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天文学成就

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天文学成就范文第1篇

最能代表我国古代科学成就的还是天文学和数学,也就是古人所说的的天、算。这两门学科在我国古代联系得十分紧密,因为对日月五星运行规律的认识以及日食、月食的推测,都离不开数学上的计算。举一个例子,汉代已形成的“谈天三家”――也就是当时古人对宇宙的三种认识,分别是盖天说、浑天说与宣夜说。除了宣夜说有点玄奥抽象外,盖天说与浑天说均是由数学模型作为支撑的,尽管两者建构了不同的宇宙模型,但是有一条是共同坚守的,就是“日影千里差一寸”,也即八尺之表的日影在子午线方向上千里会差一寸。而“日影千里差一寸”最早源自《周髀算经》,该书既是一部数学著作,也是一部天文学著作。需要说明的是,千里差一寸的论证是错误的,一直到了唐代一行和尚通过实测才使它寿终正寝。

我国古代天文学的发展,深受古代数学的影响,尽管盖天说、浑天说都有数学模型建构,但是这种模型并不与推算日月五星运行的另一套数学模型(算的模型)相融洽,或者说是各行其是。因此我们也不可能像西方那样,从古希腊天体运行的圆周运动中解脱出来,发展出开普勒的椭圆轨道等近代天文学体系。我国古代天文学还把地上的事物都搬到天上,形成了独具特色的“三垣二十宿”体系。该体系是天上、人间对应比附的产物,是军国星占体系的一种反映,即为战争胜负、王室兴衰、年成丰歉等军国大事服务的,但这已经走出了科学的范畴。

中国古代的数学成就

我国古代数学的基调是由成书于汉代的《九章算术》确立的。那么《九章算术》的基调是什么呢?就是服务于实际生产生活的应用问题集:一题一答一术。“题”就是题目,“答”就是答案,“术”就是算法。那么推理、论证的过程呢?书中是查不到的,因为根本就没写。所谓“九章”,就是9大类应用题目,比如“方田”是计算土地面积的问题集,“商功”是计算各种工程(沟渠、仓窖等)的土方、人工等。

经常有人将《九章算术》与古希腊欧几里德的《几何原本》作对比,这两部书的确也代表了东西方不同的思维风格,一个是以“算”为特征的实用化体系,一个是以“证”为特征的演绎逻辑体系。我们的祖先一直缺少“证”的那根筋,直到明末徐光启与传教士利玛窦合作翻译《几何原本》(前6卷)时,徐光启被该书的体系所服膺,写道:“此书未译,则他书俱不可得。”

说到我国古代数学,大家都会联想到南朝祖冲之在圆周率上的贡献。不过,祖冲之的《缀术》已经失传,他对圆周率的推算,学界认为是在魏晋时期刘徽“割圆术”的基础上得到的。当时要计算出密率355/113的确是很了不起的成就,要知道那个年代要用算筹去计算开方在内的大数目运算,难度可想而知。

唐代中叶到元代中叶是我国古代数学发展的黄金时期,特别是宋元时期达到了顶峰。发展到高峰的标志有二:首先是数学著作繁兴,宋代前后不到300年竟出了50本之多;其次是水平高,就是在算法的改进与抽象化程度方面前进了许多。无论是高次方程的近似解法、多元一次方程组的解法、高阶等差级数、同余方程组解法等,都达到了当时世界上的最高水平。

从元中叶到明末,中国古代数学整体江河日下,以至于当时学界竟然连宋元时期的数学著作都读不懂了。到了明末,随着传教士的东来,西方的数学知识开始译介、引入;后来又经过清末第二次“西学东渐”,直到20世纪初我国数学才汇入世界数学发展的洪流。

农业技术的突出成就

农业技术创新方面,我国汉代创制的三件农事器具值得一提。其一是耧车,也叫耧,华北地区称之为耩子。耧车是一种北方用的条播器具,能够同时完成开沟和下种程序,后来又在耧车后面拖上覆盖种子的构件,就更加便于耕种了。耧车的发明,使得单位面积土地上播种量减少,并且有利于之后的田间作业。其次是翻车,也就是后世称之为“龙骨水车”的灌溉(或排涝)农具。到了元代,出现了多种形式的翻车,有脚踏翻车、牛转翻车、水转翻车等。明代《天工开物》提到一种轻巧的手摇翻车(也叫拔车)。翻车是我国古代江南地区应用最广泛的提水、排涝农具,也是世界上最早应用链传动的技术设施。还有一种是风扇车,也叫扇车,是一种清选农具,能够合理、有效地利用人为产生的风力把粮食籽粒与糠秕分开。

唐代诗人徐来军写有一首《调笑令》:“翻倒,翻倒,喝得醉来吐掉。转来转去自行,千匝万匝未停。停未?停未?禾苗待我灌醉。”这里描述的就是我国唐代时期出现的一种新式提水器具――筒车。大型的筒车远远望去就像现代的摩天轮,只不过轮的悬挂的是竹筒,在流水的冲击下,竹筒在低处兜水,转到高处时倾泻到水槽中,水槽通向田地里进行灌溉。到了宋代,筒车得到普遍应用。现在湖南西部、广西北部的溪流边,还能见到筒车的身影。

天文学引领技术高峰

宋元时期是我国古代技术发展的高峰。北宋曾公亮1044年完成的《武经总要》是我国古代军事技术全面、系统的反映;北宋李诫于1100年成书的《营造法式》是我国古代木构建筑技术达到纯熟的标志;元代王祯1313年写就的《农器图谱》是我国古代农事器具的集大成之作。特别值得一提的是北宋1092年由苏颂、韩公廉制成的水运仪象台,是我国古代最为复杂的天文仪器。该仪器集浑仪、浑象、圭表、计时与报时为一体,实物高12米,宽7米,蔚为大观。这部仪器不像魏晋南北朝那些“奇器”徒有盛名而无法得其传,因为苏颂留下了制造这部仪器的《新仪象法要》,并附有插图66幅,后人根据这本书完全可以进行复原。2012年8月国际天文联合会在北京召开大会期间,由中科院自然科学史研究所与清华大学等单位复原的模型(原物的1/3)在北京国家会议中心展出,轰动一时。

元代天文仪器上的改进最重要的当属郭守敬设计的简仪。简仪是针对浑仪而言,顾名思义,是简化了的浑仪。他改进的方法是把赤道装置与地平装置分开,去掉一些不必要的环,又在刻度上精细化,使得观测精度更加精准。

明末1637年宋应星完成的《天工开物》,系统总结了我国农业、手工业方面的技术成就。但是这就像是快下山的夕阳,在回光返照时眷恋了一下古老的,随后在西方世界轰轰烈烈的工业革命大潮下,中国则与主流技术前沿渐行渐远。

结束语

天文学成就范文第2篇

威廉姆斯:大多数科学成就都是在意料之外偶然发现的。或许,我们最终能够收到他们回复的信号,但我表示强烈的怀疑!对信号进行巡天搜索似乎更重要,那也许会于偶然间找到外星信号。当然,人类可能永远不会发现任何来自地外的信号,但重要的是我们拥有那份探索的好奇心。即使我们最终没有接收到任何回音,勇于探索宇宙却是人类开放态度的重要体现。所以,我坚决支持“地外文明搜寻”(Search for extraterrestrial intelligence,SETI)项目为寻找地外生命所进行的尝试。同时,我也要承认,发现地外生命的可能性微乎其微。这两者并不相互矛盾。延展我们在宇宙中的探索范围是人类的使命,因此,我们必须不断地搜寻、搜寻、再搜寻,永不停息。

《中国国家天文》:现代天文学首先在欧洲而非其它地区发展起来,您如何看待这样的事实?您认为这是历史的必然还是偶然?与其它文明相比,现在西方在发展天文学方面拥有怎样的优势?

威廉姆斯:现代天文学可能最早是在欧洲发展起来的,但毫无疑问,古天文学起源于亚洲,特别是中国,因为那时亚洲拥有更好的社会和政治组织结构。科学的发展需要有良好的教育基础体系和技术。就教育和技术而言,在文艺复兴时期,欧洲恰好比亚洲先进,因此,现代天文学在那时取得了飞速发展。是历史的偶然吗?答案是否定的,那要归功于彼时欧洲兴起的向之外扩展知识的倾向。但是,这场启蒙运动并没有发生在同时期的明代中国。

目前,西方世界有这样一种趋势,倾向于支持那些不同于现有社会思想和宗教信条的想法。这种开放的环境对于创造力和新认识的产生十分关键。现行的西方教育体系比较容易接受新观念和新技术。东方社会,例如中国,对教育和技术的资源投人令我印象深刻,所以中国的科技发展正在快速追赶西方的脚步。

《中国国家天文》:在我们的杂志上,有作者将IAU称为“天文学家的国际组织”。人们通常认为天文学很专业,很难参与。您是否曾经与业余科学家,特别是那些科学家圈子外的思考理论问题的人讨论过?作为前任IAU主席,您是否支持民间科学家进行理论思考?

威廉姆斯:我认为每个人都可以平等地思考。如果民间科学家的想法有证据支持,我相信那可能是有价值的。像IAU这样的专业组织并不是产生好主意的必要条件。生命的智慧存在于任何有着开放意识和思想,并乐于探索宇宙和地球的那些人之中。

《中国国家天文》:天文现象有时被一些人用来鼓吹“末日来临”,例如“2012预言”。您对那些末日论者要说些什么?您是否相信一些宗教所说的“最后的审判”?

威廉姆斯:科学所能解决的是我们拥有事实和证据的那部分现象。如果某个事件没有确凿的证据,那么它就不能纳入到科学研究的范畴。没有证据的任何推论都是基于哲学或者是宗教,那是个人信仰。就个人而言,我对许多世界上有组织的宗教并无信仰,但我很赞赏他们所传递的良好的道德准则。至于“最后的审判”,我认为那很难成为令人接受的事实。它与我所认知的地球生命及其进化史格格不入。立足脚下,好好生活,与人互敬互爱,这才是人类最好的选择。

《中国国家天文》:作为一本天文科普杂志的编辑,经常有人问我们天文对日常生活有什么影响。有些读者认为,虽然天文学在古代的日常生活中非常重要,但现在已经逐渐淡出了人们的生活。您是否同意这样的说法?如何使天文学与人类日常生活的关系更紧密?

威廉姆斯:相对于那些“应用”科学来说,天文学更“纯粹”一些,在日常生活中的实际应用并不太多。一个人即使没有任何天文学知识,仍会生活得很好。但事实是,天文学没有实际应用并不意味着它“淡出人们的生活”。天文学直接影响着人类对宇宙和自身的认识。人与宇宙关系的基本认知对于我们的自我了解是十分关键的。

《中国国家天文》:在一些科幻小说和电影中,有许多天文学方面的错误。您认为专业天文学家有必要去澄清它们吗?您之前是否这样做过?

威廉姆斯:的确,电影中确实有很多天文学的错误。而且,电影中还有更多关于人类行为的错误!但我认为纠正这些错误并不重要。重要的是,更要通过关注其它更积极的活动去表现我们的创造力。随其他人去犯你认为的错误吧,而你自己则要努力去做那些更具有创新性的和异于其他人想法的事情。

天文学成就范文第3篇

“你知道这是什么部落吗?”博士很激动,说道。

“不知道啊,这是什么部落?”

“你看这个。”博士指着公告上的字说:“这是玛雅象形文字,还有这个,这是玛雅的数字,是由点和横线组成的。”所以可以确定,我们来到的部落是玛雅文明的时代。

“这又如何?”许纪歌还是不明白。“是玛雅又怎么了?”

“笨蛋,连玛雅都不知道,玛雅的数学成就和天文成就可是接近现代水平,在这个时代是不可思议的。而且他们可能接触过高文明的外星人。总之,我们很有可能可以凭借玛雅的这种不可思议的力量,回到未来,并揭开玛雅文明的神秘面纱。”博士越说越兴奋。

“是吗,不见得吧,你有没有想过,或许玛雅就是一个普普通通的部落,而因为你我的出现而兴起。换句话说,玛雅文明的神奇可能就是我们教他们的!我们回不去了,只有留在这里,并教会他们了所谓的数学和天文学啊!”许纪歌淡淡说道。

“这…”博士无话可说。

“那就只能靠运气了。”许纪歌说道。

“什么靠运气?”博士不明白。

“我们只有去找证据,不是说玛雅是神奇的文明吗,我们就在什么都没有教给他们的时候,去找找看,看他们的数学和天文学水平到底怎样!”

“对哦,如果他们已经有了这方面的知识,那就说明…嘿嘿”博士又有希望了。

“别高兴的太早了,那万一他们没有这方面的知识呢…”

“别乌鸦,这很难说,我看希望还是很大的。”

“恩,在这瞎猜也没用,我们还是快去找证据比较现实,找不到的话就只能去找时光机了!”许纪歌头脑清醒的很,催促道。

“恩,出发吧。”

于是他们离开了公告牌。走出了村子,在大森林里行走着。

走了许久,终于来到了一个大城市里。这里车水马龙,行人川流不息,一派繁荣。“你认为呢?”博士问。“难说,光靠这景象很难判断。”许纪歌也不保留。如实说来。

二人来到一商店,许纪歌问道:“有没有好玩的东西”,那人说:“两位要些什么好玩的。”“有没有三角尺,或量角器之类的东西?”许纪歌问。“三角尺?是什么东西?”那人好像糊涂了。不知道许纪歌在说些什么。“哦,果然不行。那你知道些有关太阳系的消息吗?”许纪歌看上去好像有点失望。“太阳系?两位到底想要什么啊,这些东西我都不知道啊。”

“看来问题解决了。”许纪歌说。

“没有,还不能确定。”我们得去一趟天文台。

“天文台?”

“对,你看那儿。”博士说着,用手指着一组建筑群说道。

“哦,那是天文台,你确定?”许纪歌好像不信。

“快走吧,我确定,那就是天文台。书上有记录。”博士拉着许纪歌就走。

来到了天文台附近,突然二个手持长刀的侍卫拦住了他们。“不许进入,这儿只有国王才能进。”“哦,是吗。”博士说。“不好意思,我们这就走。”说完拉着许纪歌就到了一边。“喂,怎么了,许纪歌问,现在该怎么办。”许纪歌问。“恩,我看还是等等再说。强攻肯定不行,他们人太多。”“等到天黑以后再说。”博士说。

天文学成就范文第4篇

因被天上掉下的苹果砸昏了头、在报复性地猛吃烂苹果时发现了万有引力的牛顿,还有一则流传至今的轶事:在煮牛奶时,由于太专心,他竟把自己的手表当作糖放到了牛奶里。在吃饭问题上和牛顿一样狼狈的还有安培。在和妻子分居两地时,不得不亲自下厨的安培,就发出过“煮饭比物理难”的感叹。但让牛顿羡慕得流口水的是,为了给安培补充营养,每次回家,妻子都要给他准备一块羊肉,让安培感觉自己“像是上帝的子民,在逾越节里吃着羊羔肉,洋溢着感谢”。这舌尖上的爱,或许正是成就一代电磁学大师的第一块基石。

就在一些科学家为吃饭苦恼时,另一些科学家却把食物转化成了科学成果。1955年12月的一天,美国科学家罗伯特・小温特沃夫走到食品店,买了一瓶花生酱,回到实验室,他舀出一匙花生酱,放到高温高压环境中,将其“烹饪”成了钻石。

上世纪50年代,美国科学家詹姆斯・沃森在剑桥大学的卡文迪许实验室工作。英国的工作条件非常合他的胃口,可英国那“无味的肉、没有颜色的菜和那煮得稀烂的土豆”却总是叫他的肠胃剧烈地疼痛。就是在这样的痛苦中,沃森成功地建立了DNA双螺旋结构模型,并因此获得了诺贝尔奖。印度数学奇才拉马努扬在剑桥大学时也经历了同样的遭遇,不过却没有沃森幸运,因严重的营养不良,年仅33岁便与世长辞。

天文学成就范文第5篇

好,我们现在就步入画卷中,一览千古情。大家看,大厅里这二尊珍贵的大型石兽“天禄”、“辟邪”,已经饱经了2000多年的风雨沧桑,是全国绝无仅有的汉代大型圆雕艺术天之意。这两尊石兽虎头凤尾,鳞身双翼,造型古朴,栩栩栩如生。您千万别小看他们,这二尊石兽早在唐代就已经受到了世人的注目了,唐代李贤的《后汉书.孝灵帝纪》、北宋欧阳修的《集古录》、沈括的《梦溪笔谈》都曾提到这二尊汉雕石兽。

大家知道,南阳盆地地处豫、鄂、陕三省交会处,这里物产丰富,土地肥沃,河流纵横,气候适宜,水陆交通方便,自古就是我国经济、文化和科学技术先进的地区之一,也是着名的战略要地。早在战国时期,南阳的冶铁技术就已相当闻名,西汉时南阳冶铁、水利、农业生产又有了进一步发展,《盐铁论》称“宛(南阳)周齐鲁,商遍天下,富冠海内”,已成为全国显赫的最大的商业城市之一。东汉光武帝刘秀发迹于南阳,二十八宿(刘秀的二十八个主要将领)又多出自南阳一带,据不完全统计,两汉时仅分封在南阳的侯王就有47人。这些皇亲贵戚、豪族世家、巨户富商,生时极尽其欲,死更厚葬,竞相营造冥宅大墓。这样,始于西汉的墓内石刻画像之风,到了东汉就有了进一步的发展。封建统治阶级大讲排场,竞相厚葬,除在墓中多埋珍宝、偶人、车马供死人“享受”外,还推出了依照地面建筑的“周阁重门”式的大型画像石墓室,南阳汉画像石刻,就是依附这种石墓室而诞生、发展起来的一种独特的石刻艺术品。

南阳汉画像石刻涉及的题材非常广泛,表现的内容也异常丰富。由于南阳汉画像石刻采用的是以写实为主的艺术表现手法,因而可以说它是两汉社会的缩影,为我们研究两汉社会的政治制度、礼仪风俗、经济状况、宗教意识、文学书法、美术、音乐、舞蹈、杂技、武术、戏剧、建筑学、天文学、教育学、畜牧兽医学等,提供了珍贵的直观图象资料。这些汉画像石刻,雕造工巧,内容丰富,有显示汉代天文学成就的日月星辰图;有反映汉代歌舞杂技艺术的舞乐百戏图;也有高门甲第,连车列骑,宴客投壶的汉代统治者奢华生活场面;还有表现汉代统治阶级宠信道教、巫术的升仙图和神话传说。

我们首先进入的是祥瑞厅。汉初统治阶段中流行黄老思想,祟信道教、巫术,拜神仙,服仙丹,求长生不老,因此画像石中有不少表现升仙思想的画幅,看这幅“羽人神兽”图,画中刻绘有“羽人”、“飞廉”。羽人是为道学仙之人,身生几寸长的毛羽,能从地上自升到楼台之上,作飞天状。飞廉是一种神物,乘上它就可以升天,所以凡是表现神仙思想的地方,常常刻绘飞廉。南阳汉画像石中的飞廉,头似龙而非龙,身似鹿而非鹿,身生两翼后拖蛇尾,两只飞廉,一前一后追逐奔跑,神态生动自然。大家看这幅“神人骑虎射怪兽”图,能看出它的雕刻技法有什么与众不同之处吗?对,这叫阴线刻,在汉画像石中是不多见的。南阳汉画像石的雕刻技法多属于剔地并施有横竖纹衬地的浅浮雕,用粗劲的阴线表达画像的细部。画像构思大胆巧妙,线条运用刚柔得度,画像中的各种形象给人以古拙粗放,苍劲豪迈的感觉。早期的汉画像石,也有采用平地浅浮雕和阴线刻的雕刻方法,但这种画像石出土数量不多,因而也就越发显得珍贵。

南阳汉画像石是研究汉代社会史、美术史的重要材料,它数量多,内容丰富,属于墓门及桅楹的居多。汉代工匠在石刻中充分运用现实主义与浪漫主义手法,成功地刻画出众多的艺术形象。无论是车马的奔驰,宴乐的喧哗,授经时的肃穆,歌舞时的欢乐,都安排得疏密有致,特别是表现人物、动物的力与速度方面获得极大的成功。汉代人民的生产劳动、建筑艺术、社会生活等各个方面,在画像石刻中有充分的体现,这是反映耕作场面的,这是在捕鱼,这是汉代的独轮车。当然,最吸引人的还是汉代封建贵族阶层的生活情景,这也是南阳汉画像石刻的主要表现对象。不尽的高楼重阁,对称竖立的汉阙;骈驾飞驰的战车;看,在长长的导骑射田猎.......这副鼓乐宴飨图还采用了上部直视,下部俯视的表现手法,酒杯用陷下去的窝状来体现,构思可谓奇特。看这些车骑出行图、田猎图、斗鸡图,无一不是他们生前骄奢生活的写照。作为供墓主人死后继续奴役的对象,画像中还刻绘有成群的奴婢侍从,杨柳细腰的高髻侍女,操戈执盾,守卫在殿堂门阙之外,女婢端灯执奁,侍奉在贵族身边。此情此景。栩栩如生,使我们步入汉画馆,有一日梦回千年之感。

我们现在来到的是天象与神话厅。该厅是南阳汉画馆的重要主题内容。南阳汉画像石中有不少以神话传说和天文图像为题材的画幅,这些画像石,为研究我国古代天文学提供了极其珍贵的图像资料。西汉时期是我国天文学发展的重要阶段,这时人们对天象的观察较之前代更为细致准确,并且掌握了五大行星的运动规律,对日食、月食、太阳黑子这些现象,人们已逐步认识了形成的原因。

这些在古代文献记录中已很详尽,汉画像石则是用图像的方法记录了天文现象,两者结合起来,形成了图文并茂的汉代天文学资料。大家看这副日月同辉图,画像一端刻圆腹乌鸦,圆腹为太阳,另一瑞刻月轮,月中有蟾蜍,画像空白处刻饰星宿。乌鸦又叫金乌,金乌背负日轮又叫阳乌,《汉书·五行志》和《晋书·天文志》都有太阳黑子的记录,这幅图记录的其实是古人早已观察到的太阳黑子,至于“月里有蟾蜍,”则是古人对月中暗影的形象说法。尤其值得提及的是这幅日月合壁图,古人用高超的手法,纪实与艺术的处理十分巧妙,象征月亮的蟾蜍遮住了表示太阳的金乌腹部中心,使人一望即知反映的是日食现象,说明汉代人们对日食产生的原因已有了正确的理解。天文图像是南阳汉画像石内容的重要组成部分,其数量占各地古代石刻天文图像之首。这里反映的有准确的北斗星、钩陈星、雷公车,牛郎织女星及罕见的慧星图等,是我国汉代天文科学方面的珍贵遗产和实物见证。其中,后奔射日、嫦娥奔月、阳乌巡天、月中蟾蜍、羲和逐日、常羲捧月等远古神话传说,反映了古代劳动人民的美好愿望。

我们现在来到的是舞乐百戏和角抵厅。舞乐百戏在汉画像石刻中得到了淋漓尽致的表现。大家看,画中的歌舞演员借助美妙的乐声,舒展长袖,轻足点踏在复盘之上,尽情表演,这时我们似乎置身于数千观众之中,观看那高大舞台上演出的优美古代舞蹈《七盘舞》,我们看得目不转睛,如痴如醉,完全沉浸在金鼓管弦齐鸣,铿锵和谐有声的一派歌舞升平景象之中了。这些舞蹈中有威风凛凛、激奋人心的健鼓舞(鼓舞人心成语的来历);长袖飘拂、姿态妙漫的折腰舞;婉转鼓侧、逶迤丹庭的踏柑舞;飘飘欲仙、巾荡若虹的长巾舞;蹑屐历盘的七盘舞等。杂技画像中有惊心动魄的冲狭、斗牛、角抵;有显示技巧的飞剑、跳丸、耍壶、蹴鞠、倒立顶碗、幻术吐火等。请看这副冲狭女子,头上髻鬟高束,身着束腰长袖紧身衣,引颈侧身,像一只矫健的飞燕,急速跃过插有利刃的狭圈,她的衣带随风飘摇扬拂,可见动作之疾。观此画,不由得令人平息呼吸,依然汗出,为演员惊险优美的艺术表演而捏了一把汗,最后又长出了一口气。这些名目繁多的舞乐百戏,从音乐、舞蹈、戏剧、体育诸方面真切地反映了我国两汉时期文化艺术的辉煌成就。请看这幅“许阿霍”画像,左侧还有难得一见的汉隶文字记载,图文并茂,是南阳汉画馆的镇馆之宝。

天文学成就范文第6篇

与时计有关的起源

天文占星在中国历史上,扮演了重要的位置,古人将占星技术用于军事、农业及历法内。时间测量当时只是单纯为了让占星学有着更精准的量度而发展。尽管如此,中国的工作师们因而创造出来的报时装置,经后世不断改良变得巨细无遗,他们所创作和运用的技术,至今仍是西方机械腕表的运行中不可缺少的部分。

汉代张衡发明的第一个水力浑天仪,就有了机械转动的计时部分,成为未来时计发明的重要依据。他利用漏壶的水力来推动齿轮,齿轮再带动球型的浑天仪,使之有规律的每天转一周。浑天仪上所刻的天文现象和星辰按时刻自动呈现出来。三国时代马钧发明的指南车,靠使用不同大小的齿轮来辨明方向。他是第一个运用不同的齿轮,将等量的扭矩来驱动不同车轮转动的速度的人。而齿轮是现今所有定时器械中最重要的基础配件,指南车的物理理论是现今机械手表运行的核心原理。唐代一行禅师有两项天文学成果:测量子午线的长度,以及发明了首个水运擒纵系统。这个系统后来转化成一种振荡摆动装置,为机械钟表提供循环不息的动力。

到了宋代,苏颂成功复制了失传的用水运仪象台,应用擒纵装置造出第一个由机械驱动的时计――青铜浑天仪。这个用于观察星宿的巨型浑天仪,被安装在近十米高的钟楼上,以木制小人像显示时间,并能表示节气变化、日落日出等。中华时计匠CTK系列里的几个独特原素,正是揉合了苏颂革命性的钟楼构想,并将在齿轮上漫步的古装人物苏颂作为品牌标志,代表着中国时计科技的源远历史。

CTK系列:苏颂的启迪

CTK腕表采用巨型直径44毫米圆形外壳,象征苏颂浑天仪里的巨型驱动轮。浑天仪中央车轮直径大3.35米,它以超过9小时,消耗半吨水以维持仪器运作,是钟楼中最重要的组件之一。参考古代中华塔形建筑设计,腕表外壳分别由四层组件装嵌而成,四层金属圈以316L精钢铸成,并由四颗特制螺丝相连及另外四枚小螺丝作底盖封合。

值得注意的是CTK的表扣构造。苏颂浑天仪的构造,包含了多个青铜制金属圈,这些金属圈称为“天环”,在同一条线轴上环围绕着地球运转。CTK的多层折叠表扣正是参照了浑天仪的原素,以其形态象征着一枚“天环”。腕表的表面,数字“10”特意用中国大写数字“十”的字样,寓示“十全十美”的吉祥意义。

天文学成就范文第7篇

作者朱载劝人们不要结交“有钱富汉”,因为他总会把你“下眼来看”,那样自尊心就受到了伤害。朱载有一次去参加一名富豪举办的酒宴,对方看朱载是个穷人,就没正眼看他的礼物,并且直接就把他安排在下座了。身处下座,无酒无肉,当朱载目睹着满桌人们交杯换盏,自己的眼前却无酒无肉时,由贫富差别而引起的人情冷淡,让他连连“羞惭”。最后,曲中的一句话道出了作者的观点:你有钱俺不稀罕!富人穷人,阳关大道,各走一边,人穷志不能穷,操守不能穷,别人有钱自己不稀罕。

这个朱载,不仅骂富汉,而且还骂钱。有曲为证:

《【南商调黄莺儿】骂钱》:孔圣人怒气冲,骂钱财狗畜牲。朝廷王法被你弄,纲常伦理被你坏,杀人仗你不偿命。有理事儿你反覆,无理词讼赢上风。俱是你钱财当车,令吾门弟子受你压伏,忠良贤才没你不用。财帛神当道,任你们胡行,公道事儿你灭净。思想起,把钱财刀剁、斧砍、油煎、笼蒸!

朱载认为,钱破坏了政治和道德秩序,践踏法律,败坏纲常;在以拜金主义为核心价值观的社会,呈现出“公道事儿灭净”的惨象。因此。朱载提出,要把钱财刀剁、斧砍、油煎、笼蒸!中国文学史上,淡泊名利的人不少,但是像朱载这样直接批评富人,还真是极其少见,堪称是中国历史“仇富”第一人。

这两首散曲写得非常好,但令我们疑惑的是,作者朱载为什么这么仇富?他穷吗?他贫贱吗?他为什么这么嫉恨富人和金钱呢?

朱载,生于1536年,卒于1611年,字伯勤,号句曲山人。他的背景可不简单,他是大明王朝的正宗国亲,是明太祖朱元璋的九世孙,明仁宗的第六代孙。嘉靖二十四年(1545),这一年朱载才10岁,就被封“世子”,成为郑王朱厚烷的继承人。所以,朱载小小年纪就遍尝人间荣华,享尽富贵生活,这一点,和《红楼梦》的作者曹雪芹极其相似,只不过,曹雪芹是豪门富家子孙,而朱载则是正宗皇亲子弟。

朱载虽然贵为王世子,但他的生活道路并不平坦。他的父亲是郑王朱厚烷,朱厚烷有两个特点,一是生活朴素、节俭,《明史》本传说他“自少至老,布衣蔬食”。这个记载虽然不免有浮夸之意,但作为一位封建帝国的皇亲藩王,“布衣蔬食”的生活已然是难得了。朱厚烷的第二个特点,可是要了命了,那就是为人刚直不阿。这本来是―个美德,可是,作为皇族的至亲之人,这个“刚直”的美德给朱厚烷带来了灭顶之灾。当朝的皇帝是明世宗朱厚骢,他最大的特点就是迷信道教,不理朝政,致使国内政治和经济局面一片混乱。他的兄弟朱厚烷实在看不下去了,就在嘉靖二十七年(1548)给嘉靖皇帝上书,劝皇兄不要继续迷信、胡闹了。朱厚烷的刚直的语气大大刺痛了嘉靖皇帝的痛处,两年以后,嘉靖皇帝便找了一个理由,削去朱厚烷的藩王爵位,并将其禁锢于安徽风阳。父亲获罪被软禁,朱载全家也就一下子败落了。朱载10岁的时候,就贵为王世子,但仅仅过了5年,这一切就灰飞烟灭了。朱载原来住的是王府大院,如今,15岁的他只能住在―个简陋的土屋里面。

15岁,是朱载人生的一道坎儿,15岁前,荣华享尽,15岁后,如坠深渊。在大起大落的人生里,才会有大彻大悟,朱载从“首富”到“仇富”,15岁的男孩子品味了人世间的贫富两极,情何以堪!

嘉靖皇帝死了,隆庆皇帝继位。隆庆元年(1567),朱载的父亲被隆庆皇帝赦免,解除软禁,朱载全家重新恢复了元气。34岁的朱载又重回荣华富贵之中。但是,此时的朱载可不是当初的朱载了,改变最大的就是他的钱财观。

重新回归了富贵生活,朱载没有成为一个皇家世子,相反,却成了中国历史上伟大的音乐学家、物理学家、数学家、天文学家和散曲作家,是和徐霞客、李时珍齐名的一代科学和文化巨匠。

天文学成就范文第8篇

【关键词】数学方法;科技史;数学领域

伴随人类认识能力的提高,科学方法在不断地克服历史局限性和人类认识能力局限性的基础上朝前发展。在科学研究活动中,只有遵循一定的方法和原则才能获得对自然界的深刻认识,因此我们可以说科学方法是研究人类如何更有效认识自然界的一门科学。数学方法作为科学方法中的重要组成,对科学研究活动有重大影响。每一次数学领域的重大突破,都成为科技进步的先导和基础,数学史上的里程碑也大多是科学发展史上的里程碑。

1 公元前6-17世纪数学方法的产生与演进

16世纪,一种新的变换过程,即数学方法,被引入科学研究,使科学方法发生了变革,从而导致了近代科学革命。数学方法并不是某个时代特定的产物,而是随着时间的积淀一步步发展成为重要的科学方法。在古代以直观观察和哲学思辨为主流的科学方法中,数学方法以处在萌芽状态并不断发展完善。

古希腊人继承了古埃及和古巴比伦的辉煌文明,运用演择推理的方法把几何学的研究推进到系统化、理论化的程度,比如泰勒斯几何定理的证明和在测量金字塔高度上的运用。他的学生毕达哥拉斯及其学派继承和发扬了泰勒斯的论证几何学,并且将数学概念抽象化,进一步推动了演绎数学的发展。毕达哥拉斯认为数是万物的本质,有关数的理论构成了他的数学哲学的核心。虽然毕达哥拉斯学派的数学哲学产生了数学理性的萌芽,但仍属于哲学思辨方法范畴。柏拉图深化了毕达哥拉斯学派的数学理念,提出了“理念世界”的概念,主张通过数学了解现实世界,通过数学实现自己的目的。毕达哥拉斯与柏拉图对数学的抽象理解和世界是按照数学理念构成的信念,为后来数学方法的发展起了奠定性功用。亚里士多德提出了演绎推理的一般原则:三段论法,创立了非常严密的形式逻辑体系。欧几里得的《几何原本》便是在亚里士多德的基础上,把数学从古埃及、古巴比伦时的一门经验科学转变成了具有一般理论性程度的演择科学。阿基米德将演绎方法和数学方法进行了有效结合,为数学方法的崛起打下基础。

由于古代科学和哲学是一体的,哲学思辨方法占主导地位,数学方法并未得到足够重视,对于科学的推进只是停留在浅层次上,还未形成强大的推动力。希腊时期之后中世纪数学进入低谷期,到13世纪,文艺复兴的思想解放运动把自然哲学从神学的迷雾中拯救出来,并第一次使它广泛地服务于对自然界的研究。到了16世纪之后,科学家的数学观更加鲜明一致:科学的本质即数学,所有的现象都能用数学语言进行描述。“科学工作的最终目标是确立定量的数学上的规律”。

哥白尼提出日心说,用太阳取代地球位于宇宙的中心,然后以这一思想为基础,构建了一个全新的宇宙数学模型,用简洁的方式诠释了天体的运行。丹麦天文学家第谷曾试图折衷哥白尼的日心说与托勒密的地心说,之后在第谷原有的观察基础上,德国天体物理学家开普勒应用几何方面的理论知识,将天体的结构与行星运动的过程予以展现出来,运用了理论应与观测一致的科学方法论原则,证明了哥白尼天文学体系的正确性,并进一步得出行星运动的三大定律,找到了一个更为简单的世界体系。

伽利略把数学方法和实验方法结合起来应用于力学研究,取得了重大突破。他说:“尽管这些工匠懂得多,他们的知识并不真正是科学的,因为他们不熟悉数学,所以他们不能从理论上发展成果。”他第一个把数学方法应用于力学研究,并创立了理想化方法。他把实验方法与数学方法相结合,了亚里多士德的力学结论,发现了钟摆定律、惯性定律、落体定律等。它不仅在科学理论方面为牛顿做了奠基,更为牛顿的物理学实验提供了系统的实验-数学方法。他按照数学方式对自然现象进行解释,最后应用实验验证所得的结论,获得了运动的三大定律与万有引力定律,建立起自己的理论体系,成就辉煌而卓著。

在化学、生命学等学科发展中,也可以看到数学方法的贡献。比如赫尔蒙特的“柳树实验”就是运用实验-数学的方法得出“万物始于水”的结论,哈维运用定量试验了盖伦的动脉吸收理论,提出了血液循环理论。

笛卡尔总结了数学方法在力学、天文学中应用的成就,提出了方法论的四条基本原则,创立了数学一演绎法,并试图将其推广到一切领域。他用这种方法发现了动量守恒原理、惯性原理,创立了解析几何。解析几何的创立使数学发生了重大转折。以强调实验方法和归纳方法著称的培根,实际上也注意到了数学方法在科学上所起的作用。他认为,数学是一门抽象化的科学,它以数量关系为研究对象,只有运用数学的方法才能表达和确定自然界的真理。他同时认为实验与数学在科学研究中并不是相对立的,而是具有十分密切的关系,其中数学方法具有重要地位。

经过近代科学家和哲学家的努力,在17世纪末,确立了机械自然观和实验-数学的方法论,这也成为了近代科学区别于古代科学的标志。由以上史论我们可以看出,随着一种科学方法的产生与发展,科学方法之间不停地摩擦融合,可以推动新方法、新理论的产生,科学研究可以突破以往的桎梏取得新的进展。科学的发展与科学方法的发展具有一致性,因此我们说一部科学史也是一部科学方法发展史。

2 数学方法发展对科学进步的作用

数学方法与科学似一对孪生兄弟,相伴发展,密不可分。这种关系决定了数学方法对科学发展有举重若轻的作用,它是科学产生的摇篮,为科学进步披荆斩棘,不仅影响科学发展方向,直接推动科技进步,还通过自我完善和发展进一步促进科学理论的发展。

数学方法是科学认识的有效手段和工具,直接服务于科学认识,每一次数学领域的重大突破都成为科学进步的基础条件。其作用和地位主要表现在以下几个方面:

第一,帮助科研工作者发现新理论、提出新假说、作出新发明。科学研究是一项研究自然界中未知领域的活动,在研究假设是否成立、研究成果是否与假设一致等方面具有不确定性。因此科研人员需要应用与研究问题相契合的科学方法,否则不仅不会有新发现,还有可能误入歧途,得出与自然规律相悖的结论,从而阻碍科技的发展进步。数学方法具有高度的抽象性和概括性、严密的逻辑性、高度的精准性和广泛的应用度。这些特性决定了数学方法在揭示量与量关系时,其结果具有客观实在性,并且还能深刻挖掘物质结构的层次性。

从历史的发展进程看,相较于其他学科,数学发展具有超前性,平面几何和代数都取得了辉煌的成就,被直接应用到实践生活中,促进了各领域的进步。例如金字塔建造过程中应用了丰富的几何知识和精确的计算方法,阿基米德将数学方法和试验方法结合起来极大地推动了物理学的发展。虽然古代的数学方法带有超前性,但仍被归类于自然哲学之中,带有笼统、肤浅和直观猜测性等特征。直到文艺复兴之后,数学方法结束混沌状态,彻底从神学束缚中解脱出来,并直接作用于科学研究活动。它使科学认识集中于某一类问题上,使其成为一种目的性很强的认识活动。这种相对稳定和独立的状态直接推动了天文学、物理学等领域科学理论的迅猛发展。例如牛顿利用微积分推导出了万有引力定律,并纠正了开普勒定律中存在的错误;惠更斯用数学方法创立了离心力公式,很快成为发现万有引力定律的桥梁,牛顿称其为“当代最伟大的几何学家”。

第二,实现了数学方法从一学科领域到另一学科领域的移植。文艺复兴后, 近代科学的诞生和迅猛发展除了其他的社会因素外,研究方法的创新和发展也是一个重要因素。近代科学之所以能够顺利地从古希腊自然哲学中脱离出来,走上独立发展的道路,数学-演绎方法功不可没。从天文学、物理学到化学、生命科学,数学方法在多领域的广泛应用成就了科学的欣欣向荣局面。

第三,推动了科学革命的成功。科学发展的历史表明,一场科学革命的发生常常产生于科学方法的变革。当科学方法与科学发展的本质要求不符合时,便会产生“危机”。这种“危机”是原有理论无法克服的本质上的矛盾。在危机时期,科学家运用故有的科学方法、理论无法解决矛盾,甚至加深矛盾,只有运用新的思维方式和方法才能推动科学认识上质的飞跃。哥白尼的理论证明中数学方法的运用拉开了解决中世纪科学危机的序幕,伽利略数学-实验方法的推广推动了物理学、化学、生命学等多领域的科学发展。这场科学革命也数学方法“脱胎换骨”,不仅包含旧方法中的积极成分,还经过不断地演绎、发展、结合,变成适合新范式的科学方法。

第四,它可以把哲学对科研活动的指导具体化、操作化。世界观与方法论是一致的,有什么样的世界观就有什么样的方法论。哲学是科学的深部基础,它的作用在于为科学研究提供方法论,没有哲学思维和逻辑范畴,科研活动难以深入。正如爱因斯坦所说的一样,“相信有一个离开知觉主体而独立的外在世界, 是一切自然科学的基础”。作为连接科学和哲学的桥梁,数学方法不仅辅助了科学研究,还推动了哲学的进步。在《方法谈》中笛卡尔指出数学演绎方法具有不可错性,只要前提正确,结论必然正确。这个正确的前提便是怀疑一切,“我思故我在”。从这个命题出发,笛卡尔提出了物质-心灵二元论,这也成为他科学研究的哲学基础,为他在物理学原理方面的成就打下基础。

综上所述, 无论从科学认识的常规阶段,科学认识的革命阶段,数学方法都体现出了自身价值和旺盛的生命力。虽然在许多社会科学分支没有运用数学方法,这也并非表明不能应用数学方法,只能说明还没产生与之相适应的数学工具。随着学科建设的发展,越来越多的数学成果会找到应用领域,数学方法会伴随着科学的发展而不断进步,从而更有力的辅助科研活动。

【参考文献】