作文:天文学的历史
早在16世纪以前,中国的天文观测就已经达到了非常精确的水平。中国古代天文学家设计制造了许多精美的观测仪器。通过对星星的观察,一致认为20岁时历法会改进几百倍。中国是世界上拥有最古老天文记录和最系统记录的国家。当时的天文记录可以从商代的甲骨文时钟中找到。我国历史上关于新星和超新星的记录约有80条,占世界上此类记录的90%。在西方,古代天文学家花了很大力气研究星空背景下的行星运动。他们年复一年地测量行星的位置,分析行星运动的规律,最终导致了中世纪哥白尼日心说的建立。这对当时的宗教势力是一个有力的打击,是历史上自然科学的一次辉煌胜利。
日心说的发展在17世纪达到顶峰。牛顿将力学概念应用于行星运动的研究,发现并验证了万有引力定律和力学定律,创立了天文学的一个新分支——天体力学。随着天体力学的诞生,天文学从单纯描述天体的几何关系进入了研究天体间相互作用的阶段。
在牛顿之后的两百年里,天体力学的发展给了应用数学强大的推动力。从微积分到现在的数学物理方法,已经成为现代科学中不可或缺的工具。
虽然天体之间的引力相互作用解释了很多天文现象,但还不足以阐明天体的本质。自19世纪中期以来,物理学的巨大发展将天文学推向了一个新的阶段。以测量天体亮度和分析天体光谱为起点的天体物理学,被称为天文学新的生长点。
19世纪末到20世纪初,量子论、相对论、核物理和高能物理的产生,给了天文学新的理论工具。研究天体的化学成分、物理性质、运动状态和演化规律,是人类认识天体的本质。天体物理学使天文学家能够有理有据地谈论天体的演化。天体物理学的诞生标志着现代天文学的起点。天文观测也在此时进入了一个新的阶段。
回想17世纪以前,人们只是用肉眼观察了很长时间的天象,能看到的星星也就六七公斤。十七世纪,伽利略开创了天文望远镜,顿时大大拓宽了人类的视野。随着光学技术的发展,望远镜的口径越来越大,人类的视野从我们身边的太阳系扩展到了银河系,到了河外星系。
目前,在各种望远镜的视野中,存在着种类繁多、结构复杂、内容丰富的遥远而昏暗的天体。进入20世纪以来,直径2至6米的大型光学望远镜的发展,特别是近三四十年来射电天文学和空间天文学的诞生,使天文观测手段不仅具有了前所未有的探测能力和精度,而且将天文学的领域扩展到了整个电磁波。显然,我们这个时代正在经历一场新的天文学大飞跃。
观测手段的飞跃使天体物理学进入了前所未有的活跃阶段。如果说天体物理学在诞生之初对物理学做出了一些贡献,那么最近天文学新现象的发现可以说对物理学产生了一系列影响。红外源、分子源和天体脉泽源的发现为恒星形成的研究提供了重要线索。脉冲星、X射线源和γ射线源的确定促进了恒星演化的研究。星际分子的发现引起了生物学家和化学家的注意。类星体、射电星系和星系核活动等高能现象的发现,对物理学定律提出了尖锐的挑战。结合对各类恒星观测数据的积累和分析,星系演化和大尺度宇宙学的观测和研究也被提上日程。
自从人造卫星上天以来,太阳和地球之间的空间物理学取得了许多新的成果。随着航天器对行星的远距离访问以及在月球、火星和金星上的着陆考察,太阳系的组成和演化研究呈现出全新的局面。
人们看到广袤无垠的太空有着地面实验室难以模拟的物理条件:高真空度、每立方厘米高密度的中子星、脉冲星表面高达一万亿高斯的磁场、恒星内部和恒星爆炸时产生的超过1000亿度的高温、部分星系极高的速度和星系核爆。