对天文发展进程起到重要作用的10位人物

 

 

祖冲之

祖冲之是我国南北朝时期杰出的数学家、天文学家。他的主要贡献在数学、天文历法和机械三方面。

祖冲之在世界数学史上第一次将圆周率值计算到小数点后七位,即3.1415926到3.1415927之间。他提出约率22/7和密率355/113,这一密率值是世界上最早提出的,比欧洲早一千多年,所以有人主张叫它“祖率”也就是圆周率的祖先。他将自己的数学研究成果汇集成一部著作,名为《缀术》,唐朝国学曾经将此书定为数学课本。他编制的《大明历》,第一次将“岁差”引进历法。提出在391年中设置144个闰月。推算出一回归年的长度为365.24281481日,误差只有50秒左右。

除此之外,祖冲之还定交点月日数为27.21223日(今测为27.21222日),交点月日数的精确测得使得准确的日月食预报成为可能;得出木星每84年超辰一次的结论,即定木星公转周期为11.858年(今测为11.862年);给出了更精确的五星会合周期,其中水星和木星的会合周期也接近现代的数值;提出了用圭表测量正午太阳影长以定冬至时刻的方法。

祖冲之不仅是我国历史上杰出的科学家,而且在世界天文发展史上也有极高的地位。为了纪念祖冲之对世界科学文化做出的伟大贡献,紫金山天文台将1964年发现的,国际永久编号为1888的小行星命名为“祖冲之星”。

郭守敬

郭守敬是我国元朝杰出的天文学家、数学家。1276年郭守敬修订新历法,经4年时间制订出《授时历》,通行360多年,是当时世界上最先进的一种历法。

为了编历,郭守敬创制和改进了简仪、高表、候极仪、浑天象、仰仪、立运仪、景符、窥几等十几件天文仪器仪表;还在全国各地设立二十七个观测站,进行了大规模的“四海测量”,测出的北极出地高度平均误差只有0.35;新测二十八宿距度,平均误差还不到5’;测定了黄赤交角新值,误差仅1’多;取回归年长度为365.2425日,与现今通行的公历值完全一致。

郭守敬、王恂等同一位尼泊尔的建筑师阿你哥合作,在大都兴建了一座新的天文台,台上就安置着郭守敬所创制的那些天文仪器。它是当时世界上设备最完善的天文台之一。由于郭守敬的建议,元世祖派了14位天文家,到当时国内26个地点(大都不算在内),进行几项重要的天文观测。在其中的6个地点,特别测定了夏至日的表影长度和昼、夜的时间长度。这些观测的结果,都为编制全国适用的历法提供了科学的数据。这一次天文观测的规模之大,在世界天文学史上也是少见的。

为纪念郭守敬的功绩,人们将月球背面的一环形山命名为“郭守敬环形山”,将小行星2012命名为“郭守敬小行星”。

托勒密

托勒密是古希腊杰出的天文学家、地理学家和光学家,他在天文学上做了很多开创性的工作,对天文学的发展做出了重大贡献。

托勒密一生著述甚多,其中,《天文学大成》主要论述了他所创立的地心说,认为地球是宇宙的中心,且静止不动,日、月、行星和恒星均围绕地球运动。他是世界上第一个系统研究日月星辰的构成和运动方式并作出成就的科学家。此书被尊为天文学的标准著作,直到16世纪哥白尼的日心说发表,地心说才被推翻。另一重要著作《地理学指南》主要论述地球的形状、大小、经纬度的测定,以及地图的投影方法,是古希腊有关数理地理知识的总结。书中附有27幅世界地图和26幅区域图,后人称之为托勒密地图。他制造了供测量经纬度用的类似中国浑天仪的仪器和角距仪;通过系统的天文观测,编有包括1028颗恒星的位置表,测算出月球到地球的平均距离为29.5倍于地球直径,这个数值在古代是相当精确的。对几何学也有研究。还著有《光学》等。

托勒密的天文学著作经阿拉伯学者之手而重为欧洲所知之后,又在欧洲保持了长时间的影响力,至少延续到16世纪。在讨论托勒密的历史功绩及影响时,虽然有一些很容易使人误入歧途的成见,但他在天文发展史上的贡献是毋庸置疑的。

哥白尼

哥白尼是波兰著名天文学家,日心说的创立者,现代天文学的创始人。

哥白尼1473年出生于波兰。40岁时,哥白尼提出了日心说,并经过长年的观察和计算完成他的伟大著作《天球运行论》。1533年,60岁的哥白尼在罗马做了一系列的讲演,但直到他临近古稀之年才终于决定将它出版。1543年5月24日去世的那一天才收到出版商寄来的一部他写的书。《天球运行论》的第一卷是全书的精髓,先后论述了“宇宙是球形”、“大地也是球形”、“天体的运动是均匀永恒之圆运动或复合运动”。

哥白尼的“日心说”沉重地打击了教会的宇宙观,这是唯物主义和唯心主义斗争的伟大胜利。因此使天文学从宗教神学的束缚下解放出来,自然科学从此获得了新生,这在近代科学的发展上具有划时代的意义。哥白尼是欧洲文艺复兴时期的一位巨人。他用毕生的精力去研究天文学,为后世留下了宝贵的遗产。哥白尼遗骨于2010年5月22日在波兰弗龙堡大教堂重新下葬。

伽利略

伽利略是意大利物理学家、天文学家和哲学家,近代实验科学的先驱者被誉为“近代科学之父”。其成就包括改进望远镜和其所带来的天文观测,以及支持哥白尼的日心说。

1609年,伽利略创制了天文望远镜(后被称为伽利略望远镜),并用来观测天体。他发现了月球表面的凹凸不平,并亲手绘制了第一幅月面图。1610年1月7日,伽利略发现了木星的四颗卫星,为哥白尼学说找到了确凿的证据,标志着哥白尼学说开始走向胜利。借助于望远镜,伽利略还先后发现了土星光环、太阳黑子、太阳的自转、金星和水星的盈亏现象、月球的周日和周月天平动,以及银河是由无数恒星组成等等。这些发现开辟了天文学的新时代。

伽利略著有《星际使者》、《关于太阳黑子的书信》、《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》、《关于两门新科学的谈话和数学证明》和《试验者》。

为了纪念伽利略的功绩,人们把木卫一、木卫二、木卫三和木卫四命名为伽利略卫星。人们争相传颂:“哥伦布发现了新大陆,伽利略发现了新宇宙”。 今天,史蒂芬·霍金说,“自然科学的诞生要归功于伽利略,他这方面的功劳大概无人能及。”

开普勒

开普勒是德国著名的天体物理学家、数学家、哲学家。他首先把力学的概念引进天文学,他还是现代光学的奠基人,制作了著名的开普勒望远镜。他发现了行星运动三大定律,为哥白尼创立的“太阳中心说”提供了最为有力的证据。他被后世誉为“天空的立法者”。

为纪念开普勒在天文学上的卓著功绩,上述行星运动三大定律,被称“开普勒定律”。 它一经确立,本轮系彻底垮台,行星的复杂运动,立刻就失去全部神秘性。开普勒定律在天文学上有十分重大的意义:首先,开普勒定律在科学思想上表现出无比勇敢的创造精神。之前对天体遵循完美的均匀圆周运动这一观念,从未有人敢怀疑,开普勒却毅然否定了它,这是个非常大胆的创见。其次,开普勒定律彻底摧毁了托勒密的本轮系,把哥白尼体系从本轮的桎梏下解放出来,为它带来充分的完整和严谨。第三,开普勒定律使人们对行星运动的认识得到明晰概念。

开普勒所处的年代正值欧洲从封建主义社会向资本主义社会转变的时期。在科学与神权的斗争中,开普勒坚定地站在了科学的一边,用自己孱弱的身体、艰苦的劳动和伟大的发现来挑战封建传统观念,推动了唯物主义世界观的发展,使人类科学向前跨进了一大步。马克思高度评价了开普勒的品格,称他是自己所喜爱的英雄。

牛顿

牛顿是英国伟大的数学家、物理学家、天文学家。他在数学物理上的伟大成就毋庸置疑,就天文而言,他发现了万有引力定律和经典力学,这对天文学的发展有着重大意义。

万有引力的发现,是17世纪自然科学最伟大的成果之一。它把地面上的物体运动的规律和天体运动的规律统一了起来。它第一次揭示了自然界中一种基本相互作用的规律,使人类认识自然的历史上树立了一座里程碑。1846年海王星的发现完美地证实了万有引力定律的正确性,海王星因此也被誉为“笔尖下发现的行星”。

虽然随着物理学的发展,经典力学的局限性暴露出来,但不可否认的是,它简洁完美地解决了宏观低速物体的运动,且对于一般的天体的运动也做出了正确的描述。

牛顿是个十分谦虚的人,从不自高自大。曾经有人问牛顿:“你获得成功的秘诀是什么?”牛顿回答说:“假如我有一点微小成就的话,没有其它秘诀,唯有勤奋而已。”这种谦虚的品质值得每一个科学工作者学习。

哈勃

美国天文学家哈勃是研究现代宇宙理论最著名的人物之一,是河外天文学的奠基人。他发现了银河系外星系存在及宇宙不断膨胀,是银河外天文学的奠基人和提供宇宙膨胀实例证据的第一人。

哈勃对20世纪天文学做出许多贡献,被尊为一代宗师。其中最重大者有二:一是确认星系是与银河系相当的恒星系统,开创了星系天文学,建立了大尺度宇宙的新概念;二是发现了星系的红移-距离关系,促使现代宇宙学的诞生。

1929年他通过对已测得距离的20多个星系的统计分析,更进一步发现星系退行的速率与星系距离的比值是一常数。两者间存在着线性关系。这一关系后被称为哈勃定律。这个被称为哈勃常数的速率就是星系的速度同距离的比值。

这一结论意义深远,因为一直以来,天文学家都认为宇宙是静止的。若认为红移是星系视向运动的多普勒效应造成的,则红移-距离关系表明,距离越远的星系正以越来越快的速度远离我们。运用广义相对论,人们通常把哈勃定律解释为宇宙膨胀的必然结果。哈勃定律的发现有力地推动了现代宇宙学的发展。

钱德拉塞卡

钱德拉塞卡是一位印度裔美国籍物理学家和天体物理学家。在恒星内部结构理论、恒星和行星大气的辐射转移理论、星系动力学、等离子体天体物理学、宇宙磁流体力学和相对论天体物理学等方面都有重要贡献。1983年因在星体结构和进化的研究而获诺贝尔物理学奖。

钱德拉塞卡最知名的成就是钱德拉塞卡极限,他描述白矮星的质量限制是1.44倍的太阳质量,如果超过这个界线,恒星将塌缩成中子星、黑洞(在成为超新星之后)。但这一结论在一开始并不为物理学界所接受,当他在1935年皇家天文学会的会议上宣读完自己的论文后,当时天体物理学界的权威爱丁顿走上讲台,他当众把钱德拉塞卡的讲稿撕成两半,宣称其理论全盘皆错,原因是它得出了一个“非常古怪的结论”。

差不多30年后,这个后来被称为“钱德拉塞卡极限”的发现得到了天体物理学界的公认。然后又过了20年,钱德拉塞卡获得了诺贝尔奖。1983年,当他从瑞典国王手中接过诺贝尔奖章时,已是两鬓斑白的垂垂老者。

钱德拉塞卡获得诺贝尔奖的经历广为流传,这也激励后来的科学工作者要敢于坚持己见、挑战权威,科学就是在不断地怀疑探索中前进的。

爱丁顿

爱丁顿是英国天文学家、物理学家、数学家,是第一个用英语宣讲相对论的科学家,自然界密实物体的发光强度极限被命名为“爱丁顿极限”。

1905年爱丁顿到格林威治天文台工作,分析小行星爱神星的视差,他发现了一种基于背景两颗星星的位移进行统计的方法,因此于1907年获得史密斯奖。爱丁顿还从理论上研究恒星内部的结构,提出恒星由向内的重力和向外的光辐射压力维持平衡,内部是高温的离子化状态的气体,相当于理想气体。经过他的数学模型计算,他解释了造父变星的变化周期理论。

爱丁顿一生写了大量科学专著及通俗读物,对天文知识是普及做出重要贡献。他的一些著作相当流行,其中《膨胀中的宇宙》一版再版。正是由于爱丁顿的介绍,爱因斯坦的广义相对论才传播到了讲英语的国家之中。

——资料素材来自百度文库

 

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