導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇天文學(xué)的研究方法，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

自從1609年伽利略發(fā)明天文望遠(yuǎn)鏡以來(lái)，天文學(xué)的觀測(cè)和理論研究使得人類在探索宇宙奧秘的漫長(zhǎng)道路上取得了輝煌的成就，帶來(lái)了人類宇宙觀的數(shù)次重大飛躍，促進(jìn)了基礎(chǔ)物理學(xué)理論的建立，并確立了“恒星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與演化”和“宇宙大爆炸標(biāo)準(zhǔn)模型”兩大理論框架。在此過程中，天文學(xué)的研究還獲得了超過十個(gè)諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。（諾貝爾本人并沒有設(shè)立諾貝爾天文學(xué)獎(jiǎng)，因此天文學(xué)的研究成果只能根據(jù)其對(duì)其它學(xué)科的重要程度獲得其它學(xué)科的諾貝爾獎(jiǎng)。）其中最近的三次分別為2002年、2006年和2011年，這顯示了天文學(xué)這一古老學(xué)科的強(qiáng)大生命力。

隨著觀測(cè)和探測(cè)能力的進(jìn)步，在人類永無(wú)止境地探索宇宙的進(jìn)程中，新的天文發(fā)現(xiàn)有著井噴般的趨勢(shì)，比如暗物質(zhì)、暗能量、黑洞、類星體、脈沖星、星際有機(jī)分子、宇宙伽馬射線暴、引力波、引力透鏡、太陽(yáng)系外行星等的發(fā)現(xiàn)，有力地刺激并推動(dòng)了天文學(xué)自身及相關(guān)學(xué)科的發(fā)展。目前天文學(xué)的重大問題可以被概括為“一黑、兩暗、三起源”，也就是黑洞、暗物質(zhì)和暗能量、宇宙和天體以及生命的起源，其中“一黑和兩暗”構(gòu)成了宇宙的“骨架”，而“三起源”則構(gòu)成了宇宙的“血肉”。同時(shí)黑洞、暗物質(zhì)和暗能量也是基礎(chǔ)物理學(xué)的重大研究問題，而“地外生命”的探索則涉及了包括化學(xué)、生命科學(xué)和哲學(xué)在內(nèi)的多個(gè)學(xué)科。因此天文學(xué)再度成為新現(xiàn)象、新思想和新概念的源泉。

中國(guó)的古代天文學(xué)曾經(jīng)世界領(lǐng)先，但是中國(guó)天文學(xué)對(duì)于現(xiàn)代天文學(xué)的發(fā)展卻貢獻(xiàn)甚微。同樣，中國(guó)古代的技術(shù)和生產(chǎn)力曾經(jīng)世界領(lǐng)先，比如直到時(shí)期，清王朝統(tǒng)治下的中國(guó)GDP還是世界第一，但是中國(guó)對(duì)現(xiàn)代科學(xué)與技術(shù)的貢獻(xiàn)卻非常之少。一個(gè)幾乎人所共知、但最令人不愿接受的事實(shí)，就是幾乎從中學(xué)到研究生的所有理工科教科書的知識(shí)都來(lái)自于西方。因此從至今，中國(guó)一直是科學(xué)和技術(shù)的知識(shí)“消費(fèi)”國(guó)，而不是“貢獻(xiàn)”國(guó)。

現(xiàn)代科學(xué)和技術(shù)是人類文明的重要組成部分，中國(guó)作為世界上現(xiàn)存最大的文明古國(guó)，在這個(gè)方面對(duì)人類文明的貢獻(xiàn)卻可謂微不足道，這很值得我們深刻反省。造成中國(guó)在現(xiàn)代科學(xué)和技術(shù)上全面落后于西方的原因是多方面的，但我本人認(rèn)為中國(guó)文化中缺乏基本的科學(xué)精神是一個(gè)重要原因。

篇2

在今天中國(guó)的十幾億人口中，能夠報(bào)考研究生的，應(yīng)該也算是受過良好教育的少數(shù)佼佼者了。既然他們中間也有不少人對(duì)此問題不甚了了，似乎值得專門來(lái)談一談。

為什么托勒密的《至大論》《地理學(xué)》這樣的偉大著作，會(huì)被認(rèn)為不是科學(xué)?許多考生陳述的重要理由，是因?yàn)橥欣彰芴煳膶W(xué)說中的內(nèi)容是“不正確的”――我們知道地球不是宇宙的中心。

然而，如果我們同意這個(gè)理由，將托勒密天文學(xué)說逐出科學(xué)的殿堂，那么這個(gè)理由同樣會(huì)使哥白尼、開普勒甚至牛頓都被逐出科學(xué)的殿堂!因?yàn)槲覀兘裉爝€知道，太陽(yáng)同樣不是宇宙的中心；行星的軌道也不是精確的橢圓：牛頓力學(xué)中的“絕對(duì)時(shí)空”也是不存在的……，難道你敢認(rèn)為哥白尼日心說和牛頓力學(xué)也不是科學(xué)嗎?

在考生們從小受的教育中，哥白尼和牛頓是“科學(xué)偉人”，而托勒密似乎是一個(gè)微不足道的人，一個(gè)近似于“壞人”的人。但是。即使科學(xué)史的研究早已經(jīng)洗刷了托勒密的惡名，考生們的問題仍未解決一難道“不正確的”結(jié)論也可以是科學(xué)?是的，真的是這樣!因?yàn)榭茖W(xué)是一個(gè)不斷進(jìn)步的階梯，今天“正確的”結(jié)論，隨時(shí)都可能成為“不正確的”。我們判斷一種學(xué)說是不是科學(xué)，不是依據(jù)它的結(jié)論在今天正確與否，而是依據(jù)它所用的方法、它所遵循的程序。

西方天文學(xué)發(fā)展的根本思路是：在已有的實(shí)測(cè)資料基礎(chǔ)上，以數(shù)學(xué)方法構(gòu)造模型，再用演繹方法從模型中預(yù)言新的天象：如預(yù)言的天象被新的觀測(cè)證實(shí)，就表明模型成功，否則就修改模型。在現(xiàn)代天體力學(xué)、天體物理學(xué)興起之前，模型都是幾何模型――從這個(gè)意義上說，托勒密、哥白尼、第谷(TychoBrahe)乃至創(chuàng)立行星運(yùn)動(dòng)三定律的開普勒，都無(wú)不同。后來(lái)則主要是物理模型，但總的思路仍無(wú)不同，直至今日還是如此。這個(gè)思路，就是最基本的科學(xué)方法。當(dāng)代著名天文學(xué)家當(dāng)容(A.Danion)對(duì)此說得非常透徹：“自古希臘的希巴恰斯(Hipparchus)以來(lái)兩千多年，天文學(xué)的方法并沒有什么改變?！?/p>

如果考慮到上述思路正是確立于古希臘，并且正是托勒密的《至大論》第一次完整、全面、成功地展示了這種思路的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用，那么，托勒密天文學(xué)說的“科學(xué)資格”不僅是毫無(wú)疑問的，而且它在科學(xué)史上的地位絕對(duì)應(yīng)該在哥白尼之上――因?yàn)槭聦?shí)上哥白尼和歷史上許許多多天文學(xué)家一樣，都是吮吸著托勒密《至大論》的乳汁長(zhǎng)大的。

托勒密的天文學(xué)體系可以提供任意時(shí)刻的日、月和五大行星的位置數(shù)據(jù)，其數(shù)值能夠符合當(dāng)時(shí)的天文儀器所能達(dá)到的觀測(cè)精度，它在當(dāng)時(shí)就被認(rèn)為是“正確”的。后來(lái)觀測(cè)精度提高了。托勒密的值就不那么“正確”了，取而代之的是第谷提供的計(jì)算值，再往后是牛頓的計(jì)算值、拉普拉斯的計(jì)算值……如此等等，這個(gè)過程直到今天仍在繼續(xù)之中，這就是天文學(xué)。在其他許多科學(xué)門類中(比如物理學(xué))，同樣的過程也一直在繼續(xù)之中，這就是科學(xué)。

有人認(rèn)為，所有今天已經(jīng)知道是不正確的東西，都應(yīng)該被排除在“科學(xué)”之外。這種說法在邏輯上是荒謬的――因?yàn)檫@將導(dǎo)致科學(xué)完全失去自身的歷史。

在科學(xué)發(fā)展的過程中，沒有哪一種模型(以及方案、數(shù)據(jù)、結(jié)論等等)是永久的，今天被認(rèn)為“正確”的模型，隨時(shí)都可能被新的、更“正確”的模型所取代，就如托勒密模型被哥白尼模型所取代，哥白尼模型被開普勒模型所取代一樣。如果一種模型一旦被取代，就要從科學(xué)殿堂中被踢出去，那科學(xué)就將永遠(yuǎn)只能存在于此時(shí)一瞬，它就將完全失去自身的歷史。而我們都知道，科學(xué)有著兩千多年的歷史(從古希臘算起)，它有著成長(zhǎng)、發(fā)展的過程，它取得了巨大的成就，但它是在不斷糾正錯(cuò)誤的過程中發(fā)展起來(lái)的。

所以我們可以明確地說：科學(xué)中必然包括許多在今天看來(lái)已經(jīng)不正確的內(nèi)容。這些后來(lái)被證明不正確的內(nèi)容，好比學(xué)生作業(yè)中做錯(cuò)的習(xí)題，習(xí)題雖做錯(cuò)了，你卻不能說那不是作業(yè)的一部分；模型(以及方案、數(shù)據(jù)、結(jié)論等等)雖被放棄了，你同樣不能說那不是科學(xué)的一部分。

篇3

1、10歲豪言，不求升官發(fā)財(cái)，只求得知宇宙之奧秘。祖沖之是我國(guó)南北朝時(shí)期的數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家。祖沖之的數(shù)學(xué)著作《綴術(shù)》記載了很多數(shù)學(xué)計(jì)算的方法，比如一些特殊的二次方程和三次方程根的計(jì)算。另外，祖沖之還將圓周率推算到了3.1415926到3.1415927之間，也是當(dāng)時(shí)對(duì)圓周率計(jì)算精度最高的。

2、祖沖之的爺爺、爸爸都是當(dāng)官的，祖沖之小時(shí)候被逼著學(xué)習(xí)四書五經(jīng)就是必然的了。但是，小祖沖之并不擅長(zhǎng)學(xué)習(xí)這些，經(jīng)常因?yàn)闊o(wú)法背誦課文而被爸爸罵成蠢豬笨牛。最后還是祖沖之的爺爺出來(lái)說話：“算了算了，書念不好也許其他的能做好呢。別再難為孩子了。

3、某個(gè)機(jī)會(huì)，祖沖之的爺爺發(fā)現(xiàn)祖沖之對(duì)天文學(xué)很感興趣，于是給祖沖之找來(lái)很多關(guān)于天文學(xué)的書?？吹叫∽鏇_之讀得津津有味，大家都很高興。于是，祖孫三人就經(jīng)常一起討論天文知識(shí)?！?/p>

4、10歲那年，家里帶著祖沖之去天文學(xué)家何承天的家里。何承天見祖沖之對(duì)天文感興趣，滿心歡喜。爺爺見狀，順?biāo)浦鄣溃骸澳憧茨氵@么喜歡這孩子，就收了他當(dāng)徒弟吧？”何承天轉(zhuǎn)過頭來(lái)，對(duì)小祖沖之說道：“小朋友，研究天文歷法非?？嘌?，而且不能升官發(fā)財(cái)，你真愿意搞這個(gè)？”10歲的祖沖之一本正經(jīng)的正面回答：“升官發(fā)財(cái)算什么，我想知道的是宇宙的奧秘！”

（來(lái)源：文章屋網(wǎng) ）

篇4

關(guān)鍵詞：張衡；科技成就；地動(dòng)儀；渾天學(xué)說；木圣

世界文化名人、“科圣”張衡是我國(guó)漢代偉大的科學(xué)家、發(fā)明家。他對(duì)世界地震學(xué)、天文學(xué)及機(jī)械制造方面的卓著業(yè)績(jī)彪炳千秋。他在世界科技發(fā)展史上占有突出的地位，產(chǎn)生了深遠(yuǎn)而廣泛的影響。

1 地動(dòng)儀：地震測(cè)量的先驅(qū)

公元132年，張衡利用地震波的傳播和力學(xué)的慣性原理，制造出世界上第一臺(tái)測(cè)定地震方位的地動(dòng)儀。據(jù)范曄《后漢書?張衡列傳》記載，公元138年，隴西（今甘肅省東南部）發(fā)生了地震，張衡的地動(dòng)儀準(zhǔn)確測(cè)出了距京師洛陽(yáng)一千多里的地震。自此開始，人類歷史上出現(xiàn)了第一臺(tái)測(cè)量地震的科學(xué)儀器。它揭開了地震科學(xué)的新紀(jì)元。它表明，人類在同地震作斗爭(zhēng)的歷史上，中國(guó)天才學(xué)者張衡寫下了最光輝的一頁(yè)。正是在張衡奠定的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)上，當(dāng)代地震科學(xué)家才得以成功預(yù)報(bào)多次地震。[1]

1976年英國(guó)《金融時(shí)報(bào)》載文稱：“地震預(yù)報(bào)的第一次實(shí)際應(yīng)用是中國(guó)人進(jìn)行的。因?yàn)樵缭诠?30多年就出現(xiàn)了中國(guó)張衡地動(dòng)儀――現(xiàn)代地動(dòng)儀的先驅(qū)。”英國(guó)劍橋大學(xué)李約瑟教授在《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史》第24章“地震學(xué)”中指出：“地震儀的鼻祖出在中國(guó)，這一點(diǎn)是無(wú)可置疑的。這是張衡卓越的貢獻(xiàn)。關(guān)于張衡，不少現(xiàn)代的西文地震學(xué)家，如米爾恩、西伯格、貝爾拉格等，都曾坦率地承認(rèn)張衡在這一方面的巨大功績(jī)?！?703年，歐洲人德?拉?奧特弗耶根據(jù)振動(dòng)時(shí)水銀從盤中溢出的原理制成現(xiàn)代地震儀。其制作原理和制造工藝，尚沒有張衡地動(dòng)儀先進(jìn)。1751年，英國(guó)學(xué)者比納試制成一架垂直擺的地震儀，其制作原理和張衡地動(dòng)儀類似，但當(dāng)時(shí)還不能投入實(shí)際觀察。至1879年，英國(guó)人埃文才制造成有實(shí)際效用的地震儀。1889年，德國(guó)學(xué)者伯希維茨用設(shè)在波茨坦的地震儀，第一次記錄到日本發(fā)生的地震，比張衡地動(dòng)儀成功驗(yàn)震晚了1750多年。1906年，德國(guó)人維歇爾研制一臺(tái)地震儀，它和張衡地動(dòng)儀盡管外型有差異，但其內(nèi)部構(gòu)造和工作原理基本一致，都是應(yīng)用處于不穩(wěn)平衡的倒立擺結(jié)構(gòu)和相對(duì)運(yùn)動(dòng)的原理，同為機(jī)械傳力方式。不難看出，當(dāng)年維歇爾在研制該儀器時(shí)，在設(shè)計(jì)思路上可能受了張衡地動(dòng)儀的啟迪，然而卻比張衡晚了1700多年。[2]

2 天文學(xué)：渾天學(xué)說和渾天儀

張衡在天文學(xué)方面的重要貢獻(xiàn)，是寫下了天文學(xué)著作《靈憲》。該書從哲學(xué)和科學(xué)的高度闡述了天地的生成和結(jié)構(gòu)，解釋了日月星辰的本質(zhì)和運(yùn)行規(guī)律。他指出，天地萬(wàn)物及其變化并不是由神創(chuàng)造和安排的，因此具有無(wú)神論的性質(zhì)。張衡明確提出宇宙無(wú)限的科學(xué)概念，他認(rèn)為“宇之表無(wú)極，宙之端無(wú)窮”，即宇宙在時(shí)間和空間上都是無(wú)限的。張衡第一次用科學(xué)的方法解釋了日月食形成的原因。

張衡通過卓越的科學(xué)實(shí)驗(yàn)和理論研究，建立當(dāng)時(shí)不但在中國(guó)，而且在世界范圍內(nèi)也是具有先進(jìn)意義的最系統(tǒng)、最完備的渾天學(xué)說的理論體系。他通過對(duì)天體運(yùn)轉(zhuǎn)情況的觀測(cè)，得出一周天為三百六十五又四分之一度的結(jié)論，與近代所測(cè)地球繞太陽(yáng)一周歷時(shí)365天5小時(shí)48分46秒的數(shù)值相差無(wú)幾。

西方和張衡同時(shí)代的天文學(xué)家是古希臘的托勒密。托勒密的“地球中心說”認(rèn)為地球靜止不動(dòng)，是運(yùn)動(dòng)的中心，太陽(yáng)、月亮均圍繞地球旋轉(zhuǎn)。地球之外有九重天，上帝就住在第九層。托勒密學(xué)說給自然界蒙上了神秘色彩，為宗教利用這個(gè)學(xué)說打開了方便之門。張衡的天文學(xué)說和托勒密的宇宙理論相比要先進(jìn)得多。張衡關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)，在世界天文學(xué)發(fā)展史上具有重要意義。他比近代德國(guó)天文學(xué)家開普勒著名的“行星運(yùn)動(dòng)三定律”要早1500多年。

張衡不但是渾天學(xué)說的集大成者，還依據(jù)此種理論于公元117年研制成功觀測(cè)天象的儀器――渾天儀。這是世界上第一臺(tái)用水推動(dòng)的大型銅質(zhì)天文儀器，其形狀是球形的，相當(dāng)于現(xiàn)在的天球儀。此種精密的科學(xué)儀器提供了極精巧的觀察天象的工具，對(duì)世界天文學(xué)的研究產(chǎn)生很大的啟發(fā)和借鑒作用。

3 木圣：機(jī)械制造的高手

張衡在前人勞動(dòng)生產(chǎn)成果的基礎(chǔ)上，刻苦鉆研，擷其精華，發(fā)明制造了指南車、記里鼓車、獨(dú)飛木雕、候風(fēng)儀等精巧的器物。指南車是一種雙輪獨(dú)轅車，由馬拉動(dòng)。車箱內(nèi)采用一種能自動(dòng)離合的齒輪系，車箱外殼上，置有一個(gè)木制仙人。無(wú)論車朝哪個(gè)方向轉(zhuǎn)彎，它的伸臂都指向南方。

張衡制造的記里鼓車也是利用齒輪的差動(dòng)關(guān)系制成的。據(jù)晉代崔豹《古今注》記載：“記里車，車上為二層，皆有木人，行一里下層擊鼓，行十里上層擊鐲。”張衡的指南車和記里鼓車均已失傳，現(xiàn)在我國(guó)考古專家已經(jīng)把兩種車復(fù)制成功，現(xiàn)存中國(guó)歷史博物館。它們的精密設(shè)計(jì)是機(jī)械制造技術(shù)的卓越成就。它所利用的齒輪差動(dòng)原理，早于西方同類技術(shù)1800多年，受到西方學(xué)者高度評(píng)價(jià)，稱譽(yù)它是一切控制機(jī)械的藍(lán)本之一。在木制機(jī)械方面，張衡還發(fā)明了獨(dú)飛木雕。張衡于公元126年寫成的《應(yīng)間》里說：“三輪可使自動(dòng)，木雕猶能獨(dú)飛?！薄逗鬂h書?本傳》里記載：“張衡嘗作木鳥，假以羽翮，腹內(nèi)施機(jī)，能飛數(shù)里?！睆埡獾臋C(jī)械飛行器不但是中國(guó)最早的飛行器，也是世界最早的飛行器。國(guó)外機(jī)械飛行器的最早記錄是公元1754年俄國(guó)的莫洛諾索夫用鐘表發(fā)條帶動(dòng)螺旋槳推進(jìn)器的試驗(yàn)。但他只是天平盤中的試驗(yàn)，未能實(shí)現(xiàn)空中飛翔。它比張衡制作的“獨(dú)飛木雕”晚了1500多年。

據(jù)魏晉人所著的《三輔黃圖》記載，張衡還發(fā)明一種氣象學(xué)的儀器――候風(fēng)儀。這種銅質(zhì)儀器遇風(fēng)乃動(dòng)，因此又稱“相風(fēng)銅鳥”。它既能測(cè)量風(fēng)向，又能測(cè)量風(fēng)速，和西方國(guó)家屋頂上出現(xiàn)的候風(fēng)雞相類似。西洋的候風(fēng)雞到12世紀(jì)時(shí)始有記載，比張衡相風(fēng)銅鳥的記載晚了1000年。[3]由于張衡在木制機(jī)械方面的輝煌成就，他同三國(guó)時(shí)期的馬鈞，一齊被后人稱為“木圣”，受到后人永久的尊崇。在數(shù)學(xué)方面，張衡在其數(shù)學(xué)專著《算罔論》中推算出圓周率的值為3.1416，這和今天所知的圓周率雖有距離，但比印度和阿拉伯?dāng)?shù)學(xué)家算出的同樣的數(shù)值分別早400年到600年，比歐洲人測(cè)算出的數(shù)值早1300多年。

張衡偉大的科學(xué)獻(xiàn)身精神，受到世界人民的景仰。早在上世紀(jì)五十年代，張衡就被列入世界文化名人。外國(guó)人把他同哥白尼、伽利略、牛頓、達(dá)爾文齊名并題。俄羅斯莫斯科大學(xué)門前10位世界科學(xué)家銅像中就有張衡。1970年，國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)命名月球上一座環(huán)形山為“張衡山”，1977年，國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)將太陽(yáng)系中一顆編號(hào)為1802的行星，命名為“張衡星”。這是當(dāng)今世界對(duì)建造世界文明的科學(xué)巨匠表示的最崇高的敬意。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉永平.張衡地動(dòng)儀在亞洲和世界的影響.

篇5

北京時(shí)間2011年12月8日消息，“平方公里陣列”耗資13億英鎊(約合20億美元)，是迄今為止最雄心勃勃的科學(xué)研究項(xiàng)目之一，也是目前制造的最大望遠(yuǎn)鏡陣列?！捌椒焦镪嚵小钡牡翁炀€覆蓋面積超過1平方公里，將建在南非或者新西蘭，其掃描太空的速度是現(xiàn)今任何望遠(yuǎn)鏡的1萬(wàn)倍。

“平方公里陣列”獲取的信號(hào)將通過光纖傳輸給一臺(tái)高性能超級(jí)計(jì)算機(jī)。每天傳輸?shù)臄?shù)據(jù)數(shù)量驚人，超過整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)流量，傳輸速度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)。目前，IBM正在研制能夠消化這些數(shù)據(jù)的機(jī)器。“平方公里陣列”的碟形天線獲取的數(shù)據(jù)數(shù)量超乎我們想象，每年產(chǎn)生的數(shù)據(jù)足以裝滿1500萬(wàn)部容量最大的iPod。

目前，絕大多數(shù)天文學(xué)項(xiàng)目需要人工管理，天文學(xué)家利用電腦“挑選”需要予以關(guān)注的數(shù)據(jù)。由于數(shù)據(jù)量驚人，人工管理平方公里陣列成為一種不可能。慶幸的是，IBM研發(fā)的一款軟件能夠消化這些數(shù)據(jù)。這家公司表示這項(xiàng)技術(shù)允許企業(yè)監(jiān)視通訊系統(tǒng)和交通網(wǎng)絡(luò)，效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)在的技術(shù)。

篇6

關(guān)鍵詞：高等教育；大學(xué)物理；天文學(xué)；教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）41-0072-03

一、引言

大學(xué)物理作為面向理工科專業(yè)的一門基礎(chǔ)課、必修課，其知識(shí)的掌握程度和能力的培養(yǎng)對(duì)后續(xù)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)有著直接的影響，其重要性不可言喻。當(dāng)然，有很多學(xué)生，特別是他們處在低年級(jí)，對(duì)這種重要性并沒有直觀的印象。所以，在實(shí)際教學(xué)活動(dòng)中適當(dāng)穿插一些相關(guān)專業(yè)或者前沿科技的知識(shí)，讓學(xué)生感受物理是如何被應(yīng)用的，從而提高學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣，激發(fā)其主動(dòng)性和創(chuàng)造性。穿插的內(nèi)容也應(yīng)是學(xué)生普遍感興趣的，比如對(duì)學(xué)生所學(xué)專業(yè)或者是一些重大的科技進(jìn)展。除此之外，我發(fā)現(xiàn)天文學(xué)是一個(gè)很好的穿插對(duì)象。天文學(xué)是研究宇宙空間天體、宇宙結(jié)構(gòu)和發(fā)展的學(xué)科，是一門古老的學(xué)科，也是當(dāng)代最活躍的前沿學(xué)科之一，本身具有強(qiáng)大的吸引力，很容易抓住學(xué)生的注意力。而且關(guān)于天文學(xué)的新聞時(shí)常出現(xiàn)在各種媒體，對(duì)一些字眼和基本概念，學(xué)生也不會(huì)感覺太陌生，這樣也就容易拿來(lái)當(dāng)作素材介紹，用物理理論來(lái)講解會(huì)讓學(xué)生對(duì)之理解得更深入透徹。本文通過幾個(gè)實(shí)例來(lái)介紹天文學(xué)知識(shí)是如何穿插在大學(xué)物理教學(xué)中的。

二、應(yīng)用實(shí)例

恒星是天體中大家都比較熟悉和關(guān)注的，比如離我們最近的恒星——天陽(yáng)。下面我們就以恒星為例子，看看里面包含哪些物理過程。首先關(guān)于恒星的形成，恒星是分子云引力塌縮形成的。那在什么條件下分子云才可能塌縮形成恒星？如果僅僅只是引力，那么分子云內(nèi)任何微小的密度漲落必將導(dǎo)致引力塌縮，很自然就會(huì)形成恒星。剛剛學(xué)過氣體運(yùn)動(dòng)理論，就會(huì)想到分子熱運(yùn)動(dòng)不可避免。因此，分子云內(nèi)部必然存在著引力相抗衡的熱壓力。其結(jié)果是，較小的密度漲落產(chǎn)生的引力會(huì)被熱壓力所克服，并不能導(dǎo)致塌縮。只有當(dāng)分子云本身密度較大時(shí)，才可能存在較強(qiáng)的密度漲落，從而引起引力不穩(wěn)定性，并導(dǎo)致塌縮。此時(shí)，熱壓力不足以抵抗引力導(dǎo)致的塌縮。這里只需要利用理想氣體壓強(qiáng)的概念，學(xué)生很容易順著這條思路找到答案。下面，我們來(lái)簡(jiǎn)單估計(jì)產(chǎn)生引力不穩(wěn)定的臨界條件。假設(shè)分子云為理想氣體，溫度為T、密度為ρ?？紤]半徑為r的球，其質(zhì)量為M∝r3ρ，球體受到的引力為∝GM2/r2，熱壓力為∝Pr2。若氣體分子的平均分子質(zhì)量為m，利用理想氣體狀態(tài)方程，氣體壓強(qiáng)為P=ρkT/m。這樣就可以得到引力不穩(wěn)定發(fā)生的臨界尺度和臨界密度：r>rJ≈■，ρ>ρJ≈■ （1）.

上面的式子就是天文學(xué)中常用的金斯不穩(wěn)定性判據(jù)，更嚴(yán)格的解比上面的會(huì)多出一個(gè)常數(shù)π，但是作為量級(jí)來(lái)估計(jì)，（1）式已經(jīng)足夠了。

這里用的物理知識(shí)都很簡(jiǎn)單基礎(chǔ)，很容易讓學(xué)生入手。通過這個(gè)例子，學(xué)生感覺自己也會(huì)用物理知識(shí)，而且跟天文更近了。

是不是滿足金斯不穩(wěn)定性引起引力塌縮就能形成恒星呢？這里還有一個(gè)關(guān)鍵的問題是關(guān)于恒星的點(diǎn)火條件。我們知道恒星能量來(lái)源于輕核聚變，例如天陽(yáng)中心的氫核聚變。但是恒星內(nèi)部是否能夠發(fā)生核聚變呢？

事實(shí)上，核聚變會(huì)受到原子間庫(kù)侖勢(shì)壘的阻礙。下面我們可以簡(jiǎn)單估計(jì)該勢(shì)壘的大小。在原子核物理簡(jiǎn)介這一章，我們學(xué)習(xí)過原子核中核子半徑為rN=R0A1/3≈1.2A1/3fm，其中A為原子核質(zhì)質(zhì)量數(shù)。在大于rN的區(qū)域，庫(kù)侖作用主導(dǎo)，則兩個(gè)核電荷數(shù)分別為Z1和Z2，質(zhì)量數(shù)為A1和A2的原子核之間的庫(kù)侖勢(shì)壘為：Vc=■≈1.2■MeV （2）.

恒星中心典型溫度約107K，原子核的動(dòng)能只有≈kT≈1keV？塏VC。因此，用經(jīng)典物理知識(shí)我們甚至無(wú)法理解太陽(yáng)為什么會(huì)發(fā)光這樣基本的問題。但是，微觀粒子具有波粒二象性，這里需要考慮量子隧道效應(yīng)，只要核子動(dòng)能足夠大，還是可以大規(guī)模穿過庫(kù)侖勢(shì)壘的，從而“點(diǎn)火”。這要求星體中心溫度不能太小，被稱為點(diǎn)火溫度。通過這個(gè)例子，學(xué)生感覺到像太陽(yáng)這樣的宏觀天體，其核心的基本物理過程也需要借助微觀的量子效應(yīng)。

關(guān)于恒星的特征溫度，天文學(xué)中常用維里溫度來(lái)估算。這里需要用到維里定理是：E■■=-■Egr （3）.其中，Egr為星體的自引力能，E■■為星體的總熱能。上式表明，當(dāng)星體收縮時(shí)，一半的自引力能被輻射掉，剩下的一半將轉(zhuǎn)化為熱能，增加恒星的溫度。我們可以用它來(lái)估計(jì)恒星內(nèi)部的特征溫度。

星體自引力能可以估計(jì)為Egr=-GM2/R，星體熱能Eth=■NkTvir，于是有■NkTvir≈■■=■■ （4）.這樣給出的溫度Tvir被稱為維里溫度。就以太陽(yáng)為例，在上式中代入太陽(yáng)質(zhì)量和半徑后，估算的特征溫度為Tvir≈6×106K，與標(biāo)準(zhǔn)模型得到的結(jié)果量級(jí)一致。

上式（4）其實(shí)也很容易理解，只是用了氣體動(dòng)理論里面的一些基本知識(shí)。關(guān)鍵是維里定理怎么來(lái)的，下面我們給出一個(gè)簡(jiǎn)單推導(dǎo)，同樣是用到這部分的基礎(chǔ)知識(shí)。

考慮星體內(nèi)部的流體靜力學(xué)平衡，某一半徑r流體元受到的引力與壓強(qiáng)梯度平衡，即：■=■ （5）.其中M（r）是半徑r所包圍的質(zhì)量，式子兩邊同乘以4πr3dr，并從星體中心到表面（假設(shè)恒星半徑為R）進(jìn)行積分，即：■4πr3■dr=-■4πr3■dr （6）.

上式右邊為星體的自引力能Egr.我們對(duì)（6）式左邊做分部積分，即：■4πr3■dr=4πr3P（r）■■-3■4πr2P（r）dr （7）.一般將P（R）=0的地方定義為星體表面，因此右邊第一項(xiàng)為零。右邊第二項(xiàng)可以改寫為：-3■4πr2P（r）dr=-3V■=-3VP （8）.

其中P為星體的平均壓強(qiáng)，這與求平均速度的方法類似。綜合以上（6）～（8）式，我們得到引力束縛系統(tǒng)的維里公式：3VP=-Egr （9）.

仍然把星體內(nèi)氣體分子當(dāng)作經(jīng)典理想氣體。利用理想氣體狀態(tài)方程PV=NkT，和氣體熱能Eth=■NkT，我們得到 P=■■。對(duì)其兩邊同乘以4πr2dr并積分有：PV=■E■■（10）.聯(lián)立上面的（9）式和（10）式，即可以自然得到維里定理。

還有其他一些天文學(xué)問題，如當(dāng)恒星演化至晚期，恒星中心合成鐵元素后，若再進(jìn)一步核聚變需要吸熱，在原子核物理章節(jié)，其中給出的核子的平均結(jié)合能曲線就是這個(gè)意思。其結(jié)果是晚期星體核心必然塌縮，通過核聚變的方式合成比鐵重的元素是不可能的。這些都是能夠緊密結(jié)合所學(xué)內(nèi)容，提出一些有趣的天文學(xué)問題，讓學(xué)生通過自己思考，能夠找到合理的解釋。只要留心，還能找到很多類似的例子。

三、總結(jié)

天文學(xué)本身具有很強(qiáng)的吸引力，容易引發(fā)學(xué)生的好奇心，因此在大學(xué)物理課程中穿插一些天文學(xué)知識(shí)能夠起到較好的教學(xué)效果，讓學(xué)生通過積極思考，感受如何運(yùn)用物理知識(shí)，從而激發(fā)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性。另一方面，天文學(xué)作為一門古老的學(xué)科，作為自然科學(xué)的源泉，其發(fā)展對(duì)于人類的自然觀產(chǎn)生了重大影響，也最容易激發(fā)人們的求知欲望，理應(yīng)更受重視。在國(guó)外，高校大都開設(shè)有天文課，而國(guó)內(nèi)相對(duì)很少。我國(guó)是世界上天文學(xué)發(fā)展最早的國(guó)家之一，曾經(jīng)在天文觀測(cè)和研究中取得了不少世界矚目的成就，但在近代卻陷于停滯，落后于西方。目前國(guó)內(nèi)也僅有5所高校開設(shè)有天文專業(yè)，高校天文普及教育還亟待提高。在當(dāng)前背景下，通過這樣的結(jié)合也有助于天文學(xué)知識(shí)的普及，讓學(xué)生在感受美妙的天文現(xiàn)象的同時(shí)，也思考其中的物理奧秘，切身感受到運(yùn)用物理知識(shí)的確能使我們更加了解天文。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐仁新.天體物理導(dǎo)論[M].北京：北京大學(xué)出版社，2006.

篇7

關(guān)鍵詞：儒家文化古代科技古代科學(xué)家

關(guān)于中國(guó)古代是否有科學(xué)的問題，學(xué)術(shù)界至今仍有不同意見。不少學(xué)者根據(jù)卷帙浩繁的古代文獻(xiàn)，用歷史事實(shí)證明中國(guó)古代有科學(xué)，甚至認(rèn)為，中國(guó)古代曾有過居于世界領(lǐng)先地位的科學(xué)技術(shù)。正如英國(guó)著名的中國(guó)科技史家李約瑟所言，古代的中國(guó)人在科學(xué)技術(shù)的許多重要方面“走在那些創(chuàng)造出著名的‘希臘奇跡’的傳奇式人物的前面，和擁有古代西方世界全部文化財(cái)富的阿拉伯人并駕齊驅(qū)，并在公元三世紀(jì)到十三世紀(jì)之間保持一個(gè)西方所望塵莫及的科學(xué)知識(shí)水平”，中國(guó)的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)發(fā)明曾經(jīng)“遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過同時(shí)代的歐洲，特別是在十五世紀(jì)之前更是如此”[]。然而，也有一些學(xué)者則根據(jù)中國(guó)古代沒有近代意義的“科學(xué)”，近代科學(xué)沒有在中國(guó)產(chǎn)生，以證明中國(guó)古代沒有科學(xué)。筆者持中國(guó)古代有科學(xué)的觀點(diǎn)，并認(rèn)為，中國(guó)古代的科技具有明顯的儒學(xué)化特征，不同于近代意義的“科學(xué)”。這一看法對(duì)于理解中國(guó)古代科技曾有過輝煌但又沒有能夠?qū)崿F(xiàn)向近代科學(xué)的轉(zhuǎn)型，或許會(huì)有一定的幫助。

一．儒學(xué)化的中國(guó)古代科學(xué)家

從科技與社會(huì)相互關(guān)系的角度看，科學(xué)技術(shù)總是在一定的文化背景中孕育并得以發(fā)展的，因而必然會(huì)受到一定的文化的影響。儒家文化是中國(guó)傳統(tǒng)文化的主流，儒家文化對(duì)于中國(guó)古代科技的發(fā)展不可能不具有重要的影響。這種影響首先表現(xiàn)為儒家文化對(duì)于古代科學(xué)家的影響，表現(xiàn)為大多數(shù)科學(xué)家都不同程度地與儒學(xué)有著密切的關(guān)系。

關(guān)于中國(guó)古代科學(xué)家，目前，國(guó)內(nèi)有兩部較為重要的傳記著作，其一，由杜石然先生主編的《中國(guó)古代科學(xué)家傳記》，[]共選入中國(guó)古代科學(xué)家235位，另有明清時(shí)期介紹西方科技的外國(guó)人14位，該書收錄的古代科學(xué)家較全；其二，由盧嘉錫先生任總主編的《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史》中有金秋鵬先生任主編的《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史•人物卷》，[]該書精選了春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期至清末的著名科學(xué)家77位（除漢代數(shù)學(xué)家張蒼和清初地理學(xué)家劉獻(xiàn)庭之外，大都包括在《中國(guó)古代科學(xué)家傳記》之中），該書收錄的古代科學(xué)家較精。以下就以杜石然先生所主編的《中國(guó)古代科學(xué)家傳記》為依據(jù)，參照金秋鵬先生所主編的《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史•人物卷》，分析古代科學(xué)家與儒學(xué)之間的關(guān)系。

根據(jù)筆者分析，在《中國(guó)古代科學(xué)家傳記》中所收錄的科學(xué)家，大都與儒學(xué)有著程度不同的關(guān)系。依據(jù)這些科學(xué)家與儒學(xué)的關(guān)系的密切程度，可分為以下兩個(gè)層次：

其一，在儒學(xué)發(fā)展史上具有較重要地位或撰有儒學(xué)研究著作的科學(xué)家。這類科學(xué)家有：漢代的張衡、崔寔，魏晉南北朝時(shí)期的陸璣、虞喜、何承天、祖沖之，隋朝的劉焯，宋代的沈括、黃裳，明代的羅洪先、宋應(yīng)星、張履祥，清代的朱彝尊、戴震、阮元、汪萊、李銳，等等。其中漢代的天文學(xué)家張衡著《周官訓(xùn)詁》；東晉時(shí)期的天文學(xué)家虞喜“釋《毛詩(shī)略》，注《孝經(jīng)》”[]；南北朝時(shí)期的天文學(xué)家何承天對(duì)《禮論》進(jìn)行整理，“刪減合并，以類相從，凡為三百卷”[]，數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家祖沖之“著《易》、《老》、《莊》義，釋《論語(yǔ)》、《孝經(jīng)》”[]；隋朝時(shí)期的天文學(xué)家劉焯著《五經(jīng)述義》；宋代的科學(xué)家沈括撰《孟子解》，天文學(xué)家、地理學(xué)家黃裳撰《王府春秋講義》；明清之際的科學(xué)家宋應(yīng)星撰《談天》、《論氣》；清代的數(shù)學(xué)家汪萊撰有《十三經(jīng)注疏正誤》、《說文聲類》等經(jīng)學(xué)著作，數(shù)學(xué)家李銳協(xié)助阮元?？薄吨芤住贰ⅰ豆攘骸泛汀睹献印?，并撰有《周易虞氏略例》、《召誥日名考》等等。

其二，明顯受儒學(xué)影響、具有儒家理念或運(yùn)用儒家經(jīng)典中的知識(shí)進(jìn)行科學(xué)研究的科學(xué)家。這類科學(xué)家較多，比如（按年代順序），班固、劉洪、張仲景、皇甫謐、裴秀、劉徽、酈道元、賈思勰、王孝通、賈耽、杜佑、李吉甫、陸龜蒙、韓鄂、蘇頌、唐慎微、劉完素、鄭樵、張從正、李杲、宋慈、李冶、秦九韶、楊輝、郭守敬、朱世杰、王禎、朱震亨、魯明善、戴思恭、馬一龍、李時(shí)珍、徐春甫、程大位、朱載堉、陳實(shí)功、徐光啟、張景岳、邢云路、方以智、王錫闡、梅文鼎、楊屾、徐大椿、陳修園，等等。

這些科學(xué)家與儒學(xué)都有著密切的關(guān)系。需要指出的是，以上所羅列的這些科學(xué)家?guī)缀跄依斯糯萍俭w系中數(shù)學(xué)、天文學(xué)、地理學(xué)、醫(yī)學(xué)和農(nóng)學(xué)五大學(xué)科的最著名的科學(xué)家，是科學(xué)史上各個(gè)時(shí)期最具代表的科學(xué)家。而且在事實(shí)上，除了以上科學(xué)家之外，還會(huì)有其他許多科學(xué)家與儒學(xué)有著直接的關(guān)系，比如，大多數(shù)官吏科學(xué)家必然要受到儒家思想的影響；一些道教、佛教科學(xué)家，在他們的成長(zhǎng)過程中，在他們的科學(xué)研究中，也會(huì)與儒家思想有著這樣或那樣的關(guān)系。

古代科學(xué)家與儒學(xué)的這種關(guān)系，與儒家文化是中國(guó)傳統(tǒng)文化的主流有關(guān)。在這樣的文化背景下，古代中國(guó)人自小都學(xué)習(xí)過儒家經(jīng)典。儒家經(jīng)典是古代文化的載體，學(xué)習(xí)文化知識(shí)，不能不學(xué)習(xí)儒家經(jīng)典；同時(shí)，儒家經(jīng)典是培養(yǎng)理想人格的教科書，要成為有道德的人，也不能不學(xué)習(xí)儒家經(jīng)典。而且，儒家經(jīng)典是古代科舉考試的重要內(nèi)容，要進(jìn)入仕途，也必須學(xué)習(xí)儒家經(jīng)典。古代的絕大多數(shù)科學(xué)家當(dāng)然也不例外。而且在社會(huì)交往中，古代科學(xué)家大都免不了與儒士交往。從家庭成員到老師，以至朋友同事，總會(huì)有儒家學(xué)者，或者有儒家背景的文人學(xué)士。宋朝時(shí)期的法醫(yī)學(xué)家宋慈，先是師從朱熹弟子吳雉，又經(jīng)常向朱熹弟子楊方、黃干、李方子、蔡淵、蔡沈等學(xué)習(xí)。入太學(xué)時(shí)，他的文章得到著名理學(xué)家真德秀的賞識(shí)，并拜師受學(xué)。清代科學(xué)家梅文鼎，他的父親就是飽讀儒家經(jīng)典的書生；后來(lái)，他又與著名經(jīng)學(xué)家朱彝尊、閻若璩、萬(wàn)斯同以及清初儒家李光地、著名儒家黃宗羲之子黃百家等等有過密切的交往；他的許多思想，包括一些科學(xué)思想的形成都或多或少地與他所交往過的儒家學(xué)者有關(guān)。又比如，清代的數(shù)學(xué)家李銳，曾師從于著名經(jīng)學(xué)家錢大昕，在數(shù)學(xué)研究上與經(jīng)學(xué)家焦循多有交往，與焦循、汪萊一起被稱為“談天三友”[]。

中國(guó)古代科學(xué)家在成長(zhǎng)的過程中、在社會(huì)交往以及學(xué)術(shù)交往中，大都處于儒家文化的氛圍之中，儒家文化是他們心靈、思想、學(xué)識(shí)、情感的不可分割的重要組成部分，從而使得中國(guó)古代科學(xué)家?guī)в忻黠@的儒學(xué)化特征。他們大都具有儒家的價(jià)值觀念和道德品質(zhì)，具備深厚的儒家文化知識(shí)，對(duì)儒家經(jīng)典有著濃厚的學(xué)術(shù)情趣，以至于在他們的科學(xué)研究中，或是包含著對(duì)儒學(xué)的研究，或是運(yùn)用了儒家經(jīng)典的知識(shí)，或是蘊(yùn)涵著儒家的情懷。

二．儒學(xué)化的古代科學(xué)研究

在儒家文化為主流的中國(guó)傳統(tǒng)文化背景下，不僅科學(xué)家的價(jià)值觀念、人格素質(zhì)、知識(shí)學(xué)問要受到儒家文化的影響，而且在科學(xué)研究中，科學(xué)家的科研動(dòng)機(jī)、基礎(chǔ)知識(shí)乃至科研方法，都在很大程度上受到儒學(xué)的影響。

（1）儒家的價(jià)值觀影響科學(xué)研究的動(dòng)機(jī)

古代科學(xué)家研究科技的動(dòng)機(jī)大致有三：其一，出于國(guó)計(jì)民生的需要；其二，出于“仁”、“孝”之德；其三，出于經(jīng)學(xué)的目的。

古代科學(xué)家研究科學(xué)的動(dòng)機(jī)首先出于國(guó)計(jì)民生的需要。北魏時(shí)期的農(nóng)學(xué)家賈思勰在其所著的《齊民要術(shù)》中對(duì)此有很好的論述。該書的“序”在闡述作者研究農(nóng)學(xué)的目的時(shí)說：“蓋神農(nóng)為耒耜，以利天下。堯命四子，敬授民時(shí)。舜命后稷，食為政首。禹制土地，萬(wàn)國(guó)作乂。殷周之盛?！对?shī)》、《書》所述，要在安民，富而教之?！盵]他還舉了許多例子：“耿壽昌之常平倉(cāng)，桑弘羊之均輸法，益國(guó)利民，不朽之術(shù)也”；“任延、王景，乃令鑄作田器，教之墾辟，歲歲開廣，百姓充給”；“皇甫隆乃教作耬、犁，所省庸力過半，得谷加五”；“《書》曰：稼穡之艱難?！缎⒔?jīng)》曰：用天之道，因地之利，謹(jǐn)身節(jié)用，以養(yǎng)父母?！墩撜Z(yǔ)》曰：百姓不足，君孰與足”。這些論述無(wú)非是要說明他撰著《齊民要術(shù)》的目的在于“益國(guó)利民”，為的是國(guó)計(jì)民生。元朝時(shí)期農(nóng)學(xué)家的王禎在所著《農(nóng)書》的“自序”中說：“農(nóng)，天下之大本也。一夫不耕，或授之饑；一女不織，或授之寒。古先圣哲，敬民事也，首重農(nóng)，其教民耕織、種植、畜養(yǎng)，至纖至悉?！彼掇r(nóng)書》的目的也在于國(guó)計(jì)民生。中國(guó)古代科技之所以在數(shù)學(xué)、天文學(xué)、地理學(xué)、醫(yī)學(xué)和農(nóng)學(xué)這些學(xué)科較為發(fā)達(dá)，概由于當(dāng)時(shí)這些學(xué)科與國(guó)計(jì)民生密切相關(guān)。數(shù)學(xué)以解決實(shí)際問題為基本框架和內(nèi)容，其中所涉及的問題大都與國(guó)計(jì)民生有關(guān)；天文學(xué)講“敬授民時(shí)”，地理學(xué)講治國(guó)安邦，醫(yī)學(xué)講治病救人，也都與國(guó)計(jì)民生相關(guān)聯(lián)。

古代科學(xué)家研究科學(xué)的另一個(gè)動(dòng)機(jī)是出于“仁”、“孝”之德。東漢時(shí)期醫(yī)學(xué)家張仲景研究醫(yī)學(xué)，旨在“上以療君親之疾，下以救貧賤之厄，中以保身長(zhǎng)全，以養(yǎng)其生”，在于“愛人知物”、“愛躬知己”[]。魏晉時(shí)期醫(yī)學(xué)家皇甫謐在所著《針灸甲乙經(jīng)》的“序”中說：“若不精通于醫(yī)道，雖有忠孝之心、仁慈之性，君父危困，赤子涂地，無(wú)以濟(jì)之，此固圣賢所以精思極論盡其理也。”可見，他研究醫(yī)學(xué)的動(dòng)機(jī)在于落實(shí)“忠孝之心、仁慈之性”。唐朝時(shí)期的醫(yī)學(xué)家孫思邈也在所著《備急千金要方》“本序”中指出：“君親有疾不能療之者，非忠孝也?！苯鸫t(yī)學(xué)家張從正更是明確把自己的醫(yī)學(xué)著作定名為《儒門事親》，以表明他研究醫(yī)學(xué)的動(dòng)機(jī)在于“事親”。事實(shí)上，科學(xué)研究的動(dòng)機(jī)出于國(guó)計(jì)民生的需要與出于“仁”、“孝”之德，這二者是一致的，關(guān)注國(guó)計(jì)民生是“仁”、“孝”之德的進(jìn)一步推廣；所以，那些出于國(guó)計(jì)民生的需要的科學(xué)研究，同樣也是出于“仁”、“孝”之德。

除此之外，古代科學(xué)家研究科學(xué)還有一個(gè)動(dòng)機(jī)，這就是經(jīng)學(xué)的動(dòng)機(jī)。古代數(shù)學(xué)家大都把自己的數(shù)學(xué)研究與《周易》、《周禮》的“九數(shù)”以及儒家的“六藝”聯(lián)系在一起。魏晉時(shí)期數(shù)學(xué)家劉徽在所撰《九章算術(shù)注》“序”中說：“昔在包犧氏始畫八卦，以通神明之德，以類萬(wàn)物之情，作九九之?dāng)?shù)，以合六爻之變”，“周公制禮而有九數(shù)，九數(shù)之流，則《九章》是矣”；《孫子算經(jīng)》認(rèn)為數(shù)學(xué)是“六藝之綱紀(jì)”，能夠“窮道德之理，究性命之情”；唐朝時(shí)期的數(shù)學(xué)家王孝通在《上緝古算經(jīng)表》中說：“臣聞九疇載敘，紀(jì)法著于彝倫；六藝成功，數(shù)術(shù)參于造化”；這一切都是為了說明他們研究數(shù)學(xué)是對(duì)儒家經(jīng)學(xué)的繼承和發(fā)揮。宋朝時(shí)期的數(shù)學(xué)家秦九韶在《數(shù)書九章》的“序”中認(rèn)為，數(shù)學(xué)“大則可以通神明、順性命，小則可以經(jīng)世務(wù)、類萬(wàn)物”，元朝時(shí)期的數(shù)學(xué)家朱世杰在《四元玉鑒》“卷首”中認(rèn)為，數(shù)學(xué)“以明理為務(wù)，必達(dá)乘除升降進(jìn)退之理，乃盡性窮神之學(xué)”，這里講“通神明、順性命”以及“明理”，無(wú)非是要說明數(shù)學(xué)與理學(xué)在根本上是一致的，而他們的數(shù)學(xué)研究的動(dòng)機(jī)也正在于此。事實(shí)上，宋代以后的科學(xué)家較多地把科學(xué)研究與求“自然之理”聯(lián)系在一起，所謂“數(shù)理”、“歷理”、“物理”、“醫(yī)理”之類；在他們看來(lái)，當(dāng)時(shí)所謂的“自然之理”是包含在儒家“大道”中的“小道”，正如朱熹所言，“小道亦是道理”[]，所以，研究科學(xué)也是為了闡發(fā)儒家的道理。

從根本上說，古代科學(xué)家研究科學(xué)的以上三種動(dòng)機(jī)都是圍繞著儒家的價(jià)值觀而展開的。出于國(guó)計(jì)民生的需要，就是為了落實(shí)儒家的民本思想；出于“仁”、“孝”之德，就是實(shí)踐儒家的仁愛理念；出于經(jīng)學(xué)的目的，就是要發(fā)揮儒家之道。因此，古代科學(xué)家的研究科學(xué)的動(dòng)機(jī)最終都源自儒家的價(jià)值觀。

（2）儒家經(jīng)典成為科學(xué)研究的知識(shí)基礎(chǔ)

科學(xué)研究需要有相當(dāng)?shù)闹R(shí)基礎(chǔ)和專業(yè)基礎(chǔ)，而在儒家文化占主流的背景下，大多數(shù)科學(xué)家的基礎(chǔ)知識(shí)甚至一些專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)最初都是從儒家經(jīng)典中獲得的。儒家經(jīng)典中包含了豐富的科技知識(shí)。就古代數(shù)學(xué)、天文學(xué)、地理學(xué)、醫(yī)藥學(xué)和農(nóng)學(xué)五大學(xué)科而言，《周易》等著作中包含有某些數(shù)學(xué)知識(shí)，《詩(shī)經(jīng)》、《尚書•堯典》、《大戴禮記•夏小正》、《禮記•月令》以及《春秋》等著作中包含有某些天文學(xué)的知識(shí)，《尚書•禹貢》、《周禮•夏官司馬•職方》等著作中包含有某些地理學(xué)知識(shí)，《周易》、《禮記•月令》等著作中包含了與醫(yī)學(xué)有關(guān)的知識(shí)，《詩(shī)經(jīng)》、《大戴禮記•夏小正》、《禮記•月令》等著作中包含有農(nóng)學(xué)知識(shí)。應(yīng)當(dāng)說，儒家經(jīng)典中具備了古代科學(xué)家從事科學(xué)研究所需要的基礎(chǔ)知識(shí)以及一些專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。因此，儒家經(jīng)典中的科技知識(shí)，實(shí)際上成為許多科學(xué)家的知識(shí)背景，成為他們的知識(shí)結(jié)構(gòu)中非常重要的組成部分。

古代許多科學(xué)家的科學(xué)研究正是在儒家經(jīng)典中所獲得的科學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過自己的進(jìn)一步研究、發(fā)揮和提高，從而在科學(xué)上做出了貢獻(xiàn)。從一些科學(xué)家的科學(xué)研究過程以及他們所撰著的科學(xué)著作中，可以發(fā)現(xiàn)，他們的科學(xué)研究與儒家經(jīng)典中的知識(shí)密切相關(guān)，在一定程度上是對(duì)儒家經(jīng)典中某些知識(shí)的發(fā)揮和提高。

古代數(shù)學(xué)家必定要講《周易》。魏晉時(shí)期的著名數(shù)學(xué)家劉徽在為《九章算術(shù)》作注時(shí)說：“徽幼習(xí)《九章》，長(zhǎng)再詳覽，觀陰陽(yáng)之割裂，總算術(shù)之根源。探賾之暇，遂悟其意。是以敢竭頑魯，采其所見，為之作注。”[]也就是說，他是通過《周易》的陰陽(yáng)之說“總算術(shù)之根源”，從而明白《九章算術(shù)》之意，并為《九章算術(shù)》作注。宋元時(shí)期的數(shù)學(xué)家講河圖洛書、八卦九疇。宋代著名的數(shù)學(xué)家秦九韶對(duì)《周易》揲蓍之法中的數(shù)學(xué)問題進(jìn)行研究，從而引伸出一次同余組的解法，即“大衍求一術(shù)”，被認(rèn)為達(dá)到了當(dāng)時(shí)世界數(shù)學(xué)的最高水平；又有數(shù)學(xué)家楊輝對(duì)“洛書”的三階縱橫圖進(jìn)行研究，直至對(duì)十階縱橫圖的研究；還有元代著名數(shù)學(xué)家朱世杰撰《四元玉鑒》，運(yùn)用《周易》概念論述了多元高次方程組的求解問題，被美國(guó)科學(xué)史家喬治•薩頓稱為“中國(guó)數(shù)學(xué)著作中最重要的一部，同時(shí)也是中世紀(jì)最杰出的數(shù)學(xué)著作之一”[]。

古代天文學(xué)家必定要以《尚書•堯典》為依據(jù)，同時(shí)結(jié)合《大戴禮記•夏小正》、《禮記•月令》、《詩(shī)經(jīng)》、《春秋》“經(jīng)傳”等儒家經(jīng)典中有關(guān)天象的紀(jì)錄和天文知識(shí)，進(jìn)行研究，同時(shí)，古代天文學(xué)家在編制歷法時(shí)也經(jīng)常運(yùn)用《周易》中的概念。李約瑟說：“天文和歷法一直是‘正統(tǒng)’的儒家之學(xué)。”[]充分揭示了中國(guó)古代天文學(xué)與儒學(xué)的關(guān)系。由于古代的天文歷法研究需要涉及大量的儒家經(jīng)典，所以，在歷史上，大多數(shù)天文歷法家都是飽讀儒家經(jīng)典的儒者，從漢唐時(shí)期的張衡、虞喜、何承天、祖沖之、劉焯到宋元時(shí)期的蘇頌、沈括、黃裳、郭守敬，這些著名的天文歷法家都曾經(jīng)讀過大量的儒家經(jīng)典，他們所撰著的天文歷法方面的著作采納了儒家經(jīng)典中大量的天文學(xué)知識(shí)。

古代的地理學(xué)則不可能不講《尚書•禹貢》、《周禮•夏官司馬•職方》。東漢的班固所撰《漢書•地理志》輯錄了《尚書•禹貢》的全文和《周禮•夏官司馬•職方》的內(nèi)容；魏晉時(shí)期的地圖學(xué)家裴秀所制《禹貢地域圖》主要是根據(jù)《尚書•禹貢》。此后的地理學(xué)家酈道元、賈耽、杜佑、李吉甫都無(wú)不通曉《尚書•禹貢》，并以此作為地理學(xué)研究的基本材料。

在農(nóng)學(xué)方面，《周易》的“三才之道”是古代農(nóng)學(xué)研究的思想基礎(chǔ)。而且，以《禮記•月令》為基本框架的月令式農(nóng)書是古代重要的農(nóng)書類型，先是有東漢的崔寔?zhàn)端拿裨铝睢?，又有唐朝韓鄂撰《四時(shí)纂要》，后來(lái)還有元朝的魯明善撰《農(nóng)桑衣食撮要》，等等。即使是其它類型的農(nóng)書，其中也包含了大量從《詩(shī)經(jīng)》、《尚書》、《周禮》、《禮記•月令》、《爾雅》等儒家經(jīng)典中引述而來(lái)的農(nóng)學(xué)知識(shí)。

當(dāng)然，作為科學(xué)家，他們的知識(shí)并不只是從儒家經(jīng)典中所獲得的那一部分科學(xué)知識(shí)，他們還擁有從前人的科技著作以及其它著作中獲取的知識(shí)，更重要的，還有他們的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)以及他們通過科學(xué)研究所獲得的知識(shí)。但無(wú)論如何，在他們的知識(shí)結(jié)構(gòu)中，從儒家經(jīng)典中所獲得的知識(shí)是他們進(jìn)行科學(xué)研究最基礎(chǔ)的同時(shí)也是最重要的知識(shí)。

（3）儒家的經(jīng)學(xué)方法成為重要的科學(xué)研究方法

在儒家文化的背景下，科學(xué)家在研究科學(xué)時(shí)，不僅研究動(dòng)機(jī)與儒家思想有關(guān)，所運(yùn)用的知識(shí)中包含著從儒家經(jīng)典中所獲得的知識(shí)，而且在研究方法上也與儒學(xué)的經(jīng)學(xué)方法相一致。

中國(guó)古代科學(xué)家的科學(xué)研究往往是以讀書為起點(diǎn)，然后用經(jīng)驗(yàn)知識(shí)驗(yàn)證前人的理論和觀點(diǎn)，并作適當(dāng)?shù)陌l(fā)揮、詮釋和概括。與這樣的研究程序相關(guān)，科學(xué)研究首先要求廣泛地讀書，博覽群書，其中也必然包括儒家經(jīng)典，這就是“博學(xué)以文”。在此基礎(chǔ)上，科學(xué)家還要用親身的實(shí)踐對(duì)前人的知識(shí)進(jìn)行驗(yàn)證，尤其是地理學(xué)家、醫(yī)藥學(xué)家、農(nóng)學(xué)家更是如此，這就要求“實(shí)事求是”。因此，古代科學(xué)著作有不少都是對(duì)以往科技知識(shí)的整理和總結(jié)。

古代的科學(xué)研究由于與儒家的經(jīng)學(xué)研究有許多相似之處，都是圍繞著前人的著作而展開的，所以一直有尊崇經(jīng)典的傳統(tǒng)。古代科學(xué)家首先必須尊崇儒家經(jīng)典，尤其是包含科技知識(shí)的那些儒家經(jīng)典，《詩(shī)經(jīng)》、《尚書•堯典》、《尚書•禹貢》、《大戴禮記•夏小正》、《禮記•月令》、《周禮》、《周易》以及《春秋》“經(jīng)傳”等都是古代科學(xué)家所必須尊崇的經(jīng)典。此外，科學(xué)中的各個(gè)學(xué)科也都有各自的經(jīng)典：數(shù)學(xué)上有“算經(jīng)十書”，包括《周髀算經(jīng)》、《九章算術(shù)》、《海島算經(jīng)》、《五曹算經(jīng)》、《孫子算經(jīng)》、《夏侯陽(yáng)算經(jīng)》、《張丘建算經(jīng)》、《五經(jīng)算術(shù)》、《綴術(shù)》、《緝古算經(jīng)》；天文學(xué)上有《周髀算經(jīng)》、《甘石星經(jīng)》等；地理學(xué)上有《山海經(jīng)》、《水經(jīng)》等；醫(yī)學(xué)上有《黃帝內(nèi)經(jīng)》、《神農(nóng)本草經(jīng)》、《難經(jīng)》、《脈經(jīng)》、《針灸甲乙經(jīng)》等；農(nóng)學(xué)上有《氾勝之書》、《齊民要術(shù)》、《耒耜經(jīng)》等等。這些經(jīng)典是各學(xué)科的科學(xué)家所必須尊崇的。

由于尊崇經(jīng)典，所以科學(xué)研究只是在經(jīng)典所涉及的范圍內(nèi)展開，只是在對(duì)經(jīng)典的詮釋過程中有所發(fā)揮。先有《九章算術(shù)》，后有《九章算術(shù)注》；先有《水經(jīng)》，后有《水經(jīng)注》；先有《神農(nóng)本草經(jīng)》，后有《神農(nóng)本草經(jīng)集注》，諸如此類。這與儒學(xué)的經(jīng)學(xué)方法是一致的。尤其是，明清之際，西方科學(xué)傳到中國(guó)，當(dāng)時(shí)中國(guó)的科學(xué)家大都持“西學(xué)中源”的觀點(diǎn)，并且采取引中國(guó)古代經(jīng)典解釋西方科學(xué)的方法進(jìn)行研究。這一科學(xué)研究方式依然是承襲了儒學(xué)的經(jīng)學(xué)方法。[]

三．儒家文化對(duì)古代科技特征的影響

由于古代科學(xué)家的科研動(dòng)機(jī)、知識(shí)基礎(chǔ)以及研究方法在很大程度上受到儒家文化的影響，因而中國(guó)古代科技所具有的實(shí)用性、經(jīng)驗(yàn)性和繼承性的特征，事實(shí)上也與儒家文化有著密切的關(guān)系。

在儒家文化的影響下，古代科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)研究的重要?jiǎng)訖C(jī)之一在于滿足國(guó)計(jì)民生的需要，所以，大多數(shù)具有儒家價(jià)值理念的科學(xué)家在研究科技時(shí)，所注重的主要是科技的實(shí)際功用，這就決定了中國(guó)古代科技的實(shí)用特征，富有務(wù)實(shí)精神。雖然也曾有一些科學(xué)家對(duì)純科學(xué)的問題進(jìn)行過研究，但在總體上看，古代科技的實(shí)用性特征是相當(dāng)明顯的，是主要的。在論及中國(guó)古代數(shù)學(xué)史上最重要的經(jīng)典著作《九章算術(shù)》與儒家文化的關(guān)系時(shí)，中國(guó)數(shù)學(xué)史家錢寶琮先生說：“《九章算術(shù)》的編纂者似乎認(rèn)為：所有具體問題得到解答已盡‘算術(shù)’的能事，不討論抽象的數(shù)學(xué)理論無(wú)害為‘算術(shù)’；掌握數(shù)學(xué)知識(shí)的人應(yīng)該滿足于能夠解答生活實(shí)踐中提出的應(yīng)用問題，數(shù)學(xué)的理論雖屬可知，但很難全部搞清楚，學(xué)者應(yīng)該有適可而止的態(tài)度。這種重視感性認(rèn)識(shí)而忽視理性認(rèn)識(shí)的見解，雖不能證明它淵源于荀卿，但與荀卿思想十分類似?！盵]如果對(duì)于中國(guó)古代數(shù)學(xué)發(fā)展具有重要影響的《九章算術(shù)》，其實(shí)用性的特征是受到儒家文化的影響，那么，整個(gè)古代數(shù)學(xué)的發(fā)展與儒家文化的密切聯(lián)系，也就不言而喻的了。除此之外，中國(guó)古代的天文學(xué)、地理學(xué)、醫(yī)學(xué)和農(nóng)學(xué)的實(shí)用特征在很大程度上也與儒家文化的務(wù)實(shí)精神有著直接的關(guān)系。

與實(shí)用性特征相聯(lián)系，古代科學(xué)家較為強(qiáng)調(diào)感覺經(jīng)驗(yàn)，注重經(jīng)驗(yàn)性的描述，因而使古代科技帶有明顯的經(jīng)驗(yàn)性。在科學(xué)理論上，則主要是運(yùn)用某些現(xiàn)成的、普遍適用的儒家理論以及諸如“氣”、“陰陽(yáng)”、“五行”、“八卦”、“理”之類的概念，經(jīng)過思維的加工和變換，對(duì)自然現(xiàn)象加以抽象的、思辯的解釋，只注重定性分析，而不注重定量分析。其結(jié)果是，科學(xué)研究?jī)H僅停留在經(jīng)驗(yàn)的層面上。比如，唐朝時(shí)期的天文學(xué)家僧一行，他在天文儀器制造、天文觀測(cè)等諸方面多有貢獻(xiàn)，他所編制的“大衍歷”是當(dāng)時(shí)最好的歷法。然而，他在解釋他的“大衍歷”時(shí)則說：“《易》：天數(shù)五，地?cái)?shù)五，五位相得而各有合，所以成變化而行鬼神也。天數(shù)始于一，地?cái)?shù)始于二，合二始以位剛?cè)?。天?shù)終于九，地?cái)?shù)終于十，合二終以紀(jì)閏余。天數(shù)中于五，地?cái)?shù)中于六，合二中以通律歷?！守硵?shù)通乎六十，策數(shù)行乎二百四十。是以大衍為天地之樞，如環(huán)之無(wú)端，蓋律歷之大紀(jì)也?！盵]再比如，宋代科學(xué)家沈括在解釋黃河中下游陜縣以西黃土高原成因時(shí)，他說：“今關(guān)、陜以西，水行地中，不減百余尺，其泥歲東流，皆為大陸之土，此理必然。”[]他還說：“五運(yùn)六氣，冬寒夏暑，旸雨電雹，鬼靈厭蠱，甘苦寒溫之節(jié)，后先勝?gòu)?fù)之用，此天理也。”[]由于停留在經(jīng)驗(yàn)性的描述和思辯性的解釋上，科學(xué)在理論上相對(duì)較為薄弱。

由于古代科學(xué)家的科學(xué)研究較多地受到儒家經(jīng)學(xué)方法的影響，因此對(duì)科學(xué)家來(lái)說，不僅儒家思想是不可違背的，而且，各門學(xué)科的“經(jīng)典”也是不可違背的。這種崇尚經(jīng)典的學(xué)風(fēng)使得后來(lái)的科學(xué)家在科學(xué)研究中更多的是對(duì)前人著作中的科學(xué)知識(shí)和科學(xué)理論的繼承、沿襲或注疏、詮釋，并在此基礎(chǔ)上有所補(bǔ)充、改進(jìn)。因此，古代的科學(xué)著作大都少不了引經(jīng)據(jù)典，廣泛吸取前人的多方面、多學(xué)科的知識(shí)，因而表現(xiàn)出明顯的繼承性。即使有所創(chuàng)新和發(fā)展，也主要是在既定的框架內(nèi)做出適當(dāng)?shù)母淖兒桶l(fā)揮。

中國(guó)古代科技的實(shí)用性、經(jīng)驗(yàn)性和繼承性的特征實(shí)際上正是在科技的層面上對(duì)儒家思想的延伸和展開。由于要實(shí)踐儒家之道，所以古代科技重視實(shí)用，重視經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)用科技方面較有優(yōu)勢(shì)，而在科學(xué)理論上則相對(duì)薄弱；同時(shí)，又是由于要尊崇儒家之道，所以古代科學(xué)家總是把自己的研究與儒家學(xué)說、儒家經(jīng)典聯(lián)系在一起，重視知識(shí)的積累，表現(xiàn)出明顯的繼承性。由此可見，中國(guó)古代科技的特征與儒家思想密切相關(guān)，儒家文化對(duì)于中國(guó)古代科技特征的形成具有重要的影響。

綜上所述，在以儒家文化為主流的中國(guó)傳統(tǒng)文化背景下，中國(guó)古代科技的發(fā)展在很大程度上受到儒家文化的影響，甚至在某種意義上可以說，中國(guó)古代的科學(xué)家大都是儒學(xué)化的科學(xué)家，中國(guó)古代的科學(xué)研究大都是儒學(xué)化的研究，中國(guó)古代科技大體上帶有明顯的儒學(xué)特征，中國(guó)古代的科學(xué)是儒學(xué)化的科學(xué)。

參考文獻(xiàn)：

[1][英]李約瑟．中國(guó)科學(xué)技術(shù)史（第一卷）總論[M]．北京：科學(xué)出版社．1975．3．

[2]杜石然．中國(guó)古代科學(xué)家傳記[M]．北京：科學(xué)出版社．1992．

[3]金秋鵬．中國(guó)科學(xué)技術(shù)史•人物卷[M]．北京：科學(xué)出版社．1998．

[4]晉書•虞喜傳[A]．中華書局本．

[5]宋書•何承天傳[A]．中華書局本．

[6]南史•祖沖之傳[A]．中華書局本．

[7][清]阮元．疇人傳•李銳[A]．北京：商務(wù)印書館．1955．

[8][北魏]賈思勰．齊民要術(shù)•序[A]．文淵閣四庫(kù)全書本．

[9][唐]孫思邈．備急千金要方•本序[A]．文淵閣四庫(kù)全書本．

[10][宋]黎靖德．朱子語(yǔ)類[Z]．北京：中華書局．1986．卷49．

[11][晉]劉徽．九章算術(shù)注•序[A]．文淵閣四庫(kù)全書本．

[12]杜石然．朱世杰研究[A]．宋元數(shù)學(xué)史論文集[C]．北京：科學(xué)出版社．1966．

[13]李約瑟．中國(guó)科學(xué)技術(shù)史（第四卷）天學(xué)[M]．北京：科學(xué)出版社．1975．2．

[14]樂愛國(guó)．從儒家文化的角度看西學(xué)中源說的形成[J]．自然辯證法研究，2002（10）．

[15]錢寶琮．九章算術(shù)及其劉徽注與哲學(xué)思想的關(guān)系[A]．錢寶琮科學(xué)史論文選集[C]．北京：科學(xué)出版社．1983．

[16]新唐書•歷志三上[A]．中華書局本．

篇8

中山大學(xué)副教授譚嘈，就是其中一位。近幾年來(lái)，他致力于我國(guó)天文學(xué)的研究，取得了卓越的成就，推動(dòng)了我國(guó)天文學(xué)的快速發(fā)展。然而，他卻異常地謙虛，他始終認(rèn)為，只有專心于科研事業(yè)，才能攀登上科學(xué)的高峰，為我國(guó)的科研事業(yè)做出自己的貢獻(xiàn)。

勤奮求學(xué) 厚積薄發(fā)

早在2002年，出生于香港的譚嘈以優(yōu)異的成績(jī)畢業(yè)于香港大學(xué)物理系。2004年，他就讀于香港大學(xué)物理學(xué)專業(yè)，取得碩士學(xué)位。2005年，進(jìn)修于德國(guó)的國(guó)際馬普研究所海德堡分所；2008年獲得了自然科學(xué)博士學(xué)位。2009年，他先后在海德堡大學(xué)、臺(tái)灣清華大學(xué)任博士后研究員。譚嘈十分注重交流學(xué)習(xí)。2009年底，他在南京紫金山天文臺(tái)進(jìn)行了兩個(gè)月的訪問交流。2012年，他在臺(tái)灣清華大學(xué)任助理研究員，并成為臺(tái)灣科技主管部門計(jì)劃主持人。2014年，譚嘈開始在中山大學(xué)天文與空間科學(xué)研究院任教。他的研究興趣包括高能天體物理、伽瑪射線天文學(xué)，研究對(duì)象為中子星、毫秒脈沖星、X射線雙星、伽瑪射線雙星以及伽瑪射線暴。

雖然開始從事科研工作，但是譚嘈對(duì)自己在國(guó)外的求學(xué)經(jīng)歷是異常難忘的。他至今還保留著出國(guó)時(shí)候的圖畫。他在德國(guó)求學(xué)四年，這對(duì)于他來(lái)說，確實(shí)是一種難忘的經(jīng)歷。在德國(guó)，學(xué)習(xí)方式跟亞洲的不太一樣，相對(duì)比較嚴(yán)謹(jǐn)一些，而且導(dǎo)師也這樣要求自己，要求團(tuán)隊(duì)，一定要嚴(yán)謹(jǐn)，要有規(guī)矩，這些比國(guó)內(nèi)的要繁雜多了?？墒撬鼒?zhí)行的時(shí)候，還是有一點(diǎn)人性的。它還是會(huì)考慮到多方面的因素。比如，譚嘈有一天身體不舒服，他直接打電話給導(dǎo)師，說要晚一點(diǎn)過去。導(dǎo)師就很誠(chéng)懇地說，他明白譚嘈的身體狀況，可是他也等不了，如果譚嘈半個(gè)小時(shí)內(nèi)不來(lái)，他就得回去了。那就意味著，譚嘈還得馬上趕過去。其實(shí)導(dǎo)師理解譚嘈的情況，只是擔(dān)心會(huì)有什么后果。

譚嘈覺得，國(guó)外科研人員的國(guó)際視野更前沿一點(diǎn)。雖然德國(guó)與中國(guó)相比是個(gè)小國(guó)，但是在科研方面，它還必須凝聚全世界的一些相關(guān)專家來(lái)做，并且在科研團(tuán)隊(duì)里常常召開一些視頻會(huì)議，或者就此進(jìn)行討論。利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)進(jìn)行科學(xué)討論，為譚嘈節(jié)省了不少時(shí)間，他不用每隔一兩個(gè)月就搭飛機(jī)了。每周科研團(tuán)隊(duì)就可以針對(duì)一些小課題進(jìn)行討論，比如，有的文章該怎么安排，誰(shuí)做數(shù)據(jù)處理，就在視頻會(huì)議上直接討論了。視頻比較方便，特別對(duì)于歐盟他們之間的自由來(lái)往，也是很方便的。

對(duì)天文科研的興趣，來(lái)自于譚嘈幼時(shí)的記憶。他小時(shí)候非常喜歡看星星，喜歡自然界中的星空之美，所以對(duì)天象特別關(guān)心。1986年，香港太空館剛剛建成，年幼的譚嘈非常興奮，他喜歡探索宇宙的奧秘。他認(rèn)為，很多天文圖片都很漂亮，有著不同的顏色和形狀。尤其是后來(lái)積累的數(shù)學(xué)和物理知識(shí)，為他的天文學(xué)研究奠定了深厚的基礎(chǔ)。同時(shí)天文也是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)，人們說的年、月、日，也是根據(jù)天文的規(guī)律演化而來(lái)的?？蒲泄ぷ饕酝猓卜浅Ｔ敢飧蠹曳窒硪恍┨煳男轮R(shí)。

譚嘈非常喜歡自由的科研空間。天文研究的方法和目標(biāo)，其實(shí)全球都一樣的。科研工作者就是追求了解，所以在日常工作時(shí)間，只要打開電腦就行了。關(guān)于在臺(tái)灣的科研經(jīng)歷，譚嘈認(rèn)為，給他的最大幫助就是能夠讓他自由地探索。臺(tái)灣的外籍專家特別多，專家院士比較少一點(diǎn)，科研氣氛相對(duì)比較自由的。當(dāng)然，譚嘈的博士后導(dǎo)師鼓勵(lì)學(xué)生不要整天待在辦公室里，可以到外面走一走，跑一跑，頭腦會(huì)更清醒。導(dǎo)師的話對(duì)譚嘈的科研工作極其有利。

堅(jiān)持不懈 成就斐然

“譚嘈對(duì)科研充滿了濃厚的興趣，他全身心都投入到了科研中。他的研究領(lǐng)域包括兩個(gè)主要的方面，即通過觀測(cè)數(shù)據(jù)了解伽瑪射線雙星特別是PSR B1259-63的非熱輻射機(jī)制和伽瑪暴高能伽瑪輻射的觀測(cè)與數(shù)據(jù)分析。他利用世界上在相關(guān)能段最靈敏的高能空間望遠(yuǎn)鏡Fermi-LAT與地面切倫科夫望遠(yuǎn)鏡H.E.S.S.，并多波段觀測(cè)。他的科研成果得到了科研界的一致認(rèn)可。

譚嘈首次發(fā)現(xiàn)了伽瑪射線雙星PSR B1259-63的GeV高能輻射耀變。PSR B1259-63/LS 2883是銀河系內(nèi)一個(gè)重要而獨(dú)特的雙星系統(tǒng)，它包含一個(gè)年輕的自轉(zhuǎn)周期為47.8毫秒的脈沖星PSR B1259-63，還有一個(gè)快速自轉(zhuǎn)的大質(zhì)量O型主序星LS 2883。公轉(zhuǎn)軌道呈長(zhǎng)橢圓形，脈沖星每3.4年經(jīng)過近星點(diǎn) （periastron）一次。當(dāng)兩顆星靠近時(shí)，雙星系統(tǒng)產(chǎn)生的射電、X射線與TeV伽瑪射線都會(huì)增加，并在中子星穿越伴星的星盤附近時(shí)達(dá)到最高峰，是一個(gè)獨(dú)特的天體物理學(xué)實(shí)驗(yàn)室，可以通過研究脈沖星風(fēng)與恒星風(fēng)之間的相互作用。

在伽瑪射線暴的研究方面，過去八年費(fèi)米衛(wèi)星大幅推動(dòng)了對(duì)伽瑪暴的研究發(fā)展。除了伽瑪暴本身的時(shí)輻射以外，在余輝階段LAT也探測(cè)到以冪律衰減的伽瑪幅射。外激波產(chǎn)生的電子同步幅射能很好解釋大部分的GeV余輝。譚嘈對(duì)這種“GeV余輝標(biāo)準(zhǔn)模型”提出了挑戰(zhàn)，科研界很快把目光聚焦在了逆康普頓散射模型上。

譚嘈博士在GRB 130427的余輝發(fā)現(xiàn)一個(gè)獨(dú)立的硬成分，或稱高能輻射超出。這與逆康普頓散射的表現(xiàn)一致，使人們首次找到了10多年來(lái)被預(yù)言的余輝中逆康普頓散射的強(qiáng)烈證據(jù)。更重要的是，GRB 130427釋放的最高能內(nèi)稟光子達(dá)到100GeV以上，證明利用切倫科夫望遠(yuǎn)鏡是絕對(duì)可以探測(cè)到伽瑪暴的。

篇9

1要營(yíng)造濃厚的社團(tuán)活動(dòng)氛圍

福州一中高中部，校園內(nèi)有眾多的學(xué)生社團(tuán)，不僅是數(shù)量，同時(shí)這些社團(tuán)的活動(dòng)質(zhì)量、活動(dòng)成果都絲毫不遜色于一些高校，學(xué)生社團(tuán)有很高的活躍度，學(xué)生們開展活動(dòng)的自主性很強(qiáng)，并有很好的探究精神。天文社并不是福州一中唯一的特例，學(xué)校并不為某一個(gè)學(xué)生或少數(shù)學(xué)生提供特權(quán)，提供特殊環(huán)境，而是通過一批領(lǐng)頭羊，引領(lǐng)學(xué)生不同的興趣發(fā)展，為眾多學(xué)生的成長(zhǎng)提供豐富的平臺(tái)。

2激發(fā)學(xué)生對(duì)天文的興趣

為了激發(fā)學(xué)生對(duì)天文的興趣，針對(duì)天文社的同學(xué)開設(shè)了以“宇宙奧秘”為專題的一系列講座。在開設(shè)這些專題講座的過程中，筆者采取了一種全新的方式：

首先是專題的產(chǎn)生。筆者先請(qǐng)?zhí)煳纳绲耐瑢W(xué)提出自己感興趣的想了解的話題，一一列在黑板上，然后由同學(xué)根據(jù)課時(shí)的安排，每個(gè)人從中選出他們公認(rèn)的8～10個(gè)專題，最后通過得票多少的統(tǒng)計(jì)，得出后一個(gè)階段要開設(shè)的專題講座題目。

其次，確定專題的主講人。并不是所有的專題都是由老師主講。有一部分同學(xué)對(duì)一些專題非常有興趣，且已經(jīng)有比較深入的了解，由同學(xué)們自告奮勇的擔(dān)任主講。在老師的鼓勵(lì)下，一些同學(xué)雖然對(duì)某一專題很感興趣，但尚無(wú)一定的研究，不過，他很愿意在以后的幾周甚至一兩個(gè)月內(nèi)去研究這一專題，收集有關(guān)的資料，并在準(zhǔn)備較充分時(shí)，上臺(tái)與同學(xué)們分享。在具體實(shí)施的過程中，有些專題涉及的面廣，且難度較大，就根據(jù)各自的興趣和專長(zhǎng)，自愿共同完成同一個(gè)專題。他們有的負(fù)責(zé)收集資料，有的負(fù)責(zé)課件的制作，有的負(fù)責(zé)整理并最終以報(bào)告的形式展示給大家。在這個(gè)過程中，同學(xué)們學(xué)會(huì)了收集信息，加工處理信息的能力，增進(jìn)了友誼，培養(yǎng)了合作的意識(shí)，充分地鍛煉了自己。

此外，老師還結(jié)合天文觀測(cè)發(fā)展歷史這一專題，給同學(xué)們介紹了一些中外著名的天文學(xué)家，通過了解他們對(duì)天文事業(yè)執(zhí)著追求的感人事跡，激發(fā)了學(xué)生對(duì)天文科學(xué)的向往與熱愛。

3要與學(xué)生的實(shí)際需求相結(jié)合

在國(guó)家教育部新頒布的《普通高中課程方案》中規(guī)定：“學(xué)生畢業(yè)的學(xué)分要求：學(xué)生每學(xué)年在每個(gè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域都必須獲得一定學(xué)分”，其中“在選修II中至少獲得6學(xué)分”，《普通高中課程方案》對(duì)選修II的學(xué)分是這樣規(guī)定的：“學(xué)校根據(jù)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)、經(jīng)濟(jì)、科技、文化發(fā)展的需要和學(xué)生的興趣，開設(shè)若干選修模塊，供學(xué)生選擇”。

因此我校將《天文理論與實(shí)踐觀測(cè)》作為一門校本課程正式列為供學(xué)生選擇的選修II模塊。學(xué)生在開展自己所喜歡的天文理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐觀測(cè)活動(dòng)過程中，還獲得了學(xué)分，一舉兩得，受到學(xué)生的歡迎，并得到了家長(zhǎng)的支持。因此我校在開展課外天文興趣活動(dòng)時(shí)，學(xué)生有很高的參與熱情。

我校還成立了天文社團(tuán)組織，以社團(tuán)活動(dòng)的形式面向全校開展活動(dòng)，社團(tuán)設(shè)正副社長(zhǎng)若干名（由綜合能力強(qiáng)的同學(xué)擔(dān)任），下設(shè)天文臺(tái)、天象館（由天文實(shí)踐操作能力強(qiáng)的同學(xué)擔(dān)任正副臺(tái)、館長(zhǎng)）、宣傳（由文筆、美術(shù)水平高的同學(xué)負(fù)責(zé)）、外聯(lián)（由熱心組織工作、擅長(zhǎng)溝通的同學(xué)負(fù)責(zé)）、學(xué)術(shù)（由天文理論水平較高的同學(xué)擔(dān)任）等部門。通過這種形式，讓一批愛好天文的同學(xué)還在綜合能力方面得到了鍛煉。

我校的天文臺(tái)展示著歷屆學(xué)長(zhǎng)們參與全國(guó)乃至世界天文奧賽所獲得的榮譽(yù)，榜樣的力量是無(wú)窮的，他們?cè)诩?lì)后來(lái)者。這些在全國(guó)乃至世界級(jí)的天文競(jìng)賽中獲獎(jiǎng)的選手，有許多是學(xué)弟學(xué)妹們的偶像，也往往是他們?cè)谔煳念I(lǐng)域里的奮斗目標(biāo)（至少在中學(xué)階段是這樣的）。在這樣的環(huán)境熏陶下，在自愿的前提下，我校堅(jiān)持組織歷屆天文社的學(xué)生積極參與各級(jí)別的天文奧賽。無(wú)論是參與的過程，還是那一張張捧回的獎(jiǎng)狀，都是學(xué)生們的收獲。

4必須注重實(shí)際觀測(cè)、操作活動(dòng)

我校天文社的同學(xué)充分利用天文臺(tái)、天象館的先進(jìn)設(shè)備，進(jìn)行實(shí)際觀測(cè)與操作。作為一個(gè)天好者，熟悉四季星空的主要星座是最起碼的要求。天文社的同學(xué)多次到天象館進(jìn)行訓(xùn)練。天象館模擬的星空栩栩如生，非常逼真，老師結(jié)合模擬的星空講解四季星空的出現(xiàn)和分布規(guī)律。經(jīng)過一段時(shí)間的訓(xùn)練，下一步就是實(shí)地觀測(cè)星空，繪制星空?qǐng)D。

選擇一個(gè)晴朗的夜晚(最好是基本不受月亮干擾的陰歷的下半月，且星空周邊地區(qū)基本沒有光污染)，觀測(cè)相應(yīng)季節(jié)的實(shí)際星空，必要時(shí)輔之以星空?qǐng)D(注意：黑暗夜晚必須用紅光手用筒作為看圖的照明光源，若是白光手電筒可以在手電筒前蒙一層薄薄的紅紗布。僅僅是觀測(cè)不足以加深印象，且沒有一種很好的成就感，所以筆者常常要求同學(xué)們將當(dāng)晚看到的主要的星座繪制在圖上(特別注意要標(biāo)明繪制星圖的特別的方向，并注明觀測(cè)地點(diǎn)與準(zhǔn)確的時(shí)間)，并將自己繪制的星空?qǐng)D和相應(yīng)季節(jié)的專家繪制的實(shí)際星空?qǐng)D進(jìn)行對(duì)照。當(dāng)同學(xué)們發(fā)現(xiàn)自己亦能正確繪制簡(jiǎn)單的星空?qǐng)D時(shí)，特別興奮。

天文社的同學(xué)最向往的事就是登上天文臺(tái)，親自動(dòng)手操作設(shè)備，觀測(cè)到神秘的天文現(xiàn)象。

首先，筆者讓少量的特別執(zhí)著的動(dòng)手能力較強(qiáng)的同學(xué)，率先學(xué)會(huì)天文望遠(yuǎn)鏡的基本操作。然后讓這些已經(jīng)掌握設(shè)備操作的同學(xué)互相切磋，交流操作要點(diǎn)體會(huì)，以達(dá)到再提高的目的。并請(qǐng)他們擔(dān)任小老師，負(fù)責(zé)培訓(xùn)天文社的其他成員。此外，還請(qǐng)一些操作水平過硬，責(zé)任心強(qiáng)的同學(xué)輪流掌管天文臺(tái)的鑰匙，并做好交接工作。之所以不是固定由一位同學(xué)長(zhǎng)期負(fù)責(zé)，是由于這項(xiàng)工作要消耗大量的時(shí)間，怕影響學(xué)生正常的學(xué)習(xí)。輪流分擔(dān)，則影響不大，還能激發(fā)更多同學(xué)的積極性。掌管天文臺(tái)的鑰匙是一件很榮耀的事：因?yàn)檫@是貴重的復(fù)雜的精密儀器，是許多同學(xué)向往的地方，能掌管天文臺(tái)的鑰匙，意味著業(yè)務(wù)水平高，工作認(rèn)真負(fù)責(zé)，且深得老師信任。輪值天文臺(tái)長(zhǎng)的工作既鍛煉了學(xué)生，又給天文社的活動(dòng)增添了活力。

為了讓天文觀測(cè)活動(dòng)不至于枯燥無(wú)味，筆者常常給他們?cè)黾有碌娜蝿?wù)，如：觀測(cè)月相，筆者讓他們觀測(cè)不同的月相(新月，上旋月，滿月)，比較所觀測(cè)到的月球上的環(huán)形山等目標(biāo)的效果有何不同。而且不僅僅是觀測(cè)到逼真的環(huán)山就行了，筆者還讓他們繪制觀測(cè)到的月相圖，標(biāo)明月球上的一些著名的環(huán)山和“海”的名稱，并對(duì)照專業(yè)人士已繪制的月相圖，進(jìn)行比較，通過下一次的觀測(cè)進(jìn)行修正。

又如，觀測(cè)木星的衛(wèi)星時(shí)，筆者就要給他們講解為何木衛(wèi)1，木衛(wèi)2，木衛(wèi)3，木衛(wèi)4被稱為伽利略衛(wèi)星。講解圍繞哥白尼的日心說的各種矛盾與斗爭(zhēng)，說明了一項(xiàng)科學(xué)發(fā)現(xiàn)所經(jīng)歷的艱苦歷程和科學(xué)家為之作出的犧牲。所以人們把它們命名為伽利略衛(wèi)星。一顆離地球8億公里遠(yuǎn)的氣體星球的衛(wèi)星，居然解決了智慧生命的一個(gè)極為關(guān)鍵的哲學(xué)問題！同學(xué)們一聽，天文觀測(cè)有如此重大的意義，更加激發(fā)了他們對(duì)天文觀測(cè)的熱情和重要性的認(rèn)識(shí)。

為了訓(xùn)練學(xué)生實(shí)地天文實(shí)踐觀測(cè)能力，適應(yīng)野外夜間操作天文望遠(yuǎn)鏡的要求，亦根據(jù)我校校本課程《天文理論與觀測(cè)》的教學(xué)特點(diǎn)與需要，我校天文社的學(xué)生多次前往福州鼓嶺觀測(cè)實(shí)際的星空、流星雨、金星等天體。

我們還關(guān)注一些重要的天文現(xiàn)象的出現(xiàn)，及時(shí)消息，并組織同學(xué)們進(jìn)行觀測(cè)，觀測(cè)對(duì)象的豐富多彩，就不會(huì)使天文觀測(cè)活動(dòng)顯得枯燥無(wú)味，這也是天文觀測(cè)活動(dòng)能夠持續(xù)進(jìn)行的重要原因。

5了解一些與實(shí)踐觀測(cè)活動(dòng)密切相關(guān)的天文理論

天文研究與天文觀測(cè)都需要一定的理論作為指導(dǎo)，為此，天文興趣小組開設(shè)了一系列的理論課程，例如：什么是視星等與絕對(duì)等、日食或月食發(fā)生的條件、哈伯定律與宇宙膨脹有何關(guān)聯(lián)、在實(shí)地確定子午線的方法與理論依據(jù)（尤其是北半球?yàn)楹我诙燎昂鬁y(cè)定子午線為最佳時(shí)間）、天文望遠(yuǎn)鏡的介紹（發(fā)展歷史、類型、結(jié)構(gòu)、工作原理、具體的操作使用方法以及保養(yǎng)方面的注意事項(xiàng)等）等等。

為結(jié)合天文奧賽，除了開設(shè)上述的理論課外，還關(guān)注重大的天文時(shí)事新聞。在天文奧賽的備戰(zhàn)工作方面，我們沒有搞題海戰(zhàn)術(shù)，主要靠同學(xué)們的興趣。同樣，對(duì)理論課程的安排與實(shí)施辦法，亦參照前面所提到的專題課程的方法實(shí)行，老師更多的是起組織和引導(dǎo)的作用。學(xué)生們無(wú)論是在全國(guó)天文奧林匹克競(jìng)賽預(yù)決賽，亦或代表國(guó)家隊(duì)參加各項(xiàng)國(guó)際天文奧林匹克競(jìng)賽，都獲得了較好的成績(jī)（尤其是董辰興同學(xué)榮獲2010年第四屆國(guó)際天文學(xué)與天體物理學(xué)競(jìng)賽中國(guó)代表隊(duì)的唯一一塊金牌；張昆晟同學(xué)榮獲2007年亞太天文學(xué)競(jìng)賽銀牌）。

總之，筆者覺得在中學(xué)開展天文興趣活動(dòng)，首先是要激發(fā)學(xué)生的興趣，因?yàn)榕d趣是最好的老師。其次，在活動(dòng)的過程中，既要有理論學(xué)習(xí)與指導(dǎo)，又要有豐富多彩的實(shí)際觀察活動(dòng)。第三，既能讓學(xué)生從事自己喜歡的活動(dòng)，還與學(xué)習(xí)不相矛盾（如同時(shí)還獲得學(xué)校、教育主管部門認(rèn)可的學(xué)分）。第四，要充分調(diào)動(dòng)和發(fā)揮同學(xué)們集體的力量與智慧。如果這樣做了，就一定能把天文科普這門校本課程開展得有聲有色。

參考文獻(xiàn)：

[1] 余明．簡(jiǎn)明天文學(xué)教程[M]．北京：科學(xué)出版社，2007．

[2] 鄒惠成．青少年天文觀測(cè)指南[M]．福州：福建科學(xué)技術(shù)出版社，2009．

[3] 忻迎一．宇宙與人[M]．武漢：湖北少年兒童出版社，2009．

[4] 景海榮．解密日全食[M]．北京：北京科學(xué)技術(shù)出版社，2009．

[5] 趙君亮．超級(jí)黑太陽(yáng)[M]．上海：上?？茖W(xué)普及出版社，2009．

篇10

古希臘的學(xué)者們已在科學(xué)或自然知識(shí)研究上產(chǎn)生了許多的經(jīng)典作品，例如柏拉圖(Plato, 432-347 BC)《蒂邁歐篇》(Timaeus)、亞里斯多德 (Aristotle, 384-322 BC)《物理學(xué)》(Physics)、《論天》(On the Heavens)、《氣象學(xué)》(Meteorology)、歐幾里德(Euclid)《幾何原本》(Elements)、阿基米德(Archimedes, 287-212 BC)《論浮體》(On Floating Bodies)、托勒密(Claude Ptolemy, ca.100-170)《天文學(xué)大全》(Almagest)等等。即使是近代科學(xué)革命時(shí)期，也產(chǎn)生不少吾人不陌生的經(jīng)典作品，如哥白尼(N. Copernicus, 1473-1543)《天體運(yùn)行論》(On the Revolutions of Heavenly Spheres, 1543)、刻卜勒(Johannes Kepler, 1571-1630)《新天文學(xué)》(New Astronomy, 1609)、伽利略《星際信使》、《兩大世界體系的對(duì)話》、《兩門新科學(xué)》、虎克(Robert Hooke, 1635-1703)《顯微鏡圖說》 (Micrographia)、牛頓(Isaac Newton, 1642-1727)《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》(Mathematical Principle of Natural Philosophy, 1687)等等。

絕大部份過去的科學(xué)經(jīng)典作品，早已成為昨日的舊科學(xué)(old science)。其中僅有非常少數(shù)會(huì)在教科書中被改寫為符合科學(xué)直線進(jìn)步簡(jiǎn)略的介紹。絕大多數(shù)的科學(xué)經(jīng)典的內(nèi)容非常深?yuàn)W，不適宜一般讀者閱讀?！缎请H信使》卻是一個(gè)例外，它既是一本科學(xué)經(jīng)典，也是本科普經(jīng)典作品。它是首本運(yùn)用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)星際的書，不同于其他的科學(xué)經(jīng)典作品涉及深?yuàn)W的數(shù)學(xué)，或是不易理解的概念與論證，此書的內(nèi)容淺顯，加以圖說，無(wú)需加以改寫，今日的讀者或?qū)W子們可以直接閱讀。

本文擬先介紹此書源起的歷史背景，其次處理《星際信使》在內(nèi)容上的創(chuàng)新。接著分析此書對(duì)華文讀者在科普與科學(xué)傳播上的意義。

1《星際信使》的起源與歷史背景

要了解伽利略《星際信使》在科學(xué)發(fā)展與對(duì)后世在科普上的意義，我們得將伽利略放回其時(shí)代，通過他的生平、教育與當(dāng)時(shí)的主要科學(xué)理論，來(lái)了解他在科學(xué)上的創(chuàng)新與影響。

1.1 至《星際信使》前的伽利略生平

在伽利略的研究者中，意大利后裔的德瑞克 (Stillman Drake, 1910-1993)原是一位金融圈工作者，休假時(shí)常回佛羅倫斯的伽利略圖書館，對(duì)當(dāng)時(shí)伽利略著作的英譯本不滿意，因而著手研究伽利略。在真積力久則入的情況下，他成為伽利略研究的佼佼者，被聘為多倫多大學(xué)科學(xué)史教授。他完成的 Galileo at Work: His Scientific Biography是本關(guān)于伽利略最好的傳記[1]。

伽利略于 1564年生于意大利比薩，該地屬于佛羅倫斯麥第奇 (Medici)家族統(tǒng)治。他的義大利文名字 Galileo Galilei的意思是”伽利略家族中的伽利略”，是七個(gè)孩子中的長(zhǎng)子。 1581年在父親溫參齊歐(Vincenzio Galilei)期望下，他入比薩大學(xué)習(xí)醫(yī)。雖然哥白尼于 1543年提出日心說，當(dāng)時(shí)大學(xué)正統(tǒng)的科學(xué)理論是與基督教義結(jié)合的亞里斯多德–托勒密地心說。 1577年彗星出現(xiàn)，第谷 (Tycho Brahe, 1546-1601)觀測(cè)到它與地球的距離超過月與地，最后在 1588年出版《最近以太世界發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象》，提出地心說，太陽(yáng)繞地心運(yùn)轉(zhuǎn)，其他行星與彗星繞日運(yùn)行的折衷體系[2]。它與亞里斯多德—托勒密地心說和哥白尼日心說形成三個(gè)彼此間相互競(jìng)爭(zhēng)的世界體系。

大學(xué)時(shí)期的伽利略在認(rèn)識(shí)宮廷數(shù)學(xué)家芮齊(Ostilio Ricci)后，轉(zhuǎn)而熱衷歐幾里得與阿基米德數(shù)學(xué)作品，1585年未獲學(xué)位就離開比薩大學(xué)。幸運(yùn)的是他對(duì)某些固體重心的探討，在友人的贊助下，為他在 1589年 11月獲得比薩大學(xué)的數(shù)學(xué)教席。接受亞里斯多德–托勒密傳統(tǒng)教育的他，對(duì)運(yùn)動(dòng)提出與亞里斯多德傳統(tǒng)相左的新見解。他認(rèn)為在相同介質(zhì)中，同質(zhì)料的物體不論其重量與大小，自由下落需時(shí)相同，而不像亞里斯多德物理學(xué)的主張，下墜速度與物體重量成正比。日后流傳他曾在比薩斜塔進(jìn)行自由落體實(shí)驗(yàn)，然而在他本人留下的文獻(xiàn)中，從未陳述曾在該塔進(jìn)行此一實(shí)驗(yàn)[3]。

1591年中，父親逝世，身為長(zhǎng)子的他承擔(dān)家計(jì)。為增加收入，他乃于翌年 9月轉(zhuǎn)到威尼斯共和國(guó)管轄的帕度瓦大學(xué)擔(dān)任數(shù)學(xué)教師。在經(jīng)濟(jì)上入不敷出的情況下，伽利略不得不采取其他的方式來(lái)增加收入。一種是為大學(xué)生擔(dān)任家教。從他留存的資料來(lái)判斷，他采用耶穌會(huì)羅馬學(xué)院的講義做為教材，教過亞里斯多德邏輯與科學(xué)證明的理念，以及自然哲學(xué)或物理學(xué)[4]。第二種是提供遠(yuǎn)道學(xué)生膳宿。此外，他還開設(shè)制造儀器的小型工場(chǎng)，發(fā)明與簡(jiǎn)化科學(xué)儀器，對(duì)外銷售。例如出測(cè)量火砲口徑與射程的幾何羅盤儀器，以及說明的書冊(cè)來(lái)增加收入。此一方法經(jīng)耶穌會(huì)士傳入中國(guó)，用于遼東對(duì)抗清軍[5]。

1597年刻卜勒在《宇宙的奧祕(mì)》 (Cosmographic Mystery)中支持日心說，請(qǐng)友人將兩本分送意大利最能用到此書的人，其中一位是伽利略。在給刻卜勒的致謝函中，伽利略自稱是哥白尼學(xué)說的信徒，成為十六世紀(jì)末支持日心說的十人之一。[6]不過，那時(shí)他只能算是半個(gè)哥白尼信徒(semi-Copernican)。事實(shí)上，他到 1613年左右才積極為哥白尼日心說辯護(hù)。1615-1616年為哥白尼的日心說第一次接受調(diào)查，1632出版《兩個(gè)世界主要體系的對(duì)話錄》，旋即查禁 1632-1633年為哥白尼的日心說第二次接受調(diào)查，并遭受譴責(zé)與終身拘禁。

回到 1605年，伽利略擔(dān)任佛羅倫斯麥第奇家族柯西摩 (Cosimo)王子的教師。 1609 年王子登基成為麥第奇大公爵，伽利略曾去信期望這位昔日高足能夠照顧他，但未獲正面的回應(yīng)。這年他從巴黎友人處傳來(lái)有種能將遠(yuǎn)處物體放大的器物市面上銷售。

1.2 完成《星際信使》的特殊背景

十七世紀(jì)，望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡、空氣幫浦等技術(shù)對(duì)科學(xué)產(chǎn)生重大的影響。 1608年 9月在荷蘭有人發(fā)明了可放大 3倍的”望遠(yuǎn)鏡”，隨后申請(qǐng)專利。在審查期間，因?yàn)橐嘤兴颂岢錾暾?qǐng)，因而未給予專利。這項(xiàng)發(fā)明于次年春天傳到巴黎。伽利略經(jīng)由巴黎友人從市場(chǎng)購(gòu)得此儀器后，為了增加收入而努力改良它的放大倍率。

手巧的伽利略積極磨制鏡片，同年 8月時(shí)已改良到放大 8至 9倍。于是， 在 8月下旬邀請(qǐng)威尼斯共和國(guó)總督與議員們，在威尼斯港口的高塔上，演出“察諜鏡”(spyglass)之秀。讓一艘船由遠(yuǎn)處全速駛向港口，在“察諜鏡”觀察到兩小時(shí)后，高塔上的人才能以裸眼看到，展現(xiàn)出此鏡對(duì)維護(hù)威尼斯港安全，防止海盜入侵，深具價(jià)值，令與會(huì)佳賓印象深刻。

相對(duì)于中世紀(jì)大學(xué)重視經(jīng)典權(quán)威的傳統(tǒng)，以討論文本的為主，文藝復(fù)興以降，在自然研究中觀察的角色愈來(lái)愈重要，加上十五世紀(jì)中葉西方印刷術(shù)的崛起，在自然史方面，陸續(xù)產(chǎn)生許多新作品。 1609年 11月中，伽利略已將”察諜鏡”改良到放大 20-30倍，他開始將此一儀器運(yùn)用的范圍從地表轉(zhuǎn)向星際，有項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)。次年三月出版《星際信使》(Sidereus nuncios, Starry Messenger)一書，將觀察結(jié)果公諸世人。

2《星際信使》在內(nèi)容上的創(chuàng)新

伽利略先觀察月亮，并圖繪下來(lái)，他不是首位以望遠(yuǎn)鏡觀月后繪圖者。稍早，在參考吉柏特(William Gilbert, 1544-1603)所繪制一相當(dāng)簡(jiǎn)略月面圖后，哈芮特 (Thomas Harriot, ca. 1520-1621)使用較低倍的望遠(yuǎn)鏡觀察月表，將航海經(jīng)驗(yàn)納入其中，繪制出一幅陸地與海洋構(gòu)成的月面地圖。[7]但是，伽利略研磨的望遠(yuǎn)鏡比哈芮特用的大了許多倍，繪制的圖更精密許多。更重要的是，他還告訴讀者他圖繪的方法。一方面通過單孔鏡面看到放大的月亮，另一方面，則備有一張白紙，依所見大小圖繪出鏡中所見的月面圖。根據(jù)他的自述：

讓我先介紹”察諜鏡”轉(zhuǎn)向的月球表面，為了易于了解起見，我將它區(qū)分為較明亮與較黑暗兩個(gè)部份。通過對(duì)月球表面明暗部份常期重覆的觀察，我們確定月球表面不像大多數(shù)哲學(xué)家所相信的，和其他天體同是個(gè)光滑、均勻的圓球形狀；想反地，它是凸凹不平的，低洼的與凸起的部份滿佈于其上。就像地球的表面一樣，山脈與深谷分佈各地。以下說明這項(xiàng)由觀察所推得的結(jié)論。

根據(jù)亞里斯多德自然哲學(xué)，月亮屬于第五元素以太構(gòu)成的不毀不滅的天域，應(yīng)是一個(gè)完美的星體，其中的黑影可用較密的以太構(gòu)成，因此不如較疏處明亮。通過明與暗界域不是圓弧狀，伽利略推論月球不是一個(gè)完美的天球。在多幅月面圖中，由于亮區(qū)中有暗塊；暗區(qū)中有亮點(diǎn)，且會(huì)雖時(shí)間擴(kuò)大，他憑著地球上的山谷接受陽(yáng)光照射的經(jīng)驗(yàn)來(lái)推論，月面不是光滑的，而像地表一樣有高山與深谷。

1610年 1月 7日，伽利略將改良放大 30倍的”望遠(yuǎn)鏡”朝向木星觀察，發(fā)現(xiàn)其旁兩顆小星星。最初他認(rèn)為它們是恆星，由于像行星般出現(xiàn)在黃道帶附近，才判斷為與木星有關(guān)的衛(wèi)星。13日首次見到木星旁的四顆星星。另外一項(xiàng)主要的發(fā)現(xiàn)是銀河，在亞里斯多德自然哲學(xué)中視為是月下的大氣現(xiàn)象。托勒密《天文學(xué)大全》聲稱恆星數(shù)目為 1022顆，直到伽利略觀察銀河發(fā)現(xiàn)有無(wú)數(shù)的星星。

在 3月 2日最后一次觀察后一周，出版《星際信使》一書，此書將天文學(xué)由裸眼觀察帶入望遠(yuǎn)鏡天文學(xué)，也使年近半百的伽利略成為國(guó)際間知名的學(xué)者。

3《星際信使》對(duì)后世在科普上的意義

《星際信使》一書的三項(xiàng)主要發(fā)現(xiàn)：月亮表面崎嶇不平、木星的四顆衛(wèi)星、銀河無(wú)數(shù)的星星，使四十六歲的伽利略從一位地方性的大學(xué)數(shù)學(xué)教師，迅速地聞名于歐洲。加上 1610年伽利略的另兩項(xiàng)發(fā)現(xiàn)：金星像月亮般有其相位盈虧與土星左右兩耳看似其衛(wèi)星，使他在一年之中藉著望遠(yuǎn)鏡的觀察就有五項(xiàng)重要發(fā)現(xiàn)。次年，以利瑪竇老師克拉烏維斯(明清時(shí)譯為：丁先生。Christopher Clavius, 1538-1612)為首的耶穌會(huì)五位學(xué)者都肯定上述五項(xiàng)發(fā)現(xiàn)，使他躋身于歐洲聞名學(xué)者之列。

十五世紀(jì)末，世界地理的大發(fā)現(xiàn)，打通歐洲赴亞洲或美洲的海路。十六世紀(jì)宗教改革促使天主教內(nèi)成立耶穌會(huì)(Society of Jesus)與其對(duì)抗，培養(yǎng)受過良好教育訓(xùn)練的耶穌會(huì)士向包括中國(guó)在內(nèi)的歐洲以外區(qū)域進(jìn)行遠(yuǎn)距傳教。盡管伽利略從未到過中國(guó)，明末清初，《星際信使》中的望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)也隨入華耶穌會(huì)士傳入中國(guó)。德禮賢(Pasquale M. D'Elia, 1890-1963)將這些資料匯整為《伽利略在中國(guó)》一書[8]。但是《星際信使》的中譯本遲至 2004年筆者譯為中文后[9]，華文讀者才有機(jī)會(huì)閱讀此書，因此它在華文世界的科普與科學(xué)傳播方面的意義值得闡明。

首先，天文學(xué)一直是一個(gè)非常重視觀測(cè)的領(lǐng)域。在十七世紀(jì)以前，已發(fā)明諸多科學(xué)儀器來(lái)幫忙觀測(cè)，第谷就是此中翹楚，發(fā)明一些大型固定的儀器。

雖然伽利略不是望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明者，但是經(jīng)過他的巧手改良后磨出的鏡片，觀察月球與銀河，留下圖繪，以及逐日記載他對(duì)木星的四顆衛(wèi)星的觀察與紀(jì)錄，出版《星際信使》一書，開啟望遠(yuǎn)鏡天文學(xué)。它是一本值得學(xué)子與一般讀者閱讀的科普經(jīng)典，作者除了介紹一種他改良的科學(xué)儀器進(jìn)行觀測(cè)以外，還將所見通過圖繪加以視覺呈現(xiàn)，很難得見到一流科學(xué)家將其發(fā)現(xiàn)表達(dá)的是如此淺顯易懂。

其次，在十七世紀(jì)初培根(Francis Bacon, 1561-1626)鼓勵(lì)觀察與實(shí)驗(yàn)，影響倫敦皇家學(xué)會(huì)(Loyal Society of London)以前，第谷、刻卜勒的老師麥斯特林 (Michael Maestlin, 1550-1631)與伽利略等已特別注意異象的觀察與記錄。 1577年的彗星，引起第谷與麥斯特林長(zhǎng)達(dá)兩個(gè)半月的觀察與記錄。相對(duì)地，萬(wàn)歷五年中國(guó)官方觀察一個(gè)月，視為星占異象處理。同一現(xiàn)象卻在不同文化中觀察所得不同，顯示觀察的背后是含有不同理論的[10]。

第三，1577年的彗星與木星四顆衛(wèi)星的觀察與紀(jì)錄，都顯示它們屬于以太領(lǐng)域，對(duì)亞里斯多德—托勒密世界體系，天域的星體是永恆不變的而言，它們都是過去未曾見的異象。針對(duì) 1577年的彗星，第谷提出折衷的世界體系。可是《星際信使》書中，并未批判《星際信使》一書，因?yàn)橘だ詫ⅰ缎请H信使》獻(xiàn)給麥第奇大公爵。

由于木星是麥第奇家族的徽記，麥第奇大公爵恰有兄弟四人，伽利略因此將木星的四顆衛(wèi)星以“麥第奇星星”(Medicean stars)之名獻(xiàn)給麥第奇家族。因?yàn)檫@項(xiàng)無(wú)價(jià)的禮物，他所獲得的回報(bào)是在 46歲時(shí)改變生涯，由“錢少、事多、離家遠(yuǎn)”的帕度瓦大學(xué)數(shù)學(xué)教職，轉(zhuǎn)成“錢多、事少、離家近”的麥第奇宮廷自然哲學(xué)家與數(shù)學(xué)家，名義上是比薩大學(xué)教授，卻沒有任何教學(xué)負(fù)擔(dān)。簡(jiǎn)言之， 1610年《星際使者》一書的出版目的在獻(xiàn)給麥第奇大公爵，尋求他的贊助。一個(gè)類似的案例是第谷將他丹麥國(guó)王贊助的島嶼上發(fā)展的天文儀器，撰寫《機(jī)械裝置的天文儀器》(Tycho Brahe’s Description of His Instruments and Scientific Work)一書，并以彩色圖繪，以贏得布拉格神圣羅馬帝國(guó)魯?shù)婪蚧实鄣馁澲鶾11]。

《星際使者》內(nèi)容顯示，伽利略似未批判地心說，直到《太陽(yáng)黑子》才積極推動(dòng)哥白尼學(xué)說[12]。事實(shí)上，在科學(xué)革命前期，當(dāng)學(xué)會(huì)尚未成立時(shí)，宮廷或王子的贊助是大學(xué)以外支持新科學(xué)的最重要的社會(huì)組織。

第四，更值得注意的是，成為麥第奇廷臣的伽利略，具有自然哲學(xué)家的身份，為他提供了探討自然哲學(xué)的社會(huì)性合法身份，可以跨越自然哲學(xué)與數(shù)學(xué)天文學(xué)間的學(xué)科界域，得以積極推動(dòng)哥白尼擬跨越自然哲學(xué)與天文學(xué)間的日心說[13]。

最后，在海峽兩岸出版愈來(lái)愈多翻譯的的科普書籍時(shí)，其中有非常多涉及科學(xué)史方面的舊版科學(xué)書籍。如果只從后見之明的觀點(diǎn)來(lái)論其中朝向現(xiàn)代進(jìn)步的成就，就像祖先崇拜一般地崇拜科學(xué)偉人，這不是科普作者創(chuàng)作中有關(guān)舊科學(xué)的關(guān)切點(diǎn)。如果我們抱著多了解舊科學(xué)作品的時(shí)代意義，《星際信使》是一個(gè)相當(dāng)不錯(cuò)的切入點(diǎn)。要了解天文學(xué)的發(fā)展，特別是從裸眼轉(zhuǎn)向望遠(yuǎn)鏡天文學(xué)的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折，《星際信使》更是一本不可或缺的科學(xué)與科普經(jīng)典。

參考文獻(xiàn)：

[1] Stillman Drake, Galileo at Work: His Scientific Biography (Chicago: University of Chicago Press, 1978).

[2] Tycho Brahe, De mundi aetherei recentioribus phaenomenis (Vranibvrg, 1588).

[3] Lane Cooper, Aristotle, Galileo, and the Tower of Pisa (Ithaca, N.Y.: Cornell University Press, 1935).

[4] William A. Wallace, Galileo’s Early Notebooks: The Physical Questions. A Translation from the Latin, with Historical and Paleographical Commentary (Notre Dame: University of Notre Dame Press, 1977); Willian A. Wallace, Galileo and His Sources: the Heritage of the Collegio Romano in Galileo’s Science (Princeton: Princeton University Press, c1984), chs. 1-3.

[5]黃一農(nóng). 比例規(guī)在火砲學(xué)上的應(yīng)用. 科學(xué)史通訊, 臺(tái)北，1996，第 15期，頁(yè) 4-11.

[6] Robert Westman, “The Copernicus and the Churchs,” in David C. Lindberg and Ronald L. Numbers (eds.), God and Nature: Historical Essays on the Encounter between Christianity and Science (Berkeley: University of California Press, 1986), pp. 76-113.

[7] Stephen Pumfrey, “Harriot's Maps of the Moon: New Interpretations,” Notes and Records of the Royal Society, 63 (2009): 163-168.

[8] Pasquale M. D'Elia, Galileo in Cina: Relazioni attraverso il Collegio Romano tra Galileo e i gesuiti scienziati missionary in Cina (1610-1640) (Romae: Apud Aedes Universitatis Gregorianae, 1947). English edition was translated by Rufus Sutor and Matthew Sciasia as Galileo in China: Relations through the Roman College between Galileo and the Jesuit Scientist-Missionaries (1610-1640) (Cambridge, M.A,: Harvard University Press, 1960).

[9] 伽利略著，范龢惇 (Albert Van Helden)英譯、序言、簡(jiǎn)介與結(jié)論. 徐遐生（英）序，徐光臺(tái)中譯與導(dǎo)讀，星際信使 (Sidereus nuncius, 1610), 臺(tái)北：天下文化，2004.

[10] 徐光臺(tái). 異象與常象：明萬(wàn)歷年間西方彗星見解對(duì)士人的沖激. 清華學(xué)報(bào), 新竹，新 39卷 4期，2009年 12月，頁(yè) 529-566.

[11] Adrian Johns, The Nature of the Book: Print and Knowledge in the Making (Chicago/London: University of Chicago press, 1998), pp. 20-24.