天文学发展史论文 天文学的发展进程及其对人类的意义

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天文学是对宇宙进行研究的学科，研究的内容主要有宇宙天体的构造、性质及其运行规律等。几千年来，通过对天体发出的辐射，天文学家们发现了天体的存在，并对它们存在的位置进行测量，对它们运行规律、结构等进行探索，使人们逐渐的对宇宙有了更多的认识。在对宇宙的认识中，主要是由近到远来逐渐扩展的，从最初的地球到太阳系，再从恒星到银河系，再到目前的比100亿光年更远更深的宇宙。

一、天文学的发展进程

天文学中发展最早的就是天体测量学。古代的天文学家在测量星星的基础上观测到恒星位置基本是没有变化的，据此就制出了星图，并对星座进行划分和编制出星表；再对太阳、月亮和行星的运动进行研究时，编制出了历法。在17世纪，不仅发明出了望远镜，微积分也被创立起来，还发现了万有引力定律，且还建立起巴黎天文台和格林尼治天文台。

当前，在天体测量学中用到的测量手段越来越多，由最初的可见光观测发展到现在的射电波段、红外、紫外、X射线y射线波段等，而对天体进行观测的范围也在不断扩展，如星数多、星等暗的光学恒星、射电源及红外源等，并且对它们的观测精度也在不断的进行提高[1].

在16世纪哥白尼提出日心体系后，17世纪的开普勒提出了行星运动三定律，后来伽利略又在力学上进行了研究，这些为创立天体力学作下铺垫。17世纪牛顿提出万有引力定律后，天体力学就产生了。

天体力学在天文学中也是发展较早的一个学科。它产生后，天文学家从对天体的几何关系简单的描述中进入到了对天体相互之间的作用进行研究的阶段。天体力学研究对象主要是太阳系中的天体。

在微积分创立后，成为了天体力学的数学基础，而分析力学则是力学基础。天体力学的发展主要是在19世纪后期到20世纪的50年代，太阳系中大量的小天体也是其研究的对象。在20世纪50年代后，天体力学的发展进入了一个新的时期，人造天体和恒星系统也成了天体力学的研究对象。

二、天文学对人类发展的意义

天文学在人类文明中有着十分重要的作用。在人类文明发展的初期，在人们的生活中是没有年代、季节、时间和日期的。到了上古时代，人们会根据太阳来判断时间和日期，并以此来进行劳动。

我国在春秋时期，发明出了以土圭对日影长短进行测定来确定出季节和一年的长度。到了西汉，二十四节气形成，二十四节气是我国农业生产中的重要准则。在古埃及，人们确定季节主要是根据天狼星的位置，并以此掌握了尼罗河的泛滥时间。

现代化技术的日益发展，人类对天文学的要求也越来越高，对天体产生的影响也越来越敏感。人类利用天文学主要是来认识宇宙的，因此天文学对人类发展观有着特殊的作用。比如，托勒密地心体系形成后，人们在一定的条件下开始形成对宇宙结构进行认识的模型。这一体系的观点和宗教中地球是宇宙中心的观点是一样的，因此这一体系在当时的欧洲是受到拥护的，一直维持了有1400多年。

而在天文学不断发展中，对宇宙观测的结果越来越不符合地心体系，因此就有部分天文学家开始质疑这一体系，于是就诞生了哥白尼日新体系。哥白尼日新体系的建立对人类认识史有着重大的意义，是一次伟大的变革。其主张是在对宇宙规律的表达上主要是用简单的几何图形或数学关系进行的，太阳被赋予了对整个宇宙进行统帅的力量，其他的天体都是在自然的运动的。

意大利的思想家布鲁诺为了维护和传播这一体系被烧死在罗马广场，伽利略也因为此体系两次被罗马宗教所审判。到了1846年，天文学家用望远镜再用天体力学对位置进行推算，找到了海王星，这是太阳系中的第八颗大行星，这一行星的发现才证实了日新体系是正确的，由此日新体系就有了科学理论[2].

天文学在近代生活中也有很多应用，如授时、导航、对人造卫星的轨道设计等。社会生活中，人类的一切生活都需要时间点，对卫星进行发射和控制等需要十分精确的时间，而对天体位置的观测、对地球自转和公转周期进行测定，这些都是在为人类确定准确时间。

而现代测量，也是无法离开天文学的，在测量中最主要的一个方法就是天文大地测量。主要是通过观测天体，统一出大范围的测量才能知道某个地点在地球上的准确位置。远洋航行中，主要是用六分仪对天体位置进行观测，以此确定出船舶的位置。

天文学在星际航行中也不能缺少的。在设计和计算火箭、卫星等的发射、运行轨道时，天体力学理论是比不可少的，必须要用天文方法对火箭等在飞行中的位置进行观测。在保持火箭等的姿态时也是根据天体位置来进行校正和控制的。

天文学是自然科学的基础学科，和其他自然科学的关系是十分密切的，天文学对其他学科的发展也有着促进作用。如角度这一数学上的概念就是由天文学中产生的；为了对天体进行测量和计算就发展出了球面三角学；微积分解法的发展主要是由于天体力学上的需要。

在天文学中主要是对宇宙中的天体进行观测，要研究暗星体就要使用到十分精密的大型的天文望远镜，这就使光学得到了发展。地球和别的天体之间是互相影响的，因此用天文学上的研究成果也影响了对地学的研究。如在地质学、地震学和气候学中，为了清楚的知道地球内部、大气构造和气候变迁之间存在的规律，就必须要对地球的起源和发展史有了解，这就要对太阳系的演化史进行探索[3].

对天体进行研究对物理和化学有着更为直接的意义。在30年代，物理学家发现核聚变反应可以释放出极大的能量，但当时只是理论上的发现，并没有实验条件去验证。

天文学家在探索太阳能量来源时就促使原子能科学得到发展，在这个以太阳为主的天然的实验室里热核反应理论就被得到了验证。由此，人们想法设法的使这种反应在地球也得以实现，巨大的能量被成功的释放出来，由此氢弹就诞生了。

在对天体的演化进行探索时就可以对化学中元素的起源进行追溯。更强的能量辐射和极大规模的爆发都只能在天体上才能观测到，地球上的实验室对此是无法实现的。

研究高能天体的本质，对揭示未知物质的状态及其发展规律和新能源的探索等，有着不可估量的作用。在天文学发展中遇到的新问题对于自然科学可能就是新的突破点，天文学的发展也会使人类越来越认识宇宙。

参考文献：

[1]张和祺。空间天文学发展的现状与展望[J].天空爱好者，1996.

[2]武向平。天文学中的暗物质和暗能量问题之由来和困惑[J].物理，2015.

[3]李娜。天文学的人文意义---“天文学的现代进展及其对人类的意义学术研讨会”实录[J].科技导报，2009.