正文 第51章 引子(2 / 3)

上弦月

上弦月上半夜出來,在西麵出來,月麵朝西。其實每種月相都是從東方升起,西邊落下。例如上弦月就是在正午12點左右從東方升起,隻不過因為當時太陽光太強烈,人眼不可能分辨出月亮。

在農曆的每月初一,當月亮運行到太陽與地球之間的時候,月亮以它黑暗的一麵對著地球,並且與太陽同升同沒,人們無法看到它。這時的月相叫“新月”或“朔”。新月過後,月亮漸漸移出地球與太陽之間的區域,這時我們開始看到月亮被陽光照亮的一小部分,形如彎彎的娥眉,所以這時的月相叫“娥眉月”。這種“娥眉月”隻能在傍晚的西方天空中看到。到了農曆初八左右,從地球上看,月亮已移到太陽以東90°角。這時我們可以看到月亮西邊明亮的半麵,這時的月相叫“上弦”。上弦月隻能在前半夜看到,半夜時分便沒入西方。上弦過後,月亮一天天變得豐滿起來,我們可以看見月亮明亮半球的大部分,這時的月相叫“凸月”。到了農曆十五、十六時,月亮在天球上運行到太陽的正對麵,日、月相距180°,即地球位於太陽和月亮之間,從地球上看去,月亮的整個光亮麵對著地球,這時的月相叫“望月”或“滿月”。黃昏時滿月由東邊升起,黎明時向西邊沉落。滿月過後,隨著日、月位置逐漸靠近,月亮日漸“消瘦”起來。它依次經曆凸月、下弦月和娥眉月幾個階段,最後,又重新回到新月的位置。我國習慣上把下半月的“娥眉月”稱為“殘月”。

上弦月和下弦月,娥眉月和殘月的相貌差不多,但它們出現的時間、位置及亮麵的朝向是不同的。娥眉月和上弦月分別出現在傍晚和前半夜的西邊天空,它們的“臉”是朝西的,即西半邊亮;殘月和下弦月分別出現在黎明和後半夜的東邊天空,它們的“臉”是朝東的,即東半邊亮。由於我國農曆日期是根據月相排定的,所以我國古代的勞動人民有時靠它來判斷農曆日期及夜間的大致時間。

月亮從新月位到再次回到新月位置所需時間平均為29.53天,也就是說,月相的更替變化周期平均為29.53天,稱為一個“朔望月”。在不太強調天文學上的月相概念時,很多情況下,上半月的娥眉月也被統稱為上弦月,農曆大約初二到初八九。上半月娥眉月有時也被稱為新月。

天赤道

天赤道是天球上假象的一個大圈,位於地球赤道的正上方;也可以說是垂直於地球地軸把天球平分成南北兩半的大圓,理論上有無限長的半徑。相對於黃道麵,天赤道傾斜23.5°,是地軸傾斜的結果。當太陽在天赤道上時,白晝和黑夜到處都相等,因此天赤道也被稱為晝夜中分線或晝夜平分圓;那時北半球和南半球都處於春分或者秋分。在一年當中,太陽有兩次機會處於天赤道上。隻要我們把地球赤道不斷向外擴大,一直延伸到無限大,這個無限的圓就是天赤道。

八大行星

八大行星,指的是環繞太陽運動且質量夠大的八個天體。它們分別是:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。與2006年之前提到的九大行星概念不同,在2006年8月24日於布拉格舉行的第26界國際天文聯會中通過的第5號決議中,冥王星被劃為矮行星,從太陽係九大行星中被除名。

新的天文發現不斷使“九大行星”的傳統觀念受到質疑。天文學家先後發現冥王星與太陽係其他行星的一些不同之處。冥王星所處的軌道在海王星之外,屬於太陽係外圍的柯伊伯帶,這個區域一直是太陽係小行星和彗星誕生的地方。20世紀90年代以來,天文學家發現柯伊伯帶有更多圍繞太陽運行的大天體。比如,美國天文學家布朗發現的“2003ub313”,就是一個直徑和質量都超過冥王星的天體。國際天文學聯合會大會放棄將冥王星之外的太陽係八大行星稱為“經典行星”的說法,從而確認太陽係隻有8顆行星,冥王星被降級為“矮行星”。此前盛傳的第一種方案中提出了太陽係另外增加3顆二級行星的計劃流產。數十年來,科學家普遍認為太陽係有九大行星,但隨著一顆比冥王星更大、更遠的天體的發現,使得冥王星大行星地位的爭論愈演愈烈。一是由於其發現的過程是基於一個錯誤的理論;二是由於當初將其質量估算錯了,誤將其納入到了大行星的行列。因此在國際天文學聯合會大會上,是否要給冥王星“正名”成為了大會的焦點,為此,天文學家給出了各種方案。

1930年美國天文學家湯博發現冥王星,當時錯估了冥王星的質量,以為冥王星比地球還大,所以命名為大行星。然而,經過近30年的進一步觀測,發現它的直徑隻有2300公裏,比月球還要小,等到冥王星的大小被確認,“冥王星是大行星”早已被寫入教科書,以後也就將錯就錯了。

冥王星是目前太陽係中最遠的行星,其軌道最扁。冥王星的質量遠比其他行星小,甚至在衛星世界中它也隻能排在第七、第八位左右。冥王星的表麵溫度很低,因而它上麵絕大多數物質隻能是固態或液態。

二十八宿

二十八宿,又稱二十八舍或二十八星,是古代中國將黃道和天赤道附近的天區劃分為二十八個區域。

上古時代,中國夏商周時,以農開國,以農曆計算、月亮圍繞地球自轉一周約為28.日間觀天,以太陽為對象,晚間以天宮為對象;這是因為月亮以地球為中心,沒有對應價值。月球每天經過一區(稱為“宿”或“舍”),二十八天環繞地球一周。二十八宿又分為四組,每組七宿,與東西南北四個方位和青龍、白虎、朱雀、玄武四種動物形象相配,稱為四象。

二十八宿的體係除了中國外,印度、巴比倫與阿拉伯也有二十八宿的類似體係,而且均能一一對應(雖不是全部嚴格相等);在周朝初期著作《周禮》中已能發現二十八宿部分宿名,在春秋戰國時期已經完備了。有關二十八宿及四象的記載,最早見於《史記》。1978年考古學家在湖北隨州的戰國曾侯乙墓的墓葬中,出土了繪有二十八宿圖像的漆箱蓋,這是迄今為止發現的最早的關於二十八宿的實物例證。

十八宿從角宿開始,自西向東排列,與日、月視運動的方向相同:

東方稱青龍:角木蛟亢金龍氐土貉房日兔心月狐尾火虎箕水豹;

南方稱朱雀:井木犴鬼金羊柳土獐星日馬張月鹿翼火蛇軫水蚓;

西方稱白虎:奎木狼婁金狗胃土雉昴日雞畢月烏觜火猴參水猿;

北方稱玄武:鬥木獬牛金牛女土蝠虛日鼠危月燕室火豬壁水獝。

麥哲倫號

麥哲倫號是迄今為止最先進最為成功的金星探測器,它是由海盜號、旅行者號、伽利略號以及尤裏西斯號等多種探測飛船的零件組合而成。

麥哲倫號於1989年5月5日由美國亞特蘭蒂斯號航天飛機將“麥哲倫”號帶上太空,並於5月6日把它送上飛向金星的旅途。麥哲倫號探測器重3365千克。在經過462天的太空飛行後,“麥哲倫”號於1990年8月10日,飛臨離地球2.54億千米的地方對金星考察。

麥哲倫號每3小時9分鍾繞金星一周,在243天(一金星日)內就能測繪金星絕大部分地區。它使用的主要儀器是綜合口徑的雷達。麥哲倫號有一個直徑為3.7米的碟形雷達天線,每秒發射出數以千記的雷達脈衝,再從地麵反射回來。除此之外,麥哲倫號還攜帶著高度計,以它來測出地貌特征的高度,誤差約為30米。

航天飛機

航天飛機是一種新型的多功能航天飛行器,是承運衛星等航天器材到達太空的重要工具。

作為一種可重複使用的天地往返運輸器,航天飛機是現代火箭、飛機、飛船三者結合的產物。它能像火箭一樣垂直起飛,像飛船一樣繞地球飛行,像飛機一樣水平著陸。航天飛機是人類有史以來建造的最複雜的機器,強大的運載能力使其成為獨一無二的航天器。正是在航天飛機強大運載能力支持下,人類才有可能一步步修建國際空間站——這個世界上最大的太空軌道實驗室,為人類未來登陸月球、奔向火星乃至更廣闊的宇宙空間鋪平了道路。

航天飛機是世界上唯一的可重複使用的航天運載器。70-80年代,美國、蘇聯、法國和日本等國相繼開始研製航天飛機,但由於技術和資金等原因,到目前隻有美國研製的航天飛機投入使用。航天飛機用途廣泛,可進行空間交會、對接、停靠、空間科學實驗、發射回收或檢修衛星。它曾在空間捕獲一顆未能進入同步軌道的國際通信衛星6號,進行修理後,又把它送入同步軌道。它還發射過並三次整修哈勃空間望遠鏡。航天飛機通常可乘7人,飛行時間一般在2周以下,最長可達28天。

目前航天飛機的主要任務是向國際空間站運送宇航員和各種建設用部件和補養。美國原設想使用可多次重複使用的航天飛機可以節約花費。但結果全然不同,每架航天飛機的研製費非常高,最新的奮進號研製費達20億美元,而且每次發射費用1億多美元。因此至今隻做了6架航天飛機,其中一架企業號為樣機,另外有五架工作機,分別是哥倫比亞號、挑戰者號、發現號、阿特蘭蒂斯號和奮進號。

嫦娥一號

“嫦娥一號”月球探測衛星由中國空間技術研究院承擔研製,以中國古代神話人物嫦娥命名,嫦娥奔月是一個在中國流傳的古老的神話故事。中國首次月球探測工程嫦娥一號衛星是中國自主研製、發射的第一個月球探測器。嫦娥一號主要用於獲取月球表麵三維影像、分析月球表麵有關物質元素的分布特點、探測月壤厚度、探測地月空間環境等。整個“奔月”過程大概需要8~9天。嫦娥一號將運行在距月球表麵200千米的圓形極軌道上。嫦娥一號工作壽命1年,計劃繞月飛行一年。執行任務後將不再返回地球。嫦娥一號發射成功,中國成為世界第五個發射月球探測器國家、地區。

嫦娥一號是中國的首顆繞月人造衛星,由中國空間技術研究院承擔研製。嫦娥一號平台以中國已成熟的東方紅三號衛星平台為基礎進行研製,並充分繼承“中國資源二號衛星”、“中巴地球資源衛星”等衛星的現有成熟技術和產品,進行適應性改造。所謂適應性改造就是在繼承基礎上的創新、突破一批關鍵技術。衛星平台利用東方紅三號衛星平台技術研製,對結構、推進、電源、測控和數傳等8個分係統進行了適應性修改。嫦娥一號星體為一個2米×1.72米×2.2米的立方體,兩側各有一個太陽能電池帆板,完全展開後最大跨度達18.1米,重2350千克。有效載荷包括CCD立體相機、成像光譜儀、太陽宇宙射線監測器和低能粒子探測器等科學探測儀器。

嫦娥一號月球探測衛星由衛星平台和有效載荷兩大部分組成。嫦娥一號衛星平台由結構分係統、熱控分係統、製導,導航與控製分係統、推進分係統、數據管理分係統、測控數傳分係統、定向天線分係統和有效載荷等9個分係統組成。這些分係統各司其職、協同工作,保證月球探測任務的順利完成。星上的有效載荷用於完成對月球的科學探測和試驗,其他分係統則為有效載荷正常工作提供支持、控製、指令和管理保證服務。

嫦娥一號的工程目標包括:研製、發射中國第一顆探月衛星;初步掌握繞月探測基本技術;開展月球科學探測;建設月球探測航天工程係統;為月球探測後續工程積累經驗。嫦娥一號負擔的任務包括4項科學任務:拍攝三維月球地形圖;探測月球上特殊元素的分布;探測月球土壤厚度以及氦-3的儲量;探測距離地球40萬公裏的空間環境。“嫦娥一號”衛星主要用於獲取月球表麵三維影像、分析月球表麵有關物質元素的分布特點、探測月壤厚度、探測地月空間環境等。

和平號空間站

和平號空間站是前蘇聯建造的一個軌道空間站,蘇聯解體後歸俄羅斯。它是人類首個可長期居住的空間研究中心,同時也是首個第三代空間站,經過數年由多個模塊在軌道上組裝而成。和平號空間站全長32.9米,體積約400立方米,重約137噸,其中科研儀器重約11.5噸。它在高350至450公裏的軌道上運轉,約90分鍾環繞地球一周。它的設計工作始於1976年,1986年2月20日發射升空。2001年3月23日墜入地球大氣層,碎片落入南太平洋海域中。和平號的研究任務今後由國際太空站所取代。

和平號核心艙於1986年2月20日發射,它提供基本的服務、航天員居住、生保、電力和科學研究能力。聯盟-TM載人飛船為和平號接送航天員,進步-M貨運飛船則為和平號運貨。和平號核心艙共有6個對接口,可同時與多個艙段對接。到1990年,蘇聯隻為和平號核心艙增加了3個對接艙:即1987年與核心艙對接的量子-1(載有望遠鏡和姿態控製及生命保障設備)、1989年對接的量子-2(載有用於艙外活動的氣閘艙、2個太陽電池翼、科學和生命保障設備等)、1990年對接的晶體艙(載有2個太陽電池翼、科學技術設備和一個特別的對接裝置,它可與美國航天飛機對接)。俄羅斯自1995年起發射了3個艙,先後與和平號對接,這3個艙是:1995年發射的光譜號(載有太陽電池翼和科學設備)和一個對接艙(停靠在晶體號特別對接口上,用於與航天飛機對接)以及1996年4月26日發射的和平號的最後一個艙體——自然號(載有對地觀測和微重力研究設備)。自此和平號在軌組裝完畢。全部裝成的和平號空間站全長87米,質量達123噸(如與航天飛機對接則達223噸),有效容積470立方米。

作為美俄國際空間站合作計劃的一部分,美國航天飛機與和平號空間站實施了交會和對接,在軌對接期間,進行了設備和航天員的交換。1995年2月6日發現號航天飛機與和平號在太空交會,兩航天器相距僅11.3米。同年6月29日,和平號空間站與亞特蘭蒂斯號航天飛機在軌首次對接成功,美俄航天員在太空相逢,聯合飛行了5天。美國女航天員露西德1996年3月22日在航天飛機第3次與和平號對接後進入空間站,到1996年9月26日才返回地麵,在太空度過了188天,創造了婦女太空飛行新記錄。在這項合作中,航天飛機與和平號共進行了9次對接,為建造和運營國際空間站積累了經驗。1999年1月26日,俄羅斯“和平號”空間站的宇航員與美國“奮進號”航天飛機的宇航員聚集在“和平號”空間站艙內合影。

和平號空間站原設計壽命5年,到1999年它已在軌工作了12年多,除俄羅斯的航天員外,還接待了其他國家和組織的航天員,他們在和平號空間站上取得了豐碩的研究成果。但由於和平號設備老化,加之俄羅斯資金匱乏,從1999年8月28日起,和平號進入無人自動飛行狀態,準備最終墜入大氣層焚毀,完成其曆史使命。它的完成體現了前蘇聯當時強大的經濟實力和航天業的實力。

牛頓

牛頓,英國物理學家、天文學家和數學家,生於林肯郡。

在天文學方麵,1672年牛頓創製了反射望遠鏡;他還解釋了潮汐的現象,指出潮汐的大小不但同朔望月有關,而且與太陽的引力也有關係;另外,牛頓從理論上推測出地球不是球體,而是兩極稍扁、赤道略鼓,並由此說明了歲差現象等。在物理學上,牛頓基於伽利略、開普勒等人的工作,建立了三條運動基本定律和萬有引力定律,並建立了經典力學的理論體係。在數學上,牛頓創立了“牛頓二項式定理”,並和萊布尼茲幾乎同時創立了微積分學。在光學方麵,牛頓發現白色日光由不同顏色的光構成,並製成“牛頓色盤”;關於光的本性,牛頓創立了光的“微粒說”。在牛頓的著作《自然科學原理》中,他用數學解釋了哥白尼的日心說和天體運動的現象。

牛頓對人類的貢獻是巨大的,正如恩格斯所說:“牛頓由於發明了萬有引力定律而創立了科學的天文學;由於進行了光的分解,而創立了科學的光學;由於創立了二項式定理和無限理論而創立了科學的數學;由於認識了力的本質,而創立了科學的力學。”為紀念牛頓的貢獻,國際天文學聯合會決定把662號小行星命名為牛頓小行星。

哈雷

哈雷,英國天文學家和數學家。哈雷生逢以新思想為基礎的科學革命時代,1673年進牛津大學王後學院。1676年到南大西洋的聖赫勒納島測定南天恒星的方位,完成了載有341顆恒星精確位置的南天星表,記錄到一次水星淩日,還作過大量的鍾擺觀測(南半球鍾擺旋轉的方向與北半球相反)。

1678年哈雷被選為皇家學會成員,並榮獲牛津大學碩士學位。1684年,他到劍橋向牛頓請教行星運動的力學解釋,在哈雷研究取得進展的鼓舞下,牛頓擴大了他對天體力學的研究。哈雷具有處理和歸算大量數據的才能,1686年,他公布了世界上第一部載有海洋盛行風分布的氣象圖,1693年,發布了布雷斯勞城的人口死亡率表,首次探討了死亡率和年齡的關係,1701年,他根據航海羅盤記錄,出版了大西洋和太平洋的地磁圖,1704年,他晉升為牛津大學幾何學教授。

1705年,哈雷出版了《彗星天文學論說》,書中闡述了1337~1698年出現的24顆彗星的運行軌道,他指出,出現在1531、1607和1682年的三顆彗星可能是同一顆彗星的三次回歸,並預言它將於1758年重新出現,這個預言被證實了,這顆彗星也得到了名字——哈雷彗星。1716年他設計了觀測金星淩日的新方法,希望通過這種觀測能精確測定太陽視差並由此推算出日地距離,1718年,哈雷發表了認明恒星有空間運動的資料。1720年繼任為第二任格林威治天文台台長。

哈雷還發現了天狼星、南河三和大角這三顆星的自行,以及月球長期加速現象。

康德

康德,德國哲學家、天文學家、星雲說的創立者之一、德國古典唯心主義創始人。

1754年,康德發表了論文《論地球自轉是否變化和地球是否要衰老》,對“宇宙不變論”大膽提出懷疑。1755年,康德發表《自然通史和天體論》一書,首先提出太陽係起源星雲說。康德在書中指出:太陽係是由一團星雲演變來的。這團星雲由大小不等的固體微粒組成,“天體在吸引力最強的地方開始形成”,引力使微粒相互接近,大微粒吸引小微粒形成較大的團塊,團塊越來越大,引力最強的中心部分吸引的微粒最多,首先形成太陽。外麵微粒的運動在太陽吸引下向中心體下落是於其他微粒碰撞而改變方向,成為繞太陽的圓周運動,這些繞太陽運轉的微粒逐漸形成幾個引力中心,最後凝聚成繞太陽運轉的行星。衛星的形成過程與行星相似。

康德的星雲說發表後並沒有引起人們的注意,直到拉普拉斯的星雲說發表以後,人們才想起了康德的星雲說。

哈勃

德溫·哈勃,美國天文學家,是研究現代宇宙理論最著名的人物之一,是河外天文學的奠基人。他發現了銀河係外星係存在及宇宙不斷膨脹,是銀河外天文學的奠基人和提供宇宙膨脹實例證據的第一人。

哈勃在芝加哥大學學習時,受天文學家海爾啟發開始對天文學發生興趣。他在該校時即已獲數學和天文學的校內學位;但畢業後卻前往英國牛津大學學習法律,1913年在美國肯塔基州開業當律師。後來,他終於集中精力研究天文學,並返回芝加哥大學,在該校設於威斯康星州的葉凱士天文台工作。在獲得天文學哲學博士學位和從軍參戰以後,他便開始在威爾遜天文台(現屬海爾天文台)專心研究河外星係並作出新發現。20世紀20年代,天文界圍繞星係是不是銀河係的一部分這個問題展開了一場大討論。他在1922~1924年期間發現,星雲並非都在銀河係內。哈勃在分析一批造父變星的亮度以後斷定,這些造父變星和它們所在的星雲距離我們遠達幾十萬光年,因而一定位於銀河係外。這項於1924年公布的發現使天文學家不得不改變對宇宙的看法。

1925年當他根據河外星係的形狀對它們進行分類時,哈勃又得出第二個重要的結論:星係看起來都在遠離我們而去,且距離越遠,遠離的速度越高。這一結論意義深遠,以因一直以來,天文學家都認為宇宙是靜止的,而現在發現宇宙是在膨脹的,並且更重要的是,哈勃於1929年還發現宇宙膨脹的速率是一常數。這個被稱為哈勃常數的速率就是星係的速度同距離的比值。後來經過其他天文學家的理論研究之後,宇宙已按常數率膨脹了100~200億年。

20世紀初,大部分天文學家都認為宇宙不會膨脹出銀河係。但20世紀20年代初,哈勃用當時最大的望遠鏡觀察神秘的仙女座時,發現仙女座中的星雲不是銀河係的氣體,而是一個完全獨立的星係。在銀河係之外存在許多其他的星係,宇宙比人類想象的要大許多。

高斯

高斯,德國著名數學家、物理學家、天文學家、大地測量學家。高斯被認為是最重要的數學家之一,有數學王子的美譽,並被譽為曆史上偉大的數學家之一,和阿基米德、牛頓、歐拉同享盛名。

高斯1777年生於不倫瑞克的一個工匠家庭。幼時家境貧困,但聰敏異常,受一貴族資助才進學校受教育。1795~1798年在格丁根大學學習,1795年高斯進入格丁根大學。1796年,19歲的高斯得到了一個數學史上極重要的結果,就是《正十七邊形尺規作圖之理論與方法》。5年以後,高斯又證明了形如“Fermat素數”邊數的正多邊形可以由尺規作出。1798年轉入黑爾姆施泰特大學,翌年因證明代數基本定理獲博士學位。從1807年起擔任格丁根大學教授兼格丁根天文台台長直至逝世。高斯的成就遍及數學的各個領域,在數論、非歐幾何、微分幾何、超幾何級數、複變函數論以及橢圓函數論等方麵均有開創性貢獻。他十分注重數學的應用,並且在對天文學、大地測量學和磁學的研究中也偏重於用數學方法進行研究。高斯獨立發現了二項式定理的一般形式、數論上的“二次互反律”、“質數分布定理”、及“算術幾何平均”。

1855年2月23日清晨,高斯於睡夢中去世。

海爾

海爾,美國天文學家。在海爾的組織下,美國安裝過不少巨型望遠鏡。在葉凱士天文台安裝的1.02米折射望遠鏡,直到現在仍然是世界上最大的折射望遠鏡;1917年,海爾組織在威爾遜山天文台安裝了2.54米胡克望遠鏡,它是第一架,也是三十年內唯一能夠提供借以確定銀河係實際大小與我們的太陽係所處位置信息的儀器,它使人類有可能估量到自己所在星係的大小和性質,估量出河外星係的本質和運動;海爾還籌建在帕洛瑪山天文台安裝了5.08米反射望遠鏡,它拍攝和分辨遙遠天體的能力比胡克望遠鏡要優越得多:它能拍攝23等的暗星,能探測距離我們遠達幾億光年的暗弱星係。為了紀念海爾的不朽業績,這架5.08米的望遠鏡被命名為“海爾反射望遠鏡”。海爾通過太陽色球層的日餌照片,發現了太陽耀斑的存在;他還發現了太陽黑子中強磁場的存在,這是對地球外磁場的最早發現。1895年,海爾創刊了《天體物理學》雜誌,他的著作有《恒星演化研究》、《天文台的十年工作》、《新的星空》、《宇宙的深度》等。為了紀念海爾的功績,1969年威爾遜山天文台和帕洛瑪山天文台合並時,統一改名為“海爾天文台”。

梅西耶

查爾斯·梅西耶,法國天文學家。他的成就在於給星雲、星團和星係編上了號碼,並製作了著名的“梅西耶星團星雲列表”。

查爾斯·梅西耶生於法國洛林地區墨赫特和莫賽爾省的巴頓維爾。1751年起,他在巴黎的法國海軍天文台作為天文官約瑟夫·尼古拉斯·德裏希爾的助手,沉迷於對彗星的觀察。1758年冬天起,他根據以前的觀測,開始搜索預料會出現的哈雷彗星。於此年1月21日終於發現。但是,這比另一位天文學家的發現遲了一個月。盡管如此,他還是因此而一躍成名。1760年,德裏希爾退休,梅西野接任天文官的職務。在搜尋彗星的過程中,苦於彗星和其他天體經常模糊混淆的梅西耶,從1764年初開始製作一張彗星和星際間朦朧天體的列表。在同年末,他做成了一張40個天體的列表,而且他還把古希臘時期的亞裏士多德注意到的M39也收入到梅西耶星雲星團表。此後,於1765年發現大犬座的M41後,他又在列表中追加了M41-M45等五個天體。1769年,在白羊座附近發現了大彗星,他因此成為柏林科學院的外國人院士。次年,他又發現了一顆彗星,並成為了巴黎學士院的正式成員。他在一生中總共發現了12顆彗星。他分別於1771年,1781年和1784年發表了《梅西耶星團星雲列表》的第一卷(M1-M45),第二卷(M46-M68)和第三卷(M69-M103)。列在這些列表上的天體,都被稱為“梅西耶天體”。例如,M31代表仙女座星係。梅西耶考慮到列表的體裁,將二重星(M40)或星團(M45等)也列入其中。梅西耶使用的是口徑5~7厘米的小望遠鏡,後來出現了大口徑的望遠鏡後,發現梅西耶天體中含有很多星雲,星團和星係。後人為了紀念他,將月球上一個隕石坑命名為“梅西耶”,另外7359號小行星亦以他名字命名。

法國國王路易十五曾稱他為“我的獵彗人”。

貝塞爾

貝塞爾,德國天文學家,數學家,天體測量學的奠基人。

貝塞爾,1784年7月22日生於明登,1846年3月17日卒於柯尼斯堡。15歲輟學到不來梅一家商行學徒,業餘學習天文、地理和數學。20歲時發表了有關彗星軌道測量的論文。1810年任新建的柯尼斯堡天文台台長,直至逝世。1812年當選為柏林科學院院士。貝塞爾的主要貢獻在天文學,以《天文學基礎》為標誌發展了實驗天文學,還編製基本星表,測定恒星視差,預言伴星的存在,導出用於天文計算的貝塞爾公式,較精確地計算出歲差常數等幾個天文常數值,還編製大氣折射表和大氣折射公式,以修正其對天文觀測的影響。他在數學研究中提出了貝塞爾函數,討論了該函數的一係列性質及其求值方法,為解決物理學和天文學的有關問題提供了重要工具。此外,他在大地測量學方麵也做出一定貢獻,提出貝塞爾地球橢球體等觀點。貝塞爾重新訂正了《布拉德萊星表》,並加上了歲差和章動以及光行差的改正;他編製了包括比九等星更亮的75000多顆恒星的基本星表,後來由他的繼承人阿格蘭德擴充成著名的《波恩巡天星表》。

1837年,貝塞爾發現天鵝座61正在非常緩慢地改變位置,第二年,他宣布這顆星的視差是0.31弧秒,這是世界上最早測定的恒星視差之一。

托勒密

克羅狄斯·托勒密,古希臘地理學家,天文學家,數學家,曾譯托勒玫、多祿某。長期進行天文觀測,一生著述甚多。其中,《天文學大成》主要論述了他所創立的地心說,認為地球是宇宙的中心,且靜止不動,日、月、行星和恒星均圍繞地球運動。

托勒密是世界上第一個係統研究日月星辰的構成和運動方式並作出成就的科學家。此書被尊為天文學的標準著作,直到16世紀哥白尼的日心說發表,地心說才被推翻。另一重要著作《地理學指南》(8卷)主要論述地球的形狀、大小、經緯度的測定,以及地圖的投影方法,是古希臘有關數理地理知識的總結。書中附有27幅世界地圖和26幅區域圖,後人稱之為托勒密地圖。他製造了供測量經緯度用的類似中國渾天儀的儀器和角距儀;通過係統的天文觀測,編有包括1028顆恒星的位置表,測算出月球到地球的平均距離為29.5倍於地球直徑,這個數值在古代是相當精確的。對幾何學也有研究,還著有《光學》(5卷)等。

在托勒密時代,地理學家已經把喜恰帕斯畫的南北走向的線叫做經線,把與赤道平行的線叫做緯線。同喜恰帕斯一樣,托勒密也把地球分成360度。他還將每一度分成60分,每一分分成60秒。他發展了弦的體係,通過將其展現在平麵上,讓人們對分和秒有更加直觀的概念。托勒密的這一體係使地圖繪製者能夠精確地確定物體在地球上的位置,並沿用至今。

托勒密知道,通過從太陽、星星那裏得來的測量數據,地球上的每個地方都能被精確地測得方位。他描繪了兩件用來測量角度的工具。被用來觀測星星的角度的儀器叫星盤(也叫星測儀)。它是一塊圓形的銅板或木板分割成若幹角度,中心有一根可以轉動的指針。當指針指向一顆星星時,它的投影會在表盤上讀出星星的照射角度。托勒密還說,為了保證盤麵的水平,星盤應放置在一個三角台座或基座上。托勒密描述的第二個儀器是成角日晷儀。它是由一塊方形的石頭或木塊,邊上插一根立柱製成。它被用來測量太陽每天的高度,而不是每小時的高度。如果我們把這個儀器放置在某一固定位置,並且堅持一年中每天都對太陽高度進行記錄,那麼我們就能夠準確地判斷出這個地方的方位。

在《地理學》的前言中,托勒密將地圖繪製分成兩種。地區圖編製著眼於小區域地圖的繪製,例如村莊、城鎮、農場、河流以及街道。地理學意義上的繪圖更加關注大範圍的地表現象,例如山脈、大江、大湖以及大城市。繪製這樣的地圖,需要借助天文學以及數學方麵的知識,從而達到準確無誤。

哥白尼

哥白尼,波蘭天文學家、日心說創立者,近代天文學的奠基人。

哥白尼經過長期的天文觀測和研究,創立了更為科學的宇宙結構體係——日心說,從此否定了在西方統治達一千多年的地心說。日心說經曆了艱苦的鬥爭後,才為人們所接受,這是天文學上一次偉大的革命,不僅引起了人類宇宙觀的重大革新,而且從根本上動搖了歐洲中世紀宗教神學的理論支柱。“從此自然科學便開始從神學中解放出來”,“科學的發展從此便大踏步前進”。

哥白尼著有闡述日心說的《天體運行論》,由於受到時代的局限,在日心說中保留了所謂“完美的”圓形軌道等論點。其後開普勒建立行星運動三定律,牛頓發現萬有引力定律,以及行星光行差、視差相繼發現,日心說遂建立在更加穩固的科學基礎上。

布魯諾

喬爾丹諾·布魯諾,是意大利文藝複興時期偉大的思想家、自然科學家、哲學家和文學家。他勇敢地捍衛和發展了哥白尼的太陽中心說,並把它傳遍歐洲,被世人譽為是反教會、反經院哲學的無畏戰士,是捍衛真理的殉道者。

1583年,布魯諾到英國,批判經院哲學和神學,反對亞裏士多德——托勒玫的地心說,宣傳哥白尼的日心說。1585年去德國,宣傳進步的宇宙觀,反對宗教哲學,進一步引起了羅馬宗教裁判所的恐懼和仇恨。1592年,布魯諾在威尼斯被捕入獄,在被囚禁的八年中,布魯諾始終堅持自己的學說,最後被宗教裁判所判為“異端”燒死在羅馬鮮花廣場。布魯諾的主要著作有《論無限宇宙和世界》,書中捍衛哥白尼的日心說,並明確指出:“宇宙是無限大的”,“宇宙不僅是無限的,而且是物質的”。還著有《諾亞方舟》,抨擊死抱《聖經》的學者。

布魯諾信奉哥白尼學說,所以成了宗教的叛逆,被指控為異教徒並革除了他的教籍。公元1576年,年僅28歲的布魯諾不得不逃出修道院,並且出國長期漂流在瑞士、法國、英國和德國等國家,他四海為家,在日內瓦、圖盧茲、巴黎、倫敦、維登堡和其他許多城市都居住過。盡管如此,布魯諾仍然始終不渝地宣傳科學真理。他到處作報告、寫文章,還時常地出席一些大學的辯論會,用他的筆和舌毫無畏懼地積極頌揚哥白尼學說,無情地抨擊官方經院哲學的陳腐教條。布魯諾的專業不是天文學也不是數學,但他卻以超人的預見大大豐富和發展了哥白尼學說。他在《論無限、宇宙及世界》這本書當中,提出了宇宙無限的思想,他認為宇宙是統一的、物質的、無限的和永恒的。在太陽係以後還有無以數計的天體世界。人類所看到的隻是無限宇宙中極為渺小的一部分,地球隻不過是無限宇宙中一粒小小的塵埃。布魯諾進而指出,千千萬萬顆恒星都是如同太陽那樣巨大而熾熱的星辰,這些星辰都以巨大的速度向四麵八方疾馳不息。它們的周圍也有許多像我們地球這樣的行星,行星周圍又有許多衛星。生命不僅在我們的地球上有,也可能存在於那些人們看不到的遙遠的行星上。

布魯諾以勇敢的一擊,將束縛人們思想達幾千年之久的“球殼”搗得粉碎。布魯諾的卓越思想使與他同時代的人感到茫然,為之驚愕!一般人認為布魯諾的思想簡直是“駭人聽聞”。甚至連那個時代被尊為“天空立法者”的天文學家開普勒也無法接受,開普勒在閱讀布魯諾的著作時感到一陣陣頭目眩暈!布魯諾在天主教會的眼裏,是極端有害的“異端”和十惡不赦的敵人。他們施展狡詐的陰謀詭計,以收買布魯諾的朋友,將布魯諾誘騙回國,並於公元1592年5月23日逮捕了他,把他囚禁在宗教判所的監獄裏,接連不斷地審訊和折磨竟達8年之久!由於布魯諾是一位聲望很高的學者,所以天主教企圖迫使他當眾悔悟,聲名狼藉,但他們萬萬沒有想到,一切的恐嚇威脅利誘都絲毫沒有動搖布魯諾相信真理的信念。天主教會的人們絕望了,他們凶相畢露,建議當局將布魯諾活活燒死。布魯諾似乎早已料到,當他聽完宣判後,麵不改色地對這夥凶殘的劊子手輕蔑地說:“你們宣讀判決時的恐懼心理,比我走向火堆還要大得多。”公元1600年2月17日,布魯諾在羅馬的百花廣場上英勇就義了。

由於布魯諾不遺餘力的大力宣傳,哥白尼學說傳遍了整個歐洲。天主教會深深知道這種科學對他們是莫大的威脅,於是公元1619年羅馬天主教會議決定將《天體運動論》列為禁書,不準宣傳哥白尼的學說。

伽利略

伽利略·伽利雷,意大利著名數學家、物理學家、天文學家和哲學家,近代實驗科學的先驅者。

1590年,伽利略在比薩斜塔上做了“兩個球同時落地”的著名實驗,從此推翻了亞裏士多德“物體下落速度和重量成比例”的學說,糾正了這個持續了1900年之久的錯誤結論。1609年,伽利略創製了天文望遠鏡(後被稱為伽利略望遠鏡),並用來觀測天體,他發現了月球表麵的凹凸不平,並親手繪製了第一幅月麵圖。1610年1月7日,伽利略發現了木星的四顆衛星,為哥白尼學說找到了確鑿的證據,標誌著哥白尼學說開始走向勝利。借助於望遠鏡,伽利略還先後發現了土星光環、太陽黑子、太陽的自轉、金星和水星的盈虧現象、月球的周日和周月天平動,以及銀河是由無數恒星組成等等。這些發現開辟了天文學的新時代。伽利略著有《星際使者》、《關於太陽黑子的書信》、《關於托勒密和哥白尼兩大世界體係的對話》和《關於兩門新科學的談話和數學證明》。