天文學的認識精選(九篇)

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第1篇：天文學的認識范文

關鍵詞：師范 天文 教學

中圖分類號：Pl-4

文獻標識碼：C

DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2015.03.135

天文學與數學、物理、化學、生物、地球科學并列為六大基礎自然學科。天文學從其誕生之初起就為人類社會提供定位、時間和歷法等服務。時至今日，天文學理論已發展成為含天體測量學、天體力學和天體物理學三大分支的完整學科體系，天文學的應用已經漸拓展到人類生產生活的方方面面。然而，中國現行的天文普及教育尚未形成完整體系，零散的天文學內容通常歸并人中小學的《地理》或《科學》課程中，包括大學生在內的大眾天文知識的缺乏正在從教育體制問題衍生成社會問題。建立大眾正確的宇宙觀和世界觀，是現實生活的需要，也是社會和諧發展的需要。高等院校師范生是基層科學普及工作的主要參與者和實施者，科學教育和地理教育的專業師范生成為基層天文學普及師資的主要來源，提高相關專業高校師范生的天文學素養成為天文普及教育工作的當務之急。然而，傳統強調數理基礎和觀測實踐的天文教學，面臨著專業師資缺乏和儀器簡陋等諸多現實問題，影響了天文學的教學和普及效果。筆者通過長期面向不同層次師范生的基礎天文學教學實踐，系統探討了師范院校基礎天文學的教學和普及經驗，為區域科普天文教育人才的培養和中小學天文教育工作的開展提供參考。

1 整合資源和營造氛圍

天文學是研究宇宙的學科，而肉眼看到的宇宙是極其有限的，所以天文學從某種程度上是基于“望遠鏡”的科學。國際天文熱喚醒了人們的天文熱情，也引發了網絡和現實天文教學資源的大爆發。基于現代教育技術的多媒體課件設計和制作是開展天文科普教學的首選方法，多媒體手段通過圖片、動畫、音頻和視頻等形式可真實再現望遠鏡里的宇宙，從而縮短學生與天體之間的距離感，但多媒體手段是對宇宙空間的簡化和抽象，與現實的宇宙尚存在距離。而綜合多媒體技術、虛擬現實技術和空間觀測技術最新成果的計算機和手機星空模擬軟件（ Stellarium，StarryNight，SkyView）通過虛擬的三維數字宇宙，更是為基礎天文學教學提供了一個綜合性的全天候的虛擬教學平臺。學生學習過程中仿佛置身于真實的天空之下，根據需要演示即時即地的天文現象，并通過隨時更新的天體數據庫了解目標天體的基本特征。基于星空模擬軟件的基礎天文學教學突破傳統的“先講授后演示”的傳統教學模式，使學生在現實中學習，在現實中應用，減少不必要的教學環節，大大提高了課堂效率，更重要的是切實提高了學生對于天文學基本原理和基本方法的應用能力，特別適合于基礎天文教學，值得普及和推廣。

2 熱點導入和激發興趣

激發學生的學習動機是基礎天文學教學的首要環節。國際盛行的天文熱使天文現象和天文事件常常見諸于報端，大眾對基本天文概念似乎都已耳熟能詳，但對于基本概念背后的天文學原理卻不得而知。教師應即時抓住學生這種基于有限的感性認識而引發的求知欲望，結合近期天文熱點，激發學生的學習動機，導人理論課程內容，使學生的學習從零散轉向系統，從感性到理性，從被動接受到主動探索，這種教學模式符合人的心理認知規律，也符合建構主義的教學理念。如講授“太陽系”時，可結合獅子座流星雨、火星探測、冥王星的歸屬等太陽系的相關科學問題等；而講授“地月系”時，可結合日月食和月球探測等；講授“星空區劃”時，可結合國際星空區劃中的“星座神話”和中國星空區劃中的“星官”和“分野”制度等。從而使學生從天文現象人手，自覺邁人天文學習的殿堂。

3 側重過程和注重類比

現代天文學包括天體測量學、天體力學和天體物理學三大學科分支，而這也代表了天體研究由淺人深的三個層次，不同尺度天體由于觀測條件的差異研究程度自然也不盡相同，反映在天文學教材上不同尺度天體介紹的詳略不同。但傳統天文學教材對此并未說明，從而使初涉天文的學生往往對這種相對凌亂的知識體系準備不足，對課程的重難點也把握不準，深陷于海量的天體數據和軌道參數等天體測量學特征，無暇顧及測量學特征背后的天體力學和天體物理學原理。鑒于此，面向非天文專業學生的基礎天文學教學應強調面向天體運動過程的原理解釋和現實意義，測量學內容作為天體靜態特征可隨時查閱。此外，宇宙是不同天體系統形成的自組織結構，不同尺度天體的形成、分類和演化具有類似的特征。實際天文學教學中在從宏觀到微觀講授天體系統時，應注意教學內容前后的邏輯性和類似性，以點帶面，合理分配學時。如宇宙的演化、星系的演化、恒星演化、太陽系的演化的教學；再如星團的分類、星系的分類、星云的分類等內容均可實現類比，不僅有效提高了理論課堂的教學效果，增強了學生對于天文學原理的遷移能力，而且可將更多的精力放在更為重要的天文學應用的教學中。

4 儀器演示和數字模擬

天文學相對抽象的理論內容需要學生有豐富的空間想象能力和敏銳的邏輯思維能力，而初涉天文的學生的宇宙框架尚未完全建立，實際教學通常配合配備相當數量的天文演示儀器輔助理論教學，加深學生對天文學原理的理解和認識。常用天文演示儀器有天象儀、天球儀、三球儀、電子活動星圖等等。值得注意的是，考慮到地區天文發展水平的差異，天文演示儀器的選用在經濟條件有限的前提下應盡量小型化、便攜化、自制化、數字化和擬人化，在保障課堂演示效果的同時，有效降低教學成本，更重要的是使學生有機會自己重復實驗過程，便于課后鞏固和復習，也利于天文學的普及和推廣。近年來數字星空模擬軟件的成熟為這種教學思路提供的契機，該類軟件可集中展現天體周日視運動、周年視運動、四季星空、日月食、行星凌日、五星連珠、彗星回歸和流星雨等諸多天文演示功能，從而在有多媒體教學條件的課堂中成為最佳的教學和實驗平臺，大大提高了教學效果。

5 角色扮演和時空對應

天文學的基礎教學通常不可避免的涉及到基本概念的識記和理解，也成為天文科普教學中常見的門檻。例如，星空區劃是是科普天文教學的重點，但其中涉及的全天88星座的記憶是實際教學中的難點，也是學生識別四季星空的基礎。實際教學中，教師按照傳統方法根據當地星空的可視情況對多星座進行簡化的同時，可將特定星座的名稱和相對位置與學生的姓名和籍貫的地理位置逐個對應起來，每個學生扮演一個星座，地球表面的學生籍貫的相對位置也對應星座在天球上的相對位置，而且教學時也要求“對號入座”，保持彼此間的相對位置關系，從而使教學過程中的每一次“點名”和“落座”都成為星空區劃知識的復習鞏固。更重要是，在課時有限的前提下，調動了學生的積極性，使學生從抽象晦澀的天文學理論中解脫出來，在輕松的氛圍中到達滿意的學習效果。

6 來源現實回歸現實

天文學是來源于現實的科學，與人類生產生活息息相關。而面向非天文專業師范生的基礎天文學教學的最終目的也是將有限的天文知識運用到學生自己的專業和社會實踐中。理論課程講授要從現實出發，最后又回到現實。引導學生從天文現象的感性認識出發，探討的天文現象背后的基本原理，了解研究這些基本原理涉及的基本方法，進行總結歸納分類，然而再推而廣之。實際教學中，可針對學生不同的知識背景設計不同專題應用內容，如面向文科生的“天文年代學”教學，面向理科生的“天文氣候學”、“天體物理學”等專題。這種面向現實的基本教學理念應滲透到天文學基本原理和方法的教學環節中，減少不必要的中間教學環節，切實提高學生對天文學基本原理和方法的實際應用能力，而且為自己將來的教學和科普奠定基礎。

21世紀以來，以載人航天和空間探測為主題的天文熱開始在全球盛行，現代天文學進展和各種天文現象開始受到越來越多的大眾關注，良好的社會氛圍為我們開展天文科普工作提供了契機。高等師范院校是區域天文科普教育的中心，提高科普天文教育人才的培養質量，促進地方天文科普事業的發展，是區域高等師范院校應履行的社會責任。高等師范院校應充分整合天文教學資源，靈活運用教學方法，并結合豐富的天文實踐，使高質量的天文科普教育通過高校輻射到基層中小學，從而使天文學真正從書本回歸社會。

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第2篇：天文學的認識范文

為什么是冥王星

在中國紫金山天文臺王思潮研究員看來，冥王星是個“調皮鬼”，首先，由于它表面光反射的原因導致他的發現者美國人克萊德?湯博當時錯估了它的質量，認為它的體積比地球大數倍。這樣的結論使它很快作為太陽系第九顆行星進入教科書。但隨著現代天文觀測儀器的不斷升級，哈勃大望遠鏡證實它實際上是月亮還要小的巖石。

王思潮研究員介紹說。冥王星還有著與眾不同的公轉軌道。其他行星的軌道平面都與黃道平面(地球軌道平面)基本一致，冥王星的軌道平面卻與黃道平面呈很大夾角。其他行星的軌道幾乎是完美的圓形，而冥王星的軌道是一個有很大偏心率的橢圓形。

20世紀50年代，天文學家柯伊伯預言，在海王星軌道以外存在著一個類似于小行星帶的區域，冥王星只是這群小天體中個頭較大的一顆。在對冥王星的歸屬問題的討論中。王思潮研究員提到了在美國工作的英國天文學家萊恩?馬斯登馬斯登。1980年，馬斯登曾提出要給冥王星降級，遭到美國天文學家的集體反對，在一個學術討論會上，馬斯登遭到威脅：如果再提這事就要把他扔到賓館的游泳池里去。

到了1992年，柯伊伯的預言被證實，在冥王星區域發現的天體越來越多，體積越來越大。使得對“第九大行星”資格的質疑之聲也越發響亮。2003年，加州理工學院的天文學家邁克?布朗發現了2003UB313。它的出現成了最后一根稻草――它在大小上完全壓倒了冥王星，它的歸屬問題也成了引爆大行星定義之爭的直接導火索。

布朗理直氣壯地宣布：“拿起你們的筆，從今天開始改寫教科書吧。”

為了平息眾說紛紜的爭吵，國際天文學聯合會專門成立了“行星定義委員會”來解決這個問題，并把今年的國際天文學聯合會大會的重要議題。

爭論還在繼續

王思潮研究員認為：“冥王星被開除出太陽系行星的行列，這絲毫不影響其科學研究上的重要意義。”跟邁克?布朗一樣。在20年前，王思潮研究員的夢想也是要發現第十大行星，但他現在認為這個定義使得天文學的研究“由量的變化變成了質的飛躍”，他認為，本次決議中5A中所闡述的概念是更科學、更明確的。它的重要意義在于．“就好像化學元素的研究一樣，發現周期表中沒有的元素固然重要，但更有意義的事情是對原子核的研究和電子的發現。”

第3篇：天文學的認識范文

1705年，英國著名的天文學家愛德蒙?哈雷根據牛頓的論斷，對那一年出現在天空中的一顆明亮的彗星進行了認真的觀察，發現這顆彗星是沿一個長橢圓形軌道運行的，他首次利用萬有引力定律推算這顆于1682年出現的大彗星的運行周期，預測它約以76年左右的時間為周期繞太陽運行，哈雷說：“我堅決預言，這顆彗星在1758年還要回來!”1743年，法國數學家克雷羅考慮到木星和土星的影響，對哈雷的計算予以修正，預言這顆彗星將于1759年回歸，果然，到了1759年，人們等待已久的由哈雷計算預言的那顆彗星。終于又一次出現在美麗的星空，雖然哈雷在1742年就離開了人世，沒能親眼看到他所預言的實現，但這顆彗星仍然被命名為“哈雷彗星”，以此表達人們對他的紀念，可以想像，哈雷彗星的回歸，是17世紀一個激動人心的數學計算發現，因為它讓人們真切感受到數學是科學預言的有力工具和運用數學計算得到的偉大發現，當然，只要是理智的人都知道，并非所有預言的結果都是正確無誤的，預言都必須經歷事實的檢驗和科學的推敲。

比如，對于上面提到的哈雷彗星也曾發生過一些錯誤的預言，據說有一些天文學家也是經過推算后預言：19t0年它回歸到地球時，將和地球正面相撞，并造成人類的毀滅，這個恐怖的“預言”在當時引起了一陣世界性的恐慌，但經過科學家們的復核和檢查，最后卻發現預言的數學計算上二存在明顯差錯，正確的計算結果表明，地球只是穿過彗星稀薄的尾部，人類并沒有滅頂之災，事實也證明，1910年美麗的哈雷彗星如期而至，除了和地球遙相呼應外，只是在天空中灑下了一些流星雨，一切寧靜平常。

下面的這則關于谷神星的有趣故事，同樣可以讓人們再次領略數學的神機妙算和無窮魅力。

1766年，德國有位叫提丟斯的中學數學教師，他隨意寫下這樣―個數列：0，3，6，12,24，……，不難看出這個數列的特點：從第3個數起，以后每個數都是它前面相鄰數的2倍然后他在這個數列的每個數上都加上4，再除以10，得到這樣的一個新數列：0.4，0.7，1，1.6，2.8，52，10，19.6，……，這似乎沒什么特別的，連提丟斯也這么認為，直到有一天，提丟斯的朋友一天文學家波得無意間看見他的數學手稿，才改變了一切。

一次波得來看望提丟斯，兩人在聊天時，波得無意間瀏覽到好朋友隨意寫下的數列，他以天文學家的敏感突然發現了這個數列的奇妙之處，波得激動地大叫起來：“我的天吶，這些數簡直就是水星、金星、地球、火星、木星、土星到太陽距離的比值翻版啊!”兩個朋友驚喜地互相擁抱起來，歡呼數學與天文之間驚人的巧合，1772年波得公布了他們的這個發現，引起了世界科學家的重視，這個發現也被稱為“提丟斯――波得定則”。

第4篇：天文學的認識范文

1、特倫斯.迪金森等編著的《夜觀星空（天文觀測實踐指南）》，針對天好者，從宇宙結構講起，詳細介紹了夜空中著名的恒星、行星、星團、星系以及彗星、流星和極光等，并介紹了各種觀測方法，既包括目視觀測，也包括使用雙筒望遠鏡和天文望遠鏡觀測；

2、馬星垣等編著的《美麗星空》，書中豐富精美的天體圖片、精確、翔實的星圖以及內容充實的星座數據和天體資料，使《美麗星空》既可作為一部星空愛好者的認星入門讀物，又是業余天文家觀星必備的觀星手冊；

3、由多位師范院校地理系教師編著的《簡明天文學教程》，介紹了天文基礎知識，包括天球、太陽系、銀河系、河外星系、總星系、行星、恒星、星系，以及宇宙學、天體起源與演化、地外文明等內容，反映了天文學的最新成就，使讀者認識地球在宇宙中的環境，同時有助于人們樹立正確的宇宙觀和人生觀。

（來源：文章屋網 ）

第5篇：天文學的認識范文

論文摘要:冥王星降級事件說明，社會因素乃是科學知識形成的必要條件，要完全避免社會因素的影響不可能也不必要。不過，社會因素影響的主要是科學知識的表現形式，并通過科學知識的表現形式對科學知識的內容施加影響。從根本上說，科學知識的內容主要源于自然界，受自然界的支配，而且，科學知識總是要朝著最大限度地反映自然界客觀規律的方向發展的。應當看到，正視科學知識的社會性具有多方面的重要意義;(1)適應大科學時代科學與社會關系空前密切的現實;(2)有利于對科學認識過程中的社會因素區別對待和因勢利導;(3)有利于發揮科學認識主體的主觀能動性;(4)有利于引導公眾按照科學的本來面貌尊重科學;(5)有助于為科學營造寬松的文化環境。等等。

20世紀70年代以來，隨著科學知識社會學(SSK)的異軍突起，科學知識的社會性問題逐漸成為學界關注的焦點。SSK一反科學哲學家從哲學的角度研究科學本質的套路，通過大量實驗室研究、科學爭論的案例研究，以及文本、話語分析研究等社會學、人類學的經驗研究，就科學的本質尤其科學知識的社會性問題發表了一系列不同凡響的觀點。以致20世紀90年代在科學的實踐者(即科學家)和科學的評論者(即科學社會學家、科學哲學家和科學史家)之間引發了一場以如何看待科學知識的社會性為核心的、歷時數年、波及全球的“科學大戰”。在科學知識的社會性問題上，ASK所挑起的主要爭端是:社會因素在科學知識的生產過程中起不起作用，起多大作用?簡言之，科學知識是社會建構的嗎?這個問題事關科學知識的客觀真理性和科學劃界的可能性等，是科學觀中的大是大非問題，我們應予高度重視、認真對待。

碰巧的是，剛剛被評為2006年世界十大科技新聞的冥王星降級事件為討論科學的社會性問題提供了一個極好的案例。為此，我們不妨就從這個案例說起:

前不久，天文學界曝出一樁新聞:在一個由外行參與的專門委員會長達兩年多討論和磋商的基礎上，2006年8月24日第26屆國際天文學聯合會大會經過幾輪投票，最后決定:將冥王星從行星中予以除名，同時修改原有的行星概念。

在全球眾目睽睽之下，一次高規格的科學會議公開用投票表決和磋商的方式解決科學問題，令人咋舌。所以，消息傳出，世界各地媒體競相炒作，社會各界紛紛評論。有人叫好，有人聲討。12名天文學家聯名在英國《自然》雜志網絡版公開發表了《抗議冥王星降級請愿書》;另一些天文學家則主張全球天文學家通過電子投票對冥王星的行星資格重新進行公決;等等。一時間究竟如何看待冥王星事件成為公眾關心的話題。

一些年來，人類在太陽系邊緣區域發現了一些較大的天體，如谷神星(1801)、卡戌(1978)和編號為“2003UI3313”的“齊娜”(2003)等。對于這些天體是否可稱之為行星，天文學界產生了嚴重分歧。這是因為，如果拒絕這些天體稱為行星，由于它們的質量、體積和運行軌道狀況都和冥王星比較接近，那么，冥王星的行星資格也應取消、自。年冥王星發現以來全世界公認的太陽系九大行星概念則將被顛覆;如果承認這些天體為行星，由于和這些天體運行軌道狀況相接近、僅僅質量小一些的天體還有許許多多，而且今后還會繼續發現大量類似的天體，那么，太陽系行星的數量將會劇增，太陽系行星的藍圖將會徹底改觀。為此，國際天文學聯合會成立了一個由天文學家、作家和史學家組成的七人委員會，專門研究行星的定義和冥王星的歸屬問題，經過兩年多的討論和反復磋商，該委員會擬出了一份決議草案。在捷克首都布拉格舉行的第26屆國際天文學聯合會大會(IAU)上就這份決議草案進行投票表決。經過一番曲折，最后決定:(1)啟用新的行星定義“行星乃圍繞太陽運轉，自身引力足以克服其剛體力而使天體呈圓球狀，并且能夠清除其軌道附近其他物體的天體”;(2)將冥王星逐出行星行列，降格為“矮行星”。皆因冥王星和“卡戌”大小接近，彼此繞著對方運動，同步繞太陽旋轉，并且二者間的引力中心不在冥王星內部。就是說，它和“谷神星”、“卡戌”、“2003UB313”一樣，不能清除其軌道附近的其他物體。

從哲學角度看，冥王星降級事件具有多重含義:

首先，它畢竟充分體現了科學的客觀精神:(1)冥王星事件的出現是基于和冥王星相類似的一系列天體被連續發現的天文事實。整個事件的基本性質是科學界的糾錯行為，即糾正過去對太陽系已知天體分類上的錯誤，讓太陽系星體的分類更好地與天文事實相吻合、相協調。(2)國際天文學會議表決和磋商的不是冥王星和類冥王星的質量、體積、密度、形狀和運行軌道等天文參數，而是太陽系天體的分類和冥王星的歸屬問題。正像 其它許多事物的分類和歸屬問題一樣，天體的分類和個別天體的歸屬問題帶有一定的人為約定性質似乎無可厚非。(3)科學界解決天體的分類和冥王星歸屬并沒有倉促決定或以個別人的意志為指歸，而是經過長時間充分的醞釀、磋商，并且選擇了國際天文學聯合會大會這樣的場合，充分聽取和高度尊重天文學界精英層的意見。

其次，特別令人感興趣的是，這件事十分突出和典型地體現了科學知識的社會性。科學概念是人類認識的結晶，是科學理論體系之網的紐結。可行星概念的修正并沒有象人們通常所期待的那樣，按照科學事實或現有科學體系的特定要求，嚴格、精確地進行，而是在一種既可以包含天體“能夠清除其軌道附近的其他物體”的條款，也可以不包含該條款的情況下通過投票表決和磋商的方式隨機地進行的。而且，最終多數投票人主要以照顧人們多年來關于太陽系存在數大行星的習慣、避免讓太陽系一下子有許許多多個大小不等的行星的結局為出發點，才決定索性連冥王星一起將大批“矮行星”和“小太陽系天體”拒之于行星門外。這種做法把科學知識的社會性異常鮮明地突出來了。“齊娜”的發現者邁克·布朗把這層意思一語道破:“‘行星’這個詞既是科學用詞，也有文化上的意義。科學家們并不需要‘行星’這個詞的定義，只有文化需要，在我看來我們應該注意文化。”

應當說科學知識具有一定的社會性是不奇怪的。科學認識活動由科學家以及由科學家組成的科學共同體進行，而科學家和科學共同體是充滿社會性和主觀性的;科學認識活動所運用的工具和方法是人制造或創造的，內化著人的智慧、觀念和目的;科學認識活動的對象是經過人的選擇或加工過的自然現象或自然過程;作為科學認識活動成果的科學知識的表達所運用的語言是社會的、人為的;整個科學認識活動的過程基本上都是在社會中進行的。因此，諸如有關當事人的政治立場、宗教信仰、經濟利益、專業背景、倫理觀念、心理狀態和價值目標之類的經濟、文化、政治等社會因素必然會對科學知識的內容或表達方式發生這樣或那樣的影響。這些影響有些經過科學家的主觀努力或合乎社會規范的行為而避免或減少，有些則無法避免甚至倒是應當主動予以考慮和加以利用的。此外，科學哲學界的探討也已表明，中性觀察不可能，嚴格的判決性實驗不存在，等等。說到底，社會因素乃是科學知識形成的必要條件，要完全避免一切社會因素的影響是不可能的。就是說科學知識并不單純由自然界決定，社會因素是科學知識面貌的影響因子，有時甚至是十分關鍵的支配性因素。正象這次行星概念的修正，人類有關太陽系認識的習慣和歷史竟不期成為了裁定爭論的重要祛碼。

但是，當我們說社會因素影響科學知識的時候，并非像許多SSK學者所說的那樣，是指科學知識之筐中所裝的統統是社會因素這樣一種情況，而是指:由于表達某個客觀對象的理論或概念的形式常常不是唯一的。所以，究竟最終采取哪種形式，往往取決于社會因素。其實，不論哪種理論或概念形式都仍然是客觀對象不同程度的真實反映。正像冥王星降級事件所涉及到的行星概念問題一樣，不論是包含天體“能夠清除其軌道附近的其他物體”條款的新定義，還是不包含該條款的舊定義，它們都不是空穴來風，而是對行星客體不同程度的反映。只不過較之舊定義，新定義更加精致，對行星客體反映得更全面、更深刻些罷了。就是說，社會因素對科學知識起作用，主要是影響其表現形式，并通過表現形式對科學知識的內容施加影響。 第三，冥王星降級事件還告訴我們，從效果上看，社會因素對于科學知識，既是帶來真理的福音，也是造成錯誤的根源。對待社會因素正確的態度不是諱莫如深或視而不見，而是實事求是地予以正視、分析和利用，利用它促進真理的積極作用，祛除其造成錯誤的消極作用。真正的科學知識之所以可靠、值得人尊重，不是它毫不受社會因素的影響，乃是因為它是在不斷排除社會因素所造成的偏差和錯誤的過程中進步的。一部科學史乃是不斷以較正確的認識取代錯誤較多的認識的歷史。行星概念的演化史就是這樣的一部歷史。行星的新定義優于舊定義，但新定義仍然有許多缺陷。例如，在地球、土星和火星的軌道之間都有許多的小行星，如果嚴格執行新的行星定義所規定的天體“能夠清除其軌道附近的其他物體”標準，這些星體的行星資格也是有疑問的。事實上最近已有天文學家預測，隨著一套由多臺天文望遠鏡組成的小行星觀測網絡的投人使用和人們對行星認識的繼續深人，此次通過的行星定義很可能在六年后下一屆國際天文學聯合會大會上被再次修訂。

第6篇：天文學的認識范文

最能代表我國古代科學成就的還是天文學和數學，也就是古人所說的的天、算。這兩門學科在我國古代聯系得十分緊密，因為對日月五星運行規律的認識以及日食、月食的推測，都離不開數學上的計算。舉一個例子，漢代已形成的“談天三家”――也就是當時古人對宇宙的三種認識，分別是蓋天說、渾天說與宣夜說。除了宣夜說有點玄奧抽象外，蓋天說與渾天說均是由數學模型作為支撐的，盡管兩者建構了不同的宇宙模型，但是有一條是共同堅守的，就是“日影千里差一寸”，也即八尺之表的日影在子午線方向上千里會差一寸。而“日影千里差一寸”最早源自《周髀算經》，該書既是一部數學著作，也是一部天文學著作。需要說明的是，千里差一寸的論證是錯誤的，一直到了唐代一行和尚通過實測才使它壽終正寢。

我國古代天文學的發展，深受古代數學的影響，盡管蓋天說、渾天說都有數學模型建構，但是這種模型并不與推算日月五星運行的另一套數學模型（算的模型）相融洽，或者說是各行其是。因此我們也不可能像西方那樣，從古希臘天體運行的圓周運動中解脫出來，發展出開普勒的橢圓軌道等近代天文學體系。我國古代天文學還把地上的事物都搬到天上，形成了獨具特色的“三垣二十宿”體系。該體系是天上、人間對應比附的產物，是軍國星占體系的一種反映，即為戰爭勝負、王室興衰、年成豐歉等軍國大事服務的，但這已經走出了科學的范疇。

中國古代的數學成就

我國古代數學的基調是由成書于漢代的《九章算術》確立的。那么《九章算術》的基調是什么呢？就是服務于實際生產生活的應用問題集：一題一答一術。“題”就是題目，“答”就是答案，“術”就是算法。那么推理、論證的過程呢？書中是查不到的，因為根本就沒寫。所謂“九章”，就是9大類應用題目，比如“方田”是計算土地面積的問題集，“商功”是計算各種工程（溝渠、倉窖等）的土方、人工等。

經常有人將《九章算術》與古希臘歐幾里德的《幾何原本》作對比，這兩部書的確也代表了東西方不同的思維風格，一個是以“算”為特征的實用化體系，一個是以“證”為特征的演繹邏輯體系。我們的祖先一直缺少“證”的那根筋，直到明末徐光啟與傳教士利瑪竇合作翻譯《幾何原本》（前6卷）時，徐光啟被該書的體系所服膺，寫道：“此書未譯，則他書俱不可得。”

說到我國古代數學，大家都會聯想到南朝祖沖之在圓周率上的貢獻。不過，祖沖之的《綴術》已經失傳，他對圓周率的推算，學界認為是在魏晉時期劉徽“割圓術”的基礎上得到的。當時要計算出密率355/113的確是很了不起的成就，要知道那個年代要用算籌去計算開方在內的大數目運算，難度可想而知。

唐代中葉到元代中葉是我國古代數學發展的黃金時期，特別是宋元時期達到了頂峰。發展到高峰的標志有二：首先是數學著作繁興，宋代前后不到300年竟出了50本之多;其次是水平高，就是在算法的改進與抽象化程度方面前進了許多。無論是高次方程的近似解法、多元一次方程組的解法、高階等差級數、同余方程組解法等，都達到了當時世界上的最高水平。

從元中葉到明末，中國古代數學整體江河日下，以至于當時學界竟然連宋元時期的數學著作都讀不懂了。到了明末，隨著傳教士的東來，西方的數學知識開始譯介、引入;后來又經過清末第二次“西學東漸”，直到20世紀初我國數學才匯入世界數學發展的洪流。

農業技術的突出成就

農業技術創新方面，我國漢代創制的三件農事器具值得一提。其一是耬車，也叫耬，華北地區稱之為耩子。耬車是一種北方用的條播器具，能夠同時完成開溝和下種程序，后來又在耬車后面拖上覆蓋種子的構件，就更加便于耕種了。耬車的發明，使得單位面積土地上播種量減少，并且有利于之后的田間作業。其次是翻車，也就是后世稱之為“龍骨水車”的灌溉（或排澇）農具。到了元代，出現了多種形式的翻車，有腳踏翻車、牛轉翻車、水轉翻車等。明代《天工開物》提到一種輕巧的手搖翻車（也叫拔車）。翻車是我國古代江南地區應用最廣泛的提水、排澇農具，也是世界上最早應用鏈傳動的技術設施。還有一種是風扇車，也叫扇車，是一種清選農具，能夠合理、有效地利用人為產生的風力把糧食籽粒與糠秕分開。

唐代詩人徐來軍寫有一首《調笑令》：“翻倒，翻倒，喝得醉來吐掉。轉來轉去自行，千匝萬匝未停。停未？停未？禾苗待我灌醉。”這里描述的就是我國唐代時期出現的一種新式提水器具――筒車。大型的筒車遠遠望去就像現代的摩天輪，只不過輪的懸掛的是竹筒，在流水的沖擊下，竹筒在低處兜水，轉到高處時傾瀉到水槽中，水槽通向田地里進行灌溉。到了宋代，筒車得到普遍應用。現在湖南西部、廣西北部的溪流邊，還能見到筒車的身影。

天文學引領技術高峰

宋元時期是我國古代技術發展的高峰。北宋曾公亮1044年完成的《武經總要》是我國古代軍事技術全面、系統的反映;北宋李誡于1100年成書的《營造法式》是我國古代木構建筑技術達到純熟的標志;元代王禎1313年寫就的《農器圖譜》是我國古代農事器具的集大成之作。特別值得一提的是北宋1092年由蘇頌、韓公廉制成的水運儀象臺，是我國古代最為復雜的天文儀器。該儀器集渾儀、渾象、圭表、計時與報時為一體，實物高12米，寬7米，蔚為大觀。這部儀器不像魏晉南北朝那些“奇器”徒有盛名而無法得其傳，因為蘇頌留下了制造這部儀器的《新儀象法要》，并附有插圖66幅，后人根據這本書完全可以進行復原。2012年8月國際天文聯合會在北京召開大會期間，由中科院自然科學史研究所與清華大學等單位復原的模型（原物的1/3）在北京國家會議中心展出，轟動一時。

元代天文儀器上的改進最重要的當屬郭守敬設計的簡儀。簡儀是針對渾儀而言，顧名思義，是簡化了的渾儀。他改進的方法是把赤道裝置與地平裝置分開，去掉一些不必要的環，又在刻度上精細化，使得觀測精度更加精準。

明末1637年宋應星完成的《天工開物》，系統總結了我國農業、手工業方面的技術成就。但是這就像是快下山的夕陽，在回光返照時眷戀了一下古老的，隨后在西方世界轟轟烈烈的工業革命大潮下，中國則與主流技術前沿漸行漸遠。

結束語

第7篇：天文學的認識范文

現代科學技術概論不但應該是現代科學技術成果的概論，而且也應該是現代科學技術發展歷史和規律的概論。離開現代科學技術發生、發展的歷史，靜止、孤立地介紹現代科學技術的基本理論和成果，就會使現代科學技術概論這門課程變得零亂龐雜而不成體系。而如果把“史”與“論”有機地結合和統一起來，則不但能克服“零亂龐雜”的缺陷，而且還能為現代科學技術概論這門課程注入生機和活力。同時，把“史”與“論”結合起來，更是為思想政治教育專業學生開設這門課程的教學目的之所需。作為思想政治教育專業的學生，通過現代科學技術概論課程的學習，不但要了解現代科學技術的主要成果、歷史演進和完整體系，而且要了解科學技術發生、發展的一般過程和規律，了解哲學產生的現代科學技術基礎以及對于推動科學技術發展的重要作用和意義。因此，只有做到史論結合，才能達到開課的目的和要求。

2現代科學技術概論的教學內容與體系

根據上述三原則，筆者認為，思想政治教育專業現代科學技術概論課程的內容與體系可做如下安排。導言。概要介紹現代科學技術及其理論基礎、前沿陣地、中心內容和綜合體現。

第一章，現代物理學革命及其影響。介紹現代科學技術的理論基礎———相對論和量子力學。引言，概述近代物理學的輝煌成就及其所遇到的“兩朵烏云”。第一節，相對論的建立。根據邏輯與歷史相統一的原則，具體講授伽利略變換和力學相對性原理，邁克爾遜—莫雷實驗，洛倫茲變換的提出，愛因斯坦的狹義相對論及其主要結論，廣義相對論及其驗證。第二節，量子力學的建立和發展。一、量子力學產生的歷史背景，概要介紹黑體輻射理論和紫外災難。二、量子力學的建立與發展，具體講述普朗克的量子假說，愛因斯坦的光量子理論，玻爾對原子結構的量子解釋，德布羅意的物質波，薛定諤的波動方程，海森伯的矩陣力學。第三節，現代化學理論的發展。主要講授元素周期理論的新發展和現代化學鍵理論。

第二章，原子物理學的開發研究及應用。主要講授從物質結構的研究到原子能的開發和應用。第一節，對微觀世界的探索和認識。一、物質結構初探，復習回憶德謨克利特的原子論，道爾頓的原子說，門捷列夫的元素周期律。二、向原子世界的進軍，主要講授X射線、放射性元素及電子的發現，原子結構模型及其實驗和發現，原子核結構模型及其實驗和發現，對基本粒子家族的認識。第二節，原子能的開發研究及應用。一、原子能的開發研究:重點介紹原子能開發研究中的三大發現，即慢中子效應的發現、核裂變的發現和鏈式反應的發現。二、原子能的應用，包括能源方面的應用和放射性同位素的應用。能源方面的應用包括兩個方面:一是軍用三彈即原子彈、氫彈和中子彈的研制;二是核電站的發展，主要介紹從慢中子反應堆到快中子增殖堆再到核聚變反應堆的歷史發展。放射性同位素的應用可概要介紹在生產、生活、科研、軍事上的應用及其成果。

第三章，生物學與生物工程技術。生物學是研究生命的科學;生物工程技術是用人工的方法創造生命的技術。生命科學是現代科學的三大前沿陣地之一;生物工程技術是現代科學技術的主要內容。第一節，生命的起源和生物的進化。一、生命起源的化學進化歷程:從無機小分子物質生成有機小分子物質;從有機小分子物質形成有機高分子物質;從有機高分子物質形成有機多分子體系;從有機多分子體系演化成原始生命物質。二、生物進化論，主要介紹拉馬克的生物進化學說和達爾文的生物進化論。第二節，現代遺傳學和分子生物學。一、遺傳學:主要講授孟德爾的豌豆實驗及其遺傳學說;摩爾根的果蠅實驗及其遺傳學說。二、分子生物學:重點介紹蛋白質的性質、結構和功能;核酸的性質、結構和功能。第三節，生物工程技術。生物工程包括酶工程、發酵工程、細胞工程和基因工程四個部分的內容。因學時限制，可重點介紹細胞工程和基因工程兩個部分。一、細胞工程，應首先講授細胞的全能性，然后在細胞全能性的基礎上具體介紹植物組織培養技術、細胞融合技術、細胞折合和胚胎移植技術、克隆技術等內容。二、基因工程:(1)基因工程的基礎研究，主要介紹限制性內切酶、連接酶和基因載體的發現和研制。(2)基因工程的基本程序和方法，包括獲取目的基因DNA、獲取載體基因DNA、目的基因DNA與載體基因DNA的重組、把重組的DNA轉入受體細胞進行增殖和篩選轉基因生物體五個步驟及方法。三、生物技術的應用前景。主要介紹生物醫藥的研制及應用、生化工業的迅速發展、轉基因動植物的大量出現，人類基因組計劃(HGP)及其廣闊的應用前景。

第四章，天文學和天體演化學說。天體演化學說是現代科學的三大前沿陣地之一，本章在重點講述天體演化學說之前，先把天文學的相關知識作一簡單介紹。第一節，天文學及其產生和發展。一、概要介紹天文學的研究對象和分類;二、重點講授天文學的產生和發展:具體介紹古代天文學、近代經典天文學和現代天文學的發展情況。第二節，獲取天體信息的渠道和手段;可分三個大問題來講述。一、獲取天體信息的渠道，主要介紹電磁輻射、宇宙線和中微子三條途徑;二、獲取天體信息的物質手段和儀器設備，主要介紹人眼的構造和功能、光學望遠鏡、射電望遠鏡和天體攝譜儀;三、天文觀測發展簡史:依次介紹光學天文學、射電天文學和空間天文學。第三節，天體的起源和演化。一、宇宙的起源和演化:主要介紹牛頓“無限無邊”宇宙模型及其疑難、愛因斯坦“有限無邊靜態”宇宙模型及其疑難、哈勃定律與大爆炸宇宙模型;二、星系的形成和演化:先對星系及其類型作一簡單的介紹，然后在此基礎上介紹星系的形成和演化;三、恒星的形成和演化:具體介紹恒星的形成，表征恒星演化過程的赫羅圖，恒星演化過程的三階段，即主序星階段、紅巨星階段和恒星的三種歸宿(白矮星、中子星和黑洞);四、太陽系的形成和演化:主要介紹太陽系的基本情況和太陽系的形成和演化兩部分內容;五、地球的構造和演化:包括地球概況、地球的圈層構造和地球的形成和演化。

第五章，信息技術和激光技術。人類歷史在經歷了6000年的農業社會和近300年的工業社會以后，現在正在迅速走向第三個文明社會———信息社會。所謂信息社會，就是信息在社會生產和生活中起主導作用的社會。信息技術和信息產業，是信息社會的重要支柱。所謂信息技術，就是信息的獲取、傳遞和處理技術。信息技術以微電子技術為基礎，包括計算機技術、通信技術、光導技術和人工智能技術等。第一節，微電子技術。一、微電子技術的出現:具體介紹集成電路的誕生、集成電路的種類及其歷史發展和集成電路的制作工藝;二、微電子技術的應用。第二節，計算機技術。一、計算機概述:具體介紹計算機的結構與功能、計算機的特點和計算機的歷史發展;二、計算機的應用:主要包括數值計算或科學計算、數據處理或稱信息處理、實時控制或稱過程控制、計算機輔助系統、人工智能或稱智能模擬等;三、信息高速公路。第三節，通信技術。一、電氣通信:主要介紹電話通信和非電話通信及傳真;二、光纖通信:具體介紹光纖通信的基本原理、光纖通信的優點、光纖通信的應用和發展;三、衛星通信。第四節，激光技術。一、激光與激光器:具體介紹激光產生的基本原理、激光的特點、激光器的構造等內容。二、激光技術的應用:概要介紹激光加工(包括激光鑄模、激光切割、激光焊接、激光雕刻等)技術及其在農業、醫療、軍事上的廣泛應用。

第8篇：天文學的認識范文

了解和掌握文藝復興的擴展，拉伯雷、塞萬提斯、莎士比亞等文學巨匠的成就，近代科學的奠基，“天文學革命”，哥白尼的“太陽中心說”，伽利略對天文學的貢獻，布魯諾關于宇宙無限的理論，開普勒，哈維探明人體血液循環系統。

通過學習文藝復興在歐洲各國的擴展和延伸到近代科學領域，使學生能夠比較全面地掌握文藝復興運動的全貌，更加深刻地領會文藝復興運動地性質及其影響。

通過學習近代科學的奠基者，使學生認識到：新天文學的確立過程，說明自然科學是建立在反對封建神學的斗爭中發展起來的，知識必然戰勝愚昧，科學真理必然戰勝封建迷信。同時，也要使學生認識到：知識戰勝愚昧，科學真理戰勝封建迷信不是一朝一夕的事情，它是一個艱難的過程。

教學建議

重點分析：

歐洲其他國家的文藝復興是重點。14世紀開始于意大利的文藝復興運動，很快擴展到了歐洲其他國家。這就使得文藝復興運動在深刻性、廣泛性等多方面與意大利文藝復興運動都有明確的提高，這就使得文藝復興運動已經發展成為波及整個歐洲、影響遍及世界的一股資產階級文化的新潮流，以更加洶涌澎湃的怒潮沖擊著封建神學，給封建制度以更為有力的打擊。

難點分析：

近代科學的奠基者是難點。14世紀開始于意大利的文藝復興運動，不但很快擴展到了歐洲其他國家，而且還沖擊著其他領域尤其是近代自然科學領域的發展。造成這種情況的原因學生由于思維水平問題還一時間難于理解，需要教師的點播。

本節教材地位分析：

本節教材包括兩個方面的內容：一是發源于意大利的文藝復興向廣度方面發展，二是發源于意大利的文藝復興向深度方面發展。文藝復興運動對歐洲乃至整個世界的歷史發展進程產生了重大而深遠的影響。

第9篇：天文學的認識范文

關鍵詞： 儒家文化 古代科技 古代科學家

關于中國古代是否有科學的問題，學術界至今仍有不同意見。不少學者根據卷帙浩繁的古代文獻，用歷史事實證明中國古代有科學，甚至認為，中國古代曾有過居于世界領先地位的科學技術。正如英國著名的中國科技史家李約瑟所言，古代的中國人在科學技術的許多重要方面“走在那些創造出著名的‘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富的阿拉伯人并駕齊驅，并在公元三世紀到十三世紀之間保持一個西方所望塵莫及的科學知識水平”，中國的科學發現和技術發明曾經“遠遠超過同時代的歐洲，特別是在十五世紀之前更是如此”[ ]。然而，也有一些學者則根據中國古代沒有近代意義的“科學”，近代科學沒有在中國產生，以證明中國古代沒有科學。筆者持中國古代有科學的觀點，并認為，中國古代的科技具有明顯的儒學化特征，不同于近代意義的“科學”。這一看法對于理解中國古代科技曾有過輝煌但又沒有能夠實現向近代科學的轉型，或許會有一定的幫助。

一．儒學化的中國古代科學家

從科技與社會相互關系的角度看，科學技術總是在一定的文化背景中孕育并得以發展的，因而必然會受到一定的文化的影響。儒家文化是中國傳統文化的主流，儒家文化對于中國古代科技的發展不可能不具有重要的影響。這種影響首先表現為儒家文化對于古代科學家的影響，表現為大多數科學家都不同程度地與儒學有著密切的關系。

關于中國古代科學家，目前，國內有兩部較為重要的傳記著作，其一，由杜石然先生主編的《中國古代科學家傳記》，[ ]共選入中國古代科學家235位，另有明清時期介紹西方科技的外國人14位，該書收錄的古代科學家較全；其二，由盧嘉錫先生任總主編的《中國科學技術史》中有金秋鵬先生任主編的《中國科學技術史人物卷》，[ ]該書精選了春秋戰國時期至清末的著名科學家77位（除漢代數學家張蒼和清初地理學家劉獻庭之外，大都包括在《中國古代科學家傳記》之中），該書收錄的古代科學家較精。以下就以杜石然先生所主編的《中國古代科學家傳記》為依據，參照金秋鵬先生所主編的《中國科學技術史人物卷》，分析古代科學家與儒學之間的關系。

根據筆者分析，在《中國古代科學家傳記》中所收錄的科學家，大都與儒學有著程度不同的關系。依據這些科學家與儒學的關系的密切程度，可分為以下兩個層次：

其一，在儒學發展史上具有較重要地位或撰有儒學研究著作的科學家。這類科學家有：漢代的張衡、崔寔，魏晉南北朝時期的陸璣、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。其中漢代的天文學家張衡著《周官訓詁》；東晉時期的天文學家虞喜“釋《毛詩略》，注《孝經》”[ ]；南北朝時期的天文學家何承天對《禮論》進行整理，“刪減合并，以類相從，凡為三百卷”[ ]，數學家、天文學家祖沖之“著《易》、《老》、《莊》義，釋《論語》、《孝經》”[ ]；隋朝時期的天文學家劉焯著《五經述義》；宋代的科學家沈括撰《孟子解》，天文學家、地理學家黃裳撰《王府春秋講義》；明清之際的科學家宋應星撰《談天》、《論氣》；清代的數學家汪萊撰有《十三經注疏正誤》、《說文聲類》等經學著作，數學家李銳協助阮元校勘《周易》、《谷梁》和《孟子》，并撰有《周易虞氏略例》、《召誥日名考》等等。

其二，明顯受儒學影響、具有儒家理念或運用儒家經典中的知識進行科學研究的科學家。這類科學家較多，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、李時珍、徐春甫、程大位、朱載堉、陳實功、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。

這些科學家與儒學都有著密切的關系。需要指出的是，以上所羅列的這些科學家幾乎囊括了古代科技體系中數學、天文學、地理學、醫學和農學五大學科的最著名的科學家，是科學史上各個時期最具代表的科學家。而且在事實上，除了以上科學家之外，還會有其他許多科學家與儒學有著直接的關系，比如，大多數官吏科學家必然要受到儒家思想的影響；一些道教、佛教科學家，在他們的成長過程中，在他們的科學研究中，也會與儒家思想有著這樣或那樣的關系。

古代科學家與儒學的這種關系，與儒家文化是中國傳統文化的主流有關。在這樣的文化背景下，古代中國人自小都學習過儒家經典。儒家經典是古代文化的載體，學習文化知識，不能不學習儒家經典；同時，儒家經典是培養理想人格的教科書，要成為有道德的人，也不能不學習儒家經典。而且，儒家經典是古代科舉考試的重要內容，要進入仕途，也必須學習儒家經典。古代的絕大多數科學家當然也不例外。而且在社會交往中，古代科學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，總會有儒家學者，或者有儒家背景的文人學士。宋朝時期的法醫學家宋慈，先是師從朱熹弟子吳雉，又經常向朱熹弟子楊方、黃干、李方子、蔡淵、蔡沈等學習。入太學時，他的文章得到著名理學家真德秀的賞識，并拜師受學。清代科學家梅文鼎，他的父親就是飽讀儒家經典的書生；后來，他又與著名經學家朱彝尊、閻若璩、萬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，包括一些科學思想的形成都或多或少地與他所交往過的儒家學者有關。又比如，清代的數學家李銳，曾師從于著名經學家錢大昕，在數學研究上與經學家焦循多有交往，與焦循、汪萊一起被稱為“談天三友”[ ]。

中國古代科學家在成長的過程中、在社會交往以及學術交往中，大都處于儒家文化的氛圍之中，儒家文化是他們心靈、思想、學識、情感的不可分割的重要組成部分，從而使得中國古代科學家帶有明顯的儒學化特征。他們大都具有儒家的價值觀念和道德品質，具備深厚的儒家文化知識，對儒家經典有著濃厚的學術情趣，以至于在他們的科學研究中，或是包含著對儒學的研究，或是運用了儒家經典的知識，或是蘊涵著儒家的情懷。

二．儒學化的古代科學研究

在儒家文化為主流的中國傳統文化背景下，不僅科學家的價值觀念、人格素質、知識學問要受到儒家文化的影響，而且在科學研究中，科學家的科研動機、基礎知識乃至科研方法，都在很大程度上受到儒學的影響。

（1）儒家的價值觀影響科學研究的動機

古代科學家研究科技的動機大致有三：其一，出于國計民生的需要；其二，出于“仁”、“孝”之德；其三，出于經學的目的。

古代科學家研究科學的動機首先出于國計民生的需要。北魏時期的農學家賈思勰在其所著的《齊民要術》中對此有很好的論述。該書的“序”在闡述作者研究農學的目的時說：“蓋神農為耒耜，以利天下。堯命四子，敬授民時。舜命后稷，食為政首。禹制土地，萬國作乂。殷周之盛。《詩》、《書》所述，要在安民，富而教之。”[ ]他還舉了許多例子：“耿壽昌之常平倉，桑弘羊之均輸法，益國利民，不朽之術也”；“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。《孝經》曰：用天之道，因地之利，謹身節用，以養父母。《論語》曰：百姓不足，君孰與足”。這些論述無非是要說明他撰著《齊民要術》的目的在于“益國利民”，為的是國計民生。元朝時期農學家的王禎在所著《農書》的“自序”中說：“農，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，其教民耕織、種植、畜養，至纖至悉。”他撰著《農書》的目的也在于國計民生。中國古代科技之所以在數學、天文學、地理學、醫學和農學這些學科較為發達，概由于當時這些學科與國計民生密切相關。數學以解決實際問題為基本框架和內容，其中所涉及的問題大都與國計民生有關；天文學講“敬授民時”，地理學講治國安邦，醫學講治病救人，也都與國計民生相關聯。

古代科學家研究科學的另一個動機是出于“仁”、“孝”之德。東漢時期醫學家張仲景研究醫學，旨在“上以療君親之疾，下以救貧賤之厄，中以保身長全，以養其生”，在于“愛人知物”、“愛躬知己”[ ]。魏晉時期醫學家皇甫謐在所著《針灸甲乙經》的“序”中說：“若不精通于醫道，雖有忠孝之心、仁慈之性，君父危困，赤子涂地，無以濟之，此固圣賢所以精思極論盡其理也。”可見，他研究醫學的動機在于落實“忠孝之心、仁慈之性”。唐朝時期的醫學家孫思邈也在所著《備急千金要方》“本序”中指出：“君親有疾不能療之者，非忠孝也。”金代醫學家張從正更是明確把自己的醫學著作定名為《儒門事親》，以表明他研究醫學的動機在于“事親”。事實上，科學研究的動機出于國計民生的需要與出于“仁”、“孝”之德，這二者是一致的，關注國計民生是“仁”、“孝”之德的進一步推廣；所以，那些出于國計民生的需要的科學研究，同樣也是出于“仁”、“孝”之德。

除此之外，古代科學家研究科學還有一個動機，這就是經學的動機。古代數學家大都把自己的數學研究與《周易》、《周禮》的“九數”以及儒家的“六藝”聯系在一起。魏晉時期數學家劉徽在所撰《九章算術注》“序”中說：“昔在包犧氏始畫八卦，以通神明之德，以類萬物之情，作九九之數，以合六爻之變”，“周公制禮而有九數，九數之流，則《九章》是矣”；《孫子算經》認為數學是“六藝之綱紀”，能夠“窮道德之理，究性命之情”；唐朝時期的數學家王孝通在《上緝古算經表》中說：“臣聞九疇載敘，紀法著于彝倫；六藝成功，數術參于造化”；這一切都是為了說明他們研究數學是對儒家經學的繼承和發揮。宋朝時期的數學家秦九韶在《數書九章》的“序”中認為，數學“大則可以通神明、順性命，小則可以經世務、類萬物”，元朝時期的數學家朱世杰在《四元玉鑒》“卷首”中認為，數學“以明理為務，必達乘除升降進退之理，乃盡性窮神之學”，這里講“通神明、順性命”以及“明理”，無非是要說明數學與理學在根本上是一致的，而他們的數學研究的動機也正在于此。事實上，宋代以后的科學家較多地把科學研究與求“自然之理”聯系在一起，所謂“數理”、“歷理”、“物理”、“醫理”之類；在他們看來，當時所謂的“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，研究科學也是為了闡發儒家的道理。

從根本上說，古代科學家研究科學的以上三種動機都是圍繞著儒家的價值觀而展開的。出于國計民生的需要，就是為了落實儒家的民本思想；出于“仁”、“孝”之德，就是實踐儒家的仁愛理念；出于經學的目的，就是要發揮儒家之道。因此，古代科學家的研究科學的動機最終都源自儒家的價值觀。

（2）儒家經典成為科學研究的知識基礎

科學研究需要有相當的知識基礎和專業基礎，而在儒家文化占主流的背景下，大多數科學家的基礎知識甚至一些專業基礎知識最初都是從儒家經典中獲得的。儒家經典中包含了豐富的科技知識。就古代數學、天文學、地理學、醫藥學和農學五大學科而言，《周易》等著作中包含有某些數學知識，《詩經》、《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的知識，《尚書禹貢》、《周禮夏官司馬職方》等著作中包含有某些地理學知識，《周易》、《禮記月令》等著作中包含了與醫學有關的知識，《詩經》、《大戴禮記夏小正》、《禮記月令》等著作中包含有農學知識。應當說，儒家經典中具備了古代科學家從事科學研究所需要的基礎知識以及一些專業基礎知識。因此，儒家經典中的科技知識，實際上成為許多科學家的知識背景，成為他們的知識結構中非常重要的組成部分。

古代許多科學家的科學研究正是在儒家經典中所獲得的科學知識的基礎上，經過自己的進一步研究、發揮和提高，從而在科學上做出了貢獻。從一些科學家的科學研究過程以及他們所撰著的科學著作中，可以發現，他們的科學研究與儒家經典中的知識密切相關，在一定程度上是對儒家經典中某些知識的發揮和提高。

古代數學家必定要講《周易》。魏晉時期的著名數學家劉徽在為《九章算術》作注時說：“徽幼習《九章》，長再詳覽，觀陰陽之割裂，總算術之根源。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》的陰陽之說“總算術之根源”，從而明白《九章算術》之意，并為《九章算術》作注。宋元時期的數學家講河圖洛書、八卦九疇。宋代著名的數學家秦九韶對《周易》揲蓍之法中的數學問題進行研究，從而引伸出一次同余組的解法，即“大衍求一術”，被認為達到了當時世界數學的最高水平；又有數學家楊輝對“洛書”的三階縱橫圖進行研究，直至對十階縱橫圖的研究；還有元代著名數學家朱世杰撰《四元玉鑒》，運用《周易》概念論述了多元高次方程組的求解問題，被美國科學史家喬治薩頓稱為“中國數學著作中最重要的一部，同時也是中世紀最杰出的數學著作之一”[ ]。

古代天文學家必定要以《尚書堯典》為依據，同時結合《大戴禮記夏小正》、《禮記月令》、《詩經》、《春秋》“經傳”等儒家經典中有關天象的紀錄和天文知識，進行研究，同時，古代天文學家在編制歷法時也經常運用《周易》中的概念。李約瑟說：“天文和歷法一直是‘正統’的儒家之學。”[ ]充分揭示了中國古代天文學與儒學的關系。由于古代的天文歷法研究需要涉及大量的儒家經典，所以，在歷史上，大多數天文歷法家都是飽讀儒家經典的儒者，從漢唐時期的張衡、虞喜、何承天、祖沖之、劉焯到宋元時期的蘇頌、沈括、黃裳、郭守敬，這些著名的天文歷法家都曾經讀過大量的儒家經典，他們所撰著的天文歷法方面的著作采納了儒家經典中大量的天文學知識。

古代的地理學則不可能不講《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》的內容；魏晉時期的地圖學家裴秀所制《禹貢地域圖》主要是根據《尚書禹貢》。此后的地理學家酈道元、賈耽、杜佑、李吉甫都無不通曉《尚書禹貢》，并以此作為地理學研究的基本材料。

在農學方面，《周易》的“三才之道”是古代農學研究的思想基礎。而且，以《禮記月令》為基本框架的月令式農書是古代重要的農書類型，先是有東漢的崔寔撰《四民月令》，又有唐朝韓鄂撰《四時纂要》，后來還有元朝的魯明善撰《農桑衣食撮要》，等等。即使是其它類型的農書，其中也包含了大量從《詩經》、《尚書》、《周禮》、《禮記月令》、《爾雅》等儒家經典中引述而來的農學知識。

當然，作為科學家，他們的知識并不只是從儒家經典中所獲得的那一部分科學知識，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，更重要的，還有他們的經驗知識以及他們通過科學研究所獲得的知識。但無論如何，在他們的知識結構中，從儒家經典中所獲得的知識是他們進行科學研究最基礎的同時也是最重要的知識。

（3）儒家的經學方法成為重要的科學研究方法

在儒家文化的背景下，科學家在研究科學時，不僅研究動機與儒家思想有關，所運用的知識中包含著從儒家經典中所獲得的知識，而且在研究方法上也與儒學的經學方法相一致。

中國古代科學家的科學研究往往是以讀書為起點，然后用經驗知識驗證前人的理論和觀點，并作適當的發揮、詮釋和概括。與這樣的研究程序相關，科學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典，這就是“博學以文”。在此基礎上，科學家還要用親身的實踐對前人的知識進行驗證，尤其是地理學家、醫藥學家、農學家更是如此，這就要求“實事求是”。因此，古代科學著作有不少都是對以往科技知識的整理和總結。

古代的科學研究由于與儒家的經學研究有許多相似之處，都是圍繞著前人的著作而展開的，所以一直有尊崇經典的傳統。古代科學家首先必須尊崇儒家經典，尤其是包含科技知識的那些儒家經典，《詩經》、《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》“經傳”等都是古代科學家所必須尊崇的經典。此外，科學中的各個學科也都有各自的經典：數學上有“算經十書”，包括《周髀算經》、《九章算術》、《海島算經》、《五曹算經》、《孫子算經》、《夏侯陽算經》、《張丘建算經》、《五經算術》、《綴術》、《緝古算經》；天文學上有《周髀算經》、《甘石星經》等；地理學上有《山海經》、《水經》等；醫學上有《黃帝內經》、《神農本草經》、《難經》、《脈經》、《針灸甲乙經》等；農學上有《氾勝之書》、《齊民要術》、《耒耜經》等等。這些經典是各學科的科學家所必須尊崇的。

由于尊崇經典，所以科學研究只是在經典所涉及的范圍內展開，只是在對經典的詮釋過程中有所發揮。先有《九章算術》，后有《九章算術注》；先有《水經》，后有《水經注》；先有《神農本草經》，后有《神農本草經集注》，諸如此類。這與儒學的經學方法是一致的。尤其是，明清之際，西方科學傳到中國，當時中國的科學家大都持“西學中源”的觀點，并且采取引中國古代經典解釋西方科學的方法進行研究。這一科學研究方式依然是承襲了儒學的經學方法。[ ]

三．儒家文化對古代科技特征的影響

由于古代科學家的科研動機、知識基礎以及研究方法在很大程度上受到儒家文化的影響，因而中國古代科技所具有的實用性、經驗性和繼承性的特征，事實上也與儒家文化有著密切的關系。

在儒家文化的影響下，古代科學家進行科學研究的重要動機之一在于滿足國計民生的需要，所以，大多數具有儒家價值理念的科學家在研究科技時，所注重的主要是科技的實際功用，這就決定了中國古代科技的實用特征，富有務實精神。雖然也曾有一些科學家對純科學的問題進行過研究，但在總體上看，古代科技的實用性特征是相當明顯的，是主要的。在論及中國古代數學史上最重要的經典著作《九章算術》與儒家文化的關系時，中國數學史家錢寶琮先生說：“《九章算術》的編纂者似乎認為：所有具體問題得到解答已盡‘算術’的能事，不討論抽象的數學理論無害為‘算術’；掌握數學知識的人應該滿足于能夠解答生活實踐中提出的應用問題，數學的理論雖屬可知，但很難全部搞清楚，學者應該有適可而止的態度。這種重視感性認識而忽視理性認識的見解，雖不能證明它淵源于荀卿，但與荀卿思想十分類似。”[ ]如果對于中國古代數學發展具有重要影響的《九章算術》，其實用性的特征是受到儒家文化的影響，那么，整個古代數學的發展與儒家文化的密切聯系，也就不言而喻的了。除此之外，中國古代的天文學、地理學、醫學和農學的實用特征在很大程度上也與儒家文化的務實精神有著直接的關系。

與實用性特征相聯系，古代科學家較為強調感覺經驗，注重經驗性的描述，因而使古代科技帶有明顯的經驗性。在科學理論上，則主要是運用某些現成的、普遍適用的儒家理論以及諸如“氣”、“陰陽”、“五行”、“八卦”、“理”之類的概念，經過思維的加工和變換，對自然現象加以抽象的、思辯的解釋，只注重定性分析，而不注重定量分析。其結果是，科學研究僅僅停留在經驗的層面上。比如，唐朝時期的天文學家僧一行，他在天文儀器制造、天文觀測等諸方面多有貢獻，他所編制的“大衍歷”是當時最好的歷法。然而，他在解釋他的“大衍歷”時則說：“《易》：天數五，地數五，五位相得而各有合，所以成變化而行鬼神也。天數始于一，地數始于二，合二始以位剛柔。天數終于九，地數終于十，合二終以紀閏余。天數中于五，地數中于六，合二中以通律歷。……故爻數通乎六十，策數行乎二百四十。是以大衍為天地之樞，如環之無端，蓋律歷之大紀也。”[ ]再比如，宋代科學家沈括在解釋黃河中下游陜縣以西黃土高原成因時，他說：“今關、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：“五運六氣，冬寒夏暑，旸雨電雹，鬼靈厭蠱，甘苦寒溫之節，后先勝復之用，此天理也。”[ ]由于停留在經驗性的描述和思辯性的解釋上，科學在理論上相對較為薄弱。

由于古代科學家的科學研究較多地受到儒家經學方法的影響，因此對科學家來說，不僅儒家思想是不可違背的，而且，各門學科的“經典”也是不可違背的。這種崇尚經典的學風使得后來的科學家在科學研究中更多的是對前人著作中的科學知識和科學理論的繼承、沿襲或注疏、詮釋，并在此基礎上有所補充、改進。因此，古代的科學著作大都少不了引經據典，廣泛吸取前人的多方面、多學科的知識，因而表現出明顯的繼承性。即使有所創新和發展，也主要是在既定的框架內做出適當的改變和發揮。

中國古代科技的實用性、經驗性和繼承性的特征實際上正是在科技的層面上對儒家思想的延伸和展開。由于要實踐儒家之道，所以古代科技重視實用，重視經驗，在實用科技方面較有優勢，而在科學理論上則相對薄弱；同時，又是由于要尊崇儒家之道，所以古代科學家總是把自己的研究與儒家學說、儒家經典聯系在一起，重視知識的積累，表現出明顯的繼承性。由此可見，中國古代科技的特征與儒家思想密切相關，儒家文化對于中國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傳統文化背景下，中國古代科技的發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，中國古代的科學家大都是儒學化的科學家，中國古代的科學研究大都是儒學化的研究，中國古代科技大體上帶有明顯的儒學特征，中國古代的科學是儒學化的科學。

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