中科大天文学史讲义01绪论

天文学史讲义讲授提纲第一讲绪论一、天文学史的研究对象1.研究天文学的发展与人类社会发展的关系2.研究人类认识宇宙的历史过程3.天文学史的主要研究内容二.天文学史的分支学科1.按地域划分2.按时代划分3.按分支学科划分三、研究天文学史的意义1.有助于深刻地了解天文学2.研究天文学思想史3.研究中国天文学史4.探索天文学的发展规律，总结经验，提供借鉴5.挖掘和利用古代天象记录，用于研究某些课题6.丰富科学文化史的内容，有助于历史学的研究四、天文学发展分期概述1.古代天文学（史前一一16世纪中叶）2.近代天文学（16世纪中叶——19世纪中叶）3.现代天文学（19世纪中叶——现代）第二讲宇宙概观一、宇宙万物的尺度1.微观世界、宏观世界和宇观世界的尺度2.天文学中的单位二、宇宙的层次结构三、太阳系概况1.太阳2.地球3.月球4.大行星5.小行星6.彗星和流星体7.卫星和行星环四、银河系概况1.恒星8.恒星集团9.星云10星际物质五、星系、星系集团和宇宙1.星系2.星系集团3.超星系团4.宇宙第三讲古代天文学一、天文学的起源二、史前时期的天文遗址和遗物三、古埃及天文学1.历法2.天体位置测量和天文定位3.宇宙观念四、美索不达米亚天文学1.对天空的认识2.时间和历法3.宇宙观念五、古印度天文学1.历法2.月亮运动和二十八宿3.宇宙观念第四讲中国天文学史概述一、中国天文学的诞生（史前一西周）中国古代天文学的分期1.体系形成时期（从春秋一秦汉，BC770-AD220）2.繁荣发展时期（从三国一五代，220-960）3.由鼎盛到衰落的时期（从宋初一明末，960-1600）4.中西天文融介时期（从明末一鸦片战争，1600—1840）三、中国古代天文学的特点和成就1.中国占代天文学的特点2.历法编制3.天象的观测和记录4.观测仪器5.对天象的解释和天文学发现6.天文大地测量7.宇宙理论第五讲古希腊天文学一、古希腊的历史和文化背景二、古希腊天文学1.古希腊天文学的特点2.历法编制3.天象观测和记录4.天文测量5.测量仪器6.宇宙理论三、托勒玫体系四、公历的由来1.古罗马和古罗马的历法2.儒略历3.格里历第六讲阿拉伯天文学与欧洲中世纪天文学一、阿拉伯天文学二、蒙占统治时期的天文学三、欧洲天文学的停滞1.基督教教会的束缚2.占星学的发展四、欧洲天文学的复兴1.早期技术革命的推动3.地心体系濒临破产第七讲哥白尼日心体系的创立和发展一、哥白尼的生平和学说1.生平简介2.日心体系学说的形成3.《天体运行论》的出版二、关于《天体运行论》1.体例2.内容简介3.《天体运行论》出版的意义4.《天体运行论》的缺陷三、不屈的布鲁诺四、观测天文大师一一第谷•布拉赫五、天空的立法者一一开普勒1.探索宇宙奥秘2.行星运动三定律的发现3.其他成就第八讲早期的天文望远镜及其观测成就一、天文望远镜问世1.望远镜的发明2.伽利略和他的天文望远镜二、伽利略的发现I.观测月亮3.观测恒星4.观测行星5.观测太阳三、关于《两大世界体系的对话》四、17世纪的天文望远镜及其观测成就1.开普勒式望远镜2.早期望远镜的改进3.赫维留斯和里乔利的月面图4.惠更斯的发现5.卡西尼的发现6.罗默测定光速第九讲万有引力定律的发现和证实一、万有引力定律的发现1.牛顿生平简介2.发现万有引力定律的背景3.牛顿的研究4.牛顿成就原因简析二、万有引力定律的证实1.哈雷彗星回归的预言2.孤立大山的引力使铅垂线偏转3.万有引力常数的测定4.海王星的发现5.对恒星喑伴星的预言和发现第十讲康德和拉普拉斯的星云说一、早期的太阳系起源说和形而上学的自然观1.笛卡尔的太阳系起源的涡动说2.牛顿关于太阳系起源的考虑3.布封的太阳系形成学说4.17—18世纪形而上学自然观的特点二、康德的太阳系星云假说三、拉普拉斯的太阳系起源的星云说四、星云说的历史意义第十一讲奠基期的天体力学一、经典天体力学及其基础1.经典天体力学的对象和方法2.经典天体力学的力学和数学基础二、欧拉的工作1.月球运动理论2.创立摄动理论三、拉格朗日的工作1.太阳系稳定性问题的研究2.建立拉格朗日方程组，探讨三体问题的解四、拉普拉斯的工作1.关于行星轨道的周期变化2.《天体力学》的出版五、其他的重要工作1.达朗贝尔的工作2.克雷洛的工作3.高斯的工作4.亚当斯和勒威耶的工作第十二讲银河系概念的初步确立和恒星距离的测定一、关于恒星系统认识的演进1.从古希腊到伽利略2.恒星自行的发现和距离的估计3.关于银河系的假设二、赫歇尔家族的工作1.太阳系本动的发现2.银河系结构的研究3.威廉•赫歇尔成就的原因4.约翰•赫歇尔在南天的工作三、恒星距离的测定1.斯特鲁维的工作2.贝塞尔的工作3.亨德森的工作4.恒星距离测定的意义第十三讲天体物理学的诞生一、天体物理学诞生的背景1.天文观测技术的发展2.太阳光的分解二、光谱分析术的发明三、基尔霍夫定律的发现四、氢的发现五、恒星光谱的分光观测1.恒星光谱的观测和初步分类2.恒星光谱的谱线位移六、天体测光术的发明和发展1.恒星亮度的目视测量2.普森公式3.目视光度计的发明七、天体照相术的应用1.照相术的发明和发展2.照相术用于拍摄天体3.照相术用于天体位置测量4.照相术用于拍摄天体光谱八、反射望远镜的改进第十四讲河外星系的发现一、测定旋涡星云距离的探索二、造父变星法求天体距离1.造父变星的周光关系2.绝对星等与视星等的关系3.周光关系零点的测定4.沙普利和科蒂斯的辩论三、哈勃的工作四、河外星系发现史中的教训第十五讲赫罗图与恒星演化一、赫罗图的建立1.哈佛的恒星光谱分类2.赫茨普龙的工作3.罗素的工作二、早期的恒星演化理论三、爱丁顿的质光关系四、恒星的能源问题1.早期的理论2.核聚变反应理论五、恒星演化的研究1.V-R定理2.恒星演化的现代理论第十六讲广义相时论的诞生和现代宇宙学的发展一、狭义相对论引起的时空观革命1.19世纪末物理学的危机2.狭义相对论的创立二、广义相对论的诞生三、广义相对论的天文学验证1.水星近日点的反常进动2.光线在引力场中的偏转3.光线的引力红移4.电磁波传播的引力延迟四、现代宇宙学的发展1.爱因斯坦的静态宇宙学模型2.弗里德曼和勒梅特的膨胀宇宙模型3.宇宙膨胀的观测效应4.稳恒态宇宙模型5.大爆炸宇宙模型第十七讲近代天体测量和天体力学的发展一、时间工作1.平太阳时的精确定义2.本初子午线和时区的确定3.无线电时号的发播二、地球自转变化的发现1.地极移动的发现2.地球自转不均匀性的发现三、原子时和协调世界时1.原子钟的发明和原子时系统的建立2.协调世界时的建立四、十九世纪后期天体力学的发展1.太阳系小天体运动的研究2.月球和大行星运动的研究3.数学和力学迅速发展的推动五、二十世纪天体力学的发展1.历史背景2.卫星动力学的建立3.电子计算机与天体力学4.广义相对论和天体力学六、近代天体测量学和天体力学力学发展的特点第十八讲射电天文学的崛起和六十年代四大天文发现一、射电天文学的诞生1.央斯基的发现2.雷伯的经典式射电望远镜二、银河系结构的射电探测1.21厘米微波辐射的理论预言2.21厘米微波辐射的探测三、20世纪60年代的四大天文发现1.类星体的发现2.微波背景辐射的发现3.射电脉冲星的发现4.星际有机分子的发现四、射电天文学的新进展1.大口径射电望远镜2.甚长基线射电干涉测量3.综合孔径射电望远镜4.亳米波和亚亳米波天文学第十九讲空间天文学的进展一、空间探测时代的到来1.全波天文学2.空间探测手段的发展二、地球辐射带的发现三、对月球的探测1.苏联对月球的探测2.美国对月球的探测四.对水星和金星的探测1.对水星探测2.对金星探测五、对类木行星的探测1.对木星的探测2.对土星的探测3.对天王星和海王星的探测六、红外和紫外天文学的发展七、X射线和γ射线天文学的发展第一讲绪论一、天文学史的研究对象天文学史是天文学的一个分支学科，也是自然科学史的一个组成部分，研究人类认识宇宙的历史，探索天文学发生和发展的规律。

4.研究天文学的发展与人类社会发展的关系（1）天文学的发展促进了人类对客观世界的认识•人类认识世界，从而能动地改造世界•认识人类在宇宙中的地位，人类必须与自然界和谐相处•推动了人类思想史上的革命（2）天文学在人类社会和科技发展中前进•天文学在人类历史的进程中发展•观测技术的发展和测量精度的提高导致一系列新发现•哲学、数学、物理学等学科的发展推动了天文学的发展5.研究人类认识宇宙的历史过程人类对宇宙的认识经历了：由近及远、由浅入深、由表及里、由简及繁、由另及整的过程。

6 .天文学史的主要研究内容(1)研究天文学家的学术活动(2)人类认识宇宙有赖于观测手段的改进(3)在人类历史的早期，占星术与天文学有密切关系二.天文学史的分支学科4 .按地域划分世界天文学史 5 .按时代划分史前天文学(考古天文学)中世纪天文学现代天文学 6 .按分支学科划分例如：天体演化学史、宇宙论史、射电天文学史、空间天文学 史、月球研究史、海王星发现史等等三.天文学史的研究历史1 .中国的天文学史研究古代•二十四史中的天文志和律历志•古代著名天文学家近代•钱大昕、李锐、顾观光等•阮元主编《畴人传》民族或国家天文学史 古代天文学 近代天文学现代•朱文鑫(1883—1938)•陈遵妫(1901-1991)•席泽宗(一)《中国天文学史》(四卷)•1957年成立中国自然科学史研究所•各天文单位和高等院校2.西方的天文学史研究中世纪末•哥白尼近代•贝利(1736-1793)•德朗布尔(1749-1822)现代•古希腊以来的欧洲天文学史•埃及、美索不达米亚、中国、印度、玛雅天文学史安东尼亚迪(1870—1944)《埃及天文学》李约瑟(1900—199)《中国科学技术史》•考古天文学•古代天象资料的利用•现代天文学史0.斯特鲁维(1897—1963)《20世纪天文学》•天文学名著和主要论文选编沙普利(1885-1972)《天文学原著选(1543—1897)》《天文学原著选(20世纪)》兰和金格利奇《天文学与天体物理学原著选(20世纪)》•国际天文学联合会天文学史专业委员会•天文学史的专业学术刊物•大学天文学史系、专业•科学史研究机构四、研究天文学史的意义(1)有助于深刻地了解天文学(2)研究天文学思想史•探索认识宇宙的思维发展规律•掌握正确的宇宙观和方法论•丰富辩证唯物主义的认识论(3)研究中国天文学史•了解中国古代学术成就，增进爱国主义教育•了解中外天文学交流史，增强开放意识(4)探索天文学的发展规律，总结经验，提供借鉴(5)挖掘和利用古代天象记录，用于研究某些课题•超新星爆发•地球自转速率长期变化•太阳黑子活动•彗星运动(6)丰富科学文化史的内容，有助于历史学的研究•科学技术史•哲学史•世界文化史和民族文化史•年代学五、天文学发展分期概述1.古代天文学(史前一一16世纪中叶)2.近代天文学(16世纪中叶一一19世纪中叶)(1)哥白尼的日心说(1543)(2)天文望远镜的应用(1609)(3)万有引力定律的发现(1687)和天体力学的创立(4)康德(1755)和拉普拉斯(1796)的星云说以及天体演化学的创立(5)近代天体测量学的兴起和天体力学的发展(6)银河系概念的确定(1785)3.现代天文学(19世纪中叶一一现代)(1)分光术、测光术和照相术的发明及天体物理学的创立和发展(2)量子力学和相对论的创立(20世纪初)(3)河外星系的发现和现代宇宙论的发展(20世纪20年代)(4)射电探测技术(20世纪30年代)(5)空间探测技术(20世纪50年代)。