關(guān)于天文學(xué)的知識(shí)精選(九篇)

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第1篇：關(guān)于天文學(xué)的知識(shí)范文

一. 天文學(xué)研究的歷程

朱熹對(duì)天文現(xiàn)象的思考很早就已開(kāi)始。據(jù)朱熹門(mén)人黃義剛“癸丑（1193年，朱熹63歲）以后所聞”和林蘷孫“丁巳（1197年，朱熹67歲）以后所聞”，朱熹曾回憶說(shuō)：“某自五、六歲，便煩惱道：‘天地四邊之外，是什么物事？’見(jiàn)人說(shuō)四方無(wú)邊，某思量也須有個(gè)盡處。如這壁相似，壁后也須有什么物事。其時(shí)思量得幾乎成病。到而今也未知那壁后是何物？”[ ]可見(jiàn)，朱熹從小就關(guān)心天文，直到晚年仍對(duì)此難以忘懷，并孜孜以求。

然而，朱熹在其早期的學(xué)術(shù)生涯中，并沒(méi)有進(jìn)行天文學(xué)的研究。朱熹早年除讀儒家經(jīng)典外，“無(wú)所不學(xué)，禪、道文章，楚辭、詩(shī)、兵法，事事要學(xué)”[ ]。紹興三十年（1160年，朱熹30歲），朱熹正式拜二程的三傳弟子李侗為師，開(kāi)始潛心于儒學(xué)，并接受李侗以“默坐澄心”于“分殊”上體認(rèn)“理一”的思想。

據(jù)《朱文公文集》以及當(dāng)今學(xué)者陳來(lái)先生所著《朱子書(shū)信編年考證》[ ]，朱熹最早論及天文學(xué)當(dāng)在乾道七年（1171年，朱熹41歲）的《答林擇之》，其中寫(xiě)道：“竹尺一枚，煩以夏至日依古法立表以測(cè)其日中之景，細(xì)度其長(zhǎng)短?！盵 ]

測(cè)量日影的長(zhǎng)度是古代重要的天文觀測(cè)活動(dòng)之一。最簡(jiǎn)單的方法是在地上直立一根長(zhǎng)八尺的表竿，通過(guò)測(cè)量日影的長(zhǎng)短來(lái)確定節(jié)氣；其中日影最短時(shí)為夏至，最長(zhǎng)時(shí)為冬至，又都稱(chēng)為“日至”。與此同時(shí)，這種方法還用于確定“地中”。《周禮地官》載：“以土圭之法測(cè)土深，正日景以求地中?！罩林埃哂形宕纾^之地中?！币馑际?，在夏至日中午測(cè)得日影為一尺五寸的地方，此地便是“地中”。而且，從“地中”向北，每一千里則影長(zhǎng)增一寸；向南，每一千里則影長(zhǎng)減一寸。這就是《周髀算經(jīng)》所謂“周髀長(zhǎng)八尺，勾之損益寸千里”。這一說(shuō)法到南朝以后受到懷疑；唐朝的一行和南宮說(shuō)通過(guò)不同地區(qū)日影的測(cè)量，進(jìn)一步予以糾正。朱熹要其弟子林擇之協(xié)助測(cè)量日影，顯然是要比較不同地區(qū)日影的長(zhǎng)短，其科學(xué)精神可見(jiàn)一斑。

在同年的《答蔡季通》中。朱熹寫(xiě)道：“歷法恐亦只可略說(shuō)大概規(guī)模，蓋欲其詳，即須仰觀俯察乃可驗(yàn)。今無(wú)其器，殆亦難盡究也?！盵 ]

蔡季通，即蔡元定（1135～1198年）；建陽(yáng)（今屬福建）人，學(xué)者稱(chēng)西山先生；精于天文、地理、呂律、象數(shù)，著作有《律呂新書(shū)》、《大衍詳說(shuō)》等；為朱熹“四大弟子（ 蔡元定、黃干、劉爚、陳淳）”之首。蔡元定的年齡僅比朱熹小5歲，并在天文學(xué)等科學(xué)上有所造詣，很受朱熹的器重。從以上所引《答蔡季通》可知，當(dāng)時(shí)朱熹正與蔡元定討論天文歷法，并且認(rèn)為，研究歷法必須用科學(xué)儀器進(jìn)行實(shí)際的天文觀測(cè)。

淳熙元年（1174年，朱熹44歲），朱熹在《答呂子約》中寫(xiě)道：“日月之說(shuō)，沈存中筆談中說(shuō)得好，日食時(shí)亦非光散，但為物掩耳。若論其實(shí)，須以終古不易者為體，但其光氣常新耳。”[ ]顯然，朱熹在此前已研讀過(guò)北宋著名科學(xué)家沈括的《夢(mèng)溪筆談》，并對(duì)沈括的有關(guān)天文學(xué)的觀點(diǎn)進(jìn)行分析。胡道靜先生認(rèn)為，在整個(gè)宋代，朱熹是最最重視沈括著作的科學(xué)價(jià)值的唯一的學(xué)者，是宋代學(xué)者中最熟悉《夢(mèng)溪筆談》內(nèi)容并能對(duì)其科學(xué)觀點(diǎn)有所闡發(fā)的人。[ ]

淳熙十三年（1186年，朱熹56歲），朱熹在《答蔡季通》中寫(xiě)道：“《星經(jīng)》紫垣固所當(dāng)先，太微、天市乃在二十八宿之中，若列于前，不知如何指其所在？恐當(dāng)云在紫垣之旁某星至某星之外，起某宿幾度，盡某宿幾度。又記其帝坐處須云在某宿幾度，距紫垣幾度，赤道幾度，距垣四面各幾度，與垣外某星相直，及記其昏見(jiàn)，及昏旦夜半當(dāng)中之星。其垣四面之星，亦須注與垣外某星相直，乃可易曉。……《星經(jīng)》可付三哥畢其事否？甚愿早見(jiàn)之也。近校得《步天歌》頗不錯(cuò)，其說(shuō)雖淺而詞甚俚，然亦初學(xué)之階梯也?！盵 ]可見(jiàn)，當(dāng)時(shí)朱熹正與蔡元定一起研究重要的天文學(xué)經(jīng)典著作《星經(jīng)》和以詩(shī)歌形式寫(xiě)成的通俗天文學(xué)著作《步天歌》，并就如何確定天空中恒星的位置問(wèn)題進(jìn)行討論，其中涉及三垣二十八宿星象體系。

同年，朱熹在《答蔡伯靜》中寫(xiě)道：“天經(jīng)之說(shuō)，今日所論乃中其病，然亦未盡。彼論之失，正坐以天形為可低昂反復(fù)耳。不知天形一定，其間隨人所望固有少不同處，而其南北高下自有定位，政使人能入于彈圓之下以望之，南極雖高，而北極之在北方，只有更高于南極，決不至反入地下而移過(guò)南方也。但入彈圓下者自不看見(jiàn)耳。蓋圖雖古所創(chuàng)，然終不似天體，孰若一大圓象，鉆穴為星，而虛其當(dāng)隱之規(guī)，以為甕口，乃設(shè)短軸于北極之外，以綴而運(yùn)之，又設(shè)短軸于南極之北，以承甕口，遂自甕口設(shè)四柱，小梯以入其中，而于梯末架空北入，以為地平，使可仰窺而不失渾體耶？”[ ]在這里，朱熹設(shè)想了一種可進(jìn)入其中觀看天象的龐大的渾天儀。

淳熙十四年（1187年，朱熹57歲），朱熹在《答廖子晦》中寫(xiě)道：“日之南北雖不同，然皆隨黃道而行耳。月道雖不同，然亦常隨黃道而出其旁耳。其合朔時(shí)，日月同在一度；其望日，則日月極遠(yuǎn)而相對(duì)；其上下弦，則日月近一而遠(yuǎn)三。如日在午，則月或在卯，或在酉之類(lèi)是也。故合朔之時(shí)，日月之東西雖同在一度，而月道之南北或差遠(yuǎn)，于日則不蝕?；蚰媳彪m亦相近，而日在內(nèi)，月在外，則不蝕。此正如一人秉燭，一人執(zhí)扇，相交而過(guò)。一人自?xún)?nèi)觀之，其兩人相去差遠(yuǎn)，則雖扇在內(nèi)，燭在外，而扇不能掩燭?；虮鼱T者在內(nèi)，而執(zhí)扇在外，則雖近而扇亦不能掩燭。以此推之，大略可見(jiàn)?！盵 ]在這里，朱熹對(duì)月亮盈虧變化的原因作了探討。

淳熙十六年（1189年，朱熹59歲），朱熹在《答蔡季通》中寫(xiě)道：“極星出地之度，趙君云福州只廿四度，不知何故自福州至此已差四度，而自此至岳臺(tái)，卻只差八度也。子半之說(shuō)尤可疑，豈非天旋地轉(zhuǎn)，閩浙卻是天地之中也耶？”[ ]在這里，朱熹試圖通過(guò)比較各地北極星的高度及其與地中岳臺(tái)的關(guān)系，以證明大地的運(yùn)動(dòng)。

朱熹在一生中最后的十年里，在天文學(xué)研究上下了較多的功夫，并取得了重要的科學(xué)成就。南宋黎靖德所編《朱子語(yǔ)類(lèi)》卷一“理氣上太極天地上”和卷二“理氣下天地下”編入大量朱熹有關(guān)天文學(xué)的言論，其中大都是這一時(shí)期朱熹門(mén)人所記錄的。例如：《朱子語(yǔ)類(lèi)》卷二朱熹門(mén)人陳淳“庚戌（1190年，朱熹60歲）、己未（1199年，朱熹69歲）所聞”：“天日月星皆是左旋，只有遲速。天行較急，一日一夜繞地一周三百六十五度四分度之一，而又進(jìn)過(guò)一度。日行稍遲，一日一夜繞地恰一周，而於天為退一度。至一年，方與天相值在恰好處，是謂一年一周天。月行又遲，一日一夜繞地不能匝，而於天常退十三度十九分度之七。至二十九日半強(qiáng)，恰與天相值在恰好處，是謂一月一周天。月只是受日光。月質(zhì)常圓，不曾缺，如圓毬，只有一面受日光。望日日在酉，月在卯，正相對(duì)，受光為盛。天積氣，上面勁，只中間空，為日月來(lái)往。地在天中，不甚大，四邊空?！盵 ]

《朱子語(yǔ)類(lèi)》的其它卷中也有此類(lèi)記錄。例如：《朱子語(yǔ)類(lèi)》卷二十三黃義剛“癸丑（1193年，朱熹63歲）以后所聞”：安卿問(wèn)北辰。曰：“北辰是那中間無(wú)星處，這些子不動(dòng)，是天之樞紐。北辰無(wú)星……?！绷x剛問(wèn)：“極星動(dòng)不動(dòng)？”曰：“極星也動(dòng)。只是它近那辰后，雖動(dòng)而不覺(jué)?！袢艘怨苋ジQ那極星，見(jiàn)其動(dòng)來(lái)動(dòng)去，只在管里面，不動(dòng)出去。向來(lái)人說(shuō)北極便是北辰，皆只說(shuō)北極不動(dòng)。至本朝人方去推得是北極只是北辰頭邊，而極星依舊動(dòng)。又一說(shuō)，那空無(wú)星處皆謂之辰……?！庇衷唬骸疤燹D(zhuǎn)，也非東而西，也非循環(huán)磨轉(zhuǎn)，卻是側(cè)轉(zhuǎn)?！绷x剛言：“樓上渾儀可見(jiàn)?！痹唬骸笆?。”……又曰：“南極在地下中處，南北極相對(duì)。天雖轉(zhuǎn)，極卻在中不動(dòng)?！盵 ]

《朱文公文集》卷七十二朱熹所著《北辰辨》（大約寫(xiě)成于1196年，朱熹66歲）以及卷六十五朱熹所注《尚書(shū)》之《堯典》、《舜典》（大約寫(xiě)成于1198年，朱熹68歲）都包含有豐富的天文學(xué)觀點(diǎn)?！侗背奖妗肥侵祆鋵?zhuān)門(mén)討論天球北極星座的論文；在所注的《堯典》中，朱熹討論了當(dāng)時(shí)天文學(xué)的歲差、置閏法等概念；在所注《舜典》中討論了早期的渾天說(shuō)、渾天儀的結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)記錄了當(dāng)時(shí)的渾天儀結(jié)構(gòu)。

這一時(shí)期朱熹所編《楚辭集注》（成書(shū)于1195年，朱熹65歲）之《天問(wèn)》中也有一些注釋反映了他在天文學(xué)方面的研究和造詣。

二. 天文學(xué)的成就

就朱熹研究天文學(xué)的方法而言，其最根本的研究方法是[ ]：

其一，細(xì)心觀察各種天文現(xiàn)象。朱熹是重視親身觀察、善于觀察的人。他經(jīng)常運(yùn)用儀器觀察天文現(xiàn)象；并運(yùn)用觀察所得驗(yàn)證、反駁或提出各種見(jiàn)解。

其二，用“氣”、“陰陽(yáng)”等抽象概念解釋天文現(xiàn)象。朱熹所采用的這一方法與中國(guó)古代科學(xué)家普遍采用的研究方法是一致的。

其三，運(yùn)用推類(lèi)獲取新知。朱熹經(jīng)常運(yùn)用“以類(lèi)而推”的方法，用已知的東西、直觀的東西，對(duì)天文現(xiàn)象進(jìn)行類(lèi)推解釋。

其四，闡發(fā)前人的天文學(xué)研究成果。朱熹研讀過(guò)包括沈括《夢(mèng)溪筆談》在內(nèi)的大量科學(xué)論著，對(duì)前人的天文學(xué)觀點(diǎn)均予以評(píng)述，并提出自己的看法。

從現(xiàn)代科學(xué)的角度看，朱熹的天文學(xué)研究方法，固然有其不足之處，這主要是由于古代科學(xué)所處的階段而導(dǎo)致的。在古代科學(xué)的范疇中，朱熹的天文學(xué)研究方法應(yīng)當(dāng)屬于合理。更為重要的是，朱熹運(yùn)用這些方法在天文學(xué)上取得了重要的成就。

朱熹在天文學(xué)方面的科學(xué)成就主要反映在他最后十年里有關(guān)的言論中。概括起來(lái)主要有三個(gè)方面：

第一，提出了以“氣”為起點(diǎn)的宇宙演化學(xué)說(shuō)。朱熹曾經(jīng)說(shuō)：“天地初間只是陰陽(yáng)之氣。這一個(gè)氣運(yùn)行，磨來(lái)磨去，磨得急了便拶許多渣滓；里面無(wú)處出，便結(jié)成個(gè)地在中央。氣之清者便為天，為日月，為星辰，只在外，常周環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。地便只在中央不動(dòng)。不是在下?！盵 ]這里描繪了一幅宇宙演化途徑的圖景。

在朱熹看來(lái)，宇宙的初始是由陰陽(yáng)之氣構(gòu)成的氣團(tuán)。陰陽(yáng)之氣的氣團(tuán)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；由于內(nèi)部相互磨擦發(fā)生分化；其中“清剛者為天，重濁者為地”[ ]，重濁之氣聚合為“渣滓”，為地，清剛之氣則在地的周?chē)纬商旌腿赵滦浅?。朱熹還明確說(shuō)：“天地始初混沌未分時(shí)，想只有水火二者。水之滓腳便成地。今登高而望，群山皆為波浪之狀，便是水泛如此。只不知因什么時(shí)凝了。初間極軟，后來(lái)方凝得硬?！畼O濁便成地，火之極輕便成風(fēng)霆雷電日星之屬?！盵 ]他根據(jù)直觀的經(jīng)驗(yàn)推斷認(rèn)為，大地是在水的作用下通過(guò)沉積而形成的，日月星辰是由火而形成的。

將宇宙的初始看作是運(yùn)動(dòng)的氣，這一思想與近代天文學(xué)關(guān)于太陽(yáng)系起源的星云說(shuō)有某些相似之處。1755年，德國(guó)哲學(xué)家康德提出了太陽(yáng)系起源的星云說(shuō)；1796年，法國(guó)天文學(xué)家拉普拉斯也獨(dú)立地提出星云說(shuō)。星云說(shuō)認(rèn)為，太陽(yáng)系內(nèi)的所有天體都是由同一團(tuán)原始星云形成的。然而，在他們500多年之前，朱熹就提出了類(lèi)似之說(shuō)；盡管尚缺乏科學(xué)依據(jù)和定量的推算，但其通過(guò)思辯而獲得的結(jié)果則是超前的。

對(duì)此，英國(guó)科學(xué)史家梅森在其《自然科學(xué)史》一書(shū)中予以記述：“宋朝最出名的新儒家是朱熹。他認(rèn)為，在太初，宇宙只是在運(yùn)動(dòng)中的一團(tuán)渾沌的物質(zhì)。這種運(yùn)動(dòng)是漩渦的運(yùn)動(dòng)，而由于這種運(yùn)動(dòng)，重濁物質(zhì)與清剛物質(zhì)就分離開(kāi)來(lái)，重濁者趨向宇宙大旋渦的中心而成為地，清剛者則居于上而成為天?！盵 ]

第二，提出了地以“氣”懸空于宇宙之中的宇宙結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)。朱熹贊同早期的渾天說(shuō)，但作了重大的修改和發(fā)展。早期的渾天說(shuō)認(rèn)為：“天如雞子，地如雞中黃，孤居于天內(nèi)，天大而地小。天表里有水，天地各乘氣而立，載水而行”[ ]但是，當(dāng)天半繞地下時(shí)，日月星辰如何從水中通過(guò)？這是困擾古代天文學(xué)家的一大難題。朱熹不贊同地載水而浮的說(shuō)法，他說(shuō)：“天以氣而依地之形，地以形而附天之氣。天包乎地，地特天中之一物爾。天以氣而運(yùn)乎外，故地?fù)n在中間，隤然不動(dòng)。”[ ]這就是說(shuō)，地以“氣”懸空在宇宙之中。

至于地如何以“氣”懸空在宇宙中央，朱熹說(shuō)：“天運(yùn)不息，晝夜輾轉(zhuǎn)，故地?fù)n在中間。使天有一息之停，則地須陷下。惟天運(yùn)轉(zhuǎn)之急，故凝結(jié)得許多渣滓在中間?！盵 ]又說(shuō)：“地則氣之渣滓，聚成形質(zhì)者；但以其束于勁風(fēng)旋轉(zhuǎn)之中，故得以兀然浮空，甚久而不墜耳?！盵 ]朱熹認(rèn)為，宇宙中“氣”的旋轉(zhuǎn)使得地能夠懸空于宇宙中央。朱熹的解釋克服了以往天文學(xué)家關(guān)于宇宙結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)的弱點(diǎn)，把傳統(tǒng)的渾天說(shuō)發(fā)展到了一個(gè)新水平。[ ]

關(guān)于地之外的天，朱熹說(shuō)：“天之形，……亦無(wú)形質(zhì)。……天體，而實(shí)非有體也?！盵 ]“天無(wú)體，只二十八宿便是天體?！盵 ]又說(shuō)：“星不是貼天。天是陰陽(yáng)之氣在上面”；“天積氣，上面勁，只中間空，為日月來(lái)往。地在天中，不甚大，四邊空，”[ ]這顯然是吸取了傳統(tǒng)宣夜說(shuō)所謂“天了無(wú)質(zhì)，……日月眾星，自然浮生虛空之中，其行無(wú)止，皆須氣也”[ ]的思想。

第三，提出了天有九重和天體運(yùn)行軌道的思想。朱熹認(rèn)為，屈原《天問(wèn)》的“圜則九重”就是指“九天”，指天有九重。事實(shí)上，在朱熹之前，關(guān)于“九天”的說(shuō)法可見(jiàn)《呂氏春秋有始覽》：中央曰鈞天，東方曰蒼天，東北曰變天，北方曰玄天，西北曰幽天，西方曰顥天，西南曰朱天，南方曰炎天，東南曰陽(yáng)天；后來(lái)的《淮南子天文訓(xùn)》等也有類(lèi)似的說(shuō)法；直到北宋末年洪興祖撰《楚辭補(bǔ)注》，其中《天文章句》對(duì)“九天”的解釋是：東方皞天，東南方陽(yáng)天，南方赤天，西南方朱天，西方成天，西北方幽天，北方玄天，東北方變天，中央鈞天。顯然，這些解釋都不包括天有九重的思想。

朱熹則明確地提出天有九重的觀點(diǎn)，并且還說(shuō)“自地之外，氣之旋轉(zhuǎn)，益遠(yuǎn)益大，益清益剛，究陽(yáng)之?dāng)?shù)，而至于九，則極清極剛，而無(wú)復(fù)有涯矣”[ ]；同時(shí)，朱熹贊同張載所謂“日月五星順天左旋”的說(shuō)法。他進(jìn)一步解釋說(shuō)：“蓋天行甚健，一日一夜周三百六十五度四分度之一，又進(jìn)過(guò)一度。日行速，健次于天，一日一夜周三百六十五度四分度之一，正恰好。比天進(jìn)一度，則日為退一度。二日天進(jìn)二度，則日為退二度。積至三百六十五日四分日之一，則天所進(jìn)過(guò)之度，又恰周得本數(shù)；而日所退之度，亦恰退盡本數(shù)，遂與天會(huì)而成一年。月行遲，一日一夜三百六十五度四分度之一行不盡，比天為退了十三度有奇。進(jìn)數(shù)為順天而左，退數(shù)為逆天而右?！盵 ]《朱子語(yǔ)類(lèi)》卷二朱熹的門(mén)人在闡釋所謂“天左旋，日月亦左旋”時(shí)說(shuō)：“此亦易見(jiàn)。如以一大輪在外，一小輪載日月在內(nèi)，大輪轉(zhuǎn)急，小輪轉(zhuǎn)慢。雖都是左轉(zhuǎn)，只有急有慢，便覺(jué)日月似右轉(zhuǎn)了?！敝祆滟澩苏f(shuō)。[ ]

對(duì)此，英國(guó)著名科學(xué)史家李約瑟說(shuō)：“這位哲學(xué)家曾談到‘大輪’和‘小輪’，也就是日、月的小‘軌道’以及行星和恒星的大‘軌道’。特別有趣的是，他已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，‘逆行’不過(guò)是由于天體相對(duì)速度不同而產(chǎn)生的一種視現(xiàn)象?！盵 ]因此李約瑟認(rèn)為，不能匆忙假定中國(guó)天文學(xué)家從未理解行星的運(yùn)動(dòng)軌道。

在天文學(xué)研究中，朱熹除了提出以上新見(jiàn)外，還對(duì)沈括有關(guān)天文學(xué)的觀點(diǎn)做過(guò)詳細(xì)的闡述。例如：沈括曾說(shuō)：“月本無(wú)光，猶銀丸，日耀之乃光耳。光之初生，日在其傍，故光側(cè)，而所見(jiàn)才如鉤；日漸遠(yuǎn)，則斜照，而光稍滿(mǎn)。如一彈丸，以粉涂其半，側(cè)視之，則粉處如鉤；對(duì)視之，則正圓?！盵 ]朱熹贊同此說(shuō)，并接著說(shuō)：“以此觀之則知月光常滿(mǎn)，但自人所立處視之，有偏有正，故見(jiàn)其光有盈有虧?！盵 ]他還說(shuō)：“月體常圓無(wú)闕，但常受日光為明。初三、四是日在下照，月在西邊明，人在這邊望，只見(jiàn)在弦光。十五、六則日在地下，其光由地四邊而射出，月被其光而明。……月，古今人皆言有闕，惟沈存中云無(wú)闕。”[ ]

三. 對(duì)后世的影響

中國(guó)古代的天文學(xué)大致包括宇宙結(jié)構(gòu)理論和歷法兩大主要部分，尤以歷法最為突出。宇宙結(jié)構(gòu)理論自漢代形成蓋天說(shuō)、渾天說(shuō)和宣夜說(shuō)之后，也經(jīng)歷了不斷的發(fā)展，主要表現(xiàn)為占主導(dǎo)地位的渾天說(shuō)不斷吸取各家學(xué)說(shuō)之長(zhǎng)而逐步得到完善。

朱熹的天文學(xué)研究側(cè)重于對(duì)宇宙結(jié)構(gòu)理論的研究。他通過(guò)自己的天文觀測(cè)和科學(xué)研究，以渾天說(shuō)為主干，吸取了蓋天說(shuō)和宣夜說(shuō)的某些觀點(diǎn)，提出了較以往更加完善的宇宙結(jié)構(gòu)理論，把古代的渾天說(shuō)推到一個(gè)新的階段，這應(yīng)當(dāng)是朱熹對(duì)于古代天文學(xué)發(fā)展的一大貢獻(xiàn)。

但是，由于朱熹的天文學(xué)研究只是專(zhuān)注于宇宙的結(jié)構(gòu)，對(duì)于當(dāng)時(shí)在天文觀測(cè)和歷法方面的研究進(jìn)展關(guān)注不夠，在這些方面的研究稍顯不足。因此，他的宇宙結(jié)構(gòu)理論在某些具體的細(xì)節(jié)方面，尤其是定量方面，尚有一些不足之處，有些見(jiàn)解和解釋是欠妥當(dāng)?shù)摹?/p>

然而，他畢竟對(duì)宇宙結(jié)構(gòu)等天文學(xué)問(wèn)題作了純科學(xué)意義上的研究，代表了宋代以至后來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)期中國(guó)古代天文學(xué)在宇宙結(jié)構(gòu)理論研究方面的水平。而且，朱熹的宇宙結(jié)構(gòu)理論在后來(lái)直至清代一直受到了不少學(xué)者的重視和引述。

朱熹之后宋末的重要學(xué)者王應(yīng)麟(1223～1296年，字伯厚，號(hào)深寧居士)撰《六經(jīng)天文編》六卷，記述了儒家經(jīng)典中大量有關(guān)天文學(xué)方面的重要論述，《四庫(kù)全書(shū)六經(jīng)天文編》“提要”說(shuō)：“是編裒六經(jīng)之言天文者，以易、書(shū)、詩(shī)所載為上卷，周禮、禮記、春秋所載為下卷?！痹撝饕灿浭隽酥祆涞脑S多有關(guān)天文學(xué)方面的論述。

元代之后科舉考試以“四書(shū)五經(jīng)”為官定教科書(shū)。其中《尚書(shū)》以蔡沈的《書(shū)集傳》為主。蔡沈（1167～1230年，字仲默，號(hào)九峰）曾隨其父蔡元定從學(xué)于朱熹。他的《書(shū)集傳》是承朱熹之命而作，其中包含了朱熹所注《尚書(shū)》之《堯典》、《舜典》等內(nèi)容，涉及不少有關(guān)天文學(xué)方面的論述。另有元代學(xué)者史伯璿（生卒不詳）著《管窺外篇》；《四庫(kù)全書(shū)管窺外篇》“提要”說(shuō)：該書(shū)中“于天文、歷學(xué)、地理、田制言之頗詳，多能有所闡發(fā)?！痹谡摷疤煳膶W(xué)時(shí)，該書(shū)對(duì)朱熹的言論多有引述，并認(rèn)為“天以極健至勁之氣運(yùn)乎外，而束水與地于其中”。這與朱熹的宇宙結(jié)構(gòu)理論是一致的。

明初的胡廣等纂修《性理大全》，其中輯錄了大量朱熹有關(guān)天文學(xué)的論述。明末清初的天文學(xué)家游藝（生卒不詳，字子六，號(hào)岱峰）融中西天文學(xué)于一體，撰天文學(xué)著作《天經(jīng)或問(wèn)》，后被收入《四庫(kù)全書(shū)》，并流傳于日本。該書(shū)在回答地球何以“能浮空而不墜”時(shí)說(shuō)：“天虛晝夜運(yùn)旋于外，地實(shí)確然不動(dòng)于中……天裹著地，運(yùn)旋之氣升降不息，四面緊塞不容展側(cè)，地不得不凝于中以自守也。”這里吸取了朱熹關(guān)于氣的旋轉(zhuǎn)支撐地球懸于空中的宇宙結(jié)構(gòu)理論；在解釋地震的原因時(shí)，該書(shū)又明確運(yùn)用了朱熹的這一觀點(diǎn)，說(shuō)：“地本氣之渣滓聚成形質(zhì)者，束于元?dú)庑D(zhuǎn)之中，故兀然浮空而不墜為極重亙中心以鎮(zhèn)定也?！痹谡摷叭赵挛逍堑倪\(yùn)行方向和速度時(shí)，該書(shū)說(shuō)道：“日月之行，宋儒言之甚詳”，并且還直接引述朱熹關(guān)于五星運(yùn)行方向和速度的觀點(diǎn)予以說(shuō)明。

清代著名學(xué)者李光地（1642～1718年，字晉卿，號(hào)榕村）曾奉命主編《朱子大全》，其中“卷四十九理氣一”有“總論、太極、天地、陰陽(yáng)、時(shí)令”，“卷五十理氣二”有“天文、天度、地理、雷電、風(fēng)雨雪雹霜露”，收錄了朱熹有關(guān)天文學(xué)的不少論述。李光地所著的《歷象本要》引述了朱熹所謂“地在中央不動(dòng)，不是在下”，“天包乎地”以及“天有九重”等，用以說(shuō)明朱熹的天文學(xué)思想中包含了西方天文學(xué)有關(guān)宇宙結(jié)構(gòu)的知識(shí)[ ]。他在所撰的《理氣》篇說(shuō)：“朱子言天，天不宜以恒星為體，當(dāng)立有定之度數(shù)記之。天乃動(dòng)物，仍當(dāng)于天外立一太虛不動(dòng)之天以測(cè)之，此說(shuō)即今西歷之宗動(dòng)天也。其言九層之天。近人者最和暖故能生人物。遠(yuǎn)得一層，運(yùn)轉(zhuǎn)得較緊似一層。至第九層則緊不可言。與今西歷所云九層一 一吻合?！盵 ]他的《御定星歷考原》六卷，也引述了朱熹有關(guān)宇宙結(jié)構(gòu)的言論，并且認(rèn)為，朱熹所說(shuō)的“天包乎地，地特天中之一物爾”就是指“天渾圓地亦渾圓”，而與西方天文學(xué)的宇宙結(jié)構(gòu)理論相一致。

李光地與被譽(yù)為清初“歷算第一名家”的梅文鼎（1633～1721年，字定九，號(hào)勿庵）[ ]交往甚密，并且對(duì)當(dāng)時(shí)的西方科學(xué)都持“西學(xué)中源”說(shuō)。梅文鼎在所著《歷學(xué)疑問(wèn)》中多處引用朱熹有關(guān)宇宙結(jié)構(gòu)的言論。該書(shū)認(rèn)為，朱熹已經(jīng)具有西方天文學(xué)所謂“動(dòng)天之外有靜天”、“天有重?cái)?shù)”和“以輪載日月”的觀點(diǎn)，并且說(shuō)：“朱子以輪載日月之喻，兼可施諸黃、赤，與西說(shuō)之言層次者實(shí)相通貫?！盵 ]

除此之外，清代還有黃鼎（生卒不詳）的《天文大成管窺輯要》八十卷，其中也包括朱熹有關(guān)天文學(xué)的不少論述。

朱熹是古代的大哲學(xué)家，代表了中國(guó)古代哲學(xué)發(fā)展的一座高峰。也許正是這個(gè)原因，他在天文學(xué)上所取得的成就一直沒(méi)有能引起人們足夠的注意。但是，這并不能否認(rèn)他在天文學(xué)上確實(shí)做出過(guò)卓越的貢獻(xiàn)，他的宇宙結(jié)構(gòu)理論對(duì)后世產(chǎn)生過(guò)重大的影響。

注釋?zhuān)?/p>

[ ] 李約瑟：《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史》第四卷《天學(xué)》，北京：科學(xué)出版社1975年版，第2頁(yè)。

[ ] 〔宋〕黎靖德編：《朱子語(yǔ)類(lèi)》，北京：中華書(shū)局1986年版，卷第九十四。

[ ] 《朱子語(yǔ)類(lèi)》，卷第一百四。

[ ] 陳來(lái)：《朱子書(shū)信編年考證》，上海人民出版社1989年版。

[ ] 《答林擇之》，《晦菴先生朱文公文集》（四部叢刊初編），以下簡(jiǎn)稱(chēng)《文集》，卷四十三。

[ ] 《答蔡季通》，《文集》續(xù)集卷二。

[ ] 《答呂子約》，《文集》卷四十七。

[ ] 胡道靜：《朱子對(duì)沈括科學(xué)學(xué)說(shuō)的鉆研與發(fā)展》，《朱熹與中國(guó)文化》，學(xué)林出版社1989年版。

[ ] 《答蔡季通》，《文集》卷四十四。

[ ] 《答蔡伯靜》，《文集》續(xù)集卷三。

[ ] 《答廖子晦》，《文集》卷四十五。

[ ] 《答蔡季通》，《文集》續(xù)集卷二。

[ ] 《朱子語(yǔ)類(lèi)》，卷第二。

[ ] 《朱子語(yǔ)類(lèi)》，卷第二十三。

[ ] 樂(lè)愛(ài)國(guó)、高令印《朱熹格物致知論的科學(xué)精神及其歷史作用》，《廈門(mén)大學(xué)學(xué)報(bào)》，1997年第1期。

[ ] 《朱子語(yǔ)類(lèi)》，卷第一。

[ ] 《朱子語(yǔ)類(lèi)》，卷第一。

[ ] 《朱子語(yǔ)類(lèi)》，卷第一。

[ ] 梅森：《自然科學(xué)史》，上海譯文出版社1980年版，第75頁(yè)。

[ ] 《晉書(shū)天文志上》。

[ ] 《朱子語(yǔ)類(lèi)》，卷第一。

[ ] 《朱子語(yǔ)類(lèi)》，卷第一。

[ ] 朱熹：《楚辭集注》，上海古籍出版社1979年版，第51頁(yè)。

[ ] 杜石然等：《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史稿》（下），科學(xué)出版社1982年版，第106頁(yè)。

[ ] 朱熹：《楚辭集注》，第51頁(yè)。

[ ] 《朱子語(yǔ)類(lèi)》，卷第二。

[ ] 《朱子語(yǔ)類(lèi)》，卷第二。

[ ] 《晉書(shū)天文志上》。

[ ] 朱熹：《楚辭集注》，第51頁(yè)。

[ ] 《朱子語(yǔ)類(lèi)》，卷第二。

[ ] 《朱子語(yǔ)類(lèi)》，卷第二。

[ ] 李約瑟：《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史》第4卷，科學(xué)出版社1975年版，第547頁(yè)。

[ ] 沈括：《夢(mèng)溪筆談》卷七《象數(shù)一》。

[ ] 朱熹：《楚辭集注》，第53頁(yè)。

[ ] 《朱子語(yǔ)類(lèi)》，卷第二。

[ ] 樂(lè)愛(ài)國(guó)：《李光地的中西科技觀述評(píng)》，載《李光地研究》，廈門(mén)大學(xué)出版社1993年版。

[ ] 《榕村語(yǔ)錄》卷二十六《理氣》

第2篇：關(guān)于天文學(xué)的知識(shí)范文

美國(guó)哈勃太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所著名天體物理學(xué)家馬里奧•里維奧（MarioLivio，1945-）撰寫(xiě)的科普名著《IsGodaMathematician？》中提出一個(gè)疑問(wèn)，并指出這個(gè)疑問(wèn)曾令那些最富有創(chuàng)新精神的先賢們苦苦思索了幾個(gè)世紀(jì)：數(shù)學(xué)無(wú)處不在，無(wú)所不能。這些正會(huì)讓人們聯(lián)想到神的特征[1]。數(shù)學(xué)似乎不僅是描述和解釋整個(gè)宇宙最有效的工具，而且可以用來(lái)解釋最復(fù)雜的人類(lèi)活動(dòng)。

1數(shù)學(xué)何以有效

古希臘時(shí)期，數(shù)學(xué)作為一種神秘主義信仰而存在。直到中世紀(jì)基督教時(shí)期，數(shù)學(xué)逐漸促使人們從盲目的信仰轉(zhuǎn)向理性。隨著數(shù)學(xué)理性的發(fā)展和希臘學(xué)術(shù)的復(fù)興，一批具有理性主義的學(xué)者們提出宇宙的設(shè)計(jì)主要是數(shù)學(xué)設(shè)計(jì)，上帝成了數(shù)學(xué)家，研究自然界的數(shù)學(xué)設(shè)計(jì)成為最神圣的事業(yè)。隨著文藝復(fù)興后科學(xué)理論、科學(xué)公式的定量化、演繹的、具有嚴(yán)密邏輯結(jié)構(gòu)的方式為人們所把握，人們終于拋棄了世俗的上帝，開(kāi)始走向無(wú)神論和泛神論。對(duì)因果關(guān)系的信仰，宇宙統(tǒng)一理論的理想，世界合理性和可理解性的信念，成為支配科學(xué)家工作的基礎(chǔ)。數(shù)學(xué)的確定性、一致性和對(duì)因果關(guān)系的把握，已經(jīng)深深融入西方文化的深層結(jié)構(gòu)，成為人們的一種觀念，對(duì)近代西方文化產(chǎn)生了重要的影響。

16-18世紀(jì)的西方數(shù)學(xué)家，對(duì)于在宇宙體系構(gòu)建上為什么數(shù)學(xué)奏效這個(gè)問(wèn)題的回答是直截了當(dāng)?shù)摹Ｉ钍艽笞匀皇歉鶕?jù)數(shù)學(xué)設(shè)計(jì)的這一古希臘信念的影響，并同樣受上帝根據(jù)數(shù)學(xué)設(shè)計(jì)了世界這一中世紀(jì)信條的影響，他們將數(shù)學(xué)看成通過(guò)自然界的真理之路。通過(guò)將上帝看成專(zhuān)注、至高的數(shù)學(xué)家，就有可能將對(duì)于大自然的數(shù)學(xué)規(guī)律的探求看成宗教追求。伽利略、笛卡爾、牛頓等一大批科學(xué)家們堅(jiān)信世界的和諧是上帝的數(shù)學(xué)安排。上帝將嚴(yán)格的數(shù)學(xué)秩序給予了世界，而我們只能費(fèi)勁千辛萬(wàn)苦才能理解[2]。一直到愛(ài)因斯坦所信仰的“同深摯的感情結(jié)合在一起的、對(duì)經(jīng)驗(yàn)世界中所顯示出來(lái)的高超的理性的堅(jiān)定信仰”的斯賓諾莎式的上帝概念[3]，自然神論———泛神論才成為愛(ài)因斯坦以及之后很多西方科學(xué)家的科學(xué)信仰和感情的基礎(chǔ)。非歐幾何誕生后，雖然很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)人們對(duì)數(shù)學(xué)的真理地位喪失了信心，對(duì)非歐幾何提出了眾多質(zhì)疑，它能描述我們居住的物質(zhì)世界嗎？但當(dāng)它在愛(ài)因斯坦的相對(duì)論中得到回答時(shí)，數(shù)學(xué)這種神奇的有效性又使眾多數(shù)學(xué)家陷入思考，有些人開(kāi)始認(rèn)為數(shù)學(xué)是原本存在的，我們只是進(jìn)行不斷的發(fā)現(xiàn)而已，有些人堅(jiān)持認(rèn)為數(shù)學(xué)只是我們的一種創(chuàng)造，現(xiàn)實(shí)世界并不存在，然而數(shù)學(xué)何以這么有效呢？愛(ài)因斯坦也驚嘆：“數(shù)學(xué)，這個(gè)獨(dú)立于人類(lèi)經(jīng)驗(yàn)存在的人類(lèi)思維產(chǎn)物，怎么會(huì)如此完美地與物理現(xiàn)實(shí)中的物質(zhì)相一致”[1]？愛(ài)因斯坦在《我眼中的世界》(1934年)一文中進(jìn)一步指出：“迄今為止，我們的經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)使我們有理由相信，自然界是可以想象得到的最簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)觀念的實(shí)際體現(xiàn)。我堅(jiān)信，我們能夠用純粹數(shù)學(xué)的構(gòu)造來(lái)發(fā)現(xiàn)概念以及把這些概念聯(lián)系起來(lái)的定律，這些概念和定律是理解自然現(xiàn)象的鑰匙。經(jīng)驗(yàn)可以提供合適的數(shù)學(xué)觀念，但是數(shù)學(xué)概念無(wú)論如何都不能從經(jīng)驗(yàn)中推導(dǎo)出來(lái)。當(dāng)然，經(jīng)驗(yàn)始終是檢驗(yàn)數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)的實(shí)用性的唯一標(biāo)準(zhǔn)，但是這種創(chuàng)造的原理都存在于數(shù)學(xué)之中。因此，在肯定的意義上，我當(dāng)然地認(rèn)為，像古人所夢(mèng)想的純粹思維能夠把握實(shí)在”[4]。

非歐幾何在相對(duì)論理論上的成功，使人們對(duì)數(shù)學(xué)的觀念逐漸地發(fā)生轉(zhuǎn)變。對(duì)非歐幾何的確認(rèn)，實(shí)際上就已經(jīng)意味著從古希臘以來(lái)的、以數(shù)學(xué)為代表的“絕對(duì)真理觀”的終結(jié)。但不管怎么說(shuō)，盡管數(shù)學(xué)失去了其在真理堡壘中的絕對(duì)位置，但它與物理世界很相契。無(wú)可回避的而且仍有無(wú)可估量的重要性的事實(shí)就是，數(shù)學(xué)是探究、發(fā)現(xiàn)和描述物理現(xiàn)象的最佳方法。在古希臘、中世紀(jì)、文藝復(fù)興時(shí)期及其后，數(shù)學(xué)都是有力的知識(shí)工具，即便是被賦予神學(xué)意義的時(shí)候仍認(rèn)為上帝是按照數(shù)學(xué)規(guī)律設(shè)計(jì)這個(gè)世界的。

正如我們?cè)诮F(xiàn)代物理學(xué)的某些分支中見(jiàn)到的，數(shù)學(xué)是我們關(guān)于物理世界的知識(shí)之精髓。盡管數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)本身并不是物理世界的實(shí)在，但它們是我們所擁有的唯一通向?qū)嵲谥T(mén)的鑰匙。“非歐幾何學(xué)的創(chuàng)立非但沒(méi)有毀掉數(shù)學(xué)的價(jià)值及對(duì)于其結(jié)果的信心，反而———非常吊詭地———增加了其實(shí)用性，因?yàn)閿?shù)學(xué)家能夠自由地探索全新的概念，發(fā)現(xiàn)其中有些可應(yīng)用。事實(shí)上，自1830年以來(lái)，數(shù)學(xué)在組織和控制大自然中的作用以幾乎不可相信的速度擴(kuò)展了。此外，自牛頓時(shí)代以來(lái)，數(shù)學(xué)家描述和預(yù)言自然的過(guò)程的準(zhǔn)確性大大增加了。[2]”黑洞理論是科學(xué)史上極為罕見(jiàn)的情形之一，在沒(méi)有任何觀測(cè)到的證據(jù)證明其理論是正確的情形下，作為數(shù)學(xué)的模型被發(fā)展到非常詳盡的地步。的確，這經(jīng)常是反對(duì)黑洞的主要論據(jù)：你怎么能相信一個(gè)其依據(jù)只是基于令人懷疑的廣義相對(duì)論的計(jì)算的對(duì)象呢[5]？盡管數(shù)學(xué)因?yàn)榉菤W幾何的出現(xiàn)失去了絕對(duì)真理的地位，以及哥德?tīng)柖ɡ韺?dǎo)致的數(shù)學(xué)家們對(duì)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)論爭(zhēng)的失敗，讓人們對(duì)數(shù)學(xué)的有效性產(chǎn)生了懷疑。但是，正如數(shù)學(xué)史家M•克萊因所說(shuō)的：“也許人類(lèi)的數(shù)學(xué)僅僅是一個(gè)可行的方案，也許自然本身更為復(fù)雜或者并沒(méi)有什么固有設(shè)計(jì)。但是，數(shù)學(xué)仍不失為一種探索，是掌握自然的一種方法。在那些數(shù)學(xué)行之有效的領(lǐng)域，它是我們的全部資本；如果它不是現(xiàn)實(shí)本身，它就是我們所能達(dá)到的與現(xiàn)實(shí)最接近的東西。……就知識(shí)的確定性而言，數(shù)學(xué)是一種理想，我們?yōu)檫@一理想而奮斗，盡管我們也許永遠(yuǎn)不會(huì)達(dá)到。確定性也許只不過(guò)是我們?cè)诓粩嗖蹲降囊粋€(gè)幻影，它是如此無(wú)止境地難于捉摸。然而，理想具有力量和價(jià)值，公正、民主和上是理想。的確，也有在上帝的幌子下被謀殺的人，審判不公的案件也臭名遠(yuǎn)揚(yáng)，但是，這些理想是千百年來(lái)文化的重要產(chǎn)物。數(shù)學(xué)也是一樣，盡管它也僅是一種理想。也許細(xì)想這一理想將會(huì)使我們更加清楚地認(rèn)識(shí)到在任一領(lǐng)域，我們?cè)撨x擇什么方向才能獲取真理”[4]。

愛(ài)因斯坦相信人類(lèi)的數(shù)學(xué)只有一少部分由實(shí)在主導(dǎo)。他在《相對(duì)論的意義》（1945年）中說(shuō)道：“觀念的世界看來(lái)不能用邏輯的方法從經(jīng)驗(yàn)中推導(dǎo)出來(lái)，而從某種意義上說(shuō)是人類(lèi)心智的創(chuàng)造，沒(méi)有這種創(chuàng)造就沒(méi)有科學(xué)。盡管如此，這個(gè)觀念的世界程度很小地獨(dú)立于我們的經(jīng)驗(yàn)的本性，正如衣服程度很小地獨(dú)立于我們身體的形狀一樣”[2]。對(duì)于數(shù)學(xué)為什么有效，那些較早世紀(jì)與宗教有關(guān)的信念在現(xiàn)代被拋棄了。不過(guò)現(xiàn)在我們?cè)倩剡^(guò)頭來(lái)看著名物理學(xué)家詹姆斯•金斯提出的“宇宙似乎是由一位理論數(shù)學(xué)家設(shè)計(jì)的”這一問(wèn)題，他認(rèn)為“基本的事實(shí)就是這樣：科學(xué)現(xiàn)在給大自然所描繪的圖像（看來(lái)只有這些圖像能夠與觀察到的事實(shí)一致）是數(shù)學(xué)化的圖像……大自然似乎精通純數(shù)學(xué)的規(guī)則……不管怎么說(shuō)這一點(diǎn)幾乎是無(wú)可爭(zhēng)辯的：大自然和我們的有意識(shí)的數(shù)學(xué)心智根據(jù)同樣的規(guī)律來(lái)運(yùn)作。”著名數(shù)學(xué)家齊民友先生有力地回答了這一問(wèn)題，數(shù)學(xué)作為人類(lèi)文化的一個(gè)重要部分，既然是科學(xué)，它首先關(guān)心的當(dāng)然還是我們生活于其中的宇宙。數(shù)學(xué)的探索意義究竟何在？就在于它對(duì)認(rèn)識(shí)宇宙的本性上有重大貢獻(xiàn)。我們不贊成狹隘的近視的看法，認(rèn)為一切數(shù)學(xué)研究都必須有某種具體的目的，或者用現(xiàn)行的說(shuō)法叫做“有應(yīng)用前景”。其實(shí)所謂的“前”可以有完全不同的理解，“眼前”固然是“前”，“前瞻若千年”也是前，區(qū)別在于人類(lèi)社會(huì)在文化和物質(zhì)上的發(fā)展程度。發(fā)展向上的社會(huì)，具有更高的文化、科學(xué)和物質(zhì)生產(chǎn)水平，同樣也就會(huì)更認(rèn)真地考慮各門(mén)科學(xué)的前景。但是，從根本上說(shuō)，如果數(shù)學(xué)的研究不能在“認(rèn)識(shí)宇宙”上開(kāi)花結(jié)果，數(shù)學(xué)研究還有多少價(jià)值呢！“認(rèn)識(shí)人類(lèi)自己”其實(shí)也還是為了提高人的認(rèn)識(shí)能力，去認(rèn)識(shí)大自然和人類(lèi)社會(huì)，否則數(shù)學(xué)也就成為一種宗教式的內(nèi)省了。在這里我們沒(méi)有用“改造自然”的說(shuō)法，因?yàn)槿伺c自然究竟應(yīng)該是什么關(guān)系，是不是簡(jiǎn)單地按人類(lèi)的需要來(lái)“改造”自然是一個(gè)很大的問(wèn)題，當(dāng)代科學(xué)的發(fā)展使我們懂得了人必須與大自然“和睦相處”。認(rèn)識(shí)宇宙，也認(rèn)識(shí)人類(lèi)自己其實(shí)也還是為了找到正確的相處關(guān)系。我們一再?gòu)?qiáng)調(diào)過(guò)數(shù)學(xué)作為人類(lèi)文化的一個(gè)重要特點(diǎn)，就是極端抽象的、甚至有時(shí)被誤解為“毫無(wú)意義”、“脫離實(shí)際”……的數(shù)學(xué)研究，可以根本改變?nèi)藢?duì)大自然和人類(lèi)自己的看法，甚至可以改變?nèi)祟?lèi)社會(huì)的面貌。人們很難回避一個(gè)結(jié)論：數(shù)學(xué)是人類(lèi)全部技術(shù)的最重要的基礎(chǔ)[6]。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

2中國(guó)古代的宇宙觀念

在西方文化中，按照數(shù)學(xué)模式來(lái)解釋世界、構(gòu)造天文理論，從其初始的一種宗教式崇拜，后來(lái)演化成上帝用數(shù)學(xué)設(shè)計(jì)世界。蘊(yùn)含于其中的數(shù)學(xué)理性，最終把西方天文學(xué)導(dǎo)入了現(xiàn)代科學(xué)的數(shù)學(xué)理論框架之中。相反，中國(guó)古代天文學(xué)空有辛勤準(zhǔn)確的觀測(cè)記載，而始終未能形成一種明確可遵循的理論體系。例如，哈雷彗星在中國(guó)古代天文史上有30多次之多的記載，但中國(guó)的天文學(xué)家卻從來(lái)沒(méi)有人想到去構(gòu)造它的運(yùn)行軌道，結(jié)果這個(gè)發(fā)現(xiàn)被18世紀(jì)英國(guó)的天文學(xué)家哈雷獲取。因?yàn)楣装l(fā)現(xiàn)每隔76年出現(xiàn)一次的記載，恰是彗星繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道的周期。這個(gè)史實(shí)足以表明，在經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)充分積累之后，如果沒(méi)有深層的理性構(gòu)造就必然導(dǎo)致科學(xué)停滯不前甚至倒退[7]。中國(guó)古代先賢很早就對(duì)宇宙問(wèn)題有過(guò)思考，《淮南子•原道訓(xùn)》注：“四方上下曰宇，古往今來(lái)曰宙，以喻天地。”即宇宙是天地萬(wàn)物的總稱(chēng)?！肚f子•天運(yùn)》中記載：“天其運(yùn)乎？地其處乎？日月其爭(zhēng)于所乎？孰主張是？孰維綱是？孰居無(wú)事推而行是？意者其有機(jī)緘而不得已乎？意者其運(yùn)轉(zhuǎn)而不能自止邪？云者為雨乎？雨者為云乎？孰隆施是？孰居無(wú)事樂(lè)而勸是？風(fēng)起北方，一西一東，有上仿徨。孰噓吸是？孰居無(wú)事而披拂是？敢問(wèn)何故？”華夏民族作為一個(gè)古老的農(nóng)耕民族，對(duì)天文學(xué)非常依賴(lài)，很早就注意觀測(cè)和記錄各種天象。在殷墟甲骨卜辭中已有了日食、月食的記載。有關(guān)流星、彗星、太陽(yáng)黑子等異常天象，中國(guó)古代也都有記錄。春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，由齊國(guó)人甘德和魏國(guó)人石申所著的《甘石星經(jīng)》已有115顆恒星的坐標(biāo)位置。可以說(shuō)在天文學(xué)史上，中國(guó)人的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)以及觀測(cè)記載堪為世界第一。著名的科學(xué)史學(xué)者李約瑟先生在把中國(guó)古代的天文學(xué)與其它民族的天文學(xué)成果相比較時(shí)認(rèn)為：“中國(guó)人在阿拉伯以前，是全世界最堅(jiān)毅、最精確的天文觀測(cè)者。有很長(zhǎng)一段時(shí)間（約在公元前5世紀(jì)到公元10世紀(jì)），幾乎只有中國(guó)的記事可供利用?，F(xiàn)代天文學(xué)在許多場(chǎng)合（例如對(duì)彗星，特別是對(duì)哈雷彗星重復(fù)出現(xiàn)的記載）都曾求助于中國(guó)的天象記事，并得到了良好的結(jié)果”[8]。

中國(guó)很早就創(chuàng)立了干支記法和二十八宿的獨(dú)特測(cè)天方法。戰(zhàn)國(guó)時(shí)代已有五星記載（金木水火土），在漢代時(shí)測(cè)得更為精密。中國(guó)古人把整個(gè)天空分成四宮，就像將一個(gè)蘋(píng)果切成四大塊那樣，而每一部分都有一種象征性的古代動(dòng)物代表，蒼龍為東方和春，朱雀為南方和夏，白虎為西方和秋，玄武為北方和冬。而緊圍著天帝極星的北拱極區(qū)，按照類(lèi)似于五行的象征性關(guān)系又被認(rèn)為是獨(dú)立的中央黃宮。而這種五行觀念貫穿在整個(gè)中國(guó)的自然哲學(xué)之中。從遠(yuǎn)古以來(lái)，中國(guó)的赤道（與黃道相對(duì)）被分成28份，即每宮七宿，每宿由一特殊的星座標(biāo)定，從其中某一特定的定標(biāo)星（距星）起算，因而每一宿所占的赤道范圍又有很大差別。中國(guó)古代信守“天人合一”的理念，歷代帝王治國(guó)安民，無(wú)不求端于天，傳說(shuō)自三皇五帝開(kāi)始就有歷法。三統(tǒng)歷、四分歷、乾象歷等所測(cè)得五星的度數(shù)以及會(huì)合周期的精確度已經(jīng)相當(dāng)高。根據(jù)天文學(xué)家陳遵媯先生統(tǒng)計(jì)，中國(guó)自古以來(lái)歷代的歷法共有104部之多[9]，經(jīng)歷了準(zhǔn)備時(shí)期、古歷時(shí)期、中法時(shí)期、中西合法時(shí)期和公歷時(shí)期五個(gè)發(fā)展階段。其中準(zhǔn)備時(shí)期以《夏小正》歷法為主，古歷時(shí)期從春秋到漢武帝期間主要是《顓頊歷》，中法時(shí)期從漢武帝開(kāi)始的《太初歷》和直到明朝的《大經(jīng)歷》，中西合法時(shí)期是以明徐光啟主持的《崇禎歷書(shū)》和清朝《時(shí)憲歷》、《癸卯元?dú)v》為代表，公歷時(shí)期是后從1912年開(kāi)始實(shí)施的公歷，也即格里高里歷[10]。

3基于中西文化史的思考

中國(guó)最初在天文理論構(gòu)思方面（蓋天說(shuō)、渾天說(shuō)）也不遜于西方天文鼻祖托勒密。而且從實(shí)際上說(shuō)，托托勒密構(gòu)造的“地心說(shuō)”，并不具有比“渾天說(shuō)”更多的經(jīng)驗(yàn)支持。有人曾把托勒密的地心說(shuō)與同時(shí)代漢朝天文學(xué)家張衡的天文理論作過(guò)比較，發(fā)現(xiàn)兩者具有極大的相似性，依據(jù)張衡的假說(shuō)所繪制的天文圖與托勒密的地心說(shuō)天文圖幾乎沒(méi)有什么兩樣[11]。遺憾的是張衡并沒(méi)有明確提出像托勒密那樣的地心說(shuō)理論模型。李約瑟曾評(píng)價(jià)說(shuō)：“把中國(guó)的星表和伊巴谷、托勒密的星表對(duì)照來(lái)看，是非常有意思的。后者不僅年代較晚，所載的恒星也少三分之一，……周、漢之間中國(guó)人在方位天文學(xué)方面的工作應(yīng)在科學(xué)史上占有遠(yuǎn)為重要的地位，這是毫無(wú)疑問(wèn)的?，F(xiàn)代世界通用的天球坐標(biāo)系基本上是中國(guó)式的，而不是希臘式的，這一點(diǎn)似乎也值得強(qiáng)調(diào)”[8]。從中西方數(shù)學(xué)文化史比較的意義上看，以托勒密為代表的古希臘天文理論模式是以數(shù)學(xué)崇拜為基點(diǎn)建立起來(lái)的，而中國(guó)古代天文理論的構(gòu)思卻是建立在《周易》衍生出來(lái)的陰陽(yáng)五行解釋系統(tǒng)之上的。作為一種理論的構(gòu)思，作為一種理性的追求，中國(guó)與古希臘天文理論在數(shù)學(xué)理性上的差異，決定了它們未來(lái)的發(fā)展前途。哥白尼的日心說(shuō)雖然早在17世紀(jì)30年代就被寫(xiě)入《崇禎歷書(shū)》，但后來(lái)還是被否定，在中國(guó)人的觀念中唯有地靜說(shuō)才是公認(rèn)的觀點(diǎn)。

天文學(xué)是離不開(kāi)數(shù)學(xué)的，確定日月星辰的位置，觀察記載它們的運(yùn)動(dòng)，尋找季節(jié)變化的規(guī)律都必須以數(shù)學(xué)的計(jì)算為手段。中國(guó)古代的天文學(xué)在這種應(yīng)用的層次上當(dāng)然也是依憑數(shù)學(xué)的，尤其是在歷法計(jì)算方面，唐代的僧一行運(yùn)用的插值方法與西方相比非常高超。但是，當(dāng)涉及整個(gè)天文學(xué)理論模式構(gòu)造，情況就不一樣了。中國(guó)古代天文學(xué)的蓋天說(shuō)、渾天說(shuō)、宣夜說(shuō)，實(shí)際都是把觀測(cè)經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算數(shù)據(jù)容納在一個(gè)按《周易》思維方式構(gòu)造出的模式之中。有的學(xué)者評(píng)述時(shí)說(shuō)：“查陰陽(yáng)五行與天文歷法，有的部分是巧合，有的部分是勉強(qiáng)牽強(qiáng)”[12]。其實(shí)巧合也好牽強(qiáng)也好，這些理論構(gòu)造在其當(dāng)時(shí)是有其合理性的，致命的危機(jī)潛伏在它未來(lái)發(fā)展的可能性上面。劉徽在注釋《九章算術(shù)》序中說(shuō)：“昔在包犧氏始畫(huà)八卦，以通神明之德，以類(lèi)萬(wàn)物之情，作九九之術(shù)，以合六爻之變。”顯然，劉徽是在《周易》解釋宇宙萬(wàn)物的指導(dǎo)下來(lái)建立“九九之術(shù)”的。顯然，作為一種理性，中國(guó)古代數(shù)學(xué)在它構(gòu)成第一本數(shù)學(xué)著作時(shí)，就成為《易經(jīng)》的“婢女”，而不是像《易經(jīng)》那樣獲得在中國(guó)文化中解釋宇宙萬(wàn)物的地位。齊民友先生曾指出數(shù)學(xué)理性精神、數(shù)學(xué)探索精神“其實(shí)只是西方文化中所表現(xiàn)的人類(lèi)精神生活的一個(gè)側(cè)面。把認(rèn)識(shí)宇宙也認(rèn)識(shí)人類(lèi)自己作為永恒的主題這只是西方文化的特征；把進(jìn)行這種理性的探索看成人類(lèi)最崇高的感情，也只是對(duì)西方人而言的。中國(guó)人生活在天人合一的至高無(wú)上的和諧中，精神生活早已得到滿(mǎn)足，哪說(shuō)得上要什么思想解放呢”[6]？中國(guó)以陰陽(yáng)五行、《周易》八卦為表象形式，形成中國(guó)整體相關(guān)、整體互補(bǔ)的辯證思維方式。并在以農(nóng)耕生存、家庭和血緣關(guān)系為主體的，以倫理道德為主要發(fā)展方向的價(jià)值取向中[13]，形成了中華民族文化特定的理性精神，而這種理性精神中不像西方那樣以數(shù)學(xué)理性為主導(dǎo)。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

第3篇：關(guān)于天文學(xué)的知識(shí)范文

關(guān)鍵詞：高中地理；新課程；教學(xué)

很多人認(rèn)為，地理就是由地理學(xué)的知識(shí)體系構(gòu)成的。其實(shí)，地理學(xué)科是一門(mén)邊緣學(xué)科，所謂邊緣，就是與其他學(xué)科之間的交叉性。當(dāng)代科學(xué)發(fā)展的一個(gè)重要特點(diǎn)是學(xué)科之間的相互交叉、相互滲透，除地理知識(shí)體系外，地理科學(xué)中含有更為重要的東西，那就是獲得科學(xué)知識(shí)的途徑和方法，此外，還包括科學(xué)工作者在研究科學(xué)過(guò)程中的特殊情感、態(tài)度和心理體驗(yàn)。著名理論家維特羅克的認(rèn)知建構(gòu)主義學(xué)習(xí)研究表明：學(xué)習(xí)是知識(shí)整合重建的過(guò)程，通過(guò)新知識(shí)在舊知識(shí)的基礎(chǔ)上認(rèn)知滲透，學(xué)生的認(rèn)知水平得到提升，更上一層樓。學(xué)生對(duì)意義的建構(gòu)需要理解、消化，才能內(nèi)化為自己的思維模式。一方面，獲得新知識(shí)，要以原有知識(shí)為基礎(chǔ)，通過(guò)建立聯(lián)系，融入到原有的經(jīng)驗(yàn)當(dāng)中；另一方面，新知識(shí)滲透到舊知識(shí)當(dāng)中，會(huì)產(chǎn)生“化學(xué)反應(yīng)”，形成新的知識(shí)結(jié)構(gòu)。因此，在地理教學(xué)中，我們應(yīng)利用地理學(xué)科與其他學(xué)科交叉性的特點(diǎn)。教師將生活實(shí)際與地理知識(shí)聯(lián)系，不僅激發(fā)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)活動(dòng)的興趣，更重要的是重設(shè)教學(xué)情境，給學(xué)生完全不同的教學(xué)氛圍，很好地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。地理學(xué)核心素養(yǎng)之一是綜合思維。與地理學(xué)科本身特點(diǎn)是非常吻合的。地理學(xué)科的綜合性體現(xiàn)在與其他學(xué)科的廣泛聯(lián)系，與數(shù)學(xué)、物理、生物、歷史、語(yǔ)文等學(xué)科密不可分，結(jié)合其他學(xué)科，進(jìn)行跨學(xué)科教學(xué)。有利于培養(yǎng)學(xué)生全面分析和思考問(wèn)題的思維習(xí)慣，對(duì)在今后的學(xué)習(xí)、工作、生活中也受益匪淺。

一、聯(lián)系生活實(shí)際，引發(fā)學(xué)生共鳴

在教學(xué)中，我發(fā)現(xiàn)很多教學(xué)內(nèi)容可以和生活中的現(xiàn)象聯(lián)系起來(lái)。大氣污染如今已經(jīng)成為全球性的環(huán)境問(wèn)題。在城市化教學(xué)中，可以聯(lián)系城市化對(duì)地理環(huán)境的影響提出“霧霾”“PM2．5”等熱門(mén)概念，激起學(xué)生興趣，還可進(jìn)一步聯(lián)系天氣對(duì)空氣污染的影響。例如大風(fēng)降水天氣，空氣質(zhì)量較好；晴朗無(wú)風(fēng)天氣不利于污染物擴(kuò)散，空氣質(zhì)量較差。廣告短片是一種濃縮的視覺(jué)藝術(shù)，有些廣告不僅能起到傳播信息的作用，還能形象的反映地理原理。例如水循環(huán)部分的教學(xué)，我用法國(guó)依云礦泉水廣告作為補(bǔ)充教學(xué)，學(xué)生能更直觀的理解水的三態(tài)變化和循環(huán)的過(guò)程。

二、與其他學(xué)科聯(lián)系，融會(huì)貫通

第4篇：關(guān)于天文學(xué)的知識(shí)范文

中科院上海天文臺(tái)研究員、博士生導(dǎo)師，星系動(dòng)力學(xué)團(tuán)組首席，中國(guó)科學(xué)院“百人計(jì)劃”入選者沈俊太就志在解開(kāi)謎團(tuán)，努力帶給更多人對(duì)宇宙的神秘向往，吸引越來(lái)越多的星空探秘人不斷探索未知領(lǐng)域?？蒲心_步繞地球一圈，回到祖國(guó)后的沈俊太，喜人成績(jī)接踵而來(lái)，而他卻總是說(shuō)，需要繼續(xù)努力才能不斷前進(jìn)。走近宇宙

自幼成長(zhǎng)于普通農(nóng)村家庭的沈俊太，盡管當(dāng)時(shí)的教育條件非常落后，但他依然以?xún)?yōu)異的成績(jī)考取了山西省重點(diǎn)中學(xué)臨汾一中，并在那里逐漸對(duì)物理科學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣。高考那年，他以?xún)?yōu)異的成績(jī)考入中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)。在大學(xué)校園濃厚的科研氛圍中，沈俊太不僅增長(zhǎng)了知識(shí)，也開(kāi)闊了自己的視野。

本科畢業(yè)后，沈俊太踏上了東行的航班，飛抵大西洋彼岸的美國(guó)。此后，他的學(xué)術(shù)之路便越走越遠(yuǎn)，而身后留下的是一串星光熠熠的印記。1999年，他在美國(guó)西北大學(xué)物理與天文系獲得碩士學(xué)位；2005年，在美國(guó)羅格斯大學(xué)獲得天體物理博士學(xué)位。值得一提的是，沈俊太的博士論文榮獲2006年度羅格斯大學(xué)Richard J.Piano博士論文獎(jiǎng)。同年，29歲的沈俊太作為Harlan Smith冠名博士后，開(kāi)始了在德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的科研工作。無(wú)論是“博士論文獎(jiǎng)”，還是“Harlan Smith冠名博士后”，都是這兩所著名大學(xué)里中國(guó)留學(xué)生首次獲得的榮譽(yù)。

遨游在神秘的宇宙，沈俊太主要從事星系結(jié)構(gòu)及動(dòng)力學(xué)研究。在銀河系的動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)中，他在棒旋星系，超大質(zhì)量黑洞的測(cè)量，星系翹曲等諸多領(lǐng)域都做出了重要貢獻(xiàn)。首次用無(wú)碰撞多體模擬的方法產(chǎn)生出了接近現(xiàn)實(shí)的p棒星系，并首次發(fā)現(xiàn)了雙棒轉(zhuǎn)動(dòng)速度的波動(dòng)性，此模型可成功解釋雙棒星系的眾多觀測(cè)特征；通過(guò)對(duì)星系建立基于軌道迭加的自洽動(dòng)力學(xué)模型，精確測(cè)量出了超大黑洞的質(zhì)量和星系暗物質(zhì)暈的質(zhì)量分布。

4年后，沈俊太入選中科院“百人計(jì)劃”，作為杰出海外人才回到了祖國(guó)的懷抱。落戶(hù)中科院上海天文臺(tái)的他，繼續(xù)從事著星系動(dòng)力學(xué)的前沿研究。

其實(shí)早在回國(guó)之初，沈俊太還在學(xué)習(xí)重新適應(yīng)國(guó)內(nèi)的新環(huán)境，甚至比在美國(guó)時(shí)還要加倍努力?！耙?yàn)楦?jìng)爭(zhēng)激烈，在天文學(xué)領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)最近幾年發(fā)展迅猛?！鄙蚩√忉尩?。他說(shuō)，走得很快，是因?yàn)樽约涸谝凰易叩帽绕渌家斓拇蟠稀Ｋ傅摹按蟠?，無(wú)疑是正在飛速發(fā)展的中國(guó)。

經(jīng)過(guò)自己的不懈努力，沈俊太陸續(xù)獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金等各項(xiàng)項(xiàng)目的資助，并作為科研骨干參與了自然科學(xué)基金委重點(diǎn)項(xiàng)目。他也參與了兩項(xiàng)國(guó)家“973”重大科學(xué)研究計(jì)劃，并取得了令人矚目的良好成績(jī)。他還為陸琰院士組織編寫(xiě)的《現(xiàn)代天體物理》一書(shū)撰寫(xiě)了“銀河系結(jié)構(gòu)與動(dòng)力學(xué)”等章節(jié)。他發(fā)表的多篇第一作者或通訊作者論文已經(jīng)被國(guó)際天文學(xué)權(quán)威教科書(shū)《星系動(dòng)力學(xué)》《星系的形成與演化》及劍橋大學(xué)Gilmore教授主編、Springer科學(xué)出版社出版的最新國(guó)際天文百科全書(shū)“Planets，Stars and Stellar Systems”等著作多次引述。

這些科研成果也讓沈俊太逐步躋身于天文學(xué)國(guó)際專(zhuān)家行列。

探秘銀河動(dòng)力學(xué)

多年來(lái)，銀河系的演化一直是天文學(xué)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。銀河系是一個(gè)巨大的旋渦星系，學(xué)界通常認(rèn)為它由星系盤(pán)、中心核球以及暗物質(zhì)暈組成。近年來(lái)，沈俊太團(tuán)隊(duì)對(duì)銀河系的核球結(jié)構(gòu)做出了嶄新的全面認(rèn)識(shí)，提出了銀河系核球是個(gè)“偽核球”，并不包含一個(gè)顯著的經(jīng)典核球。

2010年，沈俊太基于高精度多體模擬研究了銀河系核球的動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)一個(gè)棒旋星系模型與核球的眾多觀測(cè)數(shù)據(jù)吻合得極好，這表明銀河系核球其實(shí)就是側(cè)面看到的棒；它主要是由原初的星系盤(pán)通過(guò)自身動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定性增厚而產(chǎn)生的“偽核球”。所謂“偽”，是相對(duì)于經(jīng)典核球而言――經(jīng)典的星系形成理論預(yù)言核球應(yīng)該是在星系并合過(guò)后產(chǎn)生的。

目前的星系形成理論認(rèn)為，像銀河系這樣大質(zhì)量的棒旋星系的形成，必須經(jīng)過(guò)若干次星系并合的過(guò)程，而星系并合不可避免地會(huì)在星系中心形成顯著的經(jīng)典核球。所以根據(jù)沈俊太的這項(xiàng)研究，現(xiàn)有的星系形成模型必須在星系尺度上有大的改進(jìn)以解釋眾多類(lèi)似銀河系的大質(zhì)量純盤(pán)星系，這也是目前研究星系形成和演化的一個(gè)尚未解決的重要難題，而沈俊太領(lǐng)導(dǎo)的該研究無(wú)疑為解決此難題開(kāi)辟了新的窗口和思路。

沈俊太團(tuán)隊(duì)的研究很快引起了國(guó)際天文學(xué)界諸多國(guó)外專(zhuān)家的高度關(guān)注，美國(guó)國(guó)家光學(xué)天文臺(tái)的網(wǎng)站首頁(yè)報(bào)道了沈俊太參與完成的銀河系核球區(qū)恒星巡天工作及他主導(dǎo)的動(dòng)力學(xué)模型工作。而沈俊太的這項(xiàng)研究并沒(méi)有止步。在他的指導(dǎo)下，上海天文臺(tái)博士后李兆聿在銀河系結(jié)構(gòu)研究中也取得了新的進(jìn)展：在分析沈俊太給出的銀河系高精度模型的基礎(chǔ)上，他們發(fā)現(xiàn)銀河系核球區(qū)存在一個(gè)奇特的垂向X型結(jié)構(gòu)，并對(duì)其做出了令人信服的動(dòng)力學(xué)解釋。他們對(duì)銀河系核球模型進(jìn)行了更仔細(xì)的分析，發(fā)現(xiàn)模型中也存在一個(gè)顯著的X型結(jié)構(gòu)，其與銀河系的觀測(cè)數(shù)據(jù)符合得很好。這一重要發(fā)現(xiàn)使利用數(shù)值模擬來(lái)“觀測(cè)”盒狀核球的形成過(guò)程成為可能。

緊接著，星系動(dòng)力學(xué)團(tuán)組進(jìn)一步探究了核球的X型結(jié)構(gòu)。他們驗(yàn)證了帶有X型結(jié)構(gòu)的盒狀核球確實(shí)有規(guī)可循――源于棒結(jié)構(gòu)中的恒星運(yùn)動(dòng).指出先前理論工作推測(cè)的“香蕉型”軌道家族可能并非X型結(jié)構(gòu)的主要組成部分.并提出了可供未來(lái)的銀河系巡天觀測(cè)驗(yàn)證的理論預(yù)言。此外.他們還發(fā)現(xiàn)恒星視向速度與銀經(jīng)方向的自行也存在明顯的相關(guān)性。

上海天文臺(tái)星系動(dòng)力學(xué)團(tuán)組的核球系列論文在短短幾年內(nèi)已被國(guó)際同行引用兩百余次，并且被眾多權(quán)威綜述論文以及劍橋大學(xué)主編的國(guó)際參考書(shū)收入并配發(fā)原圖。與此同時(shí)，沈俊太的工作得到了國(guó)內(nèi)外同行的極大關(guān)注，他多次受邀在知名國(guó)際會(huì)議上闡述自己的研究成果，例如國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)會(huì)議的特邀綜述報(bào)告，第五屆東亞數(shù)值天體物理會(huì)議的一小時(shí)特邀講座，紀(jì)念林家翹先生創(chuàng)立密度波理論五十周年的國(guó)際研討會(huì)的邀請(qǐng)報(bào)告等，他也是國(guó)際專(zhuān)業(yè)會(huì)議“盤(pán)星系動(dòng)力學(xué)”的兩個(gè)共同主席之一，并擔(dān)任國(guó)際天文聯(lián)合學(xué)會(huì)會(huì)議“Galaxy evolution through secular processes”的科學(xué)委員會(huì)成員。鑒于沈俊太取得的這些突出學(xué)術(shù)成績(jī)，他還應(yīng)邀成為了美國(guó)自然科學(xué)基金委的會(huì)議評(píng)審專(zhuān)家，負(fù)責(zé)評(píng)審星系結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的申請(qǐng)書(shū)，并且在2016年獲得英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的牛頓高級(jí)學(xué)者基金資助。

揭秘雙棒星系

沈俊太關(guān)于銀河動(dòng)力學(xué)的研究無(wú)疑是他近年來(lái)重要的學(xué)術(shù)成果，并讓他蜚聲國(guó)際。而在其他研究方向上，他也絲毫沒(méi)有減慢腳步，同樣取得了令人矚目的成果。

“我們生活在銀河系之中，曾經(jīng)我們以為銀河系是一個(gè)普通的旋渦星系，現(xiàn)在已知道它原來(lái)是一個(gè)棒旋星系?！鄙蚩√告傅纴?lái)。其實(shí)，大部分旋渦星系都像銀河系一樣，因?yàn)樾窍当P(pán)自身的不穩(wěn)定性而在星系中心形成由大量恒星聚集而成的“棒”狀結(jié)構(gòu)，這一類(lèi)星系被稱(chēng)為“棒旋星系”。其中，還有一個(gè)子類(lèi)的棒旋星系很特殊，它們包含兩個(gè)棒，小棒嵌在大棒中.因其“二”而被稱(chēng)為雙棒星系。

特殊不意味著它們很罕見(jiàn)，其實(shí)光學(xué)和紅外的觀測(cè)發(fā)現(xiàn)雙棒星系相對(duì)比較常見(jiàn)――約四分之一的早型棒旋星系是雙棒星系。由于通常這兩個(gè)星系棒的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和尺度都不相同，它們之間也進(jìn)行相互作用，因此此類(lèi)星系有諸多非常奇特的動(dòng)力學(xué)特性。

然而，天文界對(duì)此類(lèi)特殊棒旋星系的形成條件和過(guò)程一直沒(méi)有定論。此前一些理論認(rèn)為，大量氣體的存在是形成中心小棒并同主棒解耦的必要條件。沈俊太與英國(guó)中央蘭開(kāi)夏大學(xué)教授Debattista共同指導(dǎo)中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)博士研究生杜敏，在雙棒星系的形成與演化理論研究中取得了新進(jìn)展。他們通過(guò)不含氣體的多體數(shù)值模擬方法研究棒旋星系的形成和演化，并通過(guò)系統(tǒng)探索參數(shù)空間，發(fā)現(xiàn)在純盤(pán)星系中心加入以有序運(yùn)動(dòng)為主導(dǎo)的動(dòng)力學(xué)冷盤(pán)可以成功產(chǎn)生這種奇特的雙棒結(jié)構(gòu)?！爱?dāng)小棒與大棒平行時(shí)，小棒的強(qiáng)度比較弱但轉(zhuǎn)動(dòng)更快些，而當(dāng)二者垂直時(shí)，小棒的強(qiáng)度比較強(qiáng)但轉(zhuǎn)動(dòng)比較慢?！鄙蚩√v述著雙棒星系在形成后呈現(xiàn)出的有趣的動(dòng)力學(xué)特性。

目前該工作已經(jīng)于近期發(fā)表在國(guó)際核心期刊《天體物理雜志》上，并且已經(jīng)得到國(guó)際同行的關(guān)注。

闡明核環(huán)形成機(jī)制

在棒旋星系的長(zhǎng)期演化過(guò)程中，

“棒”扮演了很重要的角色。其中最主要的一個(gè)方面就是星系棒可以驅(qū)動(dòng)氣體內(nèi)流至星系中心區(qū)域，從而形成新的恒星。因而棒被認(rèn)為可以重新分布星系的物質(zhì)、角動(dòng)量及能量。

在棒旋星系中，科學(xué)家經(jīng)?？梢杂^測(cè)到很多由棒產(chǎn)生的氣體子結(jié)構(gòu)，例如在棒旋轉(zhuǎn)方向的前側(cè)會(huì)出現(xiàn)高密度塵埃帶，以及在星系中心附近具有很強(qiáng)恒星形成率的核環(huán)。顯然這些結(jié)構(gòu)的特征和產(chǎn)生條件與寄主星系特別是星系棒的性質(zhì)息息相關(guān)，但學(xué)術(shù)界此前對(duì)核環(huán)的形成條件、形狀、及大小等重要問(wèn)題都沒(méi)有進(jìn)行系統(tǒng)地解決。

沈俊太說(shuō)：“之前的研究通常認(rèn)為核環(huán)的位置接近于星系的某一特定半徑――內(nèi)林德布拉德共振（ILR）半徑，或在兩個(gè)ILR半徑之間，然而這些共振半徑嚴(yán)格來(lái)講僅在星系棒擾動(dòng)較弱時(shí)才有意義?！?/p>

上海天文臺(tái)博士研究生李智在沈俊太與韓國(guó)首爾國(guó)立大學(xué)金雄泰教授的指導(dǎo)下，對(duì)棒旋星系中的核環(huán)進(jìn)行了系統(tǒng)細(xì)致的數(shù)值模擬研究。他們利用高精度流體數(shù)值模擬，通過(guò)系統(tǒng)探索參數(shù)空間，發(fā)現(xiàn)模擬中的棒旋星系可以產(chǎn)生兩種核環(huán)，一種近似圓形并在棒的短軸方向輕微拉伸，另一種具有很高的橢率并和棒的主軸方向平行。

此外，他們還對(duì)核環(huán)的形成機(jī)制提供了新的解釋?zhuān)河捎诤谁h(huán)是由氣體損失角動(dòng)量（旋轉(zhuǎn)的能力）而落入星系中心堆積而成的，所以核環(huán)的位置取決于氣體的總角動(dòng)量損失，以及星系中心的勢(shì)場(chǎng)分布。前者受星系中非軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的特性控制.如棒的強(qiáng)度、軸比和轉(zhuǎn)動(dòng)速度；而后者取決于星系中心軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，如核球的大小，質(zhì)量分布。

“共振半徑解釋僅僅提供了一個(gè)核環(huán)形成的寬泛范圍，而我們的核環(huán)形成機(jī)制則可以更準(zhǔn)確地預(yù)言核環(huán)的大小及形狀，因此適用面更廣，可以V泛應(yīng)用于具有核環(huán)的棒旋星系樣本中限制星系的物理參數(shù)，從而使我們更好地理解棒旋星系的演化規(guī)律?！鄙蚩√偨Y(jié)道。目前該工作已經(jīng)發(fā)表在國(guó)際核心期刊《天體物理雜志》上。

桃李滿(mǎn)天下

沈俊太在忘我工作的同時(shí)并沒(méi)有忘記培養(yǎng)新人的重任，他不僅是一個(gè)對(duì)事業(yè)孜孜不倦的學(xué)者、一個(gè)精益求精的科學(xué)家，更是一名誨人不倦的師長(zhǎng)。

本著報(bào)效祖國(guó)的初衷，沈俊太認(rèn)為應(yīng)該把自己畢生所學(xué)傳授給自己的學(xué)生。他甘當(dāng)人梯，致力于讓自己的學(xué)生也能夠逐漸成長(zhǎng)為比自己更加優(yōu)秀的科學(xué)工作者。自2009年回國(guó)并擔(dān)任博士生導(dǎo)師以來(lái)，沈俊太就開(kāi)始積極招收對(duì)科學(xué)研究興趣濃厚的學(xué)生和博士后，一支強(qiáng)有力的科研團(tuán)隊(duì)也逐漸發(fā)展壯大。

第5篇：關(guān)于天文學(xué)的知識(shí)范文

關(guān)鍵詞：利瑪竇；非歐氏幾何；圓錐曲線；球極投影；畫(huà)法幾何

眾所周知，明朝末年意大利傳教士利瑪竇（Matteo Ricci， 1552－1610）來(lái)到中國(guó)，通過(guò)和著名學(xué)者徐光啟共同翻譯《幾何原本》，給我國(guó)帶來(lái)了流行于歐洲近兩千年的歐氏幾何，改善了我國(guó)數(shù)學(xué)研究的狀況，推動(dòng)了我國(guó)數(shù)學(xué)的發(fā)展。其實(shí)，利瑪竇在中國(guó)傳教近三十年，通過(guò)各種科技活動(dòng)，也傳入了大量的《幾何原本》之外的幾何——現(xiàn)在一般泛稱(chēng)之為非歐氏幾何。這些幾何知識(shí)的傳入，在當(dāng)時(shí)不僅極大地豐富了我國(guó)幾何研究的內(nèi)容，而且也有力地促進(jìn)了我國(guó)關(guān)于天文學(xué)、地理學(xué)和繪畫(huà)藝術(shù)等的研究，直接推動(dòng)了我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展?？墒牵@一問(wèn)題至今沒(méi)有多少人注意到，還沒(méi)有人對(duì)其進(jìn)行過(guò)深入的研究 。由此本文擬就這個(gè)問(wèn)題做一探討。

一、 圓錐曲線的傳入

圓錐曲線是古希臘數(shù)學(xué)家和天文學(xué)家的一項(xiàng)重要發(fā)現(xiàn)。其自從被發(fā)現(xiàn)以來(lái)飽受人們的贊譽(yù)，在中世紀(jì)之前其就被廣泛地應(yīng)用到很多領(lǐng)域。因而，當(dāng)時(shí)的歐洲學(xué)者幾乎都了解這種曲線，都熟悉一些它們的性質(zhì)。利瑪竇來(lái)到中國(guó)，其實(shí)最早傳入的幾何就是此項(xiàng)內(nèi)容。

據(jù)載，利瑪竇于1583年來(lái)到中國(guó)大陸，不久即獲準(zhǔn)在廣東傳教?？墒?，起初國(guó)人并不認(rèn)可這個(gè)長(zhǎng)相古怪的“家伙”以及他宣揚(yáng)的“異端學(xué)說(shuō)”。于是，利瑪竇開(kāi)始轉(zhuǎn)變策略，曲線傳教，給國(guó)人展示一些西方的新奇物品，以期達(dá)到吸引國(guó)人的目的。1584年4月，在利瑪竇給國(guó)人展示了一幅其從意大利帶來(lái)的世界地圖。這幅地圖非常精美，頓時(shí)吸引了不少人來(lái)觀看，特別是一些高級(jí)知識(shí)分子，如當(dāng)時(shí)肇慶的知俯王泮等。王泮看過(guò)之后，非常喜歡，遂請(qǐng)利瑪竇給他另繪制一幅。利瑪竇不敢不受命，于是立即動(dòng)工，于同年11月份就取得成功，這就是有名的“山海輿地圖”。〔1〕這幅地圖后來(lái)流傳很廣，由此利瑪竇的聲名也大了起來(lái)。1601年利瑪竇面圣來(lái)到北京，不久就結(jié)識(shí)了當(dāng)時(shí)著名的官員李之藻。李之藻也是個(gè)地圖繪制愛(ài)好者。他二十歲的時(shí)候曾自己搜集資料，親自繪制過(guò)一幅全國(guó)地圖?！?〕李之藻看過(guò)了利瑪竇的世界地圖之后，對(duì)于其繪制的精美和精確感到異常驚訝，于是開(kāi)始跟利瑪竇學(xué)習(xí)西方科技知識(shí)。1602年，李之藻首先學(xué)會(huì)了繪制世界地圖，遂即將利瑪竇繪制的“山海輿地圖”放大，然后進(jìn)行了重新印刷，這就是著名的“坤輿萬(wàn)國(guó)全圖”。這幅地圖目前還能看到，也有很多人對(duì)此進(jìn)行了深入的研究。經(jīng)過(guò)研究，發(fā)現(xiàn)其最初的底本來(lái)自羅馬，采用的是當(dāng)時(shí)歐洲比較流行的投影畫(huà)法——橢圓投影（oval projection）〔3〕。橢圓投影有什么特點(diǎn)呢？我們研究發(fā)現(xiàn)，其最大的特點(diǎn)就是將整個(gè)地球表面的投影圖繪制成了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的橢圓。〔4〕同時(shí)，我們對(duì)“坤輿萬(wàn)國(guó)全圖”進(jìn)行研究，也發(fā)現(xiàn)其周邊的確是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的橢圓形。橢圓在中國(guó)古代沒(méi)人研究，更沒(méi)有人應(yīng)用。所以，這里的使用是最早的一例，它完全得益于利瑪竇的工作。

1596年11月，利瑪竇在南昌的時(shí)候，收到了他在羅馬學(xué)院時(shí)期的老師克拉維烏斯（C.Clavius， 1538－1612）神父于1593年出版的新書(shū)《論星盤(pán)》（Astrolabium）。此后，為了吸引國(guó)人，其常拿這本書(shū)來(lái)講解西方知識(shí)?！?〕特別是當(dāng)遇到一些比較聰明的中國(guó)學(xué)者的時(shí)候。李之藻人稱(chēng)“江南才子”，徐光啟說(shuō)他“卓犖通人”，所以，當(dāng)他遇到利瑪竇的時(shí)候，也從利瑪竇那里受到了這方面的恩惠。不僅如此，很有可能李之藻還通讀了全書(shū)，因?yàn)橛?605年左右，李之藻寫(xiě)了一本叫《渾蓋通憲圖說(shuō)》的書(shū)，就是對(duì)上述書(shū)的節(jié)譯。節(jié)譯內(nèi)容還不在該書(shū)前面，全是后面的內(nèi)容。而《論星盤(pán)》是一本什么樣的書(shū)呢？其主旨雖然是介紹星盤(pán)制作的，但是在闡述的時(shí)候，卻運(yùn)用了大量的數(shù)學(xué)知識(shí)。其最后的星盤(pán)的具體做法，都是在圓錐曲線知識(shí)的基礎(chǔ)上一步步嚴(yán)格推理出來(lái)的。〔6〕由此，其包含了大量的圓錐曲線的內(nèi)容。利瑪竇既然給李之藻講授了此書(shū)，所以，其也肯定傳授給李之藻了圓錐曲線的知識(shí)。

還有，在1608年李之藻又寫(xiě)成了《圓容較義》一書(shū)。此書(shū)的序言中講：“昔從利公研窮天體，因論圓容，拈出一義，次為五界十八題。”〔7〕可見(jiàn)此書(shū)直接來(lái)源于利瑪竇。此書(shū)分為十八個(gè)命題，分別講述了多邊形的面積問(wèn)題、錐體的體積問(wèn)題、圓內(nèi)接多邊形和外切多邊形問(wèn)題、球內(nèi)切多面體問(wèn)題等等。這些都是當(dāng)時(shí)徐光啟翻譯的《幾何原本》中沒(méi)有的內(nèi)容。此書(shū)的第十八題證明了“凡渾圓形與圓外角形等周者，渾圓形必大于圓角形?！奔?“表面積一定的球和旋轉(zhuǎn)體相比，前者體積大”。為了更好的證明這個(gè)命題，李之藻給出了一個(gè)圖形，如圖一所示。由此看見(jiàn)，其使用了橢圓?！?〕另外，在此書(shū)中，其還多次提到阿基米德（Archimedes， BC287－BC212）的《圜書(shū)》，借用了其中的命題結(jié)論。而阿基米德的《圜書(shū)》是一本討論圓的面積和體積的書(shū)，里面也包含了橢圓面積的求法。由此我們也可以看出，李之藻學(xué)習(xí)過(guò)了橢圓知識(shí)。

所以，利瑪竇來(lái)到中國(guó)也帶來(lái)了圓錐曲線內(nèi)容，還傳給了國(guó)人。

二、 利瑪竇傳入了平行正投影

上面提到，1602年李之藻放大翻刻了利瑪竇的世界地圖。此地圖和原來(lái)的相比，一是面積大了，二是增加了若干小的圖形?！?〕在這些小的圖形中，有一幅如圖二所示，在大圖的左下角。另外其還就此附了一段文字：“右圖乃黃赤二道錯(cuò)行中氣之界限也。凡算太陽(yáng)出入皆準(zhǔn)此。其法以中橫線為地平，直線天頂，中圈為地體，外大圈為周天。以周天分三百六十度。假如是圖在京師地方，北極出地平線上四十度，則赤道離天頂南亦四十度矣。 然后自赤道數(shù)起，南北各以二十三度半為界，最南為冬至，最北為夏至。凡太陽(yáng)所行不出此界之外，既定冬、夏至界，即可求十二宮之中氣。先從冬夏二至界相望畫(huà)一線，次于線中十字處為心，盡邊各作一小圈，名黃道圈。圈上勻分二十四分，兩兩相對(duì)作虛線，各識(shí)于周天圈上。在赤道上者，即春秋分；次北曰谷雨、處暑，曰小滿(mǎn)、大暑，曰夏至；次南曰霜降、雨水，曰小雪、大寒，曰冬至。因圖小，止載中氣，其余節(jié)氣仿此。就中再勻分一倍， 即得之矣。而其日影之射于地者，則取周天所識(shí)，上下相對(duì)，透地心斜畫(huà)之。 太陽(yáng)所離赤道緯度，所以隨節(jié)氣分遠(yuǎn)近者，此可略見(jiàn)。凡作日晷帶節(jié)氣者， 皆以此為提綱，歐羅巴人名為‘曷捺楞馬’云?！薄?〕

何為“曷捺楞馬”？目前經(jīng)多人多方面的研究已證實(shí)，其實(shí)際是拉丁詞Analemma的音譯。那么什么是Analemma呢？也有人考證，這實(shí)際上是古希臘人創(chuàng)造的一種專(zhuān)門(mén)用來(lái)研究宇宙的平行正投影〔10〕。此方法將投影點(diǎn)設(shè)在無(wú)窮遠(yuǎn)點(diǎn)，讓光線平行穿過(guò)天球，假想在天球中間有一個(gè)平面垂直于光線，這樣可畫(huà)出天球的模樣。由此，我們看出，利瑪竇傳入了西方曷捺楞馬法。他在這個(gè)過(guò)程中說(shuō)明了球面上平行于透射光線的圓（如地平圈）被透射成直線段，說(shuō)明了和透射光線垂直的圓（如過(guò)南北極的經(jīng)線圈）被透射成圓等性質(zhì)。同時(shí)，也給出了它們的正確畫(huà)法。

此外，在利瑪竇日?；顒?dòng)中，也曾多次提到過(guò)日晷。如在肇慶他曾指導(dǎo)瞿太素制造日晷，在南京曾輔導(dǎo)張養(yǎng)默制造日晷等。日晷作為一種古老的利用太陽(yáng)來(lái)計(jì)時(shí)的儀器，東西方都有，但各有所長(zhǎng)。東方的多是赤道日晷，沒(méi)有什么投影理論。而西方的多是地平日晷，其以西方古代天文學(xué)基本構(gòu)架為基礎(chǔ)，使用的方法正是曷捺楞馬法。而利瑪竇當(dāng)時(shí)帶來(lái)的和在中國(guó)制作的日晷不同于中國(guó)式的，通過(guò)其描述我們考證也正是地平日晷〔1〕。也由于此可看出，利瑪竇的確帶來(lái)了西方平行正投影。

關(guān)于平行正投影在我國(guó)古代曾經(jīng)有人研究過(guò)，如北宋時(shí)期的著名畫(huà)家建筑學(xué)家李誡（？－1110）。在他的《營(yíng)造法式》（1103）中我們可以看到有不少圖形的繪制采用的是正投影的方法。再如明代出現(xiàn)的《魯班經(jīng)》（萬(wàn)歷年間），其中也有很多正投影圖〔11〕。但是，中國(guó)古代的平行正投影似乎都沒(méi)有研究過(guò)球面。就是曾經(jīng)研究過(guò)的立方體（如房屋、石頭等）也沒(méi)有具體的確定的繪制方法——沒(méi)有使用精確的幾何繪制。所以，利瑪竇在這里的介紹在當(dāng)時(shí)還是先進(jìn)的，是對(duì)我國(guó)平行正投影研究的補(bǔ)充和推進(jìn)。

三、 利瑪竇傳入了球極投影和畫(huà)法幾何

利瑪竇在給國(guó)人展示西方物品的時(shí)候，其實(shí)不只是展示了地圖和日晷，而且還展示過(guò)一些相對(duì)較為復(fù)雜的天文儀器，如星盤(pán)等?！?〕對(duì)于星盤(pán)，利瑪竇特別用心。這一方面是星盤(pán)有很多的內(nèi)容，非常新穎，另外也是有克拉維烏斯的《論星盤(pán)》作后盾，其可介紹的內(nèi)容多而且系統(tǒng)。而星盤(pán)，作為一種先是在古希臘時(shí)期被當(dāng)時(shí)的數(shù)學(xué)家和天文學(xué)家發(fā)明，后又在歐洲非常流行的天文儀器，在制作的時(shí)候常常需要很多數(shù)學(xué)知識(shí)，因此，星盤(pán)在歐洲有“數(shù)學(xué)之寶”的美稱(chēng)。〔12〕在星盤(pán)制作需要的數(shù)學(xué)知識(shí)中，除了歐氏幾何和圓錐曲線知識(shí)以外，還需要球極投影的知識(shí)，球極投影是制作星盤(pán)的關(guān)鍵。所以，學(xué)習(xí)星盤(pán)制作必須學(xué)習(xí)球極投影。〔13〕

據(jù)載，利瑪竇在廣東曾教授過(guò)瞿太素制作星盤(pán)，在南京曾教授過(guò)張養(yǎng)默制作星盤(pán)。到了北京其又和李之藻等人討論了星盤(pán)的制作，并使李之藻也學(xué)會(huì)了制作星盤(pán)。利瑪竇曾說(shuō)：“李良（李之藻）對(duì)數(shù)學(xué)的其它部門(mén)也感興趣，他全力以赴協(xié)助制作各種數(shù)學(xué)器具。他掌握了丁先生（克拉維烏斯）所寫(xiě)的幾何學(xué)教科書(shū)的大部分內(nèi)容，學(xué)會(huì)了使用星盤(pán)，并為自己制作了一具，它運(yùn)轉(zhuǎn)得極其精確。接著，他對(duì)兩門(mén)科學(xué)寫(xiě)出了一份正確而且清晰的闡述。他的數(shù)學(xué)圖形可以和任何歐洲所繪的相匹敵。他論星盤(pán)的著作分兩卷出版。利瑪竇神父把一份送給了羅馬的耶穌會(huì)會(huì)長(zhǎng)神父，作為中國(guó)人完成的第一部這類(lèi)著作的一個(gè)樣本，另一份送給了丁先生，因?yàn)樗救嗽欢葟亩∠壬芙??！薄?〕

這里提到的“論著星盤(pán)的書(shū)”即是《渾蓋通憲圖說(shuō)》。在這本書(shū)的序言中，李之藻也說(shuō)：“昔從京師識(shí)利先生，歐邏巴人也。示我平儀，其制約渾，為之刻畫(huà)重固，上天下地，周羅星程，背結(jié)規(guī)筒貌則蓋天，而其度仍從渾出。取中央為北權(quán)，合《素問(wèn)》中北外南之觀；列三規(guī)為歲候，邃義和侯星寅日之旨，得未曾有，耳受手書(shū)，頗亦鏡其大凡。旋奉使閩之命，往返萬(wàn)里，測(cè)驗(yàn)無(wú)爽，不揣為之圖說(shuō)，間亦出其鄙謝，會(huì)通一二，以革中歷?！薄?4〕由此可見(jiàn)，利瑪竇給李之藻講解了球極投影，并教會(huì)了他星盤(pán)的制作和使用方法。

下面我們?cè)倬唧w看《渾蓋通憲圖說(shuō)》的內(nèi)容。此書(shū)上下兩卷共二十一部分。在第一部分卷首中，他說(shuō)：“渾儀如塑像，而通憲平儀如繪像，兼俯印轉(zhuǎn)側(cè)而肖之者也。塑則渾圓，繪則平圓，全圓則渾天，割圓則蓋天。”在地平受子午規(guī)之圖中說(shuō)：“渾天極圓，今割去黃道短規(guī)以南一小弧為平儀所不用者，此內(nèi)大弧自午中冬至度，逾北極際迄夜半冬至度，共徑二百二十七度，平儀截用為蓋天形，而置北極于中央云。”在總圖說(shuō)第一中說(shuō)：“渾蓋舊論紛紜，推步匪異。爰有通憲，范銅為質(zhì)。平測(cè)渾天，截出下規(guī)，遙遠(yuǎn)之星所用。固僅依蓋是為渾度。蓋模通而為一面，為俯視圖象?！碧岬阶游缇€時(shí)又說(shuō)：“其過(guò)頂一曲線結(jié)于赤道卯酉之交者則為正東西界，其余方向皆有曲線定之，近北窄而近南寬，蓋若置身天外斜望者?！痹诘乇P(pán)長(zhǎng)短平規(guī)圖說(shuō)第四中又說(shuō)：“故有晝短規(guī)，有晝夜平規(guī)，有晝長(zhǎng)規(guī)，而短規(guī)最大，平規(guī)次之，長(zhǎng)規(guī)最小。蓋平儀系極中央，中央之極，實(shí)該南北二極。試設(shè)八尺渾儀于此，人目自南極之外以望北極，晝短之規(guī)最近，定覺(jué)最大，晝夜平規(guī)次近，則覺(jué)次大，晝長(zhǎng)之規(guī)最遠(yuǎn)，則亦覺(jué)其最小，平儀立法于此。而中國(guó)在赤道以北，故置晝長(zhǎng)規(guī)于赤道內(nèi)，晝短規(guī)于赤道外。凡晝短規(guī)以?xún)?nèi)，其星稠。而在望近短規(guī)以外，其星有不可望者矣，夫是以略也。”〔15〕由此可見(jiàn)其傳入了球極投影（stereographic projection）原理。

球極投影是發(fā)端于古希臘天文學(xué)研究的一種數(shù)學(xué)方法，這種方法的創(chuàng)始人已不可知，有人認(rèn)識(shí)是托勒密（C.Ptolemy， 100－170），有人認(rèn)為是喜帕恰斯（Hipparchus， BC180－BC125），還有人認(rèn)為是更早的歐多克斯（Eudoxus，BC400－BC347）。這種方法的原理是：假設(shè)球體是透明的，而光線也是沿直線前進(jìn)的。然后在球的南極（或北極）放置一個(gè)投影點(diǎn)，在赤道放置一個(gè)平面，讓光源向平面發(fā)光，這樣就可以在平面上看到除南極點(diǎn)之外球面上所有點(diǎn)的投影了。如圖三所示。這種投影的特點(diǎn)是：赤道圈的投影和自身重合；赤道以北的半球上的元素投到平面赤道圈的內(nèi)部，反之，球面上赤道南部半球上的內(nèi)容投影到平面赤道圈的外部；球面上近北極的點(diǎn)，其投影密集，近南極的元素，其投影稀疏；另外，這種投影還有兩個(gè)重要的特性，一個(gè)是保圓性，一個(gè)是保角性。保圓性就是在投影變化下，球面上任意的不過(guò)兩極的圓都被投影成一個(gè)圓。過(guò)兩極的經(jīng)線圈被投影成直線。保角性是指，投影的時(shí)候，球面上兩個(gè)弧線之間的夾角可保持不變。由此，其可以幫助人們很好地測(cè)量天體和研究天文學(xué)?！?6〕

再看下面的內(nèi)容。在地盤(pán)長(zhǎng)短平規(guī)圖說(shuō)第四中，其介紹完了晝長(zhǎng)規(guī)和晝短規(guī)之后，還給出了具體的畫(huà)法，為：“先以晝短規(guī)分周天度。就子午線之中右尋二十三度半為界，從此斜畫(huà)一線，貫子午而右到酉中而止。取其與午線過(guò)處，從樞心旋一圓是為晝夜平規(guī)，即赤道規(guī)。又于赤道規(guī)分周天度，從午中右行數(shù)二十三度半，斜畫(huà)一線到酉中，取其過(guò)午線之處為界，從心畫(huà)以圓是為晝長(zhǎng)規(guī)?！逼浣o出的圖形如圖四所示。

在定天頂圖說(shuō)第五中，其介紹了天頂和天頂規(guī)的投影畫(huà)法。以北緯400為例（當(dāng)時(shí)測(cè)的北京的緯度）天頂具體的做法是：“先將赤道規(guī)分周天度，乃于卯線北行起算，依地方北極出高幾度幾分分立界于赤道之規(guī)，而畫(huà)弦以貫盤(pán)心。北左界為北極，南右界為南極。此名南北極軸。又于午線之東亦尋北極度分為界。此界正當(dāng)二極之中赤道之位，亦貫盤(pán)心畫(huà)弦為之赤道軸。自此赤道南軸斜望酉中，經(jīng)過(guò)午線再畫(huà)一弦，取其交午線處即為所求天頂?！薄?5〕

此后，還有黃道的天頂規(guī)的畫(huà)法、地平規(guī)的畫(huà)法、地平漸升度的畫(huà)法、朦朧影的畫(huà)法、黃道的畫(huà)法、黃道十二宮分點(diǎn)的畫(huà)法、黃道經(jīng)線的畫(huà)法、黃極和赤道南北極的畫(huà)法、有各種坐標(biāo)的恒星的畫(huà)法等等。由此看見(jiàn)，李之藻從利瑪竇那里還學(xué)習(xí)了西方早期的畫(huà)法幾何，并介紹給了國(guó)人。

四、 利瑪竇傳入了透視法

在利瑪竇給國(guó)人展示的物品中，也多次提到西方繪畫(huà)，如圣母像、耶穌像等。這些繪畫(huà)，有的是從印度、澳門(mén)、日本等外面經(jīng)教友轉(zhuǎn)來(lái)的，也有是利瑪竇自己繪制的。據(jù)載，1602年利瑪竇曾奉中國(guó)皇帝的命令，耗時(shí)兩三天繪制成的“西方宮廷生活圖”是一幅〔17〕，還有利瑪竇晚年也曾繪制過(guò)“野墅平林圖”也是一幅〔18〕。利瑪竇采用的什么方法畫(huà)這些畫(huà)呢？雖沒(méi)有文字記錄，但可以從其它地方找到證據(jù)。從現(xiàn)存于遼寧省博物館的“野墅平林圖”中我們可以看出，其不是中國(guó)式的寫(xiě)意畫(huà)法――雖然入畫(huà)內(nèi)容是山水。其遠(yuǎn)近分明，明暗比例協(xié)調(diào)，滅點(diǎn)固定，視野開(kāi)闊，顯然是采用了西方透視畫(huà)法。還有，利瑪竇在1601年將圣母像獻(xiàn)給皇帝之前，曾給很多人展示過(guò)，在展示的時(shí)候，還對(duì)比中國(guó)畫(huà)進(jìn)行了講解，他曾說(shuō)：“中國(guó)畫(huà)但畫(huà)陽(yáng)不畫(huà)陰，故看之人面軀正平，無(wú)凹凸相，吾國(guó)之畫(huà)兼陰與陽(yáng)寫(xiě)之，故面有高下，而手臂皆輪圓耳。凡人之面正迎陽(yáng)，則明而白，若則立，則向明一邊者白，其不向明一邊者眼耳鼻口凹處，皆有暗相。吾國(guó)之寫(xiě)像者，解此法用之，故能使畫(huà)像與生人亡異也?！薄?9〕在《幾何原本序》時(shí)他又曾說(shuō)：“察目視勢(shì)，以遠(yuǎn)近正邪高下之差，照物狀可畫(huà)立圓、立方之度數(shù)于平版之上，可遠(yuǎn)測(cè)物度及真形。畫(huà)小，使目視大，畫(huà)近，使目視遠(yuǎn)，畫(huà)圓，視目視球，畫(huà)像，有坳凸，畫(huà)室，有明暗也。”〔20〕還有，在利瑪竇學(xué)習(xí)過(guò)的羅馬學(xué)院的課程表中明確標(biāo)有：透視學(xué)，學(xué)習(xí)三個(gè)月?！?〕由此，利瑪竇懂得當(dāng)時(shí)在歐洲興起的透視畫(huà)法，了解其中的數(shù)學(xué)投影原理，在繪畫(huà)的時(shí)候采用了透視法。

國(guó)人中跟利瑪竇學(xué)習(xí)西方繪畫(huà)的也有，這其中最有名的就是游文輝。游文輝，字含樸，澳門(mén)人。1575年生人，1593到1598到日本接受基督教訓(xùn)練，之后回國(guó)追隨利瑪竇。其間因?yàn)樗釔?ài)繪畫(huà)并曾在日本初步學(xué)習(xí)過(guò)，所以其主要是跟利瑪竇學(xué)習(xí)繪畫(huà)和從事繪畫(huà)活動(dòng)?！?1〕游文輝作為一個(gè)西畫(huà)的初學(xué)者留下來(lái)的作品并不多，目前最常見(jiàn)的是1610年利瑪竇去世之后他繪制的利瑪竇畫(huà)像?！斑@是一幅標(biāo)準(zhǔn)的西方肖像畫(huà)，構(gòu)圖既飽滿(mǎn)又簡(jiǎn)練，顯示出相當(dāng)?shù)乃囆g(shù)概括能力。……該畫(huà)對(duì)明暗的處理也很有特色，光線從畫(huà)面左上方射去，在眼眶、鼻梁、面頰的暗面投下了豐富的陰影，尤其在白色衣領(lǐng)上的投影可以明顯感受到強(qiáng)烈的光源。……17世紀(jì)的中國(guó)人能將油畫(huà)肖像繪至這樣的水平，的確是件非常不容易的事情?！薄?2〕從此可看出，游文輝熟悉西方繪畫(huà)的原理，利瑪竇一定給他講解過(guò)其中的數(shù)學(xué)理論即當(dāng)時(shí)在西方流行的透視法。

五、 結(jié)束語(yǔ)

綜上我們可以看出，明朝末年在利瑪竇的多項(xiàng)活動(dòng)中，其不僅傳入了著名的歐氏幾何，而且還傳入了多種非歐氏幾何。這些非歐氏幾何更加直接地應(yīng)用到了平時(shí)科學(xué)技術(shù)活動(dòng)中，特別是天文、地理和繪畫(huà)藝術(shù)中，更有利的促進(jìn)了當(dāng)時(shí)我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。其實(shí)正是由于利瑪竇此時(shí)對(duì)于這些幾何知識(shí)的介紹，才使得后來(lái)有多種數(shù)學(xué)的傳進(jìn)。比如，正是利瑪竇在這里介紹了“曷捺楞馬”，后來(lái)才有的湯若望（J.A.S.V. Bell，1591－1666）在編寫(xiě)《恒星歷指》的時(shí)給出了四種計(jì)算恒星坐標(biāo)的簡(jiǎn)平儀法；〔23〕正是這里利瑪竇介紹了《圜書(shū)》中的橢圓，才有的后來(lái)羅雅谷（J.Rho， 1593－1638）在編寫(xiě)《測(cè)量全義》時(shí)對(duì)《圜書(shū)》的全面提及；〔24〕還有正是這個(gè)時(shí)候利瑪竇曾介紹過(guò)透視法，才使得后來(lái)大量的透視法內(nèi)容傳入我國(guó)，于1729年出現(xiàn)了我國(guó)第一部畫(huà)法幾何的專(zhuān)著《視學(xué)精蘊(yùn)》，〔25〕等等。所以，利瑪竇對(duì)于非歐氏幾何在我國(guó)傳播做出的貢獻(xiàn)一點(diǎn)也不必歐氏幾何在我國(guó)傳播做出的貢獻(xiàn)小。如果要說(shuō)到實(shí)用性，前者甚至還要大于后者。

參考文獻(xiàn)

[1] 利瑪竇，金尼閣.利瑪竇中國(guó)札記[M].北京：中華書(shū)局，1983. 180，348－349，351－352，432－433。

[2] 方豪.中華天主教史人物傳(上)[M]. 北京：中華書(shū)局，1988. 114。

[3] 許明龍.中西文化交流先驅(qū)[M].北京：東方出版社，1993. 5。

[4] John P. Snyder. Flattening the Earth: Two Thousands years of Map Projection[M]. Chicago: University of Chicago Press. 40。

[5] Henri Bernard， S.J. Matteo Ricci’s Scientific Contribution to China[M].Peiping: Henri Vetch，1935. 52，30。

[6] C. Clavius. Astrolabium[M].Ramae， 1593. 49－98。

[7] 李之藻.天學(xué)初函（影印本）[C].臺(tái)北：臺(tái)灣學(xué)生書(shū)局，1965. 3433，3480。

[8] 林東陽(yáng).利瑪竇的世界地圖及其對(duì)明末士人社會(huì)的影響[A]紀(jì)念利瑪竇來(lái)華四百周年中西文化交流國(guó)際學(xué)術(shù)論文集[C].臺(tái)灣：輔仁大學(xué)出版社，1983. 312－378。

[9] 利瑪竇.坤輿萬(wàn)國(guó)全圖（影印本）[M].禹貢學(xué)會(huì)，1933。

[10] 劉鈍.托勒密的“曷捺楞馬”與梅文鼎的“三極通機(jī)”[J].自然科學(xué)史研究，1986，（1）：68.

[11] 沈康身.界畫(huà)、視學(xué)和透視學(xué)[J].科學(xué)史文集[C].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1982.

[12] Blagrave J. The mathmetical Jewell[M].London，1585。

[13] Neugebauer O.The Early History of the Astrolabe[J].Isis，1949，40：240－256.

[14] 安大玉.明末平儀在中國(guó)的傳播[J].自然科學(xué)史研究，2002，(4)：299－316.

[15] 李之藻.渾蓋通憲圖說(shuō)[M].四庫(kù)全書(shū)（789卷）[C].上海：上海古籍出版社，1987. 855－864，866。

[16] Neugebauer O. A history of Ancient Mathematical Astronomy[M].Brilin: Springer-Verlag， 1975. 860。

[17] 裴化行.利瑪竇評(píng)傳[M].北京：商務(wù)印書(shū)館，1993.337.

[18] 伊拉里奧.畫(huà)家利瑪竇與《野墅平林圖》[A].遼寧省博物館藏寶錄[C].上海：上海文藝出版社，1994.152-153。

[19] 顧起元.客座贅語(yǔ)卷六，光緒三十年刊本。

[20] 徐光啟.譯幾何原本引[A].明清間耶穌會(huì)士譯著提要[C].北京：中華書(shū)局，1989. 258.

[21] 費(fèi)賴(lài)之.在華耶穌會(huì)士列傳及書(shū)目[M].北京：中國(guó)書(shū)局，1995.105.

[22] 莫小也.十七－十八世紀(jì)傳教士與西畫(huà)東漸[M].北京：中國(guó)美術(shù)學(xué)院出版社，2002.90－92.

[23] 湯若望. 恒星歷指[M].四庫(kù)全書(shū)（789卷）[C]. 上海：上海古籍出版社，1987.

第6篇：關(guān)于天文學(xué)的知識(shí)范文

【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)問(wèn)題；數(shù)學(xué)發(fā)展；數(shù)學(xué)應(yīng)用

數(shù)學(xué)，其本質(zhì)就是一種產(chǎn)生問(wèn)題和解決問(wèn)題的活動(dòng)，這些問(wèn)題可以是容易的或是困難的、膚淺的或是深刻的、理論的或是實(shí)用的、純粹的或是應(yīng)用的……問(wèn)題之多之雜無(wú)窮無(wú)盡，一個(gè)問(wèn)題的解決又常常是新的問(wèn)題的起源.時(shí)至今日，數(shù)學(xué)中已解決的問(wèn)題和尚未解決的問(wèn)題還是非常之多.

數(shù)學(xué)家們認(rèn)為任何問(wèn)題都是可解的，只是時(shí)間早晚的事情.這就是希爾伯特在巴黎的演講中說(shuō)的：“對(duì)于研究者來(lái)說(shuō)，相信每一個(gè)問(wèn)題都有一個(gè)解答，這種信念是一種強(qiáng)有力的激勵(lì).在我們的心中，我們聽(tīng)到永恒的召喚，這里有一個(gè)問(wèn)題，讓我們找到它的解答.我們單靠理性就能找到它，因?yàn)樵跀?shù)學(xué)中，沒(méi)有任何不可知.”[4]對(duì)于各種問(wèn)題的一次次的解決，促進(jìn)了數(shù)學(xué)的不斷發(fā)展.

數(shù)字大概起源于“結(jié)繩記事”等生活的需要，但數(shù)學(xué)起源于數(shù)千年前人們對(duì)于天文學(xué)的研究.在記錄星體、預(yù)測(cè)未來(lái)的過(guò)程中，出現(xiàn)了最早的天文學(xué)演算.其中，美索不達(dá)米亞人關(guān)于太陽(yáng)運(yùn)行的數(shù)學(xué)模型，對(duì)于現(xiàn)今的數(shù)學(xué)建模都有著很大的啟發(fā).如果假設(shè)太陽(yáng)沿黃道勻速運(yùn)動(dòng)，優(yōu)點(diǎn)是模型簡(jiǎn)單、易于使用，但缺點(diǎn)是不夠精確.在數(shù)學(xué)建模中，常常會(huì)在使用方便和推算結(jié)果的精確之間權(quán)衡取舍，就如同魚(yú)與熊掌不可兼得一樣.

希臘人使用幾何來(lái)研究自然，而美索不達(dá)米亞人運(yùn)用算術(shù)和原始的代數(shù)研究自然，所以，數(shù)學(xué)最初的兩個(gè)分支就是幾何和代數(shù).人們往往容易對(duì)幾何學(xué)的描述感興趣，如達(dá)?芬奇的守恒定律是體積守恒定律，關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的開(kāi)普勒第三定律本質(zhì)上是面積守恒定律等.[3]但邏輯算術(shù)在很多時(shí)候更有利于簡(jiǎn)化運(yùn)算、提高效率.隨著數(shù)學(xué)的發(fā)展，幾何學(xué)已經(jīng)還原為數(shù)學(xué)分析，數(shù)學(xué)分析已經(jīng)還原為算術(shù)，現(xiàn)在康托爾及費(fèi)雷格證明算術(shù)轉(zhuǎn)而還原為集合論，也就是還原為純粹邏輯.[3]在此過(guò)程中，數(shù)學(xué)在幾何和代數(shù)的基礎(chǔ)上又衍生出了眾多分支.其中，無(wú)窮級(jí)數(shù)和其他“無(wú)窮過(guò)程”的引入，對(duì)西方科學(xué)技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響.而西蒙.史蒂文是第一個(gè)在無(wú)窮小分析中進(jìn)行由幾何到算術(shù)的轉(zhuǎn)變的數(shù)學(xué)家.而無(wú)窮小分析，就是微積分的雛形.

歷史的發(fā)展促進(jìn)了數(shù)學(xué)在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，這些應(yīng)用也進(jìn)一步豐富了數(shù)學(xué)的發(fā)展和分類(lèi).在文藝復(fù)興時(shí)期，繪畫(huà)巨匠們的作品之所以如此栩栩如生，正是由于他們掌握了透視的基本方法，這導(dǎo)致射影幾何學(xué)的誕生.大航海時(shí)代，自然推動(dòng)了地圖、海圖繪制技術(shù)的發(fā)展，它反過(guò)來(lái)也推動(dòng)人們了解曲面的幾何學(xué).[1]同樣，工程畫(huà)現(xiàn)已成為了工程技術(shù)人員的通用語(yǔ)言.隨著客觀世界的不確定性的大量出現(xiàn)，概率和統(tǒng)計(jì)也應(yīng)運(yùn)而生.盡管概率論有著并不光彩的出身，但賭徒的問(wèn)題畢竟使數(shù)學(xué)家建立起系統(tǒng)的理論，而且有著越來(lái)越多的應(yīng)用.

拋開(kāi)數(shù)學(xué)領(lǐng)域的各種分類(lèi)，就數(shù)學(xué)本身而言它具有兩面性.一面朝內(nèi)，面向人類(lèi)的理念世界和抽象世界，代表數(shù)學(xué)的純粹性，完全關(guān)注學(xué)科的創(chuàng)造成果，試圖知道和理解它們是什么（即數(shù)學(xué)的理論性）；一面朝外，面向客觀世界和物質(zhì)世界，從而構(gòu)成應(yīng)用數(shù)學(xué)，其動(dòng)機(jī)是功利的，目標(biāo)是看能用這些創(chuàng)造成果做什么（即數(shù)學(xué)的應(yīng)用性）.[4]

人們往往會(huì)認(rèn)為自然科學(xué)和物理科學(xué)要比數(shù)學(xué)更為容易一些，這主要是源于數(shù)學(xué)的純粹性（即其理論性）.自然科學(xué)和物理科學(xué)所描繪的世界是具體的，是人們能夠感知的，人們通過(guò)一些技術(shù)手段甚至能夠達(dá)到二級(jí)近似；而純粹數(shù)學(xué)所描繪的世界則是由理念構(gòu)成的抽象世界，只能通過(guò)心靈來(lái)感知.[2]

好在數(shù)學(xué)在其產(chǎn)生和發(fā)展過(guò)程中還有其重要的應(yīng)用性，從而促進(jìn)或刺激了數(shù)學(xué)的各個(gè)分支不斷地向前深入發(fā)展.例如，實(shí)際應(yīng)用時(shí)的計(jì)算問(wèn)題促進(jìn)了算術(shù)的發(fā)展；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的面積等問(wèn)題刺激了幾何學(xué)的發(fā)展；物理學(xué)中的各種數(shù)學(xué)應(yīng)用直接導(dǎo)致數(shù)學(xué)分析的發(fā)展……而且伴隨歷史的發(fā)展，人們?cè)趯?shí)用與功利的動(dòng)機(jī)推動(dòng)下，不斷地去發(fā)展著這些領(lǐng)域的數(shù)學(xué)理論，從而產(chǎn)生了很多令人意想不到的結(jié)果.

實(shí)際問(wèn)題的解決促進(jìn)了數(shù)學(xué)理論的發(fā)展，反之，數(shù)學(xué)理論的發(fā)展也加速了實(shí)際研究的進(jìn)程.尤其是進(jìn)入20世紀(jì)以來(lái)，數(shù)學(xué)在理論性和應(yīng)用性?xún)煞矫娴谋舜酥L(zhǎng)更為明顯.除了一些像物理學(xué)、天文學(xué)、建筑工程等已經(jīng)較為完善的科學(xué)領(lǐng)域外，數(shù)學(xué)還在一些像計(jì)算機(jī)科學(xué)、生物學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等新興科學(xué)領(lǐng)域嶄露了頭角.而物理科學(xué)當(dāng)之無(wú)愧是產(chǎn)生數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)最重要的領(lǐng)域，如，它推動(dòng)了紐結(jié)理論、泛函分析和張量演算的不斷發(fā)展，而這些理論又成為弦論、量子力學(xué)和廣義相對(duì)論中的重要理論依據(jù).最優(yōu)化、一般均衡理論和博弈論的創(chuàng)立解決了經(jīng)濟(jì)上的很多問(wèn)題，而紐結(jié)理論則解決了生物學(xué)上的一些困擾了很久的難題.20世紀(jì)50年代，馮諾伊曼在研究細(xì)胞自動(dòng)機(jī)理論時(shí)，受到數(shù)學(xué)計(jì)算理論中一種技巧的啟發(fā)，從而制造出了一臺(tái)自己能復(fù)制自己的C器.而近代計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)則是對(duì)數(shù)學(xué)之恩惠的最大報(bào)答之一，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用和發(fā)展從根本上改變了人們的日常生活.就如同無(wú)線電波實(shí)際上是解微分方程的產(chǎn)物一樣，數(shù)學(xué)發(fā)展的結(jié)果是如此深刻，超出了一般人的理解.同時(shí)，社會(huì)選擇論的出現(xiàn)和發(fā)展，表明即使對(duì)看上去不太適合做形式分析的人文科學(xué)，數(shù)學(xué)也大有用武之地.

缺少必要的數(shù)學(xué)就會(huì)帶來(lái)太多的臆測(cè)；離開(kāi)數(shù)學(xué)，就會(huì)缺少一個(gè)共通的、沒(méi)有歧義的語(yǔ)言來(lái)表達(dá)思想；離開(kāi)數(shù)學(xué)，區(qū)分有用的思想和沒(méi)用的思想變得困難了很多.所以，達(dá)?芬奇在追求潛在原理的確定性時(shí)相信：不以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的知識(shí)就不可能存在確定性.正是像達(dá)?芬奇、牛頓一般的數(shù)學(xué)家們使得數(shù)學(xué)和基于數(shù)學(xué)的科學(xué)、技術(shù)推動(dòng)了歷史，使數(shù)學(xué)變成須臾不可離的東西.而數(shù)學(xué)的實(shí)質(zhì)在于有一套提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的普遍理論及方法.

數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)已然成為當(dāng)今學(xué)生頭上的一座大山.雖然數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)本身并沒(méi)有什么壞處，但是很多人根本用不上他們所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)，也沒(méi)有掌握數(shù)學(xué)的思維方法，在理解新的數(shù)學(xué)知識(shí)時(shí)仍然感到十分困難.更糟糕的是，很多學(xué)生失去了學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的動(dòng)力和興趣.如果一個(gè)人單單是為了應(yīng)付考試才去硬著頭皮學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)，那肯定是痛苦且不長(zhǎng)久的.那么，到底有沒(méi)有既能培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣、又能提高學(xué)生對(duì)于數(shù)學(xué)的理解力的方法呢？有！那就是學(xué)點(diǎn)兒數(shù)學(xué)發(fā)展史.歷史的演變總是可以幫助我們認(rèn)識(shí)到問(wèn)題的難點(diǎn)和數(shù)學(xué)上的偉大突破的，而教科書(shū)卻很少詳細(xì)地闡述什么是重要的，什么是不重要的.只有懂得了這些，才能說(shuō)是懂得了數(shù)學(xué).學(xué)點(diǎn)兒數(shù)學(xué)發(fā)展史絕對(duì)有助于理解抽象難懂的數(shù)學(xué)，例如，數(shù)學(xué)與量子力學(xué)和相對(duì)論是平行發(fā)展的，對(duì)學(xué)習(xí)者會(huì)有很大啟發(fā).

【參考文獻(xiàn)】

[1]吳贛昌.微積分（上）[M].北京：中國(guó)人民大學(xué)出版社，2011.

[2]郭運(yùn)瑞.高等數(shù)學(xué)[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，2010.

第7篇：關(guān)于天文學(xué)的知識(shí)范文

【關(guān)鍵詞】自然科學(xué) 學(xué)科教育 美育方式教學(xué)

【中圖分類(lèi)號(hào)】G623.6 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）06-0186-01

一、前言

隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)于各種知識(shí)的需求不斷增加，進(jìn)而對(duì)于世界、星體的了解更加深刻。為了能讓孩子們跟上社會(huì)科技發(fā)展的步伐，孩子們的各個(gè)教育階段都是至關(guān)重要的。就拿中小學(xué)教學(xué)來(lái)說(shuō)，這個(gè)時(shí)候的孩子們，記憶力強(qiáng)且不會(huì)在時(shí)間的長(zhǎng)河里遺忘；不僅僅如此，從社會(huì)犯罪現(xiàn)狀和影響犯罪的因素（如心理、年齡等）等方面來(lái)看，中小學(xué)階段的教學(xué)對(duì)于預(yù)防犯罪來(lái)說(shuō)作用很大。而作為涉獵范圍廣泛的自然科學(xué)學(xué)科，在各個(gè)教學(xué)階段中都是不可或缺的，是孩子教學(xué)的重要組成部分。因?yàn)樽匀豢茖W(xué)學(xué)科中美育教學(xué)方式，對(duì)于引導(dǎo)孩子們發(fā)現(xiàn)美、欣賞美，并把這種美發(fā)展到自己的整體素質(zhì)中去，起著重要的作用。

二、美育教學(xué)的涵義和特征

美育教育是審美教育的簡(jiǎn)稱(chēng)，也是“德智體美勞”全面發(fā)展教育方式的一種，也稱(chēng)為美感教育或者審美教育[1]。美學(xué)教育的目的和落點(diǎn)就是人性與人格的完美結(jié)合，也是現(xiàn)代教育觀念的形象詮釋?，F(xiàn)代教育觀念認(rèn)為，對(duì)于孩子們的教育要從其自生生存發(fā)展出發(fā)，讓性格完滿(mǎn)的理想目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。

正如馬克思所說(shuō)的“藝術(shù)的對(duì)象創(chuàng)造出懂得藝術(shù)和能夠欣賞美得大眾”，這正是審美教育的完美體現(xiàn)。審美教育主要有能動(dòng)性強(qiáng)，能夠怡情養(yǎng)性等特點(diǎn)，它是通過(guò)引起孩子們?cè)趯W(xué)習(xí)過(guò)程中情感的共鳴，從而激發(fā)出他們內(nèi)心對(duì)美的體驗(yàn)，并通過(guò)語(yǔ)言等方式表達(dá)出來(lái)。

三、自然學(xué)科科學(xué)的內(nèi)涵

自然學(xué)科科學(xué)是對(duì)自然現(xiàn)象進(jìn)行研究的學(xué)科科學(xué)的總稱(chēng)，它的范圍極其廣泛，主要包括生命科學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、空間科學(xué)、天文地理科學(xué)等學(xué)科。自然學(xué)科科學(xué)的教學(xué)在不同的教育階段有不同的內(nèi)容，如在小學(xué)教學(xué)階段，主要是了解天文學(xué)中關(guān)于天體的基本知識(shí)，簡(jiǎn)單認(rèn)識(shí)物理學(xué)、化學(xué)等學(xué)科實(shí)驗(yàn)的工具；在中學(xué)階段，可以了解到物理學(xué)中一些基本原理或者化學(xué)中物質(zhì)反應(yīng)的緣由或者是地理科學(xué)中關(guān)于地質(zhì)運(yùn)動(dòng)等方面的知識(shí)[2]。

四、美育在自然學(xué)科科學(xué)中的運(yùn)用

現(xiàn)今，為了讓孩子能夠很好地跟上社會(huì)科技、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的步伐，家長(zhǎng)們總是在孩子很小的時(shí)候就幫他們報(bào)上各種輔導(dǎo)班、藝術(shù)班。但是，這種教學(xué)方式會(huì)讓孩子們感到反感、恐懼甚至是厭惡、惡心。其實(shí)在孩子的各個(gè)教學(xué)階段都是有適合其年齡、心智的教學(xué)課程，但是家長(zhǎng)們的這種方式總是在揠苗助長(zhǎng)，讓孩子們對(duì)本來(lái)充滿(mǎn)藝術(shù)之美、科技之美、創(chuàng)造之美的各個(gè)學(xué)科的科學(xué)感到厭倦恐懼。這顯然是不科學(xué)的。

那么在如此情境中，如何有效地抑制揠苗助長(zhǎng)之態(tài)，如何挽救被僵化和固定了的審美思維和創(chuàng)造力的發(fā)掘呢？以自然學(xué)科科學(xué)為例，美育是有效途徑之一，這是有依據(jù)的。

首先，審美教育有極其悠久的歷史依據(jù)：春秋時(shí)期的莊子在其《天下篇》中倡導(dǎo)“判天地之美，折萬(wàn)物之理”，到近代的達(dá)芬奇的油畫(huà)《蒙娜麗莎的微笑》中，藝術(shù)與科學(xué)的結(jié)合在人們的心中也畫(huà)下了濃墨重彩的一筆。

其次，在教育理論方面，許多教育學(xué)家和教育心理學(xué)家們，都對(duì)審美教育放進(jìn)日常教學(xué)這一方式進(jìn)行了肯定。因?yàn)椋麄冋J(rèn)為，美育是以尊重學(xué)生心理和智力發(fā)育為前提。用各種活潑有趣多樣的方式來(lái)引導(dǎo)孩子們，從而能夠更好地激發(fā)他們潛力，達(dá)到德智體美勞全面發(fā)展的要求，進(jìn)而促進(jìn)人格的完整。

最后，在近現(xiàn)代教育中，不管是教育理論上還是實(shí)踐教學(xué)中，都能看到審美教育的影子。例如，在物理課上做自由落體試驗(yàn)；在地理學(xué)科教學(xué)中，列舉孩子們生活中常見(jiàn)的地貌；在生命科學(xué)中做植物切割、顯微鏡觀察等活動(dòng)。這些生動(dòng)形象的課堂講解，戶(hù)外采生的切身體驗(yàn)，有趣便捷的實(shí)驗(yàn)，氛圍良好的師生交流等等，都是審美教學(xué)的具體應(yīng)用。因?yàn)閷徝澜虒W(xué)是通過(guò)形象、立體的實(shí)物或者是生動(dòng)地講解等方式把抽象的學(xué)科科學(xué)變?yōu)楹⒆觽兡軌蚶斫獾木唧w形式，讓孩子們感受到科技美、自然美和心靈美。

五、結(jié)語(yǔ)

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)、科學(xué)知識(shí)高速發(fā)展的時(shí)代背景下，填鴨式的教學(xué)方式（只注重學(xué)習(xí)的而數(shù)量而忽視學(xué)習(xí)的本質(zhì)和質(zhì)量的教學(xué)方式）已經(jīng)不適應(yīng)目前的教學(xué)的發(fā)展，更不符合新課標(biāo)的對(duì)教學(xué)的要求。那么我們就需要用審美教學(xué)的方式來(lái)緩解目前教學(xué)發(fā)展的尷尬境地，從而促進(jìn)教學(xué)的改革，進(jìn)而培養(yǎng)出性格相符的學(xué)生。在自然學(xué)科科學(xué)教育中，審美教育是把孩子們的情感體驗(yàn)與教學(xué)和社會(huì)發(fā)展有機(jī)結(jié)合，還可以通過(guò)視、聽(tīng)等方式對(duì)美好的事物進(jìn)行感受，并通過(guò)他們自身的情感判斷，去深刻地認(rèn)識(shí)世界的內(nèi)部和外部，不僅僅是做到傳道授業(yè)解惑，更是對(duì)學(xué)生的負(fù)責(zé)，促進(jìn)其人格完整，達(dá)到理論界關(guān)于審美教學(xué)的最終目標(biāo)――人性與人格的完美相融。

在現(xiàn)今的審美教學(xué)中，不僅僅要根據(jù)學(xué)生的心理、年齡和智力來(lái)量體裁衣，有針對(duì)性地教學(xué)，還應(yīng)以學(xué)生日后走出學(xué)校后的生存和發(fā)展為前提，多費(fèi)心血地設(shè)計(jì)教學(xué)情境，讓學(xué)生們的情感變得豐富，由內(nèi)自外地抒發(fā)其喜怒哀樂(lè)等各種情緒，進(jìn)一步地促進(jìn)人格的圓滿(mǎn)。

參考文獻(xiàn)：

第8篇：關(guān)于天文學(xué)的知識(shí)范文

什么是情感態(tài)度與價(jià)值觀呢？總的說(shuō)來(lái)，它是新課程三維目標(biāo)中情感目標(biāo)的新表述。在新課程理念背景下，它們被賦予了十分豐富的內(nèi)涵。具體來(lái)說(shuō)，情感是指“人對(duì)客觀事物是否符合自己的需要而產(chǎn)生的體驗(yàn)”，情感被分為道德情感、理智情感和美的情感。態(tài)度是在一定情景下個(gè)體對(duì)人或事物，從一定方式進(jìn)行反應(yīng)的一種心理傾向。由認(rèn)知成分、情感成分和行為成分構(gòu)成。價(jià)值觀是指人們對(duì)某些事物價(jià)值的基本看法，這些看法一方面沉淀為一定的價(jià)值目標(biāo)；另一方面成為人們判斷客體價(jià)值大小，進(jìn)行價(jià)值判斷、價(jià)值選擇的思想根據(jù)。從橫向上看，這三個(gè)要素具有相對(duì)獨(dú)立性，它們描述了人的情感意志領(lǐng)域的完整畫(huà)面；而從縱向上看，這三個(gè)要素有層次遞進(jìn)性，它們構(gòu)成了一個(gè)由低級(jí)到高級(jí)的情感意志發(fā)展的連續(xù)體。

根據(jù)新課程理念強(qiáng)調(diào)三維教學(xué)目標(biāo)的平衡發(fā)展，切實(shí)改變以往教學(xué)目標(biāo)中只重雙基而忽視學(xué)生其他能力和情感目標(biāo)的培養(yǎng)。情感、態(tài)度與價(jià)值觀作為教學(xué)目標(biāo)之一，必須要通過(guò)一定的方法和具體的知識(shí)載體來(lái)表達(dá)和實(shí)現(xiàn)。在高中物理數(shù)學(xué)中很多地方都體現(xiàn)了情感態(tài)度與價(jià)值觀。例如：在講《行星的運(yùn)動(dòng)》中介紹哥白尼的觀點(diǎn)時(shí)，教材把它放在當(dāng)時(shí)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)、文化環(huán)境中來(lái)加以分析與說(shuō)明。文藝復(fù)興帶來(lái)的思想與藝術(shù)的繁榮對(duì)哥白尼有深刻的影響，藝術(shù)的繁榮使哥白尼堅(jiān)信宇宙中的行星運(yùn)動(dòng)是美的，而美的東西一定是簡(jiǎn)單與和諧的。使學(xué)生能領(lǐng)略自然界的奇妙與和諧。

開(kāi)普勒用20年的時(shí)間研究了丹麥天文學(xué)家第谷的行星觀測(cè)資料，七十余次嘗試，幾十種模型的建立所得結(jié)果都與第谷的觀察數(shù)據(jù)有至少8＇的角度偏差；直到最后他對(duì)第谷的數(shù)據(jù)深信不疑……這不容忽視的8＇也許正是因?yàn)樾行堑倪\(yùn)動(dòng)并非勻速圓周運(yùn)動(dòng)，第一次大膽地對(duì)人們長(zhǎng)期以來(lái)視為真理的觀念——天體在做“完美的”勻速圓周運(yùn)動(dòng)表示懷疑。開(kāi)普勒對(duì)科學(xué)研究地執(zhí)著與堅(jiān)定，大膽質(zhì)疑，不懼權(quán)威的進(jìn)取精神，震撼學(xué)生心靈，達(dá)到情感育人的目的。同時(shí)也應(yīng)該看到第谷與開(kāi)普勒美妙的合作，兩個(gè)風(fēng)格截然不同的科學(xué)家，一個(gè)擅長(zhǎng)觀察，另一個(gè)是數(shù)學(xué)天才，但是誰(shuí)的作用也不可忽視，第谷從實(shí)驗(yàn)和觀察入手，開(kāi)普勒再對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)歸納，“把幾千個(gè)數(shù)據(jù)歸納成如此簡(jiǎn)潔的幾句話”，說(shuō)明科學(xué)探究需要有合作精神，科學(xué)探索的樂(lè)趣與科學(xué)方法的魅力可見(jiàn)一斑。這也是一種美，一種與他人合作的美。

總之，這節(jié)課充分體現(xiàn)了情感態(tài)度與價(jià)值觀的培養(yǎng)，讓學(xué)生體會(huì)到人類(lèi)對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)充滿(mǎn)著曲折與艱辛，讓學(xué)生在科學(xué)家關(guān)于天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的研究歷程中，體會(huì)科學(xué)家們實(shí)事求是尊重客觀事實(shí)，不迷信權(quán)威，敢于堅(jiān)持真理和勇于探索的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，體會(huì)對(duì)描述自然追求簡(jiǎn)單和諧是科學(xué)研究的動(dòng)力之一。

第9篇：關(guān)于天文學(xué)的知識(shí)范文

［關(guān)鍵詞］ 科學(xué)；宗教；對(duì)抗；和諧統(tǒng)一；地外生命；科幻文學(xué)；超時(shí)空接觸；普利策獎(jiǎng)

《超時(shí)空接觸》（Contact）是由曾經(jīng)執(zhí)導(dǎo)過(guò)著名影片《阿甘正傳》的美國(guó)導(dǎo)演羅伯特•澤米吉斯（Robert Zemeckis）于1997年拍攝的一部科幻影片。它根據(jù)美國(guó)著名的科普作家卡爾•薩根（Carl Sagan）榮獲普利策獎(jiǎng)的同名小說(shuō)改編，并由其本人編寫(xiě)了一部分劇本和擔(dān)任副制片人。本片是目前好萊塢所拍攝的科學(xué)含金量最高的真正意義上的科幻片，調(diào)查表明，美國(guó)有97%的民眾相信影片所述的內(nèi)容。與之相比，那些全球排行榜上名列前茅的電影，如《星球大戰(zhàn)》系列、《未來(lái)戰(zhàn)士續(xù)集》及《駭客帝國(guó)》等，過(guò)于天馬行空，只能算是狂想片。由于該片系當(dāng)今好萊塢一群超級(jí)精英制作，劇情豐滿(mǎn)，表演精湛，視聽(tīng)效果上乘，全球票房一度高達(dá)1.66億美元。

本片生動(dòng)刻畫(huà)了一個(gè)把畢生精力奉獻(xiàn)給探索外太空生物的女科學(xué)家艾利（ Eleanor Arroway ）。本片通過(guò)主人公在科學(xué)事業(yè)上的孜孜以求以及在實(shí)現(xiàn)自己科學(xué)理想過(guò)程中所遭遇到的各種來(lái)自宗教方面的壓力，從小的切口入手，漸漸把觀眾帶入科學(xué)與宗教的對(duì)抗之中，使得每一個(gè)人都不禁思索，科學(xué)與宗教難道真的是水火不容嗎？同時(shí)，本片也尖銳地觸及了美國(guó)民眾復(fù)雜的科學(xué)觀和世界觀。

一、電影《超時(shí)空接觸》基本情況介紹

（一）劇本――真實(shí)可信又富有哲理的故事情節(jié)

不同于其他擁有漫長(zhǎng)歷史的國(guó)家，美國(guó)這個(gè)新興國(guó)家缺乏誕生偉大史詩(shī)的沉重歷史。但是，美國(guó)民眾可以用豐富的想象力來(lái)塑造自己心目中的完美英雄，來(lái)譜寫(xiě)璀璨雋永的史詩(shī)?？苹梦膶W(xué)這一類(lèi)型在美國(guó)的受歡迎程度很高，每年有大量文學(xué)書(shū)籍和影視作品產(chǎn)出。而這部《超時(shí)空接觸》告訴我們，其實(shí)科幻并不一定要靠出色的特效來(lái)吸引觀眾（至少本片的賣(mài)點(diǎn)并不是視覺(jué)效果）?？苹闷?，對(duì)于中國(guó)影片來(lái)說(shuō)，幾乎還是個(gè)空白，或許基于技術(shù)以及其他客觀原因，我們還無(wú)法作出如ID4這樣的影片，但《超時(shí)空接觸》這樣的影片，中國(guó)還是有能力拍攝的，然而，在這種影片面前，中國(guó)電影卻不得不面對(duì)一個(gè)軟├摺―劇本。可以說(shuō)，《超時(shí)空接觸》的劇本是成就整部影片的基礎(chǔ)，影片內(nèi)對(duì)諸多細(xì)節(jié)的刻畫(huà)也是現(xiàn)在諸多中國(guó)電影所無(wú)法做到的?？催^(guò)《科幻世界》這本雜志后，發(fā)現(xiàn)中國(guó)還是有不少的科幻人才，至少，里面的不少文章都是可以加以改編，拍攝成如《超時(shí)空接觸》這種類(lèi)型的影片。至少，這樣的影片比那些所謂華而不實(shí)的中國(guó)魔幻片來(lái)得更有意義一點(diǎn)。

在科幻片這一類(lèi)型片外衣的包裹之下，是真實(shí)可信又富有哲理的故事情節(jié)。本片在引發(fā)人們不斷思考的同時(shí)，也可以讓我們借機(jī)來(lái)了解一下美國(guó)民眾的科學(xué)觀和宗教觀。

2.影片產(chǎn)生的社會(huì)背景

（1）美國(guó)的

根據(jù)皮尤宗教和公共生活論壇(Pew Forum on Religion and Public Life) 2007年5月8日至8月13日的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，美國(guó)民眾中78.4% 的人信仰基督教，這其中51.3%的人是清教徒，23.9%的人信仰天主教。同時(shí)，4.7%的人信仰其他宗教，16.1%的人無(wú)，0.8%的人不確定或拒絕回答。 該數(shù)據(jù)是皮尤論壇從全國(guó)范圍，來(lái)自各宗教背景的成年人中隨機(jī)挑選35 000人的問(wèn)卷調(diào)查中得出的。

從這組數(shù)據(jù)中我們可以看出，至少有83.1%的美國(guó)民眾相信世上存在某種形式的神。各種宗教儀式和宗教教義對(duì)美國(guó)人的精神生活影響很大。同時(shí)歷任美國(guó)總統(tǒng)中絕大部分都有基督教（Christian ）信仰背景。這也就是為什么美國(guó)有著復(fù)雜宗教背景的現(xiàn)任總統(tǒng)奧巴馬在問(wèn)題上屢屢招來(lái)麻煩。

（2）二戰(zhàn)后美國(guó)科技的發(fā)展

美國(guó)的科技機(jī)構(gòu)可以劃分為四大系統(tǒng)：聯(lián)邦政府系統(tǒng)、企業(yè)系統(tǒng)、高等院校系統(tǒng)和其他非贏利系統(tǒng)。在美國(guó)聯(lián)邦政府系統(tǒng)內(nèi)，國(guó)家實(shí)驗(yàn)室是主要的科技骨干力量，其中著名的有新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、田納西州的橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、佛羅里達(dá)州的肯尼迪航天中心等。目前全美大約有800個(gè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，年度經(jīng)費(fèi)約占政府R&D總經(jīng)費(fèi)的1/3。 企業(yè)的科技工作在全美占有重要地位。大學(xué)是美國(guó)從事基礎(chǔ)研究的主要基地。

二戰(zhàn)后，美國(guó)的科技水平迅猛發(fā)展，國(guó)家不斷完善科技體制，重視知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)與發(fā)展，同時(shí)建立諸多科研中心和機(jī)構(gòu)。美國(guó)人的科技觀念也隨之不斷增強(qiáng)?？茖W(xué)化的管理理念滲入到民眾生活的方方面面，甚至人們的飲食起居。

二、《超時(shí)空接觸》中的有神論與無(wú)神論

了解了以上兩個(gè)背景之后，我們?cè)俜从^這部影片。女主角是一位堅(jiān)定的無(wú)神論者。她在天文學(xué)、物理學(xué)等諸多科學(xué)領(lǐng)域孜孜以求，并把探索外星生命的這一夢(mèng)想的實(shí)現(xiàn)完全寄托于科技的進(jìn)步。影片中，她在美國(guó)國(guó)會(huì)接受遴選委員會(huì)的問(wèn)答時(shí)，面對(duì)委員們關(guān)于她是否相信有神的存在這一問(wèn)題不知所措，更甚者她的第一反應(yīng)表現(xiàn)出她似乎對(duì)這一問(wèn)題感覺(jué)到很荒唐?？梢?jiàn)，艾利在自己的事業(yè)生涯中從未考慮過(guò)世界上是否有神的存在，在她的心目中，科學(xué)才是她的一切。

與艾利相反的是，在影片中作為艾利的男朋友出現(xiàn)的男主人公帕默賈斯（Palmer Joss）卻是一位堅(jiān)定的有神論者。他著書(shū)立說(shuō)，以上帝的名義引導(dǎo)著民眾的精神生活。對(duì)于艾利的獻(xiàn)身于科學(xué)的專(zhuān)注，他既欽佩同時(shí)也表現(xiàn)出難以理解。甚至最終把關(guān)鍵性的一票投給了一個(gè)謊稱(chēng)自己是虔誠(chéng)教徒的候選人身上，而拒絕了艾利太空之旅的愿望。

影片中的男女主人公是現(xiàn)實(shí)生活中科學(xué)與宗教的化身。科學(xué)自打它誕生的那一天起就注定了將與宗教產(chǎn)生不可避免的摩擦，甚至是對(duì)抗。但是，它們?cè)谇甑膶?duì)抗中卻一起走到了今天。一方面，信仰各種神靈的人們?cè)诓粩嘣龆?，各種新興宗教和教派也在不斷產(chǎn)生；另一方面，科技的發(fā)展日新月異，給我們的生活帶來(lái)了顯而易見(jiàn)的偉大變化。在人類(lèi)歷史的進(jìn)程中，科技和宗教并沒(méi)有消滅彼此，它們?cè)诓粩鄬?duì)抗中都得到了自己的發(fā)展空間。

如果科技與宗教是水火不容的對(duì)立面，那么為什么會(huì)有今天這種花開(kāi)兩朵的現(xiàn)實(shí)狀況？不難看出，影片也在探索這一問(wèn)題。導(dǎo)演在影片中安排有神論的男主人公帕默跟無(wú)神論的女主人公艾利無(wú)意中邂逅，從此一見(jiàn)鐘情。艾利被帕默的幽默風(fēng)趣、細(xì)心呵護(hù)所吸引，帕默則是被艾利的專(zhuān)注執(zhí)著所打動(dòng)。但科學(xué)探索的旅途是孤獨(dú)的，邂逅不久，艾利則與帕默分離，重新踏上自己的探索旅途。重新相遇的時(shí)候，則是整個(gè)人類(lèi)在面臨一個(gè)艱難選擇。艾利和帕默的爭(zhēng)執(zhí)與眷戀在此刻達(dá)到了影片的。最終，他們走到一起，攜起手來(lái)去應(yīng)對(duì)外星人的邀請(qǐng)。影片中，艾利在回答委員會(huì)提出的“當(dāng)你只能問(wèn)外星人一個(gè)問(wèn)題的時(shí)候，你會(huì)問(wèn)什么?”這個(gè)問(wèn)題時(shí)，是這樣回答的：“我想我會(huì)問(wèn)，你們是怎么進(jìn)化――你們是怎么從科技發(fā)展期幸存下來(lái)┑摹…”（How did you evolve? How did you survive technological adolescence…）這一問(wèn)題同樣也是有神論者們的擔(dān)憂和對(duì)科學(xué)最大的質(zhì)疑。再次，我們可以看到，科學(xué)與宗教的本質(zhì)是殊途同歸，都是在探索人類(lèi)自身來(lái)源于未來(lái)，探索人類(lèi)的生存意義。只是在解釋這一問(wèn)題上選擇了不同的道路。

那么有神論與無(wú)神論最大的不同是什么呢？影片中艾利的一句很普通的臺(tái)詞令人印象深刻那就是我們經(jīng)常說(shuō)的“我不能證明（ I cant prove）?！?嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神不是試圖對(duì)任何事情都給出一個(gè)確定的回答，而是勇于承認(rèn)自己的無(wú)知，用已知的知識(shí)去不斷質(zhì)疑，以求新的發(fā)現(xiàn)和新的探索。艾利的回答不免讓人沮喪，同時(shí)也讓人無(wú)法把希望寄托在她的身上。飛往外太空的航空器造價(jià)之昂貴，是全地球人們共同努力建造的。我們?cè)趺纯梢园殉俗@樣一架昂貴的飛行器飛往外太空代表全人類(lèi)同地外生命接觸的使命托付給一個(gè)對(duì)很多問(wèn)題都不確定的人呢？反觀帕默，他多年來(lái)著書(shū)立作，解答人們?cè)诰耦I(lǐng)域里的各種疑惑。他是一個(gè)很有天賦的神父，懂得用各種的神學(xué)理論來(lái)安撫人們。從他的臺(tái)詞中可以透露出，他相信有神靈存在的原因居然是：如果世界上沒(méi)有上帝的話，那人類(lèi)豈不是很孤獨(dú)？他從他自己的神學(xué)領(lǐng)域同樣也在探求著人類(lèi)的起源與生存意義。他同時(shí)也不否認(rèn)宇宙中有地外生命的存在。所以宗教的本質(zhì)不是質(zhì)疑，而是答疑解惑，它要求人們信奉，而不是提出質(zhì)疑。這與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神是不同的。

三、分析與總結(jié)

這部影片向我們展示了美國(guó)民眾對(duì)于科學(xué)和宗教的態(tài)度。美國(guó)人普遍認(rèn)為科學(xué)可以改變?nèi)藗兊纳睿梢越o自己提供很大的便利；宗教是人們心靈的慰藉，可以對(duì)人們的行為起道德上的約束作用?？萍己妥诮淘谌粘Ｉ钪薪^大部分場(chǎng)合不會(huì)有沖突，是和諧共存的。但是，在某些原則問(wèn)題上，科技與宗教屢有沖突，如試管生命的培育等。但是事后，諸多宗教圓滿(mǎn)地用自己的神學(xué)理論對(duì)這一不可避免的沖突進(jìn)行了解答，同時(shí)也豐富和發(fā)展了自己的神學(xué)觀。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，宗教在美國(guó)社會(huì)的道德規(guī)范意義更加突出，而單純的神靈崇拜則在慰藉人們的心靈方面有著很重要的存在意義。

影片中，導(dǎo)演借用了著名小說(shuō)作者、世界一流的天文學(xué)家和科學(xué)活動(dòng)家卡爾•薩根的一句名言：“如果宇宙中存在的生物只有人類(lèi)，那將是對(duì)空間的極大浪費(fèi)?！?“If humans were the only life in the universe it would‘be a terrible waste of space’.”) 表達(dá)了自己對(duì)未來(lái)科學(xué)與宗教共同發(fā)展的希望。假如科學(xué)和宗教在人類(lèi)所有尋求的本質(zhì)問(wèn)題上包容對(duì)待彼此，共同努力的話，人類(lèi)將會(huì)在科技發(fā)展中幸存下來(lái)并繁衍生息。這句臺(tái)詞同時(shí)也是影片中男女主人公走到一起的關(guān)鍵。

［參考文獻(xiàn)］

［1］ 黃安年.美國(guó)總統(tǒng)和第一夫人［M］.石家莊：河北人民出版社，1986.

［2］ 郝劉祥.中世紀(jì)希臘科學(xué)的傳播及其與宗教的關(guān)系［J］.自然辯證法通訊，2003(03).

［3］ The Pew Forum on Religion & Public Life［OL］./.