相对论天体力学早期研究史的回顾50年(1916~1966)
天体力学历史
天体力学历史
天体力学是研究行星、恒星、卫星、彗星以及其他天体的物理、化学、动力学性质的一门学科。
它揭示了天体运动的规律，为天文学的发展和航天工业的发展提供了理论基础。
下面将为您介绍天体力学的历史。
一、古代天文学的基础
古代天文学发源于纪录时间的需要。
公元前17世纪，巴比伦人发明了日晷来测量时间。
公元前4世纪，希腊哲学家亚里士多德第一次提出天体的物理学理论，他认为所有物质都由四种元素组成，而天体则是由第五种元素——气体组成。
这些理论虽然不够完整，但为天体力学的发展奠定了基础。
二、开普勒三定律的发现
16世纪，哥白尼推翻了地球是宇宙中心的错误观点，但还无法解释行星的运动。
17世纪，天文学家约翰内斯·开普勒发现了行星运行轨道上的三个规律：椭圆定律、面积定律和周期定律，为解释天体运动提供了理论基础。
三、牛顿力学的提出
17世纪末，英国科学家艾萨克·牛顿提出了质点的受力制动定律和万有
引力定律，进一步完善了天体力学的理论框架。
牛顿力学揭示了天体运动的规律，解释了行星运动的原因，为探索宇宙提供了强有力的理论支持。
四、天体力学的发展
随着科技的发展，天体力学也得到了迅猛的发展。
20世纪初，德国天文学家卡尔·斯特恩发现了小行星带，进一步揭示了太阳系的结构。
20世纪中叶，人类首次成功地将人造卫星送入轨道，开启了人类探索宇宙的新时代。
21世纪，探月、探火、探测外星等行动不断开展，天体力学的应用范围也进一步扩展。
综上所述，从古代的纪时器到现代的卫星技术，天体力学的发展经历了数千年，始终守护着人类探索宇宙之路的脚步。
从远古起至18世纪，力学同天文学是一家——力学史杂谈（四）
从远古起至18世纪，力学同天文学是一家——力学史杂谈（四）摘要：本文简要说明古代力学与天文学密不可分的关系。
关键词：力学史，天文学，天体运动早期的力学，有关静力学的知识大半是从杠杆的平衡开始的。
而有关运动学与动力学的知识却大半是从天体的运动开始的。
因之可以说，从远古起至18世纪，力学同天文学是一家。
在4000年以前，巴比伦人便知道建造原始的圭表，测它影子长度变化以决定季节。
在我国商代(约公元前1600年～1000年) 已经知道一年大约为365天多，大月30 天，小月29 天，并采用干支纪日，印度古代采用约360天为一年。
这些早期的天文观测，对太阳、月亮行星的认识，对它们周期变化与运动的认识影响是久远的。
至今我们仍是360度为圆周角的度量，就是起因于在不太精确的情况下，太阳在圆周上每天大约在黄道上移动一度。
而12这个数字，人们非常爱用(12属相，干支纪日) 等，就因为一年内，月亮大约圆缺12次，木星的周期又大约是12年(岁星)。
最早关于周期运动的认识，是天体位置的周期变化。
力学动力学的总结，最早也是由于精确计算并预言天体的准确位置，才使人信服地确定了经典力学的地位。
牛顿的《自然哲学的数学原理》是力学的奠基性著作，它的第3编就是“用对宇宙体系的说明来作实例”讲解引力及在引力之下行星、慧星、月球与海洋运动的。
的确，周期运动是最易于观察的现象。
希腊大哲学家亚里斯多德(公元前384年～322年) 在他的《物理学》中就曾说：“圆运动先于直线运动，因为它比较单一、完全”，“循环运动是一切运动的尺度”。
这就是为什么古希腊天文学家托勒玫(约90年～168年) 直到波兰天文学家哥白尼(1473年～1543年) 那时，行星运动都认为是沿着圆形的轨道。
自然界还有一类周期现象，这就是振动，声音与乐器。
这也是人类很早就感兴趣下大功夫研究的领域。
天体运动所以研究得也较早，其原因除了由于历法，农业发展需要订节令的需求外，更主要的是天体运行比较缓慢，易于观察。
天体物理概论_向守平_第一章绪论探索宇宙12天体物理学简史资料
§1.2 天体物理学简史真正意义上的天体物理学开始于十九世纪。
由于分光学、光度学和照相术广泛应用于天体的观测研究，对天体的结构、化学成分、物理状态的研究形成了完整的科学体系。
天体物理学发展史上的一些主要事件是：（注：科学家在天体物理学领域的重大进展已经获得了十几次诺贝尔物理奖）1859年德国物理学家克希霍夫发现，太阳光谱的吸收线是由于太阳光球发出的连续光谱被太阳大气吸收所致，这可以说是天体物理学的开创性工作；1864年英国天文爱好者哈根斯和意大利教士塞西分别用摄谱仪证认出一些恒星的元素谱线，哈根斯并根据多普勒效应测定了一些恒星的视向速度；1869年英国天文学家洛基尔在太阳光谱中首次发现氦线，之后到1895年才由英国化学家雷姆塞在地球上发现了氦；1885年哈佛大学天文台开始用物端棱镜方法，对恒星光谱的分类作大规模的研究，此后到1924年，共完成225，000多颗星的光谱分类，这是近代天文史上的巨作，为以后的研究提供了丰富的资料；1914年由依巴谷卫星测定了三角视差的4万多颗近距离恒星的赫罗图。
1915年纵坐标分别用绝对星等及光度表示，横坐标分别用色指数和温度表示1915年爱因斯坦发表广义相对论，并求出水星近日点进动的精确值；同年，美国天文学家亚当斯发现测定恒星距离的分光视差法，使得恒星距离测量的范围由几百光年（三角视差法的上限）达到几千光年；1917年爱因斯坦发表《根据广义相对论对宇宙学所作的考查》一文，为现代宇宙学的奠基之作；1919年英国天文学家爱丁顿领导的日食观测队发现太阳引力使光线偏转的现象，成为爱因斯坦广义相对论的天文学验证之一；1920年代印度天文学家萨哈发表恒星大气电离理论，同时德国天文学家埃姆登和史瓦西、英国天文学家爱丁顿等建立了系统的恒星内部结构理论，爱丁顿并从理论上导出了恒星的质光关系；1929年美国天文学家哈勃发现星系的红移-距离关系，为现代大爆炸宇宙学奠定了观测基础；1930年1932年前苏联物理学家朗道预言存在完全由中子构成的恒星——中子星；1934年德国天文学家巴德与瑞士天文学家兹威基提出，中子星是超新星爆发的产物；1937～1939年德国物理学家魏茨泽克和美国物理学家贝特提出质子-质子反应和碳氮循环两种核反应，创立了恒星核能源理论；1939年美国物理学家奥本海默和沃尔科夫建立了中子星的理论模型，预言中子星的直径只有几千米，密度可达每立方厘米几亿吨；1944年荷兰天文学家范德胡斯特从理论上提出存在星际中性氢21厘1948年美国物理学家伽莫夫预言，宇宙创生于一次热大爆炸，并预言可以观测到温度大约为10K的大爆炸背景辐射遗迹；1951～1954年美国、荷兰和澳大利亚的天文学家先用光学的方法，继而用射电方法发现并描绘出银河系的旋涡结构；1959年美国用高空气球进行γ辐射观测，发现宇宙γ射线源，之后又发现太1963年美国用射电方法发现星际有机分子；1964年同年旅美荷兰天文学家施密特发现类星体；1965年美国工程师彭齐亚斯和威尔逊发现3K宇宙微波背景辐射；1967年英国天文学家休伊士和贝尔发现脉冲星；1968年以上称为六十年代四大天文发现。
天体物理概论_向守平_第一章绪论探索宇宙12天体物理学简史资料
§1.2 天体物理学简史真正意义上的天体物理学开始于十九世纪。
由于分光学、光度学和照相术广泛应用于天体的观测研究，对天体的结构、化学成分、物理状态的研究形成了完整的科学体系。
天体物理学发展史上的一些主要事件是：（注：科学家在天体物理学领域的重大进展已经获得了十几次诺贝尔物理奖）1859年德国物理学家克希霍夫发现，太阳光谱的吸收线是由于太阳光球发出的连续光谱被太阳大气吸收所致，这可以说是天体物理学的开创性工作；1864年英国天文爱好者哈根斯和意大利教士塞西分别用摄谱仪证认出一些恒星的元素谱线，哈根斯并根据多普勒效应测定了一些恒星的视向速度；1869年英国天文学家洛基尔在太阳光谱中首次发现氦线，之后到1895年才由英国化学家雷姆塞在地球上发现了氦；1885年哈佛大学天文台开始用物端棱镜方法，对恒星光谱的分类作大规模的研究，此后到1924年，共完成225，000多颗星的光谱分类，这是近代天文史上的巨作，为以后的研究提供了丰富的资料；1914年由依巴谷卫星测定了三角视差的4万多颗近距离恒星的赫罗图。
1915年纵坐标分别用绝对星等及光度表示，横坐标分别用色指数和温度表示1915年爱因斯坦发表广义相对论，并求出水星近日点进动的精确值；同年，美国天文学家亚当斯发现测定恒星距离的分光视差法，使得恒星距离测量的范围由几百光年（三角视差法的上限）达到几千光年；1917年爱因斯坦发表《根据广义相对论对宇宙学所作的考查》一文，为现代宇宙学的奠基之作；1919年英国天文学家爱丁顿领导的日食观测队发现太阳引力使光线偏转的现象，成为爱因斯坦广义相对论的天文学验证之一；1920年代印度天文学家萨哈发表恒星大气电离理论，同时德国天文学家埃姆登和史瓦西、英国天文学家爱丁顿等建立了系统的恒星内部结构理论，爱丁顿并从理论上导出了恒星的质光关系；1929年美国天文学家哈勃发现星系的红移-距离关系，为现代大爆炸宇宙学奠定了观测基础；1930年1932年前苏联物理学家朗道预言存在完全由中子构成的恒星——中子星；1934年德国天文学家巴德与瑞士天文学家兹威基提出，中子星是超新星爆发的产物；1937～1939年德国物理学家魏茨泽克和美国物理学家贝特提出质子-质子反应和碳氮循环两种核反应，创立了恒星核能源理论；1939年美国物理学家奥本海默和沃尔科夫建立了中子星的理论模型，预言中子星的直径只有几千米，密度可达每立方厘米几亿吨；1944年荷兰天文学家范德胡斯特从理论上提出存在星际中性氢21厘1948年美国物理学家伽莫夫预言，宇宙创生于一次热大爆炸，并预言可以观测到温度大约为10K的大爆炸背景辐射遗迹；1951～1954年美国、荷兰和澳大利亚的天文学家先用光学的方法，继而用射电方法发现并描绘出银河系的旋涡结构；1959年美国用高空气球进行γ辐射观测，发现宇宙γ射线源，之后又发现太1963年美国用射电方法发现星际有机分子；1964年同年旅美荷兰天文学家施密特发现类星体；1965年美国工程师彭齐亚斯和威尔逊发现3K宇宙微波背景辐射；1967年英国天文学家休伊士和贝尔发现脉冲星；1968年以上称为六十年代四大天文发现。
天体物理学的发展历程与未来趋势
天体物理学的发展历程与未来趋势天体物理学是现代天文学的一个重要领域，它通过对宇宙中天体之间相互作用的研究，来探索宇宙的起源、演化和未来的发展趋势。
在过去的几百年里，人类对于天体物理学的研究经历了一个漫长而又辉煌的过程，不断推动着人类对于宇宙的认知和理解，同时也为人类创造了很多有益的科技应用。
一、古代对天体的观察和探索古代人类对于天体的观察和探索已经可以追溯到3500年前的埃及和巴比伦。
那时的人们已经开始用简单的工具来观察太阳、月亮和星空。
古代中国的天文学也非常发达，古人们通过观察天象来制定岁时和月令，预测天灾人祸。
《周髀算经》就是中国现有最早的一本天文学著作，它提出了36颗恒星的坐标、月球的运动规律等。
古希腊哲学家亚里士多德也对星空进行了长期的观察，并提出了地心说的观点。
二、天体物理学的起步阶段天体物理学的起步阶段可以追溯到十六世纪的欧洲。
当时，开普勒通过对行星轨道的观察和运动规律的分析，提出了行星绕太阳运动的椭圆轨道定律，这一发现成为了现代天文学和天体物理学研究的基础。
接着，牛顿的万有引力定律进一步解释了天体之间相互作用的机制，奠定了天体物理学理论的基础。
三、天体物理学的繁荣发展天体物理学在十九世纪后期和二十世纪初期经历了一段繁荣的发展时期。
1905年，爱因斯坦提出了特殊相对论，这个理论导致了宇宙学、相对论天体物理学、宇宙源和宇宙射线等等新的理论领域的出现。
1950年代，随着人们对宇宙射线的发现，宇宙的研究进入了一个新的时代。
此外，人们研究了太阳和星系的起源与演化、星际尘埃、行星、彗星和陨石，探索宇宙中各种不同形态的星体和宇宙现象，为人类深入认识宇宙贡献了很多重要的成果。
四、天体物理学未来的前景随着科学技术的发展和人类对于宇宙的认知程度的不断提高，天体物理学也将迎来更加广阔的发展前景。
通过对宇宙微波背景辐射的观测，科学家可以了解到宇宙初期的结构形成。
此外，人类也会继续研究宇宙射线、中子星和黑洞等神秘的天体性质，解开宇宙的更多奥秘。
数学史最伟大数学家都有谁？
数学史最伟⼤数学家都有谁？ 数学家的理性精神是数学家进⾏数学研究的灵魂和动⼒,是数学家认识世界、改造世界的理智能⼒反诸⾃⾝的崇⾼的⼈格⼒量。
那你知道数学史最伟⼤数学家都有谁吗?下⾯跟着店铺⼀起去了解⼀下吧。
数学史最伟⼤的数学家 最具颠覆性的数学家哥德尔 库尔特·哥德尔(Kurt Godel)(1906年4⽉28⽇—1978年1⽉14⽇)是位数学家、逻辑学家和哲学家。
其最杰出的贡献是哥德尔不完全性定理。
最具有眼光的数学家希尔伯特 戴维·希尔伯特，⼜译⼤卫·希尔伯特，D.(David Hilbert，1862～1943)德国著名数学家。
他于1900年8⽉8⽇在巴黎第⼆届国际数学家⼤会上，提出了新世纪数学家应当努⼒解决的23个数学问题，被认为是20世纪数学的⾄⾼点，对这些问题的研究有⼒推动了20世纪数学的发展，在世界上产⽣了深远的影响。
希尔伯特领导的数学学派是19世纪末20世纪初数学界的⼀⾯旗帜，希尔伯特被称为“数学界的⽆冕之王”，他是天才中的天才。
最具有⾰命性的数学家康托 格奥尔格·康托尔(Cantor，Georg Ferdinand Ludwig Philipp，1845.3.3-1918.1.6)德国数学家，集合论的创始⼈。
⽣于俄国列宁格勒(今俄罗斯圣彼得堡)。
⽗亲是犹太⾎统的丹麦商⼈，母亲出⾝艺术世家。
1856年全家迁居德国的法兰克福。
先在⼀所中学，后在威斯巴登的⼀所⼤学预科学校学习。
最具想像⼒的数学家黎曼 波恩哈德·黎曼，德国数学家、物理学家，对数学分析和微分⼏何做出了重要贡献，其中⼀些为⼴义相对论的发展铺平了道路。
他的名字出现在黎曼ζ函数，黎曼积分，黎曼⼏何，黎曼引理，黎曼流形，黎曼映照定理，黎曼-希尔伯特问题，黎曼思路回环矩阵和黎曼曲⾯中。
他初次登台作了题为“论作为⼏何基础的假设”的演讲，开创了黎曼⼏何，并为爱因斯坦的⼴义相对论提供了数学基础。
天 体 力 学
天体力学天体力学是天文学和力学之间的交叉学科，是天文学中较早形成的一个分支学科，它主要应用力学规律来研究天体的运动和形状。
天体力学以往所涉及的天体主要是太阳系内的天体，五十年代以后也包括人造天体和一些成员不多(几个到几百个)的恒星系统。
天体的力学运动是指天体质量中心在空间轨道的移动和绕质量中心的转动(自转)。
对日月和行星则是要确定它们的轨道，编制星历表，计算质量并根据它们的自传确定天体的形状等等。
天体力学以数学为主要研究手段，至于天体的形状，主要是根据流体或弹性体在内部引力和自转离心力作用下的平衡形状及其变化规律。
天体内部和天体相互之间的万有引力是决定天体运动和形状的主要因素，天体力学目前仍以万有引力定律为基础。
虽然已发现万有引力定律与某些观测事实发生矛盾(如水星近日点进动问题)，而用爱因斯坦的广义相对论却能对这些事实作出更好的解释，但对天体力学的绝大多数课题来说，相对论效应并不明显。
因此，在天体力学中只是对于某些特殊问题才需要应用广义相对论和其他引力理论。
天体力学的发展历史远在公元前一、二千年，中国和其他文明古国就开始用太阳、月亮和大行星等天体的视运动来确定年、月和季节，为农业服务。
随着观测精度的不断提高，观测资料的不断积累，人们开始研究这些天体的真运动，从而预报它们未来的位置和天象，更好地为农业、航海事业等服务。
历史上出现过各种太阳、月球和大行星运动的假说，但直到1543年哥白尼提出日心体系后，才有反映太阳系的真运动的模型。
而开普勒根据第谷多年的行星观测资料，于1609～1619年间先后提出了著名的行星运动三大定律；开普勒定律深刻地描述了行星运动，至今仍有重要作用。
他还提出著名的开普勒方程，对行星轨道要柔下了定义。
从此可以预报行星(以及月球)更准确的位置，形成理论天文学，这是天体力学的前身。
到这时为止，人们对天体(指太阳、月球和大行星)的真运动仅处于描述阶段，未能深究行星运动的力学原因。
早在中世纪末期，达·芬奇就提出了不少力学概念，人们开始认识到力的作用。
物理学发展史时间轴
物理学发展史时间轴物理学是研究自然界基本规律的学科，它的发展历程可以追溯到古代文明时期。
以下是物理学发展史的时间轴：古代（约公元前3000年至公元前500年）：-公元前3000年：古巴比伦人开始观测天体运行，并制定了一些基本的天文原理。
-公元前800年：希腊人开始探索自然界，提出了许多哲学性的观点，如巴门尼德斯（Thales）的万物根源归于水，等。
古希腊（公元前500年至公元前300年）：-公元前500年：赫拉克利特（Heraclitus）提出了世界是永恒流动的观点，萨摩斯（Samos）的毕达哥拉斯（Pythagoras）提出了地球是一个球体。
-公元前440年：莱茵（Leucippus）和德谟克利特（Democritus）提出了原子学说。
古罗马帝国（公元前300年至公元500年）：-公元前300年：亚里士多德（Aristotle）提出了物体的四种要素和匀速运动的观点。
-公元前240年：阿基米德（Archimedes）提出了浮力定律。
中世纪（公元500年至公元1500年）：-公元800年：阿拉伯帝国成为科学与文化的中心，对古代希腊和罗马科学知识进行翻译和传播。
-公元1300年：奥马尔·海亚姆（Alhazen）进行光学研究，提出了光的折射理论。
文艺复兴时期（公元1500年至公元1700年）：- 1551年：乌尔萨勒（Georgius Agricola）发表了地球和矿物学的著作。
- 1609年：伽利略（Galileo Galilei）发明了望远镜，并观测到了天体的运动。
科学革命时期（公元1600年至公元1700年）：- 1665年：牛顿（Isaac Newton）通过《自然哲学的数学原理》提出了经典力学和万有引力定律。
- 1676年：哈雷（Edmond Halley）计算出哈雷彗星的轨道并预测了它的再次出现。
18世纪：- 1733年：贝克莱（George Berkeley）提出了感知理论。
- 1785年：卢瑟福（Ernest Rutherford）发现了射线的存在。
力学的发展史
影响
可以发现，所谓冲力与伟大的物理学家牛顿后来提 出的惯性定律有一定程度上的接近，可以说是惯性 的雏形，体现了科学思想不断完善的过程。
五、阿基米德对力学的发展
阿基米德(Archimedes，约公元前 287～212)是古希腊物理学家、数学 家，静力学和流体静力学的奠基人。 阿基米德在力学方面的成绩最为突 出，他系统并严格的证明了杠杆定 律，为静力学奠定了基础。在总结 前人经验的基础上，阿基米德系统 地研究了物体的重心和杠杆原理， 提出了精确地确定物体重心的方法， 指出在物体的中心处支起来，就能 使物体保持平衡。
《 物理学 》 是亚氏的重要著作之一 ,其中运动学说 又是其核心内容 运动的本性 1、运动的连续性 （1时间的连续 2量的连续） 2、运动的过程性 亚氏把每一类事物分为现实的 和潜能的 .他认为从潜能到现实的过程 , 即事物生长 成形过程 ,体现了运动 3、运动的物质性 离开了事物就没有运动 。事物 不仅是运动和变化的 " " 承担者 ,也是运动和变化的 认识者。 4、运动的时空性 时间不能脱离运动，并且任何 运动是连续的。
五、阿基米德对力学的发展
阿基米德(Archimedes，约公元前287～212)是古 希腊物理学家、数学家，静力学和流体静力学的奠 基人。 阿基米德在力学方面的成绩最为突出，他系统并严 格的证明了杠杆定律，为静力学奠定了基础。在总 结前人经验的基础上，阿基米德系统地研究了物体 的重心和杠杆原理，提出了精确地确定物体重心的 方法，指出在物体的中心处支起来，就能使物体保 持平衡。 阿基米德定律（Archimedes law）是物理学中力学 的一条基本原理。浸在液体（或气体）里的物体受 到向上的浮力作用，浮力的大小等于被该物体排开 的液体的重力。其公式可记为F浮=G排=ρ液· g· V排 液。
天文学发展简史---物理学诺贝尔奖与天文学
获奖者-汤斯
历年诺贝尔物理学奖中的天文项目 射电天文学 — — — 天文诺贝尔奖的摇篮
二、 射电天文学 — — — 天文诺贝尔奖的摇篮
观测是天文学研究的主要实验方法。人类基本上只能被动 地接收来自宇宙空间天体发来的电磁波、 高能粒子和引 力波。不仅被动 ,而且由于绝大多数天体距离我们特别遥 远 ,到达地球的能量非常微弱 ,因而对它们的观测特别困难 。来自宇宙的信息永远是人类取之不尽的知识源泉。观测 手段越多、越好 ,所能得到的信息就越丰富。
历年诺贝尔物理学奖中的天文项目 射电天文学 — — — 天文诺贝尔奖的摇篮
正因为如此 ,天文观测方法和技术的发展一浪超过一浪 ,不 断进步。按观测手段可把天文学分为光学天文学、 射电 天文学、 X射线和γ射线天文学。还有一些小的分支 ,如红 外天文学、 紫外天文学、 中微子天文学、 引力波天文学 等。光学天文学具有悠久的历史 ,其成熟程度和所取得的 成就以致在很长一段时间里成为天文学的同义词。
历年诺贝尔物理学奖中的天文项目 射电天文学 — — — 天文诺贝尔奖的摇篮(具体事例)
早期射电望远镜最大的缺憾是分辨率很低且不能给出射电 源的图像。由两面或多面天线组成的射电干涉仪和甚长基 线干涉仪的分辨角可以很小 ,但只有一维的分辨率。1952 年赖尔提出综合孔径望远镜的理论 ,并给出形状为英文字 母 T的 “综合孔径” 方案。综合孔径望远镜是一种化整 为零的射电望远镜 ,用两面或多面小天线进行多次观测达 到大天线所具有的分辨率和灵敏度。
精选课件ppt10历年诺贝尔物理学奖中的天文项目天文学与物理学相互渗透的前奏到19世纪末20世纪初物理学经历了从经典物理到现代物理过渡的发展阶段天体物理学也受到巨大的刺激几乎物理学的所有分支学科如原子物理学量子力学原子核物理学狭义相对论广义相对论等离子体物理学固态物理学致密态物理学高能物理学等很快就成为天体物理学新的理论基础
天体运动的发展历史
十九世纪中叶，三种物理方法——分光学、光度学和 照相术广泛应用于天体的观测研究以后，对天体的结构、 化学组成、物理状态的研究形成了完整的科学体系，天体 物理学开始成为天文学的一个独立的分支学科。 天体 物理学的发展，促使天文观测和研究不断出现新成果和新 发现。
1859年，基尔霍夫对太阳光谱的吸收线(即夫琅和费 谱线)作出科学解释。他认为吸收线是光球所发出的连续 光谱被太阳大气吸收而成的，这一发现推动了天文学家用 分光镜研究恒星；
1929年哈勃发现了河外星系的谱线红移与距离间的关 系，以后人们利用广义相对论的引力理论来分析有关河外 天体的观测资料，探索大尺度上的物质结构和运动，这就 形成了现代宇宙学。
从公元前129年古希腊天文学家喜帕恰斯目测恒星光 度起，中间经过1609年伽利略使用光学望远镜观测天体， 绘制月面图，1655～1656年惠更斯发现土星光环和猎户座 星云，后来还有哈雷发现恒星自行，到十八世纪老赫歇耳 开创恒星天文学，这是天体物理学的孕育时期。
1859年基尔霍夫根据热力学规律解释太阳光谱的夫琅和费线断言在太阳上存在著某些和地球上一样的化学元素这表明可以利用理论物理的普遍规律从天文实测结果中分析出天体的内在性质是为理论天体物理学的开二十世纪二十年代初量子理论的建立使深入分析恒星的光谱成为可能并由此建立了恒星大气的系统理论
1859年，基尔霍夫根据热力学规律解释太阳光谱的夫 琅和费线，断言在太阳上存在著某些和地球上一样的化学 元素，这表明，可以利用理论物理的普遍规律从天文实测 结果中分析出天体的内在性质，是为理论天体物理学的开 端。
二十世纪二十年代初量子理论的建立，使深入分析恒 星的光谱成为可能，并由此建立了恒星大气的系统理论。 三十年代原子核物理学的发展，使恒星能源的疑问获得满 意的解决，从而使恒星内部结构理论迅速发展；并且依据 赫罗图的实测结果，确立了恒星演化的科学理论。
天体物理学史
• 图12－28 斯隆数字太空勘测望远镜
• 图12－29 2003年，从WMAP获得的宇宙婴儿时期图像（读者可以与图12－15 比较）
• 图12－30 宇宙学和粒子物理学原来是相通的
• 图12－26 哈勃和他观测的 天体（Physics Today 1999 年5月号封面）
宇宙学中，暗能量是某些 人的猜想，指一种充溢空 间的、具有负压强的能量。 按照相对论，这种负压强 在长距离类似于一种反引 力。如今，这个猜想是解 释宇宙加速膨胀和宇宙中 失落物质等问题的一个最 流行的方案。
• 图12－22 黑洞示意图
后来人们在不同波段上对微波 背景辐射做了大量的测量和详 细的研究，发现它在一个相当 宽的波段范围内良地符合黑体 辐射谱，对应温度大约2.7K （近3K）并且在整个天空上是 高度各向同性的，只是具有一 个微小的偶极各向异性：在赤 经11.3±0.1 h，赤纬4±2°的 地方温度略高，在相反的方向 温度略低，人们认为这是由银 河系运动带来的多普勒效应所 引起的。
1884年，巴尔末提出了氢光谱的公式 1913年玻尔提出氢原子的定态跃迁原子模型，遇到了 匹克林谱系的困扰 里初发表的伊万士氢谱结果支持波尔理论
匹克林谱系之谜被解开
恒星演化理论的建立
提出太阳的反应能源 主要来自4个氢核聚 变变为氢核的过程， 称为p-p反应。提出 了碳循环
• 1965年，美国新泽西州贝尔实验室的两位无线电工程 师阿尔诺彭齐亚斯和罗伯特威尔逊却十分意外地发现 了这种宇宙辐射场，当时他们正在为跟踪一颗卫星而 校准一具很灵敏的无线电天线
• 图12－11 贝尔实验室的射电望远镜喇叭形天线
• 1964年，美国贝尔实验室的工程师阿诺彭齐亚斯 和罗伯特威尔逊架设了一台喇叭形状的天线，用 以接受“回声”卫星信号。为了检测这台天线的 噪音性能，他们将天线对准天空方向进行测量。 他们发现，在波长为7.35cm的地方一直有一个各 向同性的讯号存在，这个信号既没有周日的变化， 也没有季节的变化，因而可以判定与地球的公转 和自转无关。
3、爱因斯坦的实在论
3、爱因斯坦的实在论实在主义者（1916年——1955年），Einstein讲：“当我是一个学生的时候，这本书正是在这方面给了我深刻的影响。
我认为，Mach的真正伟大，就在于他的坚不可摧的怀疑态度和独立性；在我年轻的时候，Mach的认识论观点对我也有过很大的影响，但是，这种观点今天在我看来是根本站不住脚的。
”在与马赫偏离和决裂的一段时间内，爱因斯坦还在继续追求许多逻辑实证论者仍能接受的现象论的一种比较精致的形式。
渐渐地，他对马赫的哲学基础看得越来越清楚了，并且有意识地把它颠倒过来。
例如他批评马赫“不仅把感觉作为必须研究的惟一材料，而且把感觉本身当作建造实在世界的砖块”的感觉论的或反实在论的立场;批评马赫否认科学理论的“思辨性”、否认概念形成中“自由构造的元素”的实证论的或反形而上学的立场。
这促使爱因斯坦把经验在科学中的地位加以限制，并选取了一条理性论的实在论哲学。
在不知道玻耳兹曼和吉布斯(W.GIBBS)的已经发表而且事实上已经把问题彻底解决了的早期研究工作的情况下，我发展了统计力学，以及以此为基础的热力学的分子运动论。
在这里，我的主要目的是要找到一些事实，尽可能地确证那些有确定的有限大小的原子的存在。
……这些考察同经验的一致，以及普朗克根据辐射定律(对于高温)对分子的真实大小、的测定，使当时许多怀疑论者(奥斯特瓦耳德(W.Ostwald)、Mach)相信了原子的实在性。
这些学者之所以厌恶原子论，无疑可以溯源于他们的实证论的哲学观点。
这是一个有趣的例子，它表明即使是有勇敢精神和敏锐本能的学者，也可以因为哲学上的偏见而妨碍他们对事实作出正确解释。
相对论理论的另一个要点是它在认识论方面的观点。
物理学中没有任何概念是先验地必然的，或者是先验地正确的。
唯一地决定一个概念的“生存权”的，是它同物理事件(实验)是否有清晰的和单一而无歧义的联系。
因此，一些旧概念，象绝对同时性、绝对速度、绝对加速度等等，在相对论中都被抛弃了，因为它们同实验之间不可能有单一而无歧义的联系。
天文学大事年表
天文学大事年表<中文名称>=天文学大事年表<正文>=公元前十四世纪 ?中国留存最早的新星记录?埃及留存最古的漏壶公元前十世纪 ?埃及留存最古的日晷公元前687年 ?中国留存世界最早的天琴座流星雨的记载公元前七世纪 ?巴比伦发现日食和月食重复出现的沙罗周期公元前七世纪至公 ?中国创立十九年七闰的阴阳历元前六世纪置闰法公元前六世纪至公 ?中国定一回归年为365日1/4日元前五世纪公元前五世纪 ?希腊毕达哥拉斯学派论证大地为球形，提出地球每天绕地轴自转的思想?希腊的阿那萨古腊认识到月亮反射日光，月食是月亮进入地影的缘故公元前四世纪 ?中国的石申测编星表约公元前四世纪末 ?高卢的披塞斯最先注意到月亮和潮汐的关系公元前三世纪 ?希腊的阿利斯塔克提出早期的日心地动说?希腊的埃拉托斯特尼测估地球周长约公元前170年 ?中国留存最早的彗星形态图公元前二世纪 ?希腊的喜帕恰斯测定岁差、黄白交角，发现白道拱点和黄白交点的运动，测定月球视差，编制日月运行表，推算日月食,测定850颗星的位置和亮度星表，划分恒星亮度为6等?希腊的波西东尼乌斯发现大气折射对测量的影响公元前104年 ?中国的落下闳改进赤道式仪器，定下赤道式浑仪的基本结构公元前46年 ?罗马颁行儒略历公元前28年 ?中国留存最早的太阳黑子记录公元二世纪 ?中国的张衡发明水运浑象，称漏水转浑天仪?希腊的托勒密撰《天文学大成》，是希腊古典天文学的总结，论证地心体系，发现大气折射和天球北极在星空间位置的变化约公元500年 ?印度的阿耶波多,第一,应用代数学研究几何学和天文学，支持地球自转说公元604年 ?中国的刘焯创《皇极历》，发明二次差等间距内插法公元724年 ?中国的一行、南宫说等实测地球子午线一度之长公元725年 ?中国的一行、梁令瓒等发明有报时装置的水运浑象(名开元水运浑天俯视图) 公元十世纪 ?阿拉伯的巴塔尼发现太阳远地点的进动?阿拉伯的苏菲著《恒星图像》公元1054年 ?中国、日本等国天文学家先后作天关客星(超新星金牛座CM)出现的详细记录公元1086,1092年 ?中国的苏颂、韩公廉等建造水运仪象台，其中有转仪钟的雏形，观测室屋顶可以自由卸除，并有复杂的报时装置，据苏颂著《新仪象法要》可知这座仪象台具有类似锚状擒纵器的机构公元1199年 ?中国的杨忠辅创《统天历》，定回归年长度为365.2425日，与当前世界通用的公历的平均历年长度相等，他还发现回归年长度有消长现象公元1252年 ?西班牙刊布《阿尔方斯天文表》公元1259年 ?伊尔汗国始建马拉盖天文台。
天体物理概论_向守平_第一章绪论探索宇宙1.2天体物理学简史
§1.2 天体物理学简史真正意义上的天体物理学开始于十九世纪。
由于分光学、光度学和照相术广泛应用于天体的观测研究，对天体的结构、化学成分、物理状态的研究形成了完整的科学体系。
天体物理学发展史上的一些主要事件是：（注：科学家在天体物理学领域的重大进展已经获得了十几次诺贝尔物理奖）1859年德国物理学家克希霍夫发现，太阳光谱的吸收线是由于太阳光球发出的连续光谱被太阳大气吸收所致，这可以说是天体物理学的开创性工作；1864年英国天文爱好者哈根斯和意大利教士塞西分别用摄谱仪证认出一些恒星的元素谱线，哈根斯并根据多普勒效应测定了一些恒星的视向速度；1869年英国天文学家洛基尔在太阳光谱中首次发现氦线，之后到1895年才由英国化学家雷姆塞在地球上发现了氦；1885年哈佛大学天文台开始用物端棱镜方法，对恒星光谱的分类作大规模的研究，此后到1924年，共完成225，000多颗星的光谱分类，这是近代天文史上的巨作，为以后的研究提供了丰富的资料；1914年由依巴谷卫星测定了三角视差的4万多颗近距离恒星的赫罗图。
1915年纵坐标分别用绝对星等及光度表示，横坐标分别用色指数和温度表示1915年爱因斯坦发表广义相对论，并求出水星近日点进动的精确值；同年，美国天文学家亚当斯发现测定恒星距离的分光视差法，使得恒星距离测量的范围由几百光年（三角视差法的上限）达到几千光年；1917年爱因斯坦发表《根据广义相对论对宇宙学所作的考查》一文，为现代宇宙学的奠基之作；1919年英国天文学家爱丁顿领导的日食观测队发现太阳引力使光线偏转的现象，成为爱因斯坦广义相对论的天文学验证之一；1920年代印度天文学家萨哈发表恒星大气电离理论，同时德国天文学家埃姆登和史瓦西、英国天文学家爱丁顿等建立了系统的恒星内部结构理论，爱丁顿并从理论上导出了恒星的质光关系；1929年美国天文学家哈勃发现星系的红移-距离关系，为现代大爆炸宇宙学奠定了观测基础；1930年1932年前苏联物理学家朗道预言存在完全由中子构成的恒星——中子星；1934年德国天文学家巴德与瑞士天文学家兹威基提出，中子星是超新星爆发的产物；1937～1939年德国物理学家魏茨泽克和美国物理学家贝特提出质子-质子反应和碳氮循环两种核反应，创立了恒星核能源理论；1939年美国物理学家奥本海默和沃尔科夫建立了中子星的理论模型，预言中子星的直径只有几千米，密度可达每立方厘米几亿吨；1944年荷兰天文学家范德胡斯特从理论上提出存在星际中性氢21厘1948年美国物理学家伽莫夫预言，宇宙创生于一次热大爆炸，并预言可以观测到温度大约为10K的大爆炸背景辐射遗迹；1951～1954年美国、荷兰和澳大利亚的天文学家先用光学的方法，继而用射电方法发现并描绘出银河系的旋涡结构；1959年美国用高空气球进行γ辐射观测，发现宇宙γ射线源，之后又发现太1963年美国用射电方法发现星际有机分子；1964年同年旅美荷兰天文学家施密特发现类星体；1965年美国工程师彭齐亚斯和威尔逊发现3K宇宙微波背景辐射；1967年英国天文学家休伊士和贝尔发现脉冲星；1968年以上称为六十年代四大天文发现。
经典力学发展简史
经典力学发展简史在物理学的发展历程中，经典力学是一个重要的里程碑。
本文将回顾经典力学的发展历史，从古希腊时期的亚里士多德到现代的牛顿力学，逐步展示了这一学科的演变过程。
1. 古希腊时期的亚里士多德在古希腊时期，亚里士多德提出了一种自然哲学，称为亚里士多德物理学。
他认为物体的运动是由于四种元素（地、水、火、气）的本质属性所决定的。
亚里士多德的物理学观点主要是定性的，缺乏严格的数学描述。
2. 文艺复兴时期的伽利略在文艺复兴时期，伽利略对亚里士多德的观点提出了质疑。
他进行了一系列的实验证明，物体的自由落体运动与其质量无关，这一观点与亚里士多德的观点相悖。
伽利略的实验方法和数学分析为经典力学的发展奠定了基础。
3. 牛顿力学的诞生17世纪末，牛顿力学的诞生标志着经典力学的巅峰时期。
牛顿通过对天体运动的观测和数学分析，提出了三大运动定律和万有引力定律。
这些定律描述了物体的运动规律和相互作用，为后来的科学研究提供了基本框架。
4. 拉格朗日力学的发展18世纪，拉格朗日提出了一种新的力学形式，称为拉格朗日力学。
他通过引入广义坐标和拉格朗日函数，将力学问题转化为变分问题。
这种新的力学形式更加简洁、优雅，并且适用于复杂的系统。
5. 哈密顿力学的出现19世纪，哈密顿提出了一种与拉格朗日力学相对应的力学形式，称为哈密顿力学。
哈密顿力学通过引入广义动量和哈密顿函数，将力学问题转化为一组偏微分方程。
这种力学形式在动力学和量子力学中有着广泛的应用。
6. 经典力学的应用经典力学不仅仅是一门理论学科，还有着广泛的应用。
它被应用于天体力学、机械工程、航天技术等领域。
通过对物体的运动和相互作用进行分析，可以预测和解释自然界中的现象。
总结：经典力学的发展经历了从亚里士多德到牛顿的演变过程。
从定性的描述到定量的数学分析，经典力学为后来的科学研究提供了基本框架。
拉格朗日力学和哈密顿力学的出现进一步完善了经典力学的形式，使其适用于更加复杂的系统。
经典力学发展简史
经典力学发展简史一、引言经典力学是物理学的基础，它描述了宏观物体的运动规律。
本文将回顾经典力学的发展历程，从古代到现代，介绍了一系列重要的科学家和他们的贡献。
二、古代经典力学的奠基者1. 阿基米德（公元前287年-公元前212年）阿基米德是古希腊的一位伟大科学家，他提出了浮力定律和杠杆原理，为后来的力学研究奠定了基础。
2. 伽利略·伽利莱（1564年-1642年）伽利略是意大利的一位天文学家和物理学家，他进行了大量的实验和观察，提出了匀速直线运动和自由落体运动的定律，开创了实验科学的先河。
三、牛顿的经典力学1. 伊萨克·牛顿（1643年-1727年）牛顿是英国的一位伟大科学家，他在1687年发表了《自然哲学的数学原理》，提出了经典力学的三大定律：惯性定律、运动定律和作用-反作用定律。
他的贡献被誉为“自然科学的伟大革命”。
2. 牛顿力学的应用牛顿力学的应用广泛，包括天体力学、机械运动、弹性力学等。
通过牛顿的定律，人们可以精确地描述和预测物体的运动状态。
四、拉格朗日与哈密顿力学1. 约瑟夫·路易斯·拉格朗日（1736年-1813年）拉格朗日是法国的一位数学家和物理学家，他在1788年发表了《分析力学》，提出了拉格朗日力学，通过定义能量和广义坐标，简化了力学问题的求解。
2. 威廉·哈密顿（1805年-1865年）哈密顿是爱尔兰的一位数学家和物理学家，他在1834年发表了《动力学》一书，提出了哈密顿力学，通过定义广义动量和哈密顿函数，进一步简化了力学问题的求解。
五、经典力学的局限性虽然经典力学在描述宏观物体的运动方面非常成功，但在微观尺度和高速运动的情况下，经典力学的定律开始失效。
这引发了量子力学和相对论的发展。
六、总结经典力学是科学发展的里程碑，它由古代的阿基米德、伽利略到近代的牛顿、拉格朗日和哈密顿等科学家的贡献构建而成。
经典力学的定律被广泛应用于各个领域，为人们理解和探索自然界提供了重要的工具。
经典力学发展简史
经典力学发展简史姓名：周玉全力学是物理学中最早发展的分支，它和人类的生活与生产关系最为密切。
经典力学是力学的一个分支。
经典力学是以牛顿运动定律为基础，研究宏观、低速状态下物体运动的一门学科。
力学的发展可谓与人类生活与生产息息相关。
早在遥远的古代，人们就在劳动生产中应用杠杆、螺旋、滑轮、斜面等简单机械，促进了静力学的发展。
公元前二百多年，古希腊的阿基米德提出了杠杆原理以及浮力定律。
而我国古代的春秋战国时期，以《墨经》为代表作的墨家，总结了大量力学知识。
虽然这些知识尚属于力学的萌芽，但不妨它在力学发展史中占有一席之地。
在古代，由于人们缺乏经验以及生产水平低下，没有适当科学仪器，导致力学的发展受到抑制。
古希腊时代的亚里士多德主张物体速度与外力成正比、重物下落比轻物快、自然界惧怕真空等，看起来的确与经验没有明显矛盾，因此这些理论长期没人怀疑。
当然力学长期得不到较大发展还与西方教会利用所谓“科学”奴役人们思想有关。
这点最为人所熟知便属“地心说”了。
托勒密的“地心说”因与《圣经》内容相符，再加上按地心说预报的行星位置在当时目测精度下与实际位置相差不多，故被人广泛接受。
首先揭开科学革命序幕、反对一直被奉若圭臬的“地心说”的是天文学领域。
公元1543年，哥白尼发表了《天体运行理论》来具体论述日心体系。
但这一新思想一开始并未能得到世人的广泛认识，因为当时教会仍然占有统治地位，而日心说与《圣经》内容相悖。
科学发展越快，教会越趋极端，凡是不符合教会思想而另有主张的人，都会遭到迫害。
意大利思想家布鲁诺就是一位信仰和宣扬哥白尼体系而英勇献身的科学殉道士。
他认为宇宙是无限的，在太阳系之外还有无数的世界，这比日心说更为有力的冲击了教会的教义，因此被处以火刑。
但科学并不会因惧怕火刑而驻足不前。
德国天文学家开普勒在基于天文学家第谷毕生积累的天文观测资料的基础上，经过计算，得出了开普勒第一和第二定律，并在1609年出版的《新天文学》一书中，公布了这两条行星运动定律。
力学发展史
力学成长历史之五兆芳芳创作力学是一门独立的根本科学，主要研究能量与力的关系.它一直贯串于人类的整个生命史，它起源于自然万象.在阅读了相关的史料以后，我认为力学的成长史可以用五个阶段复杂的归纳综合，辨别为：（1）原始力学阶段（2）朦胧力学阶段（3）完整力学阶段（4）理论力学的形成阶段（5）近代力学成长阶段（1）原始力学阶段所谓原始力学阶段，主要就是指人类只是复杂的使用力学，对力学有一个浅显的认识，但并没有力学的概念.在这个阶段，人类对力的应用只是成立在经验上，这些经验来源于人类对自然现象长期的不雅察和以及生产劳动中.朦胧力学阶段望文生义，在这个阶段，人类对力学的认识有了成长，对力学有一个概念性的认识，但研究性质的东西仍是很少.这个阶段伽利略奠定理论力学的根本这段时间.15世纪后半期,欧洲进入了文艺回复时期，力学开始迅速成长起来.这一时期有哥伦布的举世飞行证实了地球是圆形的.因此地球、太阳和行星的相互关系的问题，便提到科学家的面前，从而推动了动力学的成长.这一时期对力学有巨大奉献的还有达·芬奇、斯蒂文、哥白尼.布鲁诺等.总的来说，在这一时期，静力学的根本概念均已被提出来了，可以说成长得比较完整了，运动学和动力学在此时期内受到生产的推动也开始萌芽.（2）完整力学阶段完整力学阶段这一时期应该是由伽利略奠定动力学根本起至牛顿完成力学这门科学的完整体系止.伟大的意大利学者伽利略的任务，开阔了力学成长史上的新时代.他的著作对于动力学的成长起到了很大的作用.他证明了匀加快运动和匀加速运动良多很是重要的性质，从而奠定了运动学的科学根本.他在比萨斜塔的实验打破了亚里士多德这一所谓的不成置疑的权威.这一时期还有德国的开普勒的开普勒三大定律，它比较好的描述了行星绕日运动的纪律，成为后来牛顿发明万有引力的根本.牛顿的出现，给动力学的完整性写上了一个圆满的句号，成立了经典的完善的动力学体系.（3）理论力学的形成阶段理论力学的形成阶段这是力学成长的第四个时期，这个阶段差未几是从18世纪一直到今天19世纪初期至中叶，因为使用机械而引起的经济问题，“功”促使的概念的形成.“能”的概念也逐渐在物理学中、工程学中普遍形成.这一时期发明了能量守恒与转换定律.在力学与其他科学之间架起了桥梁，使力学在许多方面和理论物理紧密交叉在一起.（5）近代力学成长阶段这个阶段应该是指从19世纪末至20世纪，非牛顿力学在这一时期成长起来了.在这个时期，最主要的成就是人类走入了原子力学阶段.以经典力学为根本，出现了大批新的边沿科学，越来越多地与其他一系列有关科学相结合.这时的力学的领域不竭扩大，形成一系列新的学科，如化学流体力学、物理力学、岩土力学、生物力学、工程控制等等.爱因斯坦的相对论在牛顿经典力学的根本上，已在古典力学的根本上引起了带实质性的改动，指出了牛顿关于空间、时间和质量的概念的局限性，从而有可能给一些现象以理论依据.这些现象是古典力学所不克不及解释的.结论及感触经过几千年的成长，力学已经成立起了比较完整的体系，与其它科学体系的联系也越来越紧密，在社会生活的应用也越来越普遍.。
百年史话：引力的“前世今生”
百年史话：引力的“前世今生”从牛顿万有引力公式到爱因斯坦的广义相对论，人们对引力的认识经历了一个曲折的过程。
借引力波爆刷科学家朋友圈之际，小编一并梳理了300年来人类对引力发展的认识过程。
1687年：牛顿引力艾萨克·牛顿出版的《自然哲学的数学方法》一书中对引力进行了全面描述。
这为天文学家预测行星的运动提供了精确手段，但它并非没有瑕疵——无法精确地计算水星的轨道。
所有行星的轨道运动，在公转的近日轨道上受到其他行星引力的拖行而产生微动，而水星的轨道问题在于其进动量与牛顿理论预测不一致，计算上这仅是一个很小的差异，但对于天文学家来说已经足够大到能够感知到它的存在了。
1895年：火星行星为了解释水星这一星体的古怪行为，法国天文学家奥本·勒维耶建议选择一个看不见的行星——火星，其运行轨道接近太阳。
他认为来自火星的引力会影响水星的运行轨道。
但是，通过反复观察，没有发现火星影响的迹象。
1905年：狭义相对论爱因斯坦的狭义相对论震惊了整个物理学界。
此后，他开始将引力引入到他的方程中，这导致了他的下一个突破。
1907年：爱因斯坦预言引力红移受广义相对论发展过程中的思想影响，爱因斯坦第一次提出了引力红移理论。
所谓引力红移指的是在强磁场中原子激发出的光逃脱引力时，光的波长会变长。
变长的波使光子移动到了电磁光谱的红外端。
PAGE 071915年：广义相对论爱因斯坦发表了广义相对论，首次取得的巨大成功是精确预测了水星的轨道，包括其以前难以理解的进动。
该理论还预言了黑洞和引力波的存在，虽然爱因斯坦本人也很难理解它们。
1917年：爱因斯坦的受激辐射理论1917年，爱因斯坦在发表的关于辐射量子理论的论文中表明，受激辐射是可能发生的。
他提出激发原子可以通过光子的自发辐射过程释放能量，从而返回到较低能量状态。
在受激辐射中，入射光子与激发原子相互作用，使它移动到一个较低的能量状态，释放与入射光子方向、相位及频率均相同的光子。
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3. 相对论二体问题的研究史的回顾
Einstein 于 1915 年建立广义相对论后从 1916 年就有人着手研究相对论二体问题和多体问题，到 60 年代可分为以下几个阶段研究过程： (1) Droste，de Sitter，Livi-Civita，Eddington 和 clark 等人的研究 Droste (1916)首先讨论了相对论的 n 体问题， 但他并没有把理论应用在天体运动上[11]。 其后 de Sitter (1916~1917)将 Droste 的理论稍加修改并把它应用到天文问题上[12]。此外他还根据广义相对论理论研究 了行星和月球的运动理论[13]。de Sitter 给出 n 体度规表示，然而在 de Sitter 的推导过程有理论误差，该 误差导致有长期加速度[14]。以后 Levi-Civita (1937)也研究了相对论的多体问题，并将相对论的二体问题 应用于双星的质心绝对轨道运动上并给出双星每一世纪质心速度的增量值[15] [16]。其结果是：双星的质 心 G 的长期加速度是沿着向主星的近星点的半长轴。此外在他的理论中也引用了 de Sitter 的研究，但他 没有取 de Sitter 所包括的误差的公式。 Eddington 和 Clark (1938) [17]根据 de Sitter 给出的 n 体的世界线的 式子推出 n 体的运动方程，但所推出的 n 体方程式是对 de Sitter 方程的改正，除最后两项同 de Sitter 所 推出的有所不同外，其它各项同 de Sitter 所推出的各项相对应，而 de Sitter 的结果最后项的系数有一个 误差。Eddington 和 Clark 又将其 n 体问题的运动方程化为二体问题的运动方程，然后又化为质心坐标方 程。结果在 Edington 和 Clark 的理论中如在 Levi-Civita 理论中那种质心的长期加速度是不存在的。经过 Eddington 等人的研究，对于二体系统，结果证明，整个系统没有加速度。在二体问题中对于计算小的项 是利用近似牛顿求解法，在 n 体问题中相对应的近似牛顿解是不存在的。 (2) 建立在 E-I-H 方法基础上的二体问题的研究 在 Eddington 等人研究二体问题的同时，Einstein & Roberson (1936)， Einstain， Infeld， Hoffmann (1938) 也开始建立二体问题的完整理论体系。这体系是先从场方程推出二体的运动方程，即给出把有限质量当 做引力场的奇点的二体运动的近似方程，即 E-I-H 方程，它包括了用简单标号的奇点代表球对称的非自 转物体。方法的特点是先用 hμ ν 将场方程分离成 n 的二次和高阶的线性项并取 c−2 项作为一阶后牛顿近 似(称为 PPN 近似)来推出二体的运动方程。 运动方程涉及坐标条件和选择， 这方法称为 E-I-H 方法[18]-[21]。 他们只推出 n 体运动方程并化为二体运动方程，但没有给出解。Roberson (1938) [22]立即由 E-I-H 方法推 出的运动方程化为二体运动方程，并将二体问题限制在平面上得到了二体运动方程的积分。将此结果同 样应用于双星的近星点进动，得到进动量为[22]
δω = 2π
3m JR 2 1 J 2 R 2 2 − e 2 + 2E + 4 p p p4
(
)
(1)
相对论一体问题中中心体除考虑质量和扁度 ( 四及矩 ) 外就是中心体自转的问题。这问题首先是由 Thirring (1918)所完成，并得到由于中心体自转对轨道要素产生的摄动影响。最后将理论应用于卫星轨道 的效应计算上[8]。Lense & Thrring (1918)利用弱场近似方法并将天体力学中的轨道要素变化摄动方程的 解应用于行星和月球轨道的效应计算上[9]。Bogdorowskii (1959)进而发展了这种理论，也推得轨道要素 变化的摄动量并将理论应用于人造卫星的轨道效应上。 所用的方法在推出 S.TW 三分量时两者略有不同[10]。
其次就是从轨道方程推出摄动分量 S，T，W，然后代人高斯摄动方程再求轨道要素变化的广义相对 论效应，其中有用真点角为自变量也有用平近点角 M 为自变量表示摄动量。解法按二体问题在平面运动 求解后给出后牛顿效应，这已在文献[1]-[4]给出了此结果。 除利用 Schwarzschild 度规外还有用 de Sitter， Weyl 度规推出轨道方程， 由此得到摄动变量 δ r 和δϑ 解， 当将解中的- λ 略去时就同 Schwarzschid 度规推出的结果相一致[5]。 为了将一体问题应用到人造卫星的运
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相对论天体力学早期研究史的回顾 50 年(1916~1966)
摘
要
本文对相对论天体力学早期研究史(前半个世纪)做了回顾(1916~1966)。回顾了好些天文物理学着在前 半个世纪在这个学科领域中所取得的研究成就，其中包括对相对论一体问题，二体问题和多体问题的研 究结果，特别包括了二体问题中中心体自转以及自转液体星的形状和平衡理论的一些研究结果：给出了 这些研ly History (50 Years) of Relativistic Celestial Mechanics (1916-1966)
Linsen Li
School of physics, Northeast Normal University, Changchun Email: dbsd_lls@aliyun.con Received: Jun. 30 , 2014; revised: Jul. 31 , 2014; accepted: Aug. 5 , 2014 Copyright © 2014 by author and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). /licenses/by/4.0/
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相对论天体力学早期研究史的回顾 50 年(1916~1966)
动理论上，Mevittie (1958)和 Pamels & Mevittie (1966)将 Schwarzschild 度规场转换成 Weyl 和 Levi-civita 给出的轴对称的度规引力场，后推出轨道方程，由此得到考虑地球扁球体时人造卫星的近星点进动的式 子[6] [7]：
ψ + β1 1 = u α = r W + ，需要解 u 的三次代数方程，故有三个根。根据三个根相同或不相同可讨论 2 3 相对论一体运动的各种特性。三个根不同时有拟椭圆，拟抛物线，拟双曲线和三个根相同时有圆的周期 轨道等。对于轨道半径 r > 3α = 3GM c 2 ，得到稳定轨道，对于 r < 3α 得到不稳定轨道。这些结果的讨论 已在文献[2]中给出了。
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Abstract
The development of Relativistic Celestial Mechanics had been undergone through the research of the problems of one-body, two-body (including lunar theory), many-body and rotating liquid body from the view point of the researched history. It had been undergone through the research of rigorous solution, post-Newtonian approximation, parametrized post-Newtonain method and high order post-Newtonian approximation method (post-post Newtonian approximation method). This paper only looks back mainly on the history of the early research of the relativistic celestial mechanics (1916-1966) (50 years).
2. 相对论一体问题的早期研究史的回顾
相对论天体力学的研究首先是从一体问题开始的。相对论一体问题就是利用 Schwarzschild 度规来研 究实验粒子在质量 M 为引力源周围的引力场中的运动问题。这理论自 Einstein 建立广义相对论后就开始 着手有人研究，理论结果在好多天体力学书中都已给出[1]-[4]。对于这理论的研究方法不外乎有二种：一 种是用 Schwarzschild 度规做变分后得到轨道方程；另一方法也是利用度规推出 Hamilton-Jacobi 方程，从 而得到特性曲线方程，然后再推出轨道方程。对轨道方程求解也用两种方法，一种是逐次解非齐次常微 分方程；另一种是利用椭圆函数表示的完全可积解，利用此解可以确定动径 r，纬度和经度的坐标变化。 利用 Weirstrass 椭圆函数来表示解：
Keywords
Development of Relativistic Celestial Mechanics, History of Early Research (1916-1966), Look Back
相对论天体力学早期研究史的回顾50年 (1916~1966)
李林森
东北师范大学物理学院，长春 Email: dbsd_lls@aliyun.con 收稿日期：2014年6月30日；修回日期：2014年7月31日；录用日期：2014年8月5日
Astronomy and Astrophysics 天文与天体物理, 2014, 2, 13-19 Published Online April 2014 in Hans. /journal/aas /10.12677/aas.2014.22002