星系和宇宙天文学的古往今来

□ 闻新 李妍

星系和宇宙天文学的古往今来

□ 闻新 李妍

人类天文学诞生的标志？

▲ 位于英国西南部的巨石阵（上）和火星上的巨石阵（下）

人类早期天文学和占星术是没有区别的，神秘的巨石阵（石圈）是记载人类天文活动第一个线索。石圈的主轴线、通往石柱的古道和夏至日早晨初升的太阳在同一条线上；另外，其中还有两块石头的连线指向冬至日落的方向。

最著名的巨石阵位于英国西南部，建造于5000年前，当时那里还没有人居住，所以至今为止没有人知道当初建造它的目的到底是什么。一些专家认为那里是观察天体的地方，人们很可能在季节变化之际在那里举办庆祝活动。还有一些科学家认为圆形石林是早期英国部落或宗教组织举行仪式的中心。另一些科学家们则认为巨石阵是用来悼念死者的纪念物，因为在英国的墓葬中时有发现一些石器时代斧头雕刻、匕首和杯子，用来对死者的悼念，而巨石阵上的石柱上也有一些类似的雕刻，也许是巧合，最近美国发射的火星探测器，竟然发现了火星上也有巨石阵，它是谁创造呢？相信在未来的某一天，人类能揭示出它背后的故事。

古往今来天文学的用途

维基百科解释：天文学是一门古老的科学，自有人类文明史以来，天文学就有重要的地位。天文学是研究宇宙空间天体、宇宙的结构和发展的学科，其内容包括天体的构造、性质和运行规律等。

远古时期，人们认为地球是平的，天空是一个大圆顶，太阳、月亮和行星系在这个圆顶上，天空中出现的每一个现象和事情都是由上帝决定的，太阳和行星都是上帝，所以当人们要做一些非常重要的事情时，总是仰望天空寻找上帝的旨意，如皇上登基大典等重大活动。

随着人类文明的进步，人们认为天文学是非常重要的，并且与日常生活息息相关。比如，人们通过测量太阳、地球和月球的运行，确定时间和季节；水手和牧民通过星星寻找路径方向。

▲ 地球是平的

人类最早的天文记录

大约在5000年前，伊拉克地区居住着苏美尔人，他们是最早观察天体，并用图案、文字纪录天体运动的人。他们当时观察天体的目的是为了洞察宇宙各种变化对人们生活所带来的影响和危害。通过几个世纪的观察，苏美尔人积累了丰富的天文资料，并把观察结果用古老的文字铭刻在千万块泥板上，被保存下来，并延用到今天，如“一小时等于60分钟”的计时方法。

▲ 苏美尔人的泥板图画出了11颗行星围绕太阳转（也称苏美尔人记载的12星图）

借助天体的运动规律预测未来

大约在5000年前，被称为牧师的埃及天文学家，发现了天狼星每年是有规律性地呈现和消失，但每当天狼星重新出现的时候，尼罗河就开始洪水泛滥，于是牧师就通过天狼星来预测洪水。与此同时，针对尼罗河的洪水，还流传一个故事，因为上帝的妻子Isis，死去了丈夫Osiris，所以悲伤地哭了，她的眼泪流到尼罗河里，才导致洪水泛滥。

大约在2500年前，古希腊的第一个天文学家，也称占星师，发现了怎样测量地球和怎样预测日食现象，与此同时，还第一次发现地球是圆形的。他推测，如果地球是平的，那么大海远去的船只应该变得越来越小，而不应是突然消失，由此推断地球是圆形的。

中国古代天文学家通过大量的观测，得到了详细的星图，但人们仍然认为天象能够预测未来。例如皇帝举行登基大典时，一定会邀请天文学家帮助他夜观天象。此外，举行军事活动，也要遵循星宿的“指示”。古人视天象为一面镜子，每片天空都对应着中国的一部分地区。例如哪里出现了彗星，则认为那里就有不祥征兆，皇帝甚至会派兵去攻打那个地区。

为什么古希腊人认为有两个金星？

在古代希腊，金星有两个不同的名字。最初，人们发现在每年的特定时间段，金星就会出现，并认为早晨出现的金星和晚上出现的金星是两个不同的天体。大约2500年前，古希腊数学家毕达哥拉斯才指出这两个金星是同一个天体，他的这种观点来自于巴比伦人。

为什么古希腊人会认为有两个金星呢？因为当时地心说占有主导地位，按照地心说理论，有时就会发现一个行星运行中似乎改变了运动方向，又走回头路了。为了回答这些疑惑，古希腊天文学家托勒密解释行星围绕地球旋转的同时，还要围绕自己的小圆轨道运转，这也是托勒密的地心说模型。托勒密地心说模型是在仔细观察天体运动规律基础上得出来的模型，所以当时可以解释许多天体运动的现象，因此天文领域几千年以来一直使用这个模型。

中东天文学

古希腊天文学极大地影响着中东地区的天文学家，公元8世纪—9世纪期间是数学和天文学活跃时期，中东学者引入了希腊人的天文学，改善和发明了大量测量天体的工具，如用于测量恒星位置的象限仪变得越来越完善。

在穆斯林管辖区域的伊斯兰教徒们在小丘陵上，建立了天文观测点。因为穆斯林祈祷时间是基于太阳运动来确定，所以在巴格达这样的大城市里，占星师们估算太阳、月亮和行星的运动时间比托勒密估算得还要精确。

太空革命和天空不完美

▲布拉赫的宇宙模型

公元13世纪—14世纪，古希腊和中东天文学传入欧洲。公元16世纪，波兰一位知名牧师哥白尼，渐渐意识到托勒密的地心说理论荒唐，而且解释简单的行星运动非常复杂。哥白尼假设如果以太阳为中心，则解释行星运动会变得非常简单，而且行星也就不会出现改变运转方向现象了。

托勒密认为太空非常完美的，运动从不会停止，而且太空天体是不变的。但在1572年，一位丹麦的天文学家布拉赫发现一个新的星体，实际上是超新星，它出现了六个月后就消失了。于是他开始自问，如果恒星出现消失了的情况，太空怎么会不变呢？由此他也对托勒密的理论产生了质疑，并提出一种介于地心说和日心说之间的宇宙模型，认为地球作为静止的中心，太阳围绕地球作圆周运动，而除地球之外的其他行星围绕太阳作圆周运动。但布拉赫天体模型流行很短一段时间就被哥白尼模型取代。

公元17世纪，伽利略通过望远镜观测太空，不仅观测了月表、金星、木星和木星卫星，还观测到了不是两个，而是一个金星围绕太阳转，并确认了哥白尼的日心说是正确的。

下期预告：宇宙年龄至少为137亿年，但人类真正的太空探索活动才进行2000多年，航天活动才进行60多年，那么地球之外真的没有生命存在吗？下期题目为“古代航天员痕迹的真与假”，主要介绍新石器时代的太空人浮雕、古代中国航天员的模样、中国神话故事中的“羽人”、人类最早构思的宇宙飞船、古代太空人的假说，以及天文学家霍金的观点和看法等问题。