星系和宇宙天文學的古往今來

□ 聞新 李妍

星系和宇宙天文學的古往今來

□ 聞新 李妍

人類天文學誕生的標志？

▲ 位于英國西南部的巨石陣（上）和火星上的巨石陣（下）

人類早期天文學和占星術是沒有區別的，神秘的巨石陣（石圈）是記載人類天文活動第一個線索。石圈的主軸線、通往石柱的古道和夏至日早晨初升的太陽在同一條線上；另外，其中還有兩塊石頭的連線指向冬至日落的方向。

最著名的巨石陣位于英國西南部，建造于5000年前，當時那里還沒有人居住，所以至今為止沒有人知道當初建造它的目的到底是什么。一些專家認為那里是觀察天體的地方，人們很可能在季節變化之際在那里舉辦慶祝活動。還有一些科學家認為圓形石林是早期英國部落或宗教組織舉行儀式的中心。另一些科學家們則認為巨石陣是用來悼念死者的紀念物，因為在英國的墓葬中時有發現一些石器時代斧頭雕刻、匕首和杯子，用來對死者的悼念，而巨石陣上的石柱上也有一些類似的雕刻，也許是巧合，最近美國發射的火星探測器，竟然發現了火星上也有巨石陣，它是誰創造呢？相信在未來的某一天，人類能揭示出它背后的故事。

古往今來天文學的用途

維基百科解釋：天文學是一門古老的科學，自有人類文明史以來，天文學就有重要的地位。天文學是研究宇宙空間天體、宇宙的結構和發展的學科，其內容包括天體的構造、性質和運行規律等。

遠古時期，人們認為地球是平的，天空是一個大圓頂，太陽、月亮和行星系在這個圓頂上，天空中出現的每一個現象和事情都是由上帝決定的，太陽和行星都是上帝，所以當人們要做一些非常重要的事情時，總是仰望天空尋找上帝的旨意，如皇上登基大典等重大活動。

隨著人類文明的進步，人們認為天文學是非常重要的，并且與日常生活息息相關。比如，人們通過測量太陽、地球和月球的運行，確定時間和季節；水手和牧民通過星星尋找路徑方向。

▲ 地球是平的

人類最早的天文記錄

大約在5000年前，伊拉克地區居住著蘇美爾人，他們是最早觀察天體，并用圖案、文字紀錄天體運動的人。他們當時觀察天體的目的是為了洞察宇宙各種變化對人們生活所帶來的影響和危害。通過幾個世紀的觀察，蘇美爾人積累了豐富的天文資料，并把觀察結果用古老的文字銘刻在千萬塊泥板上，被保存下來，并延用到今天，如“一小時等于60分鐘”的計時方法。

▲ 蘇美爾人的泥板圖畫出了11顆行星圍繞太陽轉（也稱蘇美爾人記載的12星圖）

借助天體的運動規律預測未來

大約在5000年前，被稱為牧師的埃及天文學家，發現了天狼星每年是有規律性地呈現和消失，但每當天狼星重新出現的時候，尼羅河就開始洪水泛濫，于是牧師就通過天狼星來預測洪水。與此同時，針對尼羅河的洪水，還流傳一個故事，因為上帝的妻子Isis，死去了丈夫Osiris，所以悲傷地哭了，她的眼淚流到尼羅河里，才導致洪水泛濫。

大約在2500年前，古希臘的第一個天文學家，也稱占星師，發現了怎樣測量地球和怎樣預測日食現象，與此同時，還第一次發現地球是圓形的。他推測，如果地球是平的，那么大海遠去的船只應該變得越來越小，而不應是突然消失，由此推斷地球是圓形的。

中國古代天文學家通過大量的觀測，得到了詳細的星圖，但人們仍然認為天象能夠預測未來。例如皇帝舉行登基大典時，一定會邀請天文學家幫助他夜觀天象。此外，舉行軍事活動，也要遵循星宿的“指示”。古人視天象為一面鏡子，每片天空都對應著中國的一部分地區。例如哪里出現了彗星，則認為那里就有不祥征兆，皇帝甚至會派兵去攻打那個地區。

為什么古希臘人認為有兩個金星？

在古代希臘，金星有兩個不同的名字。最初，人們發現在每年的特定時間段，金星就會出現，并認為早晨出現的金星和晚上出現的金星是兩個不同的天體。大約2500年前，古希臘數學家畢達哥拉斯才指出這兩個金星是同一個天體，他的這種觀點來自于巴比倫人。

為什么古希臘人會認為有兩個金星呢？因為當時地心說占有主導地位，按照地心說理論，有時就會發現一個行星運行中似乎改變了運動方向，又走回頭路了。為了回答這些疑惑，古希臘天文學家托勒密解釋行星圍繞地球旋轉的同時，還要圍繞自己的小圓軌道運轉，這也是托勒密的地心說模型。托勒密地心說模型是在仔細觀察天體運動規律基礎上得出來的模型，所以當時可以解釋許多天體運動的現象，因此天文領域幾千年以來一直使用這個模型。

中東天文學

古希臘天文學極大地影響著中東地區的天文學家，公元8世紀—9世紀期間是數學和天文學活躍時期，中東學者引入了希臘人的天文學，改善和發明了大量測量天體的工具，如用于測量恒星位置的象限儀變得越來越完善。

在穆斯林管轄區域的伊斯蘭教徒們在小丘陵上，建立了天文觀測點。因為穆斯林祈禱時間是基于太陽運動來確定，所以在巴格達這樣的大城市里，占星師們估算太陽、月亮和行星的運動時間比托勒密估算得還要精確。

太空革命和天空不完美

▲布拉赫的宇宙模型

公元13世紀—14世紀，古希臘和中東天文學傳入歐洲。公元16世紀，波蘭一位知名牧師哥白尼，漸漸意識到托勒密的地心說理論荒唐，而且解釋簡單的行星運動非常復雜。哥白尼假設如果以太陽為中心，則解釋行星運動會變得非常簡單，而且行星也就不會出現改變運轉方向現象了。

托勒密認為太空非常完美的，運動從不會停止，而且太空天體是不變的。但在1572年，一位丹麥的天文學家布拉赫發現一個新的星體，實際上是超新星，它出現了六個月后就消失了。于是他開始自問，如果恒星出現消失了的情況，太空怎么會不變呢？由此他也對托勒密的理論產生了質疑，并提出一種介于地心說和日心說之間的宇宙模型，認為地球作為靜止的中心，太陽圍繞地球作圓周運動，而除地球之外的其他行星圍繞太陽作圓周運動。但布拉赫天體模型流行很短一段時間就被哥白尼模型取代。

公元17世紀，伽利略通過望遠鏡觀測太空，不僅觀測了月表、金星、木星和木星衛星，還觀測到了不是兩個，而是一個金星圍繞太陽轉，并確認了哥白尼的日心說是正確的。

下期預告：宇宙年齡至少為137億年，但人類真正的太空探索活動才進行2000多年，航天活動才進行60多年，那么地球之外真的沒有生命存在嗎？下期題目為“古代航天員痕跡的真與假”，主要介紹新石器時代的太空人浮雕、古代中國航天員的模樣、中國神話故事中的“羽人”、人類最早構思的宇宙飛船、古代太空人的假說，以及天文學家霍金的觀點和看法等問題。