原载《天文学报》31卷4期(1990)巴比伦与古代中国的行星运动理论
行星运动理论的发展过程
行星运动理论的发展过程点击率:[608] 发布日期:[ 2007-06-01]文章类型:[教学改革]行星运动理论的发展过程生活在地球上的人类,不能感觉地球的运动,却能直接看到日月星辰绕地球旋转,因此,很容易误认为地球是静止不动地居于宇宙的中心,于是地心说应运而生。
公元前4世纪,古希腊哲学家亚里士多德(Aristotle)提出整个宇宙是一个多层水晶球,地球位于水晶球的中心,恒星、行星、太阳和月亮都在各自的轨道上围绕地球旋转。
这是历史上最早的地心说,后经过古希腊天文学家托勒密(公元90—168年)在二世纪中叶加以系统化之后,曾风靡世界达一千五百年之久。
这一现象主要是因为这种说法与当时教会的教义吻合,得到了教会的大力支持。
托勒密首先将希腊和罗马的天文学做总结,并写了一本有名的《大综合论》,这一本书可说是古今天文之大成,书中不仅说明了所有天文学的知识,也大大的宣扬了著名的《天动说》,这个理论认为,所有的天体都在〝本轮环〞上绕著地球公转,一圈一圈往外,有时为了修正星体的运动,必须在本轮环上再加本轮环,这样一来天体的运动就会变得很复杂,对于精度不高的古代,这样做当然有其好处,只不过到了后来,天文观测仪器的改进终于使《天动说》寿终正寝。
但是,由于中世纪教会的影响《大综合论》成为中世纪的天文典,而天动说也藉此支配中世纪的欧洲达一千多年之久。
中世纪的欧洲由于教会的压迫,自然科学的进展不大,因此这个时期的天文学重心便集中在阿拉伯。
中世纪天文学最主要的成就是岁差的测定和历法的修正,在当时甚至已经有光学的研究出现。
这些阿拉伯天文学的成就,为波兰伟大的天文学家哥白尼的新体系奠定了基础.而哥白尼的名著《天体运行论》的出版正揭示了科学革命的到来。
哥白尼的天体运行论一书出版后日心学说就像涟漪一样地向外传布。
哥白尼之后,意大利学者布鲁诺(Giordano Bruno)进一步认为,太阳只是无数恒星中的一颗,仅是太阳系的中心,而不是宇宙的中心,这一认识使哥白尼日心说得到了进一步发展。
从太阳运动理论看巴比伦与中国天文学之关系
原载《天文学报》29卷3期(1988)从太阳运动理论看巴比伦与中国天文学之关系江晓原一太阳运动表的数理太阳运动理论在塞琉古时期的巴比伦数理天文学中虽不如行星和月运动理论那样重要,但现今已发掘整理出来的楔形文字材料中仍颇有可资考察者。
表1选自一份塞琉古时期的巴比伦星历表。
(1)原表有18栏之多,表1只列了其中关于太阳运动的几栏,从时间上看,表1截取了巴比伦历法中的一整年,即塞琉古纪年第209年(S.E.209),相当于100B.C.。
左起第一栏为月份。
第四栏是太阳每月所在的黄道宫。
第三栏是太阳于当月合朔时刻在该宫中的度数。
第二栏是第三栏相邻两行之差,意即太阳当月所行经的黄经度数。
表1已蕴含相当复杂的数理,且在巴比伦星历表中极为典型。
与本文的讨论密切有关的为如下二点:表1 巴比伦星历表(100B.C)(1)二次差分。
表1第二栏是第三栏相邻两行之差,亦即每月合朔时刻太阳黄经的一次差分D;第二栏相邻两行之差,即二次差分,则为常数:D2=0; 18°(1)(2)折线函数。
如以时间为横坐标,以第二栏之值即以朔望月为单位时间给出的太阳运动速度为纵坐标,绘出V-t关系曲线,则可得著名的折线函数(见图1)。
这是一种周期函数,诸极大值M与极小值m由下式给出:2M-D2,(极大)(2)V(n)+V(n+1)=2m+D2 , (极小)注意诸M、m必位于横轴上n与n+1之间的某一位置上;设M位于X M处.则有:X M=[M-V(n)]S/D2(3a)其中S为朔望月长度,D2则由(1)式给出。
相仿,关于m的具体位置有:X m=[ V(n) -m]S/D2(3b)(600A.D)再看中国古代的太阳运动不均匀性改正表——日躔表。
表2取自刘焯《皇极历》(2),这是中国历史上第一张日躔表,其结构一直为后世所遵循。
原表有六栏,这里只列了有关的前四栏。
我们发现,表2与表1有令人印象深刻的相同之处。
表2 中国日躔表(600A.D.)表2左起第一栏是中国历法中的月份,和表1所用的巴比伦历法一样,皆为阴阳合历。
古代中国对行星运动的与解释
古代中国对行星运动的与解释古代中国对行星运动的研究与解释古代中国人对宇宙的探索始于早期的天文观测和观测记录,其中,行星运动一直是一个引人注目的问题。
在没有现代科学仪器和理论的情况下,古代中国人通过观测、记录和哲学思考,提出了一些关于行星运动的独特解释。
本文将探讨古代中国对行星运动的研究及其解释。
一、天文观测与记录古代中国人利用裸眼观测,通过观察天空中星体的位置和变化,得出一些关于行星运动的规律。
他们记录了行星的出现、消失和位置变化,发现了行星的周期性运动,从而认识到了行星在天空中的移动轨迹。
二、古代观念的解释1. 天球观念古代中国人认为地球是平面的,天空是一个巨大的穹顶,星体被固定在这个天穹上运动。
他们认为行星是在天球上运动的,而不是独立的天体。
2. “旋”与“坐”古代中国人的观念中,行星运动的方式被归类为“旋”和“坐”。
他们认为大部分行星在天空中沿着由东向西的方向旋转,这种运动方式被称为“旋”。
而对于某些行星,他们观察到其在运动过程中会暂时停下来,再从相反的方向开始运动,这种现象被称为“坐”。
3. 天文学家的观点在古代,一些天文学家提出了关于行星运动的独特观点。
例如,东汉末年的张衡认为行星的运动是由于它们精神的力量在作用,而不是物理的力量。
他认为行星是在天球上运动,同时也受到地球的引力影响。
由于当时没有现代天文学的知识,这些观点主要是基于观察和哲学的推理。
三、中国古代行星运动解释中的巨大贡献古代中国对行星运动的解释虽然与现代科学的观点存在差异,但它们在许多方面仍然具有重要的意义。
1. 观察与记录古代观测记录是中国天文学的一大特色,它为后来的学者提供了宝贵的数据。
这些观测记录对于后来西方天文学的发展产生了一定的影响。
2. 观念的建立古代中国人对行星运动的天球观念和“旋”与“坐”的分类,为后来天文学理论的发展奠定了基础。
文化与哲学的思考为天文学研究提供了新的思路。
3. 科学方法的启动虽然古代中国人对行星运动的解释还存在一些误解和错误,但他们对行星运动进行观察和理解的方法为后代的科学研究提供了启示。
古代天文学家对行星运动规律的研究成果
古代天文学家对行星运动规律的研究成果天文学家自古以来一直尝试研究行星运动的规律,探索宇宙的奥秘。
在古代,人们对天体的运动进行了深入观察和记录,逐渐积累出了许多关于行星运行的研究成果。
本文将介绍古代天文学家对行星运动规律的研究成果。
一、巴比伦天文学及其对行星运动规律的贡献巴比伦是古代最早的天文学发源地之一,在巴比伦天文学家的观察和研究中,对行星运动规律的认识有了很大的进展。
他们利用裸眼观测,记录了行星的位置、运动轨迹等信息,并利用这些数据制作了行星运动表,从而对行星的运动周期有了初步的认识。
巴比伦人提出了"半月行星"的概念,意味着行星的亮度和角位置会随着时间而变化。
这对后来的天文学家在研究行星运动规律时提供了重要的参考。
二、托勒密的地心说和行星运动规律古希腊天文学家托勒密提出了著名的地心说,并在此基础上发展出了一套完整的行星运动模型。
据托勒密的理论,行星在天空中并不是沿着完全规则的圆周运动,而是沿着"小圆"运动。
这种"小圆"在地球上看起来就像是行星运动的轨迹。
托勒密通过观察和测量,建立了一套复杂的数学模型,能够精确预测行星的位置和运动速度。
这一模型对后来的天文学家产生了深远的影响,并在长达数百年间被广泛接受和使用。
三、开普勒的行星运动规律16世纪的德国天文学家约翰内斯·开普勒通过对行星运动的观察和数学分析,总结出了著名的开普勒三定律,对行星运动规律的研究做出了重大贡献。
开普勒第一定律表明,行星绕太阳运动的轨道是椭圆,太阳位于椭圆焦点之一。
这与托勒密的地心说有着根本性的区别,并成为现代天文学的重要基础。
开普勒第二定律认为,行星在其椭圆轨道上的运动速度是不均匀的。
在离太阳较远的地方,行星速度较慢;而在离太阳较近的地方,行星速度较快。
这一发现揭示了行星运动规律的另一个重要特征。
开普勒第三定律则揭示了行星运动周期与轨道半径之间的关系。
他发现,行星绕太阳一周所需的时间与平均轨道半径的三次方成正比。
行星运动的研究历程和科学意义
行星运动的研究历程和科学意义一、从古至今,人类对行星运动的探究行星是太阳系中以太阳为中心,按照一定轨道运动的天体。
人类自古以来就对行星运动产生了浓厚的兴趣。
早在古希腊时代,科学家就开始观察行星的运动,并尝试建立天文学的理论体系。
在古代,巴比伦、埃及、中国和印度等国家都进行了对行星运动的探究。
例如,中国古籍中常常提到“五星周天”,“三合五合”,“天象图”等词语,这表明早在两千多年前,中国的科学家就已经有了对行星运动的初步理解。
在中世纪的欧洲,人们对行星运动的探究进一步深入。
哥白尼提出了“日心说”理论,认为太阳是宇宙的中心,行星围绕太阳运行。
这一理论在当时遭到了质疑,但随着科学技术的发展,日心说逐渐被证实是正确的。
二、现代天文学对行星运动的研究现代天文学对行星运动的研究主要是通过先进的望远镜、探测器和数学模型进行的。
大量的数据采集和分析为科学家提供了更为深入的认识。
例如,我们在太阳系中观测到的五颗行星都有明显的运动规律。
哈雷彗星以76年的周期绕太阳运行。
开普勒提出的三大行星定律至今被广泛使用,成为了研究行星运动的基础。
随着科技的发展,研究者越来越能够准确地预测行星的运动轨迹和位置。
比如早在1960年代,美国国家航空航天局的“先驱者”号探测器就成功地飞越了火星。
三、行星运动研究的科学意义行星运动的研究具有重要的科学意义。
首先,行星运动研究的结果为了人类探险太空提供了强有力的支持。
在未来,人们要准确地将探测器送到其他星球,就需要准确地知道行星的运动规律。
其次,行星运动研究也为我们了解宇宙的起源和演化提供了线索。
对于宇宙来说,行星只是微不足道的个体,但是从行星的移动轨迹中,我们还可以了解到更广阔的宇宙运动规律。
此外,通过研究行星的运动规律,人们还可以了解到太阳系的性质和演化。
例如,行星的质量、轨道和速度都对太阳系中其他天体的运动产生了影响,这些影响也直接关系到太阳系的演化历程。
四、总结目前,对行星运动的研究仍在不断深入。
古代中国对行星运动的数学模型与计算
古代中国对行星运动的数学模型与计算古代中国對行星運動的研究在科學史上具有重要意義。
儒家思想倡導以讓人民過上安定生活、造福人民為目標,以此背景,古代中国通过研究行星运动所产生的数学模型和计算方法,旨在预测天文现象,为统治者提供良好的统治基础。
本文将从古代中国对太阳、月亮和行星运动的数学模型与计算方法进行详细探讨。
一、古代中国对太阳运动的数学模型与计算太阳运动在古代中国的天文学中非常重要,古人认为太阳是众星的中心,探索已知地球与太阳之间的运动规律对于农业和农历历法的制定至关重要。
在古代中国的天文学著作《周髀算经》中,首次提到了太阳的合朔与朔望等现象。
根据古代观测数据,古代中国将太阳运动的轨迹认为是一个椭圆,通过测量夏至时太阳到地平线的角度,可计算出太阳的高度角,并进一步推导出太阳的日周运动、年运动和季节变化等规律。
另外,古代中国利用天文观测数据制定了丰富的历法,如《授时历象考》中提到的“积年张长表”等。
通过观测太阳在天球上的运行轨迹以及节气的变化,推算出太阳的位置,以制定准确的历法,为全国各地提供统一的时间标准和重要的农事活动安排。
二、古代中国对月亮运动的数学模型与计算古代中国对月亮运动的研究也非常深入。
月亮作为夜空中最明亮的天体之一,在古代被广泛用于农历历法的制定,以及农民的农事活动安排。
古代中国观测到了月亮的圆月、半月和残月等现象,并根据这些观测数据研究了月球的运动规律。
传统的农历历法中,古代中国根据对月亮每次升起的时间和地点的观测,推算出了月亮的运行轨道和周期性变化。
通过这些观测数据,古代中国制定了详细的月份划分和农事活动安排,为农业生产提供了重要依据。
三、古代中国对行星运动的数学模型与计算除了太阳和月亮,古代中国还对行星的运动进行了研究。
行星是夜空中的明亮点,因其光度较亮且运动速度较慢,被观测者经常会发现其位置会发生变化。
古代中国观测到了五行星的轨迹变化,并利用这些观测数据推算了行星的运动规律。
古代天文学家对星球运动规律的研究
古代天文学家对星球运动规律的研究天文学作为一门古老而深远的学科,吸引了无数学者的目光。
其中,古代天文学家对星球运动规律的研究具有重要意义。
通过对天体运行轨迹的观察和数学方法的运用,古代天文学家发现了许多关于星球运动规律的重要成果,这些成果不仅促进了古代天文学的发展,也为后世的科学家提供了宝贵的经验和启示。
一、天文学与古代文明的关系在探讨古代天文学家对星球运动规律的研究之前,我们先来了解一下天文学与古代文明之间的关系。
古代文明往往与天文学息息相关,天文学观测是古代人类继续追求知识和解开宇宙之谜的重要手段之一。
各个古代文明中,如埃及、巴比伦、中国等,都有丰富的天文学遗产,而其中一部分就是对星球运动规律的研究。
二、巴比伦天文学家的贡献巴比伦是古代著名的天文学发源地之一,巴比伦天文学家留下了许多有关星体运动的观测和研究记载。
公元前6世纪的巴比伦王星历表是古代最早的系统星历表,其中包括了详细的星体观测数据和运动规律。
巴比伦天文学家通过观测和记录星体的位置和运动,建立了一套相对准确的天体运动模型,为后世天文学家提供了极大的帮助。
三、古希腊天文学家的研究成果古希腊天文学家也是对星球运动规律进行研究的先驱者之一。
众所周知,古希腊天文学家托勒密提出了地心说,认为地球是宇宙的中心,所有星体围绕地球运行。
尽管现代天文学已证明地心说是错误的,但托勒密的贡献在于他建立了一套比较完整的数学模型,可以比较准确地预测星体的位置和运动规律。
另一位古希腊天文学家克劳迪乌斯·托勒密是对星球运动规律进行研究的重要人物。
他的经典著作《天文学大成》系统阐述了他的观点和理论。
托勒密认为星球运动是以圆周为基础的复杂运动,他通过观测数据和数学方法,建立了一套完整的天体运动模型,被后来的科学家广泛应用和发展。
四、古代中国天文学家的贡献古代中国也有许多杰出的天文学家,他们对星球运动规律的研究取得了重要成果。
其中最著名的天文学家之一是东汉时期的张衡。
中国古代行星运动模型
中国古代行星运动模型
中国古代的行星运动模型主要包括以下几种:
1.浑天说模型:浑天说是中国古代的一种宇宙观念,认为天体运动是由于天球
内部的刚气推动所致。
根据浑天说的理论,行星的运动轨迹是沿着不同的黄道带(即天球上的大圆)运动的,而太阳和月亮则沿着黄道带运动。
2.七政逆行模型:七政逆行模型是中国古代对行星运动的一种解释,认为太阳、
月亮和五大行星的运动是逆时针方向进行的。
这种模型是根据天文观测数据和经验总结而成的,但并没有考虑到行星之间的相互作用。
3.璇玑模型:璇玑模型是中国古代对行星运动的一种解释,认为行星的运动轨
迹是由一个中心点向外扩散而成的,就像水中的旋涡一样。
这种模型是根据天文观测数据和经验总结而成的,但并没有考虑到行星之间的相互作用。
4.太阳中心说模型:太阳中心说模型是中国古代对太阳运动的一种解释,认为
太阳是宇宙的中心,其他天体都围绕太阳旋转。
这种模型是由明朝时期的科学家郑和提出的,但并没有考虑到行星之间的相互作用。
总的来说,中国古代的行星运动模型主要是基于观测数据和经验总结而成的,没有考虑到行星之间的相互作用,因此存在一定的局限性。
行星运动的研究历程和科学意义
行星运动的研究历程和科学意义行星运动的研究历程可以追溯到古代文明时期。
古希腊天文学家托勒密认为地球是宇宙的中心,行星围绕地球运动。
这一观点延续了几个世纪,直到哥白尼提出了日心说,即太阳是宇宙的中心,地球和其他行星围绕太阳运动。
哥白尼提出的日心说为后来科学家对行星运动的研究打开了新的局面。
之后,伽利略伽利莱发现了望远镜,这一仪器使得对行星运动的观测和研究更加精确。
伽利略观察到木星有四颗伴随的卫星,并提供了这些观测结果的证据。
这一发现对日心说的支持非常关键。
随着时间的推移,科学家对行星运动的研究变得越来越详细和深入。
开普勒通过对行星运动观测数据的分析,得出了三个行星运动定律:第一定律(椭圆轨道定律),第二定律(面积定律)和第三定律(开普勒定律)。
这些定律为后来牛顿的万有引力定律提供了基础。
牛顿的万有引力定律解释了行星运动的原因和机制。
根据牛顿的定律,行星围绕太阳运动是由于万有引力的作用。
这一理论在当时受到了广泛的认可,并且提供了解释行星运动的完整框架。
随着科学技术的进步,现代天文学家利用先进的仪器和技术对行星运动进行了更加精确和详细的研究。
例如,摄像技术的发展使得对行星的观测更加清晰和准确。
行星运动的研究对于我们理解宇宙的演化和性质具有重要意义。
首先,行星运动的研究帮助我们了解太阳系的结构和形成。
通过观测行星的轨道,可以研究太阳系行星的形成和演化的过程。
对行星轨道的理解也为探测太阳系外的行星提供了重要的参考。
其次,通过研究行星运动,可以帮助我们了解宇宙中的物质分布和结构。
行星的运动可以揭示宇宙中的引力场和物质的分布情况。
通过观测行星的轨道和运动速度,可以研究行星周围的引力场和宇宙中的物质密度分布。
此外,行星运动的研究还可以用来验证和测试物理定律。
行星运动是在万有引力的作用下进行的,因此通过对行星运动的观测和分析,可以测试和验证牛顿的定律和爱因斯坦的广义相对论等物理理论。
最后,行星运动的研究也对导航和天体导航等应用具有实际意义。
古代巴比伦的历史科学
古代巴比伦的历史科学在人类历史的长河中,巴比伦是一个拥有悠久历史和卓越科学成就的古代文明。
古代巴比伦的历史科学以其伟大的发现和独特的技术手段而闻名于世。
本文将探讨古代巴比伦的历史科学成就,并对其对现代世界的影响进行一些思考。
一、天文学与巴比伦的世界观巴比伦人对天文学的研究几乎深入了方方面面。
他们熟练运用观测、记录和计算,提出了一套完整的天体运行模型,包括太阳、月球、行星和恒星的运动。
通过仔细观测太阳和月球的轨迹,巴比伦人制定了准确的月历和太阳历,这对于农业和宗教方面的决策至关重要。
巴比伦人解读星象,建立了星象预测和占星术。
他们认为行星和星座的位置与人类的命运息息相关,并相信通过观测星象可以预测未来的事件。
这种相信影响了巴比伦人的决策和信仰,直到今天,占星术仍然在一些文化中有所流传。
二、数学与巴比伦的技术成就巴比伦人开创了数学的发展道路,他们认为“数字是上帝的语言”。
他们发明了一套基于60进制的计数系统,这对于其它领域的计量和计算都产生了深远影响。
巴比伦人还用基础几何原理解决了土地测量和建筑设计方面的问题,这为今天的土地测量学和建筑工程奠定了基础。
古代巴比伦人还发明了著名的巴比伦法则,这是世界上最古老的编写法典之一。
它包含了关于财产、家庭、契约和刑法等方面的详细规定,对后来的法律制度产生了重要影响。
三、医学与巴比伦的健康管理在医学领域,古代巴比伦人对身体和疾病的研究十分独到。
巴比伦人相信疾病是由魔鬼或恶灵引起的,他们通过祈祷和仪式来诊断和治疗疾病。
此外,他们还记录了大量草药和治疗方法,这些知识为后世的医学研究提供了重要的经验。
四、巴比伦的科学对现代世界的影响古代巴比伦的科学成就虽然没有直接影响到我们现代世界的科学发展,但其留下的宝贵知识为后世的科学研究奠定了基础。
巴比伦人的天文观测和计算方法对于现代天文学的发展至关重要。
他们的计数系统也为数学领域奠定了基础,并影响了后来发展出的其他数学体系。
此外,巴比伦的法律和医学知识也对后世的法律制度和医学研究产生了深远的影响。
历史天文学中的古代天文观测记录
历史天文学中的古代天文观测记录历史天文学是一门研究古代天文观测记录的学科。
通过研究古代文献和考古发现,人们可以了解到人类历史上对天文现象的观测和记录。
这些古代观测记录不仅帮助我们了解天文学的发展历程,还揭示了人类对宇宙的探索和思考。
古代天文观测记录最早可以追溯到公元前3000年左右的巴比伦文明。
巴比伦人用简单的望远镜观测恒星、行星和月亮,记录下它们的位置和运动。
这些记录表明巴比伦人对天文现象有着相当精确的观测能力。
巴比伦人还编制了一份名为《天文日记》的天体观测记录,其中包括了一些关于日食和月食的描述。
在古代埃及文明中,天文学也占据了重要的地位。
埃及人使用简单的天文仪器和观测技术,记录了太阳、星星以及其他天体的运动。
他们根据观测结果制作了天文图表,用来预测太阳升起和落下的时间,以及昼夜长度的变化。
埃及人还建立了一个复杂的日历系统,基于对星座运动的观测记录。
古希腊是天文学的重要发源地之一。
古希腊人提出了许多关于宇宙本质的理论,其中一些至今仍然影响着现代天文学。
古希腊的天文学家发展了一种几何方法,用来描述星体的运动。
他们用这种方法精确地预测了日食和月食的发生。
古希腊的天文观测记录被保存在许多手稿和文献中,这些记录对后来的天文学家和学者的研究产生了重要影响。
在中国古代天文学史上,古代天文观测记录也占据着重要位置。
中国古代观测家用肉眼观测天空,并记录了很多重要的天文现象,如日食、月食、彗星、流星等。
中国古代天文观测记录的记载非常详细,内容涉及观测的时间、地点、目标等。
其中最著名的天文观测记录之一是《史记·天官书》,它包括了许多重要的天文数据和观测结果。
古代天文观测记录的研究不仅对天文学有益,对其他学科也有一定的影响。
这些记录可以为考古学家提供重要的参考资料,帮助他们了解古代文明的发展和人类的观测能力。
古代天文观测记录的研究还为人们提供了了解古代文化和信仰体系的窗口。
例如,许多古代文化中的神话和传说与天文现象有关,通过研究古代天文观测记录,我们可以更深入地了解这些文化背后的含义。
古代中东地区的天文学及证明
古代中东地区的天文学及证明古代中东地区最为著名的天文学家之一是巴比伦人,他们在天文学上取得了很大的成就。
早在公元前3000年左右,巴比伦人就开始研究天文学了。
巴比伦古代天文学主要以天体运动为研究对象,包括星座、行星、彗星、太阳和月亮等。
古巴比伦人用一种叫做「塔比特制度」的方法来记录天文现象。
这种方法建立在60进制基础上,将60个小单位组合成一个大单位。
这种制度不仅在天文学上使用,而且在日常生活中也很普遍。
巴比伦天文学家使用塔比特制度推导天体的位置和运动。
另一个重要的天文学家是亚里士多德,他提供了有关天体运动和行星运动的科学模型。
亚里士多德认为,所有的物体都是由4个元素组成的,分别是土、水、火、气。
天体的运动也受到这些元素的支配。
他的理论在中世纪一直被广泛应用。
在特里斯坦城,有一座塔叫做乌鲁克塔,被认为是古代中东天文学的象征之一。
这座塔高约24米,是众多天文学观测塔之一。
乌鲁克塔的构造非常独特,塔的一侧会向后倾斜,这种倾斜可以使光线的方向变化,这使得天文学家可以测量出太阳、月亮和几颗星座等的位置。
乌鲁克塔是古代天文学最具代表性之一,直到今天仍然是伊拉克最大的名胜之一。
最有名的中东天文学家之一是伊本·易卜拉欣。
他生活在10世纪末和11世纪初,在天文学、数学、地理学等许多领域都有出色的成就。
在天文学方面,他编写了一本天文学著作《星座的科学》。
在这本书中,他详细讲解了星座的构造、位置和运动规律。
他还提出了一种十分简单的测量太阳高度的方法:在太阳从天空中的另一端升起之后,将一根高度相等的木棍插入地面,用该木棍的投射影测量太阳在天空中的高度。
中东地区的天文学家做出的许多贡献在今天仍然具有重要的影响。
他们推动了天文学、物理学和数学的发展,在这些领域做出了一些重要的发现。
这些成果对现代航天技术的发展产生了深远的影响,同时也为我们探索宇宙提供了帮助。
古代中国对行星运动的周期性规律的发现与解释
古代中国对行星运动的周期性规律的发现与解释古代中国是一个拥有丰富科学知识的文明古国。
早在两千多年前,中国就开始对行星运动进行观察和研究,并且发现了行星运动存在着一定的周期性规律。
本文将探讨古代中国对行星运动周期性规律的发现与解释。
一、行星运动的观察与记录古代中国对行星运动的观察主要通过製作天文仪器进行,其中最为重要的一种仪器是观象仪。
观象仪能够准确测量行星的位置和运动轨迹,为研究行星运动提供了有效的手段。
古代中国的天文学家开始通过观象仪观测六大行星(水金木火土天)的运动,记录下它们在天空中的位置和亮度的变化,随后进行了详细的数据记录和整理。
他们发现,这六大行星的运动具有明显的周期性规律,但具体规律尚未得到深入的解释。
二、天文学家的解释和理论建设古代中国的天文学家通过观察和记录,逐渐得到了一些关于行星运动的规律。
其中最明显的规律是行星运动的周期性重复,即行星在与地球的相对位置会定期出现类似的情况。
古代中国天文学家提出了几种解释和理论以解释行星运动的周期性规律。
其中一种理论是“火漩说”,认为行星绕着地球旋转时,会围绕火漩(即太阳)做圆周运动,这解释了行星在天空中的周期性现象。
另外还有一种“中心说”,认为太阳是宇宙的中心,行星绕着太阳转动,解释了行星的周期性规律。
三、行星运动规律的整合与进一步研究随着古代中国对行星运动的观测和理论的不断发展,天文学家们逐渐发现了更多的现象和规律,并进行了规律的整合和进一步的研究。
他们发现,行星在夜空中的位置和亮度与时间、季节以及其他因素有着密切的关系。
在此基础上,古代中国的天文学家提出了一种叫做“律气”的理论,认为行星的运动是受到宇宙律气的支配,律气决定了行星的周期性运动。
根据古代中国对行星运动的观察和理论建设,天文学家们准确计算了行星的周期,并且制作出了精确的天文学表格,详细记录了行星的位置和运动规律。
这些观测和记录成为后世天文学研究的重要基础,对整个人类天文学发展产生了重要影响。
行星的运动 课件
探测器近距离观测行星运动
探测器:如旅行者号、伽利略号等 观测方式:通过光学、红外、紫外等波段进行观测 观测内容:行星表面特征、大气成分、磁场等 验证理论:验证了行星运动的理论模型如开普勒定律等
实验验证行星运动理论
开普勒定律:描述行星运动的三大 定律
验证结果:观测结果与理论预测相 符
添加标题
开普勒第一定律:行星围绕太阳运动的轨道是椭圆形太阳位于椭圆的一个焦点上。 开普勒第二定律:行星在单位时间内扫过的面积相等。 开普勒第三定律:行星绕太阳运动的周期与它的轨道半长轴的立方成正比。
椭圆轨道与偏心率
椭圆轨道:行星围绕太阳运动的轨道是椭圆形的
偏心率:椭圆轨道的偏心率表示椭圆的扁平程度偏心率间:1687 年
提出背景:为了 解决行星运动问 题
内容:任何两个 物体之间都存在 引力引力的大小 与物体的质量成 正比与距离的平 方成反比。
行星轨道与太阳质量的关系
行星轨道:行星围绕太阳运动的路径 太阳质量:太阳的质量决定了其引力大小 行星轨道半径:行星轨道半径与太阳质量成正比 行星运动速度:行星运动速度与太阳质量成反比 行星运动周期:行星运动周期与太阳质量成反比 行星运动稳定性:太阳质量越大行星运动越稳定
,
汇报人:
目录
天文观测的早期记录
古代天文观测:人类对天体的观察和记录可以追溯到古代如中国的《史记》、《汉书》 等文献中就有关于行星运动的记载。
古希腊天文学:古希腊天文学家如亚里士多德、托勒密等人对行星运动进行了深入 的研究提出了地心说和本轮-均轮模型。
中世纪天文学:中世纪欧洲的天文学家如哥白尼、第谷等人对行星运动进行了进一步 的研究提出了日心说和椭圆轨道模型。
偏心率的计算:偏心率=椭圆长轴长度/椭圆短轴长度 偏心率的应用:偏心率可以帮助我们了解行星的运动规律和稳定性
曲安京教授在本刊发表的《中国古代的行星运动理论》荣获第五届中国科协期刊特别优秀学术论文奖
曲安京教授在本刊发表的《中国古代的行星运动理论》荣获第五届中国科协期刊特别优秀学术论文奖
艾素珍
【期刊名称】《自然科学史研究》
【年(卷),期】2008(027)002
【摘要】2008年1月15日,在中国科协七届三次全委会开幕式上,中国科协表彰了第五届中国科协期刊优秀学术论文。
本刊编委、西北大学数学系教授曲安京在《自然科学史研究》2006年第25卷第1期第1—17页发表的《中国古代的行星运动理论》获得特别优秀学术论文奖。
这是科学史界人士首次获此殊荣。
【总页数】2页(P263-264)
【作者】艾素珍
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】O357
【相关文献】
1.周彦水等在《火炸药学报》发表的论文荣获“第五届中国科协期刊优秀学术论文奖” [J], 本刊编辑部
2.《微生物学报》发表的论文荣获“第五届中国科协期刊优秀学术论文奖” [J],
3.曲安京撰《中国古代的行星运动理论》荣获第五届中国科协期刊特别优秀学术论文奖 [J], 艾素珍
4.刘光廷教授等人在本刊发表的文章荣获第三届中国科协期刊优秀学术论文奖 [J], 本刊编辑部
5.《微生物学报》发表的论文荣获“第五届中国科协期刊优秀学术论文奖” [J],因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
古巴比伦的天文学成就
古巴比伦的天文学成就古巴比伦又称美索不达米亚,在今伊拉克共和国境内的底格里斯河和幼发拉底河一带,是人类文明最早的发展地之一。
以下是小编为你整理的古代古巴比伦天文学的相关知识,希望能帮到你。
古巴比伦古时候又被称为美索不达米亚,这里是人类文明最早的发展地之一,在这里所诞生的丰富多彩的物质文明和精神文明,有些一直应用到今天。
比如说将黄道带分为12个星座,以7天为一个星期,还有现在的小时、分、秒都是古巴比伦文化当中的重要遗留文化。
在古巴比伦这样的两河流域,其科学主要是以数学和天文学方面的成就最明显,在公元前30世纪的后期就已经出现了历法,虽然当时各地的月名有很大的差异,但是在后人所发现的泥板上,仍然出现了1000多年以前人们采用的古巴比伦的记录月份的方法。
古巴比伦人根据新月初见,把其当做一个月的开始。
这个现象往往发生在日月合体后一日或两日,这取决于日月运行的速度和月亮在地平线上的高度。
为了很好地解决这个问题,塞琉古王朝的天文学家从公元前311年就开始根据已有的经验和知识制定了日月运行表,虽然这个表当中只有一些数据没有进行任何的文字说明,但是在19世纪末和20世纪初,伊平和库格勒等人揭开了这个表当中的数学奥秘。
他们从这个表格当中发现,第四栏是当月太阳在黄道12宫的位置时所标注的,如果以太阳每月运行的度数为纵坐标作图的话,便可以得到三条能够形成一定角度和规律的直线,也就是我们所说的回归年长度。
当然在这个日月运行表当中,有的项目涉及到18个要素之多,其中包括昼夜长度、月行速度变化、黄道对地平的交角等等,有了这个日月运行表,在计算月时就变得非常容易了。
实际上,古巴比伦时代的萨尔贡二世时期,就已经有人知道了只有当月亮靠近黄白交点时才会出现月食,而且是一定会出现。
当然还有关于新巴比伦王朝时迦勒底人发现的沙罗周期的说法,这个说法到目前为止没有得到相关理论验证。
所以我们认为这个说法是不太可靠的,虽然我们无法真正地去证实古巴比伦时期所诞生的一些天文学理论,使我们能够或多或少地从中知道古巴比伦人在天文学研究方面所做的重大贡献。
行星运动理论的发展过程
行星运动理论的发展过程点击率:[608] 发布日期:[ 2007-06-01]文章类型:[教学改革]行星运动理论的发展过程生活在地球上的人类,不能感觉地球的运动,却能直接看到日月星辰绕地球旋转,因此,很容易误认为地球是静止不动地居于宇宙的中心,于是地心说应运而生。
公元前4世纪,古希腊哲学家亚里士多德(Aristotle)提出整个宇宙是一个多层水晶球,地球位于水晶球的中心,恒星、行星、太阳和月亮都在各自的轨道上围绕地球旋转。
这是历史上最早的地心说,后经过古希腊天文学家托勒密(公元90—168年)在二世纪中叶加以系统化之后,曾风靡世界达一千五百年之久。
这一现象主要是因为这种说法与当时教会的教义吻合,得到了教会的大力支持。
托勒密首先将希腊和罗马的天文学做总结,并写了一本有名的《大综合论》,这一本书可说是古今天文之大成,书中不仅说明了所有天文学的知识,也大大的宣扬了著名的《天动说》,这个理论认为,所有的天体都在〝本轮环〞上绕著地球公转,一圈一圈往外,有时为了修正星体的运动,必须在本轮环上再加本轮环,这样一来天体的运动就会变得很复杂,对于精度不高的古代,这样做当然有其好处,只不过到了后来,天文观测仪器的改进终于使《天动说》寿终正寝。
但是,由于中世纪教会的影响《大综合论》成为中世纪的天文典,而天动说也藉此支配中世纪的欧洲达一千多年之久.中世纪的欧洲由于教会的压迫,自然科学的进展不大,因此这个时期的天文学重心便集中在阿拉伯。
中世纪天文学最主要的成就是岁差的测定和历法的修正,在当时甚至已经有光学的研究出现。
这些阿拉伯天文学的成就,为波兰伟大的天文学家哥白尼的新体系奠定了基础.而哥白尼的名著《天体运行论》的出版正揭示了科学革命的到来.哥白尼的天体运行论一书出版后日心学说就像涟漪一样地向外传布。
哥白尼之后,意大利学者布鲁诺(Giordano Bruno)进一步认为,太阳只是无数恒星中的一颗,仅是太阳系的中心,而不是宇宙的中心,这一认识使哥白尼日心说得到了进一步发展。
巴比伦天文学与古代中国天文学
巴比伦天文学与古代中国天文学
江晓原
【期刊名称】《自然辩证法通讯》
【年(卷),期】1988()1
【摘要】从已发现的塞琉古时期巴比伦泥版文书中的天文材料和中国古籍中的记载出发,对巴比伦和古代中国的两种天文学体系作了四方面的比较。
Ⅰ星历表及其数理指出:在巴比伦星历表和中国古代的日(?)表中都使用了二次差分。
【总页数】2页(P26-80)
【关键词】中国天文学;星历表;太阳周;太阳运动;二十八宿;周年运动;巴比伦人;天文台;行星运动;中国古代
【作者】江晓原
【作者单位】中国科学院上海天文台
【正文语种】中文
【中图分类】N031
【相关文献】
1.谈中国古代民间天文学 [J], 朱珊昊
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3.中国古代天文学家--石申和甘德 [J], 赵之珩;猷洪(图)
4.中国古代天文学家的重要贡献二十八宿 [J],
5.巴比伦—中国天文学史上的几个问题 [J], 江晓原
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巴比伦—中国天文学史上的几个问题
巴比伦—中国天文学史上的几个问题
江晓原
【期刊名称】《自然辩证法通讯》
【年(卷),期】1990(12)4
【摘要】西亚两河流域古称美索不达米亚。
这一地区的文明可以上溯到约
4000B.C.时的苏美尔人(Sumerians)。
此后,阿卡德人(Akkadians)、亚述人(Assyrians)、迦勒底人(Chalde-ans)先后在这一地区建立统治。
自马其顿的亚历山大大帝(Alexander the Great)于330B.C.征服该地区起,开始了塞琉古王朝时期(Seleucid era,314-64 B.C.)。
【总页数】7页(P40-46)
【关键词】天文学;天文学史;中国;巴比伦
【作者】江晓原
【作者单位】中国科学院
【正文语种】中文
【中图分类】P1-092
【相关文献】
1.寄望于中国天文学家——在海内外中国青年天文学者研讨“天文学与中国天文学的现实与未来”大会上的讲话 [J], 周光召
2.古巴比伦天文学 [J],
3.巴比伦天文学在希腊化地区的传播 [J], 弗朗西斯卡·罗切博格[美](著);关瑜桢(译);
张瑞(译);
4.浅谈古巴比伦和亚述的天文学 [J], 赵克仁
5.巴比伦天文学与古代中国天文学 [J], 江晓原
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以此来预推特征天象
至于给出逐日的行星位置则只是第二位的课题
不过巴比伦天文学家也已能将这一课题处理得相当好
在迄今发现的塞琉古时期巴比伦星历表中
惟有一份详细列出了六个月间水星逐日的黄经值及其一次差分D(5)
表的年代约在塞琉古纪年第122年(S.E 122
即189B.C.)
中国古代只有少数历法直接给出行星的恒星周期
而大部分用"日平行率"的形式间接给出
即给出行星每天的平均行度
《太初历》将此一数值称为"通其率":
通其率=Z/N(中国古度/天)
(5)
其中Z、N皆为表1中之值
而由(4)式可知:
Pe=N/Z
恒星周期Pe竟与日平行率互为倒数
其中M、m和D2依次为函数的极大值、极小值和二次分差
M、m的求法已在文(1)中给出
如能找到两个最小整数Y和Z
使P可以表成:
P=Y/Z
(2)
则折线函数之值将有:
y(n)=y(n+Y)
其意义是:经过Y个时间单位后
函数值又可按周期P内的情形重复
已运行了若干度
从而给出该时刻的行星位置
由于行星在各段中都被假定为匀速运动
故此种预推行星位置的方法不可能很精确
至公元六世纪中叶
张子信发现了行星运动的不均匀性
此后行星动态表中才开始出现非匀速运动的处理
最早作出这方面尝试的是刘焯《皇极历》(600A.D.)和张胄玄《大业历》(608A.D.)
并指出了折线函数的一些性质
而事实上
巴比伦星历表中数理方法的统一性是非常令人惊奇的--折线函数几乎被用来处理一切重要课题
包括处理行星运动
折线函数的另一重要性质
在文(1)中因与主题关系不大而未加讨论.即:折线函数的周期性
折线函数的周期P可由下式给出:
P=2(M-m)/D2
(1)
从表2可见
在取三位小数的情况下
巴比伦行星会合周期F竟已与现代值全部吻合
《太初历》的值也仅有火星略异
看来确定F值要较Pe值容易些
而在公元前二世纪末
中国西汉王朝的天文学家在F值的精度上已可与当时的巴比伦同行并驾齐驱
这里《太初历》值的进步是明显的
因为在马王堆汉墓出土的帛书《五星占》(写定年代约为170B.C.) 中
这两部历法都只对木星、火星和金星运动的某些时段考虑了匀加速运动
对上述三星的其余时段和土星、水星的全部时段都仍用传统的匀速运动
兹以《皇极历》中的木星动态表为例(6)
采用与上文相同的表述方式
整理列出如次:
(1) 顺行110天:匀加速运动(D2=-70分)
(2) 初留28天
600A.D之前
中国一直采用如下方法来给出任意时刻的行星位置:制作一个会合周期内的行星动态表
这种表可能是由多年观测而得
也可能只是参考某些观测资料构造而成
将此会合周期分为顺、留、逆、伏等若干时间段
每段有各自的平均速度
欲知某时刻的行星位置
则出该时刻在会合周期中的位置
然后由行星动态表即可知行星此时运行于哪一段
其中全为变加速运动
只有三次差分采用非线性内插法才能算得
不过关于巴比伦星历表计算过程中的非线性内插法
尚未发现更详细的原始文献
在中国
当刘焯开始在《皇极历》中用非匀速运动来描述太阳、行星运动时
为了借助躔表、行星动态表来预推任意时刻的太阳和行星位置
中国天文学家也表现出了与(4)式相同的思路
《太初历》(104B.C.)给出了五大行星的Y和N值(3)
Y被称为"见中法"
N被称为"星岁数"
由于在(4)式中Y、Z与N之间有如下关系:
Y+Z=N
故由Y和N即可推出诸Z值
据此整理出来的数值见表1:
表1 《太初历》给出的Y、N值(中国
104B.C.)
Table 1 Y、N of TaiChu Calendar(Chinese, 104 B.C.)
\ 见中法(Y) 星岁数(N) N-Y(Z) Saturn 4175 4320 145 Jupiter 1583 1728 145 Mars 6469 13824 7355 Venus 2161 3456 Mercury 29041 9216
求出以年为单位的行星会合周期F、恒星周期Pe
并以现代值参照之列于表2中
表2 巴比伦、古代中国及现代五大行星的会合周期(F)与恒星周期(Pe)
Table 2 Babylonian, ancient Chinese and modern synodic period (F) and sidereal period (Pe) of five planets
其余为变加速运动(D2≠常数)
(3) Ⅱ28-Ⅲ25:逆伏
匀速运动(D=-6′
D2=0)
(4) Ⅲ26-Ⅳ27:顺行
为晨星
其中Ⅳ5-19为匀加速运动(D2=5′45″)
Ⅳ21-27为匀速运动(D=1°37′30″
D 2=0)
其余为变加速运动(D2≠常数)
(5) Ⅳ28一Ⅵ10:顺伏
他们通过各种周期来预报这些天象的日期与黄经
对于五大行星的周期运动
塞琉古时期(312--64B.C.)的巴比伦天文学家主要依据如下基本关系式来处理(2):
其中F表示一个会合周期中的某一种特征天象再次出现的时间
实即以年为单位的会合周期
Pe表示绕黄道一周
实即该行星的恒星周期
就外行星而言
/ Babylonian
(312-64B.C) Chinese
(104B.C.) modern F 1.035 1.035 1.035 Saturn Pe 29.444 29.793 29.458 F 1.092 1.092 1.092 Jupiter Pe 11.861 11.917 11.862 F 2.135 2.137 2.135 Mars Pe 1.881 1.880 1.881 F 1.599 1.599 1.599 Venus Pe F 0.317 0.317 0.317 Mercury Pe
土、木、金三星的会合周期值依次是1.032、1.083、1.600
至于恒星周期Pc
巴比伦的数值更精确些
但《太初历》之值也已经相当好
在行星运动周期方面
巴比伦与古代中国还有两个明显的相同之点值得注意
1. 内行星的恒星周期
中国古代一直认为是1年;无独有偶
据现今所知塞琉古时期的巴比伦文献来看
而此Y个时间单位则对应于黄道Z周
P虽然并不总是具有实际的天文学内容
但在巴比伦天文学中却有极为重要的意义
巴比伦天文学家既用折线函数来处理几乎一且重要的天文课题
也几乎将一切天象都以各种周期运动描述之
这只是一种近似拟合
然而竟往往能达到很高精度
巴比伦天文学家对行星视运动中的冲、留、重现、隐(伏之始)等"特征天象"(characteristic Phenomena)特别重视
他也意识到了非线性内插法的必要
为此他创立了等间距二次内插法(8)
开创了中国古代天文学中广泛使用非线性内插法的传统
一般而言
数学处理所采用的方式越复杂先进
其效果也相应好些
当然两者之间并无必然的正比关系
在描述行星运动方面
巴比伦的数学处理即使与《皇极历》相比
仍要先进不少
其实际效果也更精确些
与将近八个世纪之前的巴比伦星历表相比
刘焯和张胄玄对行星运动的数学描述还处在相当初级的阶段
他们表中人为的对称性也与实际情况并不相符
顺便指出
由于水星靠近太阳
很难观测
其会合周期又最短
故描述水星动态要比木星等其余四大行星更困难
巴比伦星历表中行星的逐日位置并非实测记录
而是预先推算的结果
(3) 逆行87天:匀速运动(D=-6436分
D2=0)
(4) 二留28天
(5) 顺行110天:匀加速运动(D2=70分)
(6) 伏
《大业历》中的处理几乎完全一样
只是数值稍异而已
这里的"分"也是角度单位
因与主题关系不大
不再加以换算
显而易见
仿此
火星的284年周期可由47和79年小周期线性组合而得:
284=47+3×79
如此等等
(4)而中国天文学家的处理方法
则是设法将基本数据的奇零尾数部分用近似分数表示出来
在这一过程中
分数的分母以及分子与整数部分的乘积就形成了较大数值
表1中的数据就是此种处理方法的典型表现
《太初历》对此的做法正是中国历代历法采用的传统方法
又
在巴比伦折线函数中
(1)、(2)式所表示的周期P
对行星问题而言
既不是会合周期
也不是恒星周期
而只有纯数学的意义
这种周期在中国古代天文学理论中通常不受注意
这当然是由于巴比伦天文学特别重视周期之故
二 对行星运动的数学描述
巴比伦行星理论首先重视的是如何给出一系列特征天象的日期和黄经
这一巧合是有原因的
中国古代将大球大圆分为中国古度
这最初是为了与当时的回归年长度日相吻合
使太阳周年视运动恰为一日一度
《太初历》时代中国仍采用与非常相近的回归年长度值
故(5)式尚可近似成立