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天文學與人類文明社會的興起

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(1)古埃及的天文學
    埃及的觀天工作最初是由僧侶們擔任的,他們注意觀測太陽、月亮和星星的運動,並從很古的時代起就知道了預報日食和月食的方法。但這種方法是嚴格保密的,詳細情況不得而知。
    大體從公元前27~前22世紀,埃及人不僅認識了北極星和圍繞北極星旋轉而永不落入地平線的拱極星,還熟悉了白羊、獵戶、天蠍等星座,並根據星座的出沒來確定曆法,最著名的例子是關於全天最亮星、大犬座 天狼星的出沒。
    從長期的實踐中,埃及人發現,若天狼星於日出前不久在東方地平線上開始出現,即所謂的「偕日升」,再過兩個月,尼羅河就泛濫了。尼羅河是古埃及人的命根子,它定期泛濫既能帶來農耕迫切需要的水和肥沃的淤泥,也為廣大地區和人民帶來洪澇災害。每年的6月,尼羅河洪水泛濫,使埃及人產生了「季節」的概念。河水泛濫時期叫做洪水季,此外還有冬季和夏季。與季節相聯繫的是,在不同的季節,出現在東方天空的星辰也是不一樣的。久而久之,古埃及人就發現了星辰更替與季節變化的對應關係了,進行了長期的觀察和研究,把原先一年360日,改正為一年365日。這就是現今陽曆的來源。
    古埃及人還運用正確的天文知識,在沙漠上建築起碩大無朋的金字塔。耐人尋味的是,金字塔的四面都正確地指向東南西北。在沒有羅盤的四五千年前的古代,方位能夠定的這樣準確,無疑是使用了天文測量的方法,這也許是利用當時的北極星——天龍座α星來定向的吧!他們首先利用當時的北極星確定金字塔的正北方向,其它三個方向也就不難確定了。

(2)古印度人的時空觀
    古印度人不停頓地觀察太陽的運動,以太陽的視運動為依據,把一年定為360天,又以月亮的圓缺變化為依據,把一個月定為30天,以此編製曆法。實際上,月亮運行一周不足30天,所以有的月份實際上不足30天,印度人稱為消失一個星期,大約一年要消失5個日期,但習慣上仍然稱一年為360天。將一年中分為春、熱、雨、秋、寒、冬六個季節,還有一種分法是將一年分為冬、夏、雨三季。對於空間,古印度人有奇異的看法,他們認為在人類居住的世界之上,還有其它空間,這種時空觀是壯大的,但卻不現實。

 (3)發明星座的迦勒底人
    世界古代文明的另一個搖籃就是幼發拉底河和底格拉斯河流域。在古代這兩河流域地區大約相當於現在的伊拉克共和國,希臘文為「美索不達米亞」,其意思是兩河之間的地方。遠在公元前3000年前,迦勒底人就從東部山嶽地帶來到兩河流域,並在那裡建立了國家。
   迦勒底人把星星稱為「天上的羊」,把行星稱為「隨年的羊」,天上的「羊群」是隨季節而變化的,迦勒底人注意到了這一點。長期的星象觀察,使迦勒底人對天體運動有豐富多彩的發現,知道「日食每18年重複出現一次」,對於月亮和行星,迦勒底人也有很多正確的發現,但是對人類最重要的貢獻還是創造了星座的劃分。他們把天上顯著的亮星,用想象的虛線連結起來,描繪出各種動物和人的形象,並且用一定的名稱稱呼它們。這就是現今星座的由來。白羊、金牛、雙子、巨蟹、獅子、室女、天秤、天蠍、人馬、摩羯、寶瓶、雙魚這12個星座,是世界上最初誕生的星座。美索不達米亞的文化被認為是西方文化的源泉,它的天文學被認為是西方天文學的鼻祖,因此,迦勒底人的星象天文學一向為人們所重視。

(4)古希臘的天文學
    歐洲人稱古代希臘文化為「古典文化」。古代希臘天文學是當時歷史條件下的產物,它總結了許多世代以來天象觀測的結果,概括了古代人們對天體運動的認識,并力圖建立一個統一的宇宙模型去解釋天體的複雜運動,這種嘗試在人類進步史上,是有一定積極意義的。
    泰勒斯(Thales of Miletus)(前640~前560年)是第一個希臘著名自然哲學家,到美索不達米亞學到了天文學。

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他推測地球是一個球體,認為構成宇宙的基本物質是水,據說,他曾經預言了公元前585年所發生的一次日食。把泰勒斯的宇宙觀延伸併發揚光大的是他的門生阿那克西曼德(公元前611~前547年)。他認為天空是圍繞著北極星旋轉的,因此天空可見的穹窿是一個完整的球體的一半,扁平圓盤狀的大地就處在這個球體的中心,在大地的周圍環繞著空氣天、恆星天、月亮天、行星天和太陽天。阿那克西曼德是有史以來第一個認為宇宙不是平面形或者半球形,而是球形的。


   

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數學家畢達哥拉斯(Pythagoras)(公元前560~前490年),他認為數本身、數與數之間的關係構成宇宙的基礎。他主張地圓說,並且是人類科技史上第一個主張「太陽、月亮、行星遵循著和恆星不同的路徑運行」的人。


    另一位偉大的學者德謨克利特(公元前460~前370前)提出了原子學說,認為萬物都是由原子組成的,原子是

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不可分割的最小微粒,太陽、月亮、地球以及一切天體,都是由於原子渦動而產生的。這是樸素的天體演化的思想。他還推測出太陽遠比地球龐大,月亮本身並不發光,靠反射的太陽才顯得明亮,銀河是眾多恆星集合而成的。


   

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希臘天文學家托勒玫 (Ptolemy) 出版他的著作《天文學大成》,提出完整的「地心說」。在整個中世紀這本書被人們奉為天文學知識的經典著作。他指出:日、月、五大行星都在繞地球的偏心圓軌道上運轉,並且各有其軌道層次。


 

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