來判斷。許多問題迎刃而解。這里簡單的舉幾個(gè)例子：地球?yàn)槭裁磻腋≡谔罩校繛槭裁磶r石的磁性形成之后不變了？為什么所有星系都那么有規(guī)律地在運(yùn)行呀。這些問題都可解決。

地球和星系只是宇宙磁場的一部分，宇宙磁場有維持自己生命的特性，所有的生命都會維護(hù)自己生命的特性，當(dāng)?shù)厍蛘娴陌l(fā)生了那些毀滅性的災(zāi)難了，宇宙磁場會恢復(fù)生命的特性，和我們那里受到一些傷害一樣，還可以復(fù)原，星系和地球都被宇宙磁場約束為一個(gè)整體。我們經(jīng)常說宇宙有90%的暗物體和暗能量，怎么說呢，所有的物質(zhì)都被宇宙磁場約束著，在這個(gè)宇宙中任何地方都存在宇宙的磁場，也就是我在宇宙有殼中所說的：真空不空。

宇宙按照自己的生命特性組建自己的磁場，同樣我們?nèi)艘步M建自己的特有磁場，一個(gè)生命只會組建屬于自己的磁場，就像連體人一定不能存活多長時(shí)間一樣，建不成自己的場，二個(gè)生命無法維持同一個(gè)生命體磁場，只能變回一塊肉。再經(jīng)宇宙磁場的作用變成其他磁場的一部分，正如猴子肉一樣，這樣原子電流重獲磁場，重獲新生。物質(zhì)亦然，生命亦然。

當(dāng)我們地球被一些大的碰撞失去了生命時(shí)，只要不是太厲害了，宇宙磁場一定會恢復(fù)地球上的生命。

第7篇：天文學(xué)的定義范文

關(guān)鍵詞：明末清初，傳教士，計(jì)量

Abstract：DuringthetimebetweentheendoftheMingDynastyandthebeginningoftheQingDynasty,undertheinfluenceofthewesternsciencecarriedbymissionaries,somenewconceptsandunitsaswellasmetrologicalapparatusenteredthefieldofthetraditionalChinesemetrology.ThosenewthingsbroadenedtherangeoftraditionalChinesemetrologyandlayedafoundationforthebirthofsomenewmetrologicalbranchesinChina.ThosenewbrancheswerecoincidewiththatinEurope.TheirappearancemeansthattheChinesetraditionalmetrologybeganitstransitionstagetomodernmetrologies.

KeyWords：thetimebetweentheendoftheMingandthebeginningoftheQingDynasties,missionaris,metrologies

明末清初，中國傳統(tǒng)計(jì)量出現(xiàn)了一些新的變化：在西學(xué)東漸的影響下，計(jì)量領(lǐng)域出現(xiàn)了一些新的概念和單位，以及新的計(jì)量儀器，它們擴(kuò)大了傳統(tǒng)計(jì)量的范圍，為新的計(jì)量分支的誕生奠定了基礎(chǔ)。這些新的計(jì)量分支一開始就與國際接軌，它們的出現(xiàn)，標(biāo)志著中國傳統(tǒng)計(jì)量開始了向近代計(jì)量的轉(zhuǎn)化。這一轉(zhuǎn)化，是傳教士帶來的西方科學(xué)促成的。

一、角度計(jì)量的奠基

中國傳統(tǒng)計(jì)量中沒有角度計(jì)量。之所以如此，是因?yàn)橹袊糯鷽]有可用于計(jì)量的角度概念。

像世界上別的民族一樣，中國古人在其日常生活中不可能不接觸到角度問題。但中國人處理角度問題時(shí)采用的是“具體問題具體解決”的辦法，他們沒有發(fā)展出一套抽象的角度概念，并在此基礎(chǔ)上制訂出統(tǒng)一的角度體系（例如像西方廣泛采用的360°圓心角分度體系那樣），以之解決各類角度問題。沒有統(tǒng)一的體系，也就不可能有統(tǒng)一的單位，當(dāng)然也就不存在相應(yīng)的計(jì)量。所以，古代中國只有角度測量，不存在角度計(jì)量。

在進(jìn)行角度測量時(shí)，中國古人通常是就其所論問題規(guī)定出一套特定的角度體系，就此體系進(jìn)行測量。例如，在解決方位問題時(shí)，古人一般情況下是用子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥這十二個(gè)地支來表示12個(gè)地平方位，如圖1所示。在要求更細(xì)致一些的情況下，古人采用的是在十二地支之外又加上了十干中的甲、乙、丙、丁、庚、辛、壬、癸和八卦中的乾、坤、艮、巽，以之組成二十四個(gè)特定名稱，用以表示方位。如圖2所示。但是，不管是十二地支方位表示法，還是二十四支方位表示法，它們的每一個(gè)特定名稱表示的都是一個(gè)特定的區(qū)域，區(qū)域之內(nèi)沒有進(jìn)一步的細(xì)分。所以，用這種方法表示的角度是不連續(xù)的。更重要的是，它們都是只具有特定用途的角度體系，只能用于表示地平方位，不能任意用到其他需要進(jìn)行角度測量的場合。因此，由這種體系不能發(fā)展出角度計(jì)量來。

在一些工程制作所需的技術(shù)規(guī)范中，古人則采用規(guī)定特定的角的辦法。例如《考工記·車人之事》中就規(guī)定了這樣一套特定的角度：

車人之事，半矩謂之宣，一宣有半謂之欘，一欘有半謂之柯，一柯有半謂之磬折。

矩是直角，因此這套角度如果用現(xiàn)行360°分度體系表示，則

一矩＝90°

一宣＝90°×1／2＝45°

一欘＝45°＋45°×1／2＝67°30′

一柯＝67°30′＋67°30′×1／2＝101°15′

一磬折＝101°15′＋101°15′×1／2＝151°52′30″

顯然，這套角度體系只能用于《考工記》所規(guī)定的制車工藝之中，其他場合是無法使用的。即使在《考工記》中，超出這套體系之外的角度，古人也不得不另做規(guī)定，例如《考工記·磬氏為磬》條在涉及磬的兩條上邊的折角大小時(shí)，就專門規(guī)定說：“倨句一矩有半?！奔丛摻嵌鹊拇笮椋?0°＋90°×1／2＝135°。這種遇到具體角度就需要對之做出專門規(guī)定的做法，顯然發(fā)展不成角度計(jì)量，因?yàn)樗环嫌?jì)量對統(tǒng)一性的要求。

在古代中國，與現(xiàn)行360°分度體系最為接近的是古人在進(jìn)行天文觀測時(shí)，所采用的分天體圓周為3651/4度的分度體系。這種分度體系的產(chǎn)生，是由于古人在進(jìn)行天文觀測時(shí)發(fā)現(xiàn)，太陽每3651/4日在恒星背景上繞天球一周，這啟發(fā)他們想到，若分天周為3651/4度，則太陽每天在天球背景上運(yùn)行一度，據(jù)此可以很方便地確定一年四季太陽的空間方位。古人把這種分度方法應(yīng)用到天文儀器上，運(yùn)用比例對應(yīng)測量思想測定天體的空間方位，[1]從而為我們留下了大量定量化了的天文觀測資料。

但是，這種分度體系同樣不能導(dǎo)致角度計(jì)量的誕生。因?yàn)?，它從一開始就沒有被古人當(dāng)成角度。例如，西漢揚(yáng)雄就曾運(yùn)用周三徑一的公式去處理沿圓周和直徑的度之間的關(guān)系[2]，類似的例子可以舉出許多[3]。

非但如此，古人在除天文之外的其他角度測定場合一般也不使用這一體系。正因?yàn)槿绱?，我們在討論古人的天文觀測結(jié)果時(shí)，盡管可以直接把他們的記錄視同角度，但由這種分度體系本身，卻是不可能演變出角度計(jì)量來的。

傳教士帶來的角度概念，打破了這種局面，為角度計(jì)量在中國的誕生奠定了基礎(chǔ)。這其中，利瑪竇（MatthieuRicci，1552－1610）發(fā)揮了很大作用。

利瑪竇為了能夠順利地在華進(jìn)行傳教活動，采取了一套以科技開路的辦法，通過向中國知識分子展示自己所掌握的科技知識，博取中國人的好感。他在展示這些知識的同時(shí)，還和一些中國士大夫合作翻譯了一批科學(xué)書籍，傳播了令當(dāng)時(shí)的中國人耳目一新的西方古典科學(xué)。在這些書籍中，最為重要的是他和徐光啟合作翻譯的《幾何原本》一書?！稁缀卧尽肥俏鞣綌?shù)學(xué)經(jīng)典，其作者是古希臘著名數(shù)學(xué)家歐幾里得（Euckid，約前325－約前270）。該書是公認(rèn)的公理化著作的代表，它從一些必要的定義、公設(shè)、公理出發(fā)，以演繹推理的方法，把已有的古希臘幾何知識組合成了一個(gè)嚴(yán)密的數(shù)學(xué)體系?！稁缀卧尽匪\(yùn)用的證明方法，一直到17世紀(jì)末，都被人們奉為科學(xué)證明的典范。利瑪竇來華時(shí)，將這樣一部科學(xué)名著攜帶到了中國，并由他口述，徐光啟筆譯，將該書的前六卷介紹給了中國的知識界。

就計(jì)量史而言，《幾何原本》對中國角度計(jì)量的建立起到了奠基的作用。它給出了角的一般定義，描述了角的分類及各種情況、角的表示方法，以及如何對角與角進(jìn)行比較。這對于角度概念的建立是非常重要的。因?yàn)槿绻麤]有普適的角度概念，角度計(jì)量就無從談起。

除了在《幾何原本》中對角度概念做出規(guī)定之外，利瑪竇還把360°圓心角分度體系介紹給了中國。這對于中國的角度計(jì)量是至關(guān)重要的，因?yàn)橛?jì)量的基礎(chǔ)就在于單位制的統(tǒng)一，而360°圓心角分度體系就恰恰提供了這樣一種統(tǒng)一的可用于計(jì)量的角度單位制。正因?yàn)檫@樣，這種分度體系被介紹進(jìn)來以后，其優(yōu)點(diǎn)很快就被中國人認(rèn)識到了，例如，《明史·天文志一》就曾指出，利瑪竇介紹的分度體系，“分周天為三百六十度，……以之布算制器，甚便也?！闭?yàn)槿绱?，這種分度體系很快被中國人所接受，成了中國人進(jìn)行角度測量的單位基礎(chǔ)。就這樣，通過《幾何原本》的介紹，我們有了角的定義及對角與角之間的大小進(jìn)行比較的方法；通過利瑪竇的傳播，我們接受了360°圓心角分度體系，從而有了表示角度大小的單位劃分：有了比較就能進(jìn)行測量，有了統(tǒng)一的單位制度，這種測量就能發(fā)展成為計(jì)量。因此，從這個(gè)時(shí)候起，在中國進(jìn)行角度計(jì)量已經(jīng)有了其基本的前提條件，而且，這種前提條件一開始就與國際通用的角度體系接了軌，這是中國的角度計(jì)量得以誕生的基礎(chǔ)。當(dāng)然，要建立真正的角度計(jì)量，還必須建立相應(yīng)的角度基準(zhǔn)（如檢定角度塊）和測量儀器，但無論如何，沒有統(tǒng)一的單位制度，就不可能建立角度計(jì)量，因此，我們說，《幾何原本》的引入，為中國角度計(jì)量的出現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。

角度概念的進(jìn)步表現(xiàn)在許多方面。例如，在地平方位表示方面，自從科學(xué)的角度概念在中國建立之后，傳統(tǒng)的方位表示法就有了質(zhì)的飛躍，清初的《靈臺儀象志》就記載了一種新的32向地平方位表示法：“地水球周圍亦分三百六十度，以東西為經(jīng)，以南北為緯，與天球不異。泛海陸行者，悉依指南針之向盤。蓋此有定理、有定法，并有定器。定器者即指南針盤，所謂地平經(jīng)儀。其盤分向三十有二，如正南北東西，乃四正向也；如東南東北、西南西北，乃四角向也。又有在正與角之中各三向，各相距十一度十五分，共為地平四分之一也?！盵4]這種表示法如圖3所示。由這段記載我們可以看出，當(dāng)時(shí)人們在表示地平方位時(shí)，已經(jīng)采用了360°的分度體系，這無疑是一大進(jìn)步。與此同時(shí)，人們還放棄了那種用專名表示特定方位的傳統(tǒng)做法，代之以建立在360°分度體系基礎(chǔ)之上的指向表示法。傳統(tǒng)的區(qū)域表示法不具備連續(xù)量度功能，因?yàn)槿魏我粋€(gè)專名都固定表示某一特定區(qū)域，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)任何一處都屬于該名稱。這使得其測量精度受到了很大限制，因?yàn)樗辉试S對區(qū)域內(nèi)部做進(jìn)一步的角度劃分。要改變這種局面，必須變區(qū)位為指向，以便各指向之間能做進(jìn)一步的精細(xì)劃分。這種新的32向表示法就具備這種功能，它的相鄰指向之間，是可以做進(jìn)一步細(xì)分的，因此它能夠滿足連續(xù)量度的要求。新的指向表示法既能滿足計(jì)量實(shí)踐日益提高的對測量精度的要求，又采用了新的分度體系，它的出現(xiàn)，為角度計(jì)量的普遍應(yīng)用準(zhǔn)備了條件。

角度概念的進(jìn)步在天文學(xué)方面表現(xiàn)得最為明顯。受傳教士影響所制作的天文儀器，在涉及到角度的測量時(shí)，毫無例外都采用了360°角度劃分體系，就是一個(gè)有力的證明。傳教士在向中國人傳授西方天文學(xué)知識時(shí)，介紹了歐洲的天文儀器，引起了中國人的興趣，徐光啟就曾經(jīng)專門向崇禎皇帝上書，請求準(zhǔn)許制造一批新型的天文儀器。他所要求制造的儀器，都是西式的。徐光啟之后，中國人李天經(jīng)和傳教士羅雅各（JacquesRho，1590－1638）、湯若望（JeanAdamSchallvonBell，1591－1666）以及后來南懷仁（FerdinandVerbiest，1623－1688）等也制造了不少西式天文儀器，這些儀器在明末以及清代的天文觀測中發(fā)揮了很大作用。這些西式天文儀器，無疑“要兼顧中國的天文學(xué)傳統(tǒng)和文化特點(diǎn)。比如，傳教士和他們的中國合作者在儀器上刻畫了二十八宿、二十四節(jié)氣這樣的標(biāo)記，用漢字標(biāo)數(shù)字?！盵5]但是，在儀器的刻度劃分方面，則放棄了傳統(tǒng)的3651/4分度體系，而是采用了“凡儀上諸圈，因以顯諸曜之行者，必分為三百六十平度”的做法[6]。之所以如此，從技術(shù)角度來看，自然是因?yàn)闅W洲人編制歷法，采用的是60進(jìn)位制，分圓周為360°，若在新儀器上繼續(xù)采用中國傳統(tǒng)分度，勢必造成換算的繁復(fù)，而且劃分起來也不方便。所以，這種做法是明智之舉。

隨著角度概念的出現(xiàn)及360°分度體系的普及，各種測角儀器也隨之涌現(xiàn)。只要看一下清初天文著作《靈臺儀象志》中對各種測角儀器的描述，我們就不難明白這一點(diǎn)。

總之，360°分度體系雖然是希臘古典幾何學(xué)的內(nèi)容，并非近代科學(xué)的產(chǎn)物，但它的傳入及得到廣泛應(yīng)用，為中國近代角度計(jì)量的誕生奠定了基礎(chǔ)，這是可以肯定的。

二、溫度計(jì)的引入

溫度計(jì)量是物理計(jì)量的一個(gè)重要內(nèi)容。在中國，近代的溫度計(jì)量的基礎(chǔ)是在清代奠定的，其標(biāo)志是溫度計(jì)的引入。

溫度計(jì)量有兩大要素，一是溫度計(jì)的發(fā)明，一是溫標(biāo)的建立。在我國，這兩大要素都是借助于西學(xué)的傳入而得以實(shí)現(xiàn)的。

中國古人很早就開始了對有關(guān)溫度問題的思考。氣溫變化作用于外界事物，會引起相應(yīng)的物態(tài)變化，因此，通過對特定的物態(tài)變化的觀察，可以感知外界溫度的變化。溫度計(jì)就是依據(jù)這一原理而被發(fā)明出來的。中國古人也曾經(jīng)沿這條道路探索過，《呂氏春秋·慎大覽·察今》中就有過這樣的說法：

“審堂下之陰，而知日月之行，陰陽之變；見瓶水之冰，而知天下之寒，魚鱉之藏也?！?/p>

這里所講的，通過觀察瓶里的水結(jié)冰與否，就知道外邊的氣溫是否變低了，其實(shí)質(zhì)就是通過觀察水的物態(tài)變化來粗略地判定外界溫度變化范圍。《呂氏春秋》所言，當(dāng)然有其一定道理，因?yàn)樵谕饨绱髿鈮合鄬Ψ€(wěn)定情況下，水的相變溫度也是相對恒定的。但盛有水的瓶子絕對不能等同于溫度計(jì)，因?yàn)樗鼘囟茸兓秶墓烙?jì)非常有限，而且除了能夠判定一個(gè)溫度臨界點(diǎn)（冰點(diǎn)）以外，也沒有絲毫的定量化在內(nèi)。

在我國，具有定量形式的溫度計(jì)出現(xiàn)于十七世紀(jì)六七十年代，是耶穌會傳教士南懷仁（FerdinandVerbiest，1623-1688年）介紹進(jìn)來的。南懷仁是比利時(shí)人，1656年奉派來華，1658年抵澳門，1660年到北京，為時(shí)任欽天監(jiān)監(jiān)正的湯若望當(dāng)助手，治天文歷法。這里所說的溫度計(jì)，就是他在其著作《靈臺儀器圖》和《驗(yàn)氣圖說》中首先介紹的。這兩部著作，前者完成于1664年，后者發(fā)表于1671年，兩者均被南懷仁納入其纂著的《新制靈臺儀象志》中，前者成為該書的附圖，后者則成為正文的一部分，即其第四卷的《驗(yàn)氣說》。關(guān)于南懷仁介紹的溫度計(jì)，王冰有詳細(xì)論述，這里不再贅述。[7]

南懷仁的溫度計(jì)是有缺陷的：該溫度計(jì)管子的一端是開口的，與外界大氣相通，這使得其測量結(jié)果會受到外界大氣壓變化的影響。他之所以這樣設(shè)計(jì)，是受亞里士多德“大自然厭惡真空”這一學(xué)說影響的結(jié)果?？紤]到早在1643年，托里拆利（E.Torricelli，1608-1647）和維維安尼（V.Viviani，1622-1703）已經(jīng)提出了科學(xué)的大氣壓概念，發(fā)明了水銀氣壓計(jì)，此時(shí)南懷仁還沒有來華，他應(yīng)該對這一科學(xué)進(jìn)展有所知曉?？伤?0多年之后，在解釋其溫度計(jì)工作原理時(shí)，采用的仍然是亞里士多德學(xué)說，這種做法，未免給后人留下了一絲遺憾。而且，他的溫度計(jì)的溫標(biāo)劃分是任意的，沒有固定點(diǎn)，因此它不能給出被大家公認(rèn)的溫度值，只能測出溫度的相對變化。這種情況與溫度計(jì)量的要求還相距甚遠(yuǎn)。

在西方，伽利略（GalileoGalilei，1564－1642）于1593年發(fā)明了空氣溫度計(jì)。他的溫度計(jì)的測溫結(jié)果同樣會受到大氣壓變化的影響，而且其標(biāo)度也同樣是任意的，不具備普遍性。伽利略之后，有許多科學(xué)家孜孜不倦地從事溫度計(jì)的改善工作，他們工作的一個(gè)重要內(nèi)容是制訂能為大家接受的溫標(biāo)，波義耳（RobertBoyle，1627－1691）就曾為缺乏一個(gè)絕對的測溫標(biāo)準(zhǔn)而感到苦惱，惠更斯（ChristiaanHuygens，1629－1695）也曾為溫度計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化而做過努力，但是直到1714年，德國科學(xué)家華倫海特（GabrielDanielFahrenheit，1686-1736）才發(fā)明了至今仍為人們所熟悉的水銀溫度計(jì)，[8]10年后，他又?jǐn)U展了他的溫標(biāo)，提出了今天還在一些國家中使用的華氏溫標(biāo)。又過了近20年，1742年，瑞典科學(xué)家攝爾修斯（AndersCelsius，1701－1744）發(fā)明了把水的冰點(diǎn)作為100°，沸點(diǎn)作為0°的溫標(biāo)，第二年他把這二者顛倒了過來，成了與現(xiàn)在所用形式相同的百分溫標(biāo)。1948年，在得到廣泛贊同的情況下，人們決定將其稱作攝氏溫標(biāo)。這種溫標(biāo)沿用至今，成為社會生活中最常見的溫標(biāo)。

通過對比溫度計(jì)在歐洲的這段發(fā)展歷史，我們可以看到，盡管南懷仁制作的溫度計(jì)存在著測溫結(jié)果會受大氣壓變化影響的缺陷，盡管他的溫度計(jì)的標(biāo)度還不夠科學(xué)，但他遇到的這些問題，他同時(shí)代的那些西方科學(xué)家也同樣沒有解決。他把溫度計(jì)引入中國，使溫度計(jì)成為人們關(guān)注的科學(xué)儀器之一，這本身已經(jīng)奠定了他在中國溫度計(jì)量領(lǐng)域所具有的開拓者的歷史地位。

在南懷仁之后，我國民間自制溫度計(jì)的也不乏其人。據(jù)史料記載，清初的黃履莊就曾發(fā)明過一種“驗(yàn)冷熱器”，可以測量氣溫和體溫。清代中葉杭州人黃超、黃履父女也曾自制過“寒暑表”。由于原始記載過于簡略，我們對于這些民間發(fā)明的具體情況，還無從加以解說。但可以肯定的是，他們的活動，表現(xiàn)了中國人對溫度計(jì)量的熱忱。

南懷仁把溫度計(jì)介紹給中國，不但引發(fā)了民間自制溫度計(jì)的活動，還啟發(fā)了傳教士不斷把新的溫度計(jì)帶到中國?！霸谀蠎讶手髞砣A的耶穌會士，如李俊賢、宋君榮、錢德明等，他們帶到中國的溫度計(jì)就比南懷仁介紹的先進(jìn)多了。[9]”正是在中外雙方的努力之下，不斷得到改良的溫度計(jì)也不斷地傳入了中國。最終，水銀溫度計(jì)和攝氏溫標(biāo)的傳入，使得溫度測量在中國有了統(tǒng)一的單位劃分，有了方便實(shí)用的測溫工具。這些因素的出現(xiàn)，標(biāo)志著中國溫度計(jì)量的萌生，而近代溫度計(jì)量的正式出現(xiàn)，則要到20世紀(jì)，其標(biāo)志是國際計(jì)量委員會對復(fù)現(xiàn)性好、最接近熱力學(xué)溫度的“1927年國際實(shí)用溫標(biāo)”的采用。在中國，這一步的完全實(shí)現(xiàn)，則是20世紀(jì)60年代的事情了。

三、時(shí)間計(jì)量的進(jìn)步

相對于溫度計(jì)量而言，時(shí)間計(jì)量對于科技發(fā)展和社會生活更為重要。中國的時(shí)間計(jì)量，也有一個(gè)由傳統(tǒng)到近代的轉(zhuǎn)變過程。這一過程開始的標(biāo)志，主要表現(xiàn)在計(jì)時(shí)單位的更新和統(tǒng)一、計(jì)時(shí)儀器的改進(jìn)和普及上。

就計(jì)時(shí)單位而言，除去年月（朔望月）日這樣的大時(shí)段單位決定于自然界一些特定的周期現(xiàn)象以外，小于日的時(shí)間單位一般是人為劃分的結(jié)果。中國人對于日以下的時(shí)間單位劃分，傳統(tǒng)上采用了兩個(gè)體系，一個(gè)是十二時(shí)制，一個(gè)是百刻制。十二時(shí)制是把一個(gè)晝夜平均分為12個(gè)時(shí)段，分別用子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥這12個(gè)地支來表示，每個(gè)特定的名稱表示一個(gè)特定的時(shí)段。百刻制則是把一個(gè)晝夜平均分為100刻，以此來表示生活中的精細(xì)時(shí)段劃分。

十二時(shí)制和百刻制雖然分屬兩個(gè)體系，但它們表示的對象卻是統(tǒng)一的，都是一個(gè)晝夜。十二時(shí)制時(shí)段較長，雖然唐代以后每個(gè)時(shí)段又被分為時(shí)初和時(shí)正兩部分，但其單位仍嫌過大，不能滿足精密計(jì)時(shí)的需要。百刻制雖然分劃較細(xì)，體現(xiàn)了古代計(jì)時(shí)制度向精密化方向的發(fā)展，但在日與刻之間缺乏合適的中間單位，使用起來也不方便。正因?yàn)槿绱耍@兩種制度就難以彼此取代，只好同時(shí)并存，互相補(bǔ)充。在實(shí)用中，古人用百刻制來補(bǔ)充十二時(shí)制，而用十二時(shí)制來提攜百刻制。

既然十二時(shí)制與百刻制并存，二者之間就存在一個(gè)配合問題?？墒?00不是12的整數(shù)倍，配合起來頗有難度，為此，古人在刻下面又分出了小刻，1刻等于6小刻，這樣每個(gè)時(shí)辰包括8刻2小刻，時(shí)初時(shí)正分別包括4刻1小刻。這種方法雖然使得百刻制和十二時(shí)制得到了勉強(qiáng)的配合，但它也造成了時(shí)間單位劃分繁難、刻與小刻之間單位大小不一致的問題，增加了相應(yīng)儀器制作的難度，使用起來很不方便。它與時(shí)間計(jì)量的要求是背道而馳的。

傳教士介紹進(jìn)來的時(shí)間制度，改變了這種局面。明朝末年，傳教士進(jìn)入我國之后，在其傳入的科學(xué)知識中，首當(dāng)其沖就有新的時(shí)間單位。這種新的時(shí)間單位首先表現(xiàn)在對傳統(tǒng)的“刻”的改造上，傳教士取消了分一日為100刻的做法，而代之以96刻制，以使其與十二時(shí)制相合。對百刻制加以改革的做法在中國歷史上并不新鮮，例如漢哀帝時(shí)和王莽時(shí)，就曾分別行用過120刻制，而南北朝時(shí)，南朝梁武帝也先后推行過96刻制和108刻制，但由于受到天人感應(yīng)等非科學(xué)因素的影響，這些改革都持續(xù)時(shí)間很短。到了明末清初，歷史上曾存在過的那些反對時(shí)刻制度改革的因素已經(jīng)大為削弱，這使得中國天文學(xué)界很快就認(rèn)識到了傳教士的改革所具有的優(yōu)越性，承認(rèn)利瑪竇等“命日為九十六刻，使每時(shí)得八刻無奇零，以之布算制器，甚便也?！盵10]

傳教士之所以首先在角度計(jì)量和時(shí)間單位上進(jìn)行改革，是有原因的。他們要藉科學(xué)技術(shù)引起中國學(xué)者的重視，首先其天文歷法要準(zhǔn)確，這就需要他們運(yùn)用西方天文學(xué)知識對中國的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行比較、推算，如果在角度和時(shí)間這些基本單位上采用中國傳統(tǒng)制度，他們的運(yùn)算將變得十分繁難。

傳教士對計(jì)時(shí)制度進(jìn)行改革，首先提出96刻制，而不是西方的時(shí)、分、秒（HMS）計(jì)時(shí)單位體系，是因?yàn)樗麄兛紤]到了對中國傳統(tǒng)文化的兼顧。在西方的HMS計(jì)時(shí)單位體系中，刻并不是一個(gè)獨(dú)立單位，傳教士之所以要引入它，自然是因?yàn)榘倏讨圃谥袊?jì)時(shí)體系中有著極為重要的地位，而且行用已久，為了適應(yīng)中國人對時(shí)間單位的感覺，不得不如此。傳教士引入的96刻制，每刻長短與原來百刻制的一刻僅差36秒，人們在生活習(xí)慣上很難感覺到二者的差別，接受起來也就容易些。由于西方的時(shí)與中國十二時(shí)制中的小時(shí)大小一樣，所以，新的時(shí)刻制度的引入，既不至于與傳統(tǒng)時(shí)刻制度有太大的差別而被中國人拒絕，又不會破壞HMS制的完整。所以，這種改革對于他們進(jìn)一步推行HMS制，也是有利的。

96刻制雖然兼顧到了中國傳統(tǒng)，但也仍然遭到了非議，最典型的例子就是清康熙初年楊光先引發(fā)的排教案中，這一條被作為給傳教士定罪的依據(jù)之一?！肚迨プ鎸?shí)錄》卷十四《康熙四年三月壬寅》是這樣記錄該案件的：“歷法深微，難以區(qū)別。但歷代舊法每日十二時(shí)，分一百刻，新法改為九十六刻，……俱大不合?！辈贿^，這種非議畢竟不是從科學(xué)角度出發(fā)的，它沒有影響到天文學(xué)界對新法的采納。對此，南懷仁在《歷法不得已辨·辨晝夜一百刻之分》中的一段的話可資證明：“據(jù)《授時(shí)歷》分派百刻之法，謂每時(shí)有八刻，又各有一奇零之?dāng)?shù)。由粗入細(xì)，以遞推之，必將為此奇零而推之無窮盡矣。況邇來疇人子弟，亦自知百刻煩瑣之不適用也。其推算交食，求時(shí)差分，仍用九十六刻為法?！蹦蠎讶收f的符合實(shí)際，自傳教士引入新的時(shí)刻制度后，96刻制就取代了百刻制。十二時(shí)制和96刻制并行，是清朝官方計(jì)時(shí)制度的特點(diǎn)。

但新的時(shí)刻制度并非完美無暇，例如它仍然堅(jiān)持用漢字的特定名稱而不是數(shù)字表示具體時(shí)間，這不利于對時(shí)間進(jìn)行數(shù)學(xué)推演。不過，傳教士并沒有止步不前，除了96刻制之外，他們也引入了HMS制。我們知道，HMS制是建立在360°圓心角分度體系基礎(chǔ)之上的，既然360°圓心角分度體系被中國人接受了，HMS這種新的計(jì)時(shí)單位制也同樣會被中國人接受，這是順理成章之事。所以，康熙九年（公元1670年）開始推行96刻制的時(shí)候，一開始推行的就是“周日十二時(shí)，時(shí)八刻，刻十五分，分六十秒”之制，[11]這實(shí)際上就是HMS制。這一點(diǎn)，在天文學(xué)上表現(xiàn)最為充分，天文儀器的制造首先就采用了新的時(shí)刻制度。在清代天文儀器的時(shí)圈上，除仍用十二辰外，都刻有HMS分度。[12]這里不妨給出一個(gè)具體例子，在南懷仁主持督造的新天文儀器中，有一部叫赤道儀，在這臺儀器的“赤道內(nèi)之規(guī)面并上側(cè)面刻有二十四小時(shí)，以初、正兩字別之，每小時(shí)均分四刻，二十四小時(shí)共九十六刻，規(guī)面每一刻平分三長方形，每一方平分五分，一刻共十五分，每一分以對角線之比例又十二細(xì)分，則一刻共一百八十細(xì)分，每一分則當(dāng)五秒。[13]”通過這些敘述，我們不難看出，在這臺新式儀器上，采用的就是HMS制。前節(jié)介紹溫度計(jì)量，南懷仁在介紹其溫度計(jì)用法時(shí)，曾提到“使之各摩上球甲至刻之一二分（一分即六十秒，定分秒之法有本論，大約以脈一至，可當(dāng)一秒）”[14]。這里所說的分、秒，就是HMS制里的單位。這段話是HMS制應(yīng)用于天文領(lǐng)域之外的例子。

在康熙“御制”的《數(shù)理精蘊(yùn)》下編卷一《度量權(quán)衡》中，HMS制作為一種時(shí)刻制度，是被正式記載了的：

歷法則曰宮（三十度）、度（六十分）、分（六十秒）、秒（六十微）、微（六十纖）、纖（六十忽）、忽（六十芒）、芒（六十塵）、塵；

又有日（十二時(shí)，又為二十四小時(shí)）、時(shí)（八刻，又以小時(shí)為四刻）、刻（十五分）、分，以下與前同。[15]

引文中括號內(nèi)文字為原書所加之注。引文的前半部分講的是60進(jìn)位制的角度單位，是傳教士引入的結(jié)果；后半部分就是新的時(shí)刻制度，本質(zhì)上與傳教士所介紹的西方時(shí)刻制度完全相同?！稊?shù)理精蘊(yùn)》因?yàn)橛衅洹坝啤鄙矸荩挠浭?，?biāo)志著新的時(shí)刻制度完全獲得了官方的認(rèn)可。

有了新的時(shí)刻制度，沒有與時(shí)代相應(yīng)的計(jì)時(shí)儀器，時(shí)間計(jì)量也沒法發(fā)展。

中國傳統(tǒng)計(jì)時(shí)儀器有日晷、漏刻、以及與天文儀器結(jié)合在一起的機(jī)械計(jì)時(shí)器，后者如唐代一行的水運(yùn)渾象、北宋蘇頌的水運(yùn)儀象臺等。日晷是太陽鐘，使用者通過觀測太陽在其上的投影和方位來計(jì)時(shí)。在陰雨天和晚上無法使用，這使其使用范圍受到了很大限制。在古代，日晷更重要的用途不在于計(jì)時(shí)，而在于為其它計(jì)時(shí)器提供標(biāo)準(zhǔn)，作校準(zhǔn)之用。漏刻是水鐘，其工作原理是利用均勻水流導(dǎo)致的水位變化來顯示時(shí)間。漏刻是中國古代的主要計(jì)時(shí)儀器，由于古人的高度重視，漏刻在古代中國得到了高度的發(fā)展，其計(jì)時(shí)精度曾達(dá)到過令人驚異的地步。在東漢以后相當(dāng)長的一段歷史時(shí)期內(nèi)，中國漏刻的日誤差，常保持在1分鐘之內(nèi)，有些甚至只有20秒左右。[16]但是，漏刻也存在規(guī)模龐大、技術(shù)要求高、管理復(fù)雜等缺陷，不同的漏刻，由不同的人管理，其計(jì)時(shí)結(jié)果會有很大的差別。顯然，它無法適應(yīng)時(shí)間計(jì)量在準(zhǔn)確度和統(tǒng)一化方面的要求。

與天文儀器結(jié)合在一起的機(jī)械計(jì)時(shí)器也存在不利于時(shí)間計(jì)量發(fā)展的因素。中國古代此類機(jī)械計(jì)時(shí)器曾發(fā)展到非常輝煌的地步，蘇頌的水運(yùn)儀象臺，就規(guī)模之龐大、設(shè)計(jì)之巧妙、報(bào)時(shí)系統(tǒng)之完善等方面，可謂舉世無雙。但古人設(shè)計(jì)此類計(jì)時(shí)器的原意，并非著眼于公眾計(jì)時(shí)之用，而是要把它作為一種演示儀器，向君王等表演天文學(xué)原理，這就注定了由它無法發(fā)展成時(shí)間計(jì)量。從計(jì)量的社會化屬性要求來看，在不同的此類儀器之間，也很難做到計(jì)時(shí)結(jié)果的準(zhǔn)確統(tǒng)一。所以，要實(shí)現(xiàn)時(shí)間計(jì)量的基本要求，機(jī)械計(jì)時(shí)器必須與天文儀器分離，而且還要把傳統(tǒng)的以水或流沙的力量為動力改變?yōu)橐灾劐N、發(fā)條之類的力量為動力，這樣才能敲開近代鐘表的大門，為時(shí)間計(jì)量的進(jìn)步準(zhǔn)備好基本的條件。在我國，這一進(jìn)程也是借助于傳教士引入的機(jī)械鐘表而得以逐步完成的。

最早把西洋鐘表帶到中國來的是傳教士羅明堅(jiān)（MichelRuggieri，1543-1607）。[17]羅明堅(jiān)是意大利耶穌會士，1581年來華，先在澳門學(xué)漢語，后移居廣東肇慶。他進(jìn)入廣東后，送給當(dāng)時(shí)的廣東總督陳瑞一架做工精制的大自鳴鐘，這使陳瑞很高興，于是便允許他在廣東居住、傳教。

羅明堅(jiān)送給陳瑞的自鳴鐘，為適應(yīng)中國人的習(xí)慣，在顯示系統(tǒng)上做了些調(diào)整，例如他把歐洲機(jī)械鐘時(shí)針一日轉(zhuǎn)兩圈的24小時(shí)制改為一日轉(zhuǎn)一圈的12時(shí)制，并把顯示盤上的羅馬數(shù)字也改成了用漢字表示的十二地支名稱。他的這一更改實(shí)質(zhì)上并不影響后來傳教士對時(shí)刻制度所做的改革，也正因?yàn)檫@樣，他所開創(chuàng)的這種十二時(shí)辰顯示盤從此一直延續(xù)到清末。

羅明堅(jiān)的做法啟發(fā)了相繼來華的傳教士，晚于羅明堅(jiān)一年來華的利瑪竇也帶來了西洋鐘表。當(dāng)還在廣東肇慶時(shí)，利瑪竇就將隨身攜帶的鐘表、世界地圖以及三棱鏡等物品向中國人展示，引起中國人極大的好奇心。當(dāng)他抵達(dá)北京，向朝廷進(jìn)獻(xiàn)這些物品時(shí)，更博得了朝廷的喜歡。萬歷皇帝將西洋鐘置于身邊，還向人展示，并允許利瑪竇等人在京居住、傳教。

明朝滅亡之后，來華傳教士轉(zhuǎn)而投靠清王朝，以繼續(xù)他們在華的傳教事業(yè)。在他們向清王朝進(jìn)獻(xiàn)的各種物品中，機(jī)械鐘表仍然占據(jù)突出地位。湯若望就曾送給順治皇帝一架“天球自鳴鐘”。在北京時(shí)與湯若望交誼甚深的安文思（GabrieldeMagalhaens，1609－1677）精通機(jī)械學(xué)，他不但為順治帝、康熙帝管理鐘表等，而且自己也曾向康熙帝獻(xiàn)鐘表一架。南懷仁還把新式機(jī)械鐘表的圖形描繪在其《靈臺儀象志》中，以使其流傳更為廣泛。在此后接踵而至的傳教士中，攜帶機(jī)械鐘表來華的大有人在。還有不少傳教士，專門以機(jī)械鐘表師的身份在華工作。

傳教士引進(jìn)的機(jī)械鐘，使中國人產(chǎn)生了很大興趣。崇禎二年，禮部侍郎徐光啟主持歷局時(shí)，在給皇帝的奏請制造天文儀器的清單中，就有“候時(shí)鐘三”[18]，表明他已經(jīng)關(guān)注到了機(jī)械鐘表的作用。迨至清朝，皇宮貴族對西洋自鳴鐘的興趣有增無減，康熙時(shí)在宮中設(shè)有“兼自鳴鐘執(zhí)守侍首領(lǐng)一人。專司近御隨侍賞用銀兩，并驗(yàn)鐘鳴時(shí)刻”。在敬事房下還設(shè)有鐘表作坊，名曰“做鐘處”，置“侍監(jiān)首領(lǐng)一人”，負(fù)責(zé)鐘表修造事宜。[19]在上層社會的影響之下，制作鐘表的熱情也普及到了民間，大致與宮中做鐘的同時(shí)，在廣州、蘇州、南京、寧波、福州等地也先后出現(xiàn)了家庭作坊式的鐘表制造或修理業(yè)，出現(xiàn)了一批精通鐘表制造的中國工匠。清廷“做鐘處”里的工匠，除了一部分由傳教士充任的西洋工匠之外，還有不少中國工匠，就是一個(gè)有力的證明。鐘表制作的普及，為中國時(shí)間計(jì)量的普及準(zhǔn)備了良好的技術(shù)條件。

中國人不但掌握了鐘表制作技術(shù)，而且還對之加以記載，從結(jié)構(gòu)上和理論上對之進(jìn)行探討和改進(jìn)。明末西洋鐘表剛進(jìn)入中國不久，王徵在其《新制諸器圖說》（成書于1627年）中就描繪了用重錘驅(qū)動的自鳴鐘的示意圖，并結(jié)合中國機(jī)械鐘報(bào)時(shí)傳統(tǒng)將其報(bào)時(shí)裝置改成敲鐘、擊鼓和司辰木偶。清初劉獻(xiàn)廷在其著作《廣陽雜記》中則詳細(xì)記載了民間制鐘者張碩忱、吉坦然制造自鳴鐘的情形?！端膸烊珪肥珍浀那宕鳌痘食Y器圖式》中，專門繪制了清宮制作的自鳴鐘、時(shí)辰表等機(jī)械鐘表的圖式。嘉慶十四年（1809），徐光啟的后裔徐朝俊撰寫了《鐘表圖說》一書，系統(tǒng)總結(jié)了有關(guān)制造技術(shù)和理論。該書是我國歷史上第一部有關(guān)機(jī)械鐘的工藝大全，亦是當(dāng)時(shí)難得的一部測時(shí)儀器和應(yīng)用力學(xué)著作。[20]

中國的鐘表業(yè)在傳教士影響之下向前發(fā)展的同時(shí)，西方鐘表制作技術(shù)也在不斷向前發(fā)展。歐洲中世紀(jì)的機(jī)械鐘計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確性并不高，但到了17世紀(jì)，伽利略發(fā)現(xiàn)了擺的等時(shí)性，他和惠更斯各自獨(dú)立地對擺的等時(shí)性和擺線做了深入研究，從而為近代鐘表的產(chǎn)生和興起也為近代時(shí)間計(jì)量奠定了理論基礎(chǔ)。1658年，惠更斯發(fā)明了擺鐘，[21]1680年，倫敦的鐘表制造師克萊門特（Clement）把節(jié)擺錨即擒縱器引入了鐘表制作。[22]這些進(jìn)展，標(biāo)志著近代鐘表事業(yè)的誕生。

那么，近代鐘表技術(shù)的進(jìn)展，隨著傳教士源源不斷地進(jìn)入我國，是否也被及時(shí)介紹進(jìn)來了呢？答案是肯定的，“可以說，明亡（1644）之前，耶穌會士帶入中國的鐘是歐洲古代水鐘、沙漏，中世紀(jì)重錘驅(qū)動的鐘或稍加改進(jìn)的產(chǎn)品；從清順治十五年（1658）起，傳入中國的鐘表有可能是惠更斯型鐘；而康熙二十年（1681）以后，就有可能主要是帶擒縱器和發(fā)條（或游絲）的鐘（表）?！盵23]即是說，中國鐘表技術(shù)的發(fā)展與世界上近代鐘表技術(shù)的進(jìn)步幾乎是同步的。這為中國邁入時(shí)間計(jì)量的近代化準(zhǔn)備了基本條件。當(dāng)然，只是有了統(tǒng)一的計(jì)時(shí)單位、有了達(dá)到一定精確度的鐘表，沒有全國統(tǒng)一的計(jì)時(shí)、沒有時(shí)間頻率的量值傳遞，還不能說時(shí)間計(jì)量已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了近代化的要求。這是不言而喻的。

四、地球觀念的影響

中國近代計(jì)量的萌生，不僅僅是由于溫度計(jì)和近代機(jī)械鐘表等計(jì)量儀器的出現(xiàn)，更重要的，還在于新思想的引入。沒有與近代計(jì)量相適應(yīng)的科學(xué)觀念，近代計(jì)量也無從產(chǎn)生。這些觀念不一定全部是近代科學(xué)的產(chǎn)物，但沒有它們，就沒有近代計(jì)量。上述角度觀念是其中的一個(gè)例子，地球觀念也同樣如此。

地球觀念的產(chǎn)生，與17世紀(jì)的近代科學(xué)革命無關(guān)，但它卻是近代計(jì)量產(chǎn)生的前提。如果沒有地球觀念，法國議會就不可能于18世紀(jì)90年代決定以通過巴黎的地球子午線的四千萬分之一作為長度的基本單位，從而拉開近代計(jì)量史上米制的帷幕。沒有地球觀念，也就不可能有時(shí)區(qū)劃分的概念，時(shí)間計(jì)量也無從發(fā)展。所以，地球觀念對于近代計(jì)量的產(chǎn)生是至關(guān)重要的。

中國傳統(tǒng)文化中沒有地球觀念。要產(chǎn)生科學(xué)的地球觀念，首先要認(rèn)識到水是地的一部分，水面是彎曲的，是地面的一部分。中國人從來都認(rèn)為水面是平的，“水平”觀念深入到人們思想的深層，這無疑會阻礙地球觀念的產(chǎn)生。在中國古代幾家有代表性的宇宙結(jié)構(gòu)學(xué)說中，不管是宣夜說，還是有了完整理論結(jié)構(gòu)的蓋天說，乃至后來占統(tǒng)治地位的渾天說，從來都沒有科學(xué)意義上的地球觀念。到了元朝，西方的地球說傳入我國，阿拉伯學(xué)者扎馬魯丁在中國制造了一批天文儀器，其中一臺叫“苦來亦阿兒子”，《元史·天文志》介紹這臺儀器說：

苦來亦阿兒子，漢言地理志也。其制以木為圓毬，七分為水，其色綠；三分為土地，其色白。畫江河湖海，脈絡(luò)貫穿于其中。畫作小方井，以計(jì)幅圓之廣袤、道里之遠(yuǎn)近。

這無疑是個(gè)地球儀，它所體現(xiàn)的，是不折不扣的地球觀念。但這件事“并未在元代天文學(xué)史上產(chǎn)生什么影響”。[24]到了明代，地球觀念依然沒有在中國學(xué)者心目中扎下根來。這種局面，要一直到明末清初，傳教士把科學(xué)的地球觀念引入我國，才有了根本的改觀。

地球觀念的引入，從利瑪竇那里有了根本改觀。《明史·天文志一》詳細(xì)介紹利瑪竇引進(jìn)的地球說的內(nèi)容：

其言地圓也，曰地居天中，其體渾圓，與天度相應(yīng)。中國當(dāng)赤道之北，故北極?，F(xiàn)，南極常隱。南行二百五十里則北極低一度，北行二百五十里則北極高一度。東西亦然，亦二百五十里差一度也。以周天度計(jì)之，知地之全周為九萬里也。

這是真正的地球說。由這段話可以看出，當(dāng)時(shí)人們接受地球?qū)W說，首先是接受了西方學(xué)者對地球說的論證，所謂“南行二百五十里則北極低一度，北行二百五十里則北極高一度”，就是地球說的直接證據(jù)。對這一證據(jù)，唐代一行在組織中國歷史上第一次天文大地測量時(shí)就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，但未能將其與地球說聯(lián)系起來。而傳教士在引入地球說時(shí)，首先把這一條作為地球說的證據(jù)進(jìn)行介紹，從而引發(fā)了中國人的思考，思考的結(jié)果，他們承認(rèn)了地球說的正確性。對此，有明末學(xué)者方以智的話為證，他在其《通雅》卷十一《天文·歷測》中說：“直行北方二百五十里，北極出高一度，足征地形果圓?！?/p>

中國人接受地圓說，當(dāng)然就承認(rèn)水是地的一部分。方以智對此有明確認(rèn)識，他在《物理小識》卷一《歷類》中說：“地體實(shí)圓，在天之中?！鄠鞯馗∷?，天包水外，謬矣。地形如胡桃肉，凸山凹海?！狈揭灾堑膶W(xué)生揭暄更是明確指出了水面的彎曲現(xiàn)象：“地形圓，水附于地者亦當(dāng)圓。凡江湖以及盆盎之水，無不中高，特人不覺耳。”[25]這樣的論證，表明西方的地球說確實(shí)在其中國支持者那里找到了知音。

有了地球觀念之后，計(jì)量上的進(jìn)步也就隨之而來。例如，在計(jì)量史上很重要的時(shí)差觀念即是如此。時(shí)差觀念與傳統(tǒng)的地平大地說是不相容的，所以，當(dāng)元初耶律楚材通過觀測實(shí)踐發(fā)現(xiàn)時(shí)差現(xiàn)象之后，并沒有進(jìn)一步得出科學(xué)的時(shí)差概念。事情起源于一次月食觀測。根據(jù)當(dāng)時(shí)通行的歷法《大明歷》的推算，該次月食應(yīng)發(fā)生在子夜前后，而耶律楚材在塔什干城觀察的結(jié)果，“未盡初更而月已蝕矣?！彼?jīng)過思考，認(rèn)為這不是歷法推算錯(cuò)誤，而是由于地理位置差異造成的。當(dāng)發(fā)生月食時(shí)，各地是同時(shí)看到的，但在時(shí)間表示上則因地而異，《大明歷》的推算對應(yīng)的是中原地區(qū)，而不是西域。他說：

蓋《大明》之子正，中國之子正也；西域之初更，西域之初更也。西域之初更未盡時(shí)，焉知不為中國之子正乎？隔幾萬里之遠(yuǎn)，僅逾一時(shí)，復(fù)何疑哉！

但耶律楚材只是提出了在地面上東西相距較遠(yuǎn)的兩地對于同一事件有不同的時(shí)間表示，可這種時(shí)間表示上的差別與大地形狀、與兩地之間的距離究竟有什么樣的關(guān)系，他則語焉不詳。不從科學(xué)的地球觀念出發(fā)，他也無法把這件事講清除。而不了解這中間的定量關(guān)系，時(shí)間計(jì)量是無法進(jìn)行的。

地球觀念的傳入，徹底解決了這一問題。利瑪竇介紹的地球說明確提到，“兩地經(jīng)度相去三十度，則時(shí)刻差一辰。若相距一百八十度，則晝夜相反焉。”[26]這是科學(xué)的時(shí)區(qū)劃分概念。有了這種概念，再有了HMS時(shí)制以及達(dá)到一定精度的計(jì)時(shí)器（如擺鐘），就為近代意義上的時(shí)間計(jì)量的誕生準(zhǔn)備了條件。

地球觀念的傳入，還導(dǎo)致了另一在計(jì)量史上值得一提的事情的發(fā)生。這就是清代康熙年間開展的全國范圍的地圖測繪工作。這次測繪與中國歷史上以前諸多測繪最大的不同在于，它首先在全國范圍進(jìn)行了經(jīng)緯度測量，選擇了比較重要的經(jīng)緯度點(diǎn)641處，[27]并以通過北京欽天監(jiān)觀象臺的子午線為本初子午線，以赤道為零緯度線，測量和推算出了這些點(diǎn)的經(jīng)緯度。在此基礎(chǔ)上，實(shí)測了全國地圖，使經(jīng)緯度測量成果充分發(fā)揮了其在地圖測繪過程中的控制作用。顯然，沒有地球觀念，就不會有這種測量方法，清初的地圖測繪工作，也就不會取得那樣大的成就。這種測繪方法的誕生，是中國傳統(tǒng)測繪術(shù)向近代測繪術(shù)轉(zhuǎn)化的具體體現(xiàn)。

地球觀念還與長度基準(zhǔn)的制訂有關(guān)。國際上通行的米制，最初就是以地球子午線長度為基準(zhǔn)制訂的。傳教士在把地球觀念引入中國時(shí)，也隱約認(rèn)識到了地球本身可以為人們提供不變的長度基準(zhǔn)。在《古今圖書集成·歷象匯編·歷法典》第八十五卷所載之《新法歷書·渾天儀說》中，有這樣一段話：

天設(shè)圈有大小，每圈俱分為三百六十度，則凡數(shù)等而圈之大小、度之廣狹因之。乃地亦依此為則。故地上依大圈行，則凡度相應(yīng)之里數(shù)等。依小圈亦有廣狹，如距赤道四十度平行圈下之里數(shù)較赤道正下之里數(shù)必少，若距六十七十等之平行圈尤少。則求地周里數(shù)若干，以大圈為準(zhǔn)，而左右小圈惟以距中遠(yuǎn)近推相當(dāng)之比例焉。里之長短，各國所用雖異，其實(shí)終同。西國有十五里一度者，有十七里半又二十二里又六十里者。古謂五百里應(yīng)一度，波斯國算十六里，……至大明則約二百五十里為一度，周地總得九萬余里。乃量里有定則，古今所同。

所謂大圈，指地球上的赤道圈及子午圈，小圈則指除赤道圈外的所有的緯度圈。這段話告訴我們，地球上的赤道圈及子午圈提供了確定的地球周長，各國在表示經(jīng)線一度的弧長時(shí)，所用的具體數(shù)值雖然不同，但它們所代表的實(shí)際長度卻是一樣的。換句話說，如果以地球的“大圈”周長為依據(jù)制訂尺度基準(zhǔn)，那么這種基準(zhǔn)是最穩(wěn)定的，不會因人因地而異。

《新法歷書》的思想雖未被中國人用來制訂長度基準(zhǔn)，但它所說的“凡度相應(yīng)之里數(shù)等”的思想在清代的這次地圖測繪中被康熙皇帝愛新覺羅·玄燁用活了，玄燁據(jù)此提出了依據(jù)地球緯度變化推算距離以測繪地圖的設(shè)想。他曾“喻大學(xué)士等曰”：

天上度數(shù)，俱與地之寬大吻合。以周時(shí)之尺算之，天上一度即有地下二百五十里；以今時(shí)之尺算之，天上一度即有地下二百里。自古以來，繪輿圖者俱不依照天上之度數(shù)以推算地里之遠(yuǎn)近，故差誤者多。朕前特差能算善畫之人，將東北一帶山川地里，俱照天上度數(shù)推算，詳加繪圖視之。[28]

細(xì)讀康熙的原話，可以看出，他所說的“天上度數(shù)”，實(shí)際是指地球上的緯度變化，他主張?jiān)跍y繪地圖時(shí)，要通過測量地球上的緯度變化，按比例推算出（而不是實(shí)際測量出）相應(yīng)地點(diǎn)的地理距離。因?yàn)榫暥鹊臏y量比地理距離的實(shí)測要容易得多，所以康熙的主張是切實(shí)可行的，也是富有科學(xué)道理的。他的這一主張，是在地球觀念的影響之下提出來的，這是不言而喻的。

關(guān)于康熙時(shí)的地圖測繪，有不少書籍都從計(jì)量的角度，對測繪用尺的基準(zhǔn)問題做過探討，例如，《中國測繪史》就曾提出：在測繪全國地圖之前，“愛新覺羅·玄燁規(guī)定，緯度一度經(jīng)線弧長折地長為200里，每里為1800尺，尺長標(biāo)準(zhǔn)為經(jīng)線弧長的0.01秒，稱此尺為工部營造尺（合今0.317米）。

玄燁規(guī)定的取經(jīng)線弧長的0.01秒為標(biāo)準(zhǔn)尺度之長，并用于全國測量，乃世界之創(chuàng)舉。比法國國民議會1792年規(guī)定以通過巴黎的子午圈全長的四千萬分之一作為1米（公尺）標(biāo)準(zhǔn)長度及其使用要早88年和120多年，（1830年后才為國際上使用）?！盵29]因此，這一規(guī)定顯然是中國近代計(jì)量史上值得一書的大事。

《中國測繪史》的這種觀點(diǎn)富有代表性，涉及于此的科學(xué)史著作幾乎眾口一詞，都持類似看法。空穴來風(fēng)，這種看法應(yīng)當(dāng)有其依據(jù)，因?yàn)榭滴醣救嗣鞔_提到“天上一度即有地下二百里”，這里天上一度，反映的實(shí)際是地上的度數(shù)，因此，完全可以按照地球經(jīng)線弧長來定義尺度。

但是，如果清政府確實(shí)按康熙的規(guī)定，取經(jīng)線弧長的0.01秒為標(biāo)準(zhǔn)尺度之長，則1尺應(yīng)合現(xiàn)在的30.9厘米（按清代數(shù)據(jù)，地球周長為72000里，合129600000尺，取其四千萬分之一為1米，則得此結(jié)果），但清代營造尺的標(biāo)準(zhǔn)長度是32厘米，[30]二者并不一致?？梢?，認(rèn)為清代的營造尺尺長是按照地球經(jīng)線弧長的0.01秒為標(biāo)準(zhǔn)確定的這一說法，與實(shí)際情況是不一致的。

再者，如果康熙的確是按地球經(jīng)線弧長的0.01秒作為營造尺一尺的標(biāo)準(zhǔn)長度，那也應(yīng)該是首先測定地球經(jīng)線的弧長，然后再根據(jù)實(shí)測結(jié)果確定尺度基準(zhǔn)，制造出標(biāo)準(zhǔn)器來，向全國推廣，而不是首先確定尺長，再以之為基準(zhǔn)去測量地球經(jīng)線長度。

此外，文獻(xiàn)記載也告訴我們，康熙朝在統(tǒng)一度量衡時(shí)，是按照“累黍定律”的傳統(tǒng)方法確定尺長標(biāo)準(zhǔn)的，與地球經(jīng)線無關(guān)。在康熙“御制”的《數(shù)理精蘊(yùn)》中，就明確提到：

里法則三百六十步計(jì)一百八十丈為一里。古稱在天一度，在地二百五十里，今尺驗(yàn)之，在天一度，在地二百里，蓋古尺得今尺之十分之八，實(shí)緣縱黍橫黍之分也。[31]

這段話明確告訴我們，與所謂“在天一度，在地二百里”相符的“今尺”尺長基準(zhǔn)，是按照傳統(tǒng)的累黍定律的方法確定的。在這里，我們看不到以地球經(jīng)線弧長為標(biāo)準(zhǔn)確定尺度基準(zhǔn)的影子。

顯然，康熙并未設(shè)想要以地球經(jīng)線弧長為準(zhǔn)則確定尺度，更沒有按這種設(shè)想去制訂國家標(biāo)準(zhǔn)器，去推廣這種標(biāo)準(zhǔn)。他在測量前指示人們按照“在天一度，在地二百里”的比例測繪地圖，是為了測量的簡便，與長度基準(zhǔn)的確定應(yīng)該沒有什么關(guān)系。

[1]關(guān)增建.中國古代物理思想探索〔M〕.長沙：湖南教育出版社，1991.224～232.

[2]揚(yáng)雄.難蓋天八事〔A〕.隋書·天文志上〔M〕.北京：中華書局，1976.

[3]關(guān)增建.傳統(tǒng)3651/4分度不是角度〔J〕.自然辯證法通訊，1989（5）.

[4]南懷仁.靈臺儀象志〔A〕.古今圖書集成·歷象匯編歷法典第九十一卷·靈臺儀象志三〔Z〕.上海：上海文藝出版社，1993.影印本.

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[6]新法歷書·渾天儀說一〔A〕.歷法大典〔Z〕.第八十五卷.上海:上海文藝出版社,1993年.影印本.

[7]王冰.南懷仁介紹的溫度計(jì)和濕度計(jì)試析〔J〕.自然科學(xué)史研究.1986,(1).

[8]（英）亞·沃爾夫.十六、十七世紀(jì)科學(xué)、技術(shù)和哲學(xué)史〔M〕.周昌忠,等譯，上冊.北京:商務(wù)印書館，1995.104-108.

[9]曹增友.傳教士與中國科學(xué)〔M〕.北京:宗教文化出版社，1999.265.

[10]明史·天文志一〔M〕.北京:中華書局,1976.

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[20]戴念祖.中國科學(xué)技術(shù)史·物理學(xué)卷〔M〕.北京:科學(xué)出版社，2001.505.

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[25]方以智.地類·水圓〔A〕.物理小識〔M〕.卷二.萬有文庫本.

[26]明史·天文志一〔M〕.北京:中華書局,1976.

[27]《中國測繪史》編輯委員會.中國測繪史〔M〕.第二卷.北京:測繪出版社，1995.119.

[28]康熙五十年四月至六月〔A〕.清圣祖實(shí)錄〔Z〕卷二四六.北京:中華書局,1985.

[29]《中國測繪史》編輯委員會.中國測繪史〔M〕.第二卷.北京:測繪出版社，1995.111.

第8篇：天文學(xué)的定義范文

瑞士數(shù)學(xué)家雅克?柏努意給出了和萊布尼茨相同的函數(shù)定義．1718年，雅克?柏努意的弟弟約翰?柏努意這樣定義函數(shù)：由任一變數(shù)和常數(shù)的任意形式所構(gòu)成的量叫做這一變數(shù)的函數(shù)．換句話說，由x和常量所構(gòu)成的任一式子都可稱之為關(guān)于x的函數(shù)．

1775年，歐拉把函數(shù)定義為：“如果某些變量：以某一種方式依賴于另一些變量，即當(dāng)后面這些變量變化時(shí)，前面這些變量也隨著變化，我們把前面的變量稱為后面變量的函數(shù)”．由此可以看出，萊布尼茲和歐拉所引入的函數(shù)概念，都還是和解析表達(dá)式、曲線表達(dá)式等概念糾纏在一起．

首屈一指的法國數(shù)學(xué)家柯西引入了新的函數(shù)定義：“在某些變數(shù)間存在著一定的關(guān)系，當(dāng)一經(jīng)給定其中某一變數(shù)的值，其它變數(shù)的值也可隨之而確定時(shí)，則將最初的變數(shù)稱之為‘自變數(shù)’，其它各變數(shù)則稱為‘函數(shù)’”．在柯西的定義中，首先出現(xiàn)了“自變量”一詞．

1834年，俄國數(shù)學(xué)家羅巴契夫斯基進(jìn)一步提出函數(shù)的定義：“x的函數(shù)是這樣的一個(gè)數(shù)，它對于每一個(gè)x都有確定的值，并且隨著x一起變化．函數(shù)值可以由解析式給出，也可以由一個(gè)條件給出，這個(gè)條件提供了一種尋求全部對應(yīng)值的方法．函數(shù)的這種依賴關(guān)系可以存在，但仍然是未知的．”這個(gè)定義指出了對應(yīng)關(guān)系，即條件的必要性，利用這個(gè)關(guān)系可以求出每一個(gè)x的對應(yīng)值.

1837年德國數(shù)學(xué)家狄里克雷認(rèn)為怎樣去建立x與y之間的對應(yīng)關(guān)系是無關(guān)緊要的，所以他的定義是：“如果對于x的每一個(gè)值，y總有一個(gè)完全確定的值與之對應(yīng)，則y是x的函數(shù)．”

德國數(shù)學(xué)家黎曼引入了函數(shù)的新定義：“對于x的每一個(gè)值，y總有完全確定了的值與之對應(yīng)，而不拘建立x，y之間的對應(yīng)方法如何，均將y稱為x的函數(shù)．”

我國清代數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家、翻譯家和教育家，近代科學(xué)的先驅(qū)者李善蘭給出的定義是：“凡式中含天，為天之函數(shù)．”中國古代的人還用“天、地、人、物”4個(gè)字來表示4個(gè)不同的未知數(shù)或變量，顯然，函數(shù)在李善蘭的這個(gè)定義中的含義就是“凡是公式中含有變量x，則該式子叫做x的函數(shù)”．

第9篇：天文學(xué)的定義范文

[關(guān)鍵詞]平面幾何 講授 太陽高度

[中圖分類號]{G40-01} [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1009-5349（2015）05-0172-01

高中地理必修課中地球的天文關(guān)系問題歷來是地理教學(xué)的難點(diǎn)，講授簡單了學(xué)生不知所云，講授復(fù)雜了學(xué)生又不能理解，甚至有些學(xué)生到高三畢業(yè)也沒有明白正午太陽高度角是怎么一回事。對于計(jì)算正午太陽高度，學(xué)生還停留在機(jī)械記憶的表象階段，沒有從原理上理解太陽高度問題。對于公式H=90°-（θ-φ）的由來更是無從談起。

地理學(xué)的每一次大發(fā)展幾乎都是借助數(shù)學(xué)、物理等其他學(xué)科的突破性成果。例如望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明推進(jìn)了天文學(xué)的發(fā)展；科學(xué)實(shí)驗(yàn)的出現(xiàn)推進(jìn)了自然地理學(xué)的發(fā)展；信息技術(shù)的出現(xiàn)推進(jìn)了數(shù)字地球的發(fā)展。甚至其他學(xué)科的發(fā)展也同樣汲取了地理學(xué)的營養(yǎng)和思想。所以說，自然學(xué)科在一定程度上是相通的，有些問題，在本學(xué)科內(nèi)不宜被揭示的基本原理，可以從另一學(xué)科的角度去認(rèn)識，反而變得淺顯易懂。

太陽高度角的計(jì)算，在高中地理必修課中是教學(xué)的難點(diǎn)，學(xué)生雖然記住了H=90°-（θ-φ）的計(jì)算公式，但用過就忘記了，根本的原因是學(xué)生沒有從原理上掌握這個(gè)公式的由來。其實(shí)正午太陽高度的計(jì)算如果用平面幾何知識去給學(xué)生講解，反而變得淺顯易懂，這就需要把地理問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題。

如圖所示：太陽直射點(diǎn)（B點(diǎn)）的地理緯度為θ，設(shè)C點(diǎn)與B點(diǎn)在同一個(gè)半球的正午太陽高度為H1，C點(diǎn)地理緯度為φ。

光線是一束平行光線，根據(jù)平行線性質(zhì)，兩直線平行內(nèi)錯(cuò)角相等，所以角H1=∠OAC。

根據(jù)正午太陽高度的定義，太陽高度是正午太陽光線與地面的夾角。所以CA是地平線，與圓O相切于C點(diǎn)，ACO是直角三角形，

所以在ACO中

∠OAC=90°-∠COA

又因?yàn)椤螩OA=-θ

所以H1=∠OAC=90°-（-θ）

設(shè)D點(diǎn)與C點(diǎn)不在同一個(gè)半球的正午太陽高度為H2，D點(diǎn)的地理緯度為Φ，因?yàn)樘柟饩€是一束平行光線，所以H2=∠OED。DE是地平線與O相切于D點(diǎn)，EDO是直角三角。

所以，在EDO中

∠OED=90°-∠EOD

∠EOD=θ+φ

所以H2=∠OED=90°-（φ+θ）

由以上兩種情況分析，正午太陽高度角的計(jì)算公式為：

H=90°-計(jì)算點(diǎn)到直射點(diǎn)的角距離

即：H=90°-（φ）

在這里，H為計(jì)算點(diǎn)的太陽高度，φ為計(jì)算點(diǎn)的地理緯度，θ為太陽直射點(diǎn)的地理緯度。φ與θ在同一半球時(shí)θ取“-”號，φ與θ不在同一半球時(shí)θ取“+”號。

對于一個(gè)高中學(xué)生來說，用平面幾何去理解太陽高度的計(jì)算公式，相對來說是非常簡單的，讓學(xué)生用已有的知識來學(xué)習(xí)新知識，不僅簡化了學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)，而且能夠讓學(xué)生始終在積極興奮的狀態(tài)中獲得知識，達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果和學(xué)習(xí)效果。

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