從古至今,宇宙科學與航天科技經歷了怎樣的過程?發(fā)生過哪些大的、著名事件?人們是如何來看待和認識這些的?對人類自身又產生了何種的影響?特別是時至今日,人類對我們身在其中的宇宙本質究竟了解到何種程度?有哪些重要的研究理論和成果?希望讀者通過本書得以認識。宇宙處于永恒地變化、運動中。除此之外,世上不存在絕對之物。任何理論,任何思想,都應該受到宇宙不斷變化、運動的檢驗并加以修正,使之趨于完善。從《迷蒙星空:探天之路/理解科學叢書》講述的宇宙、航天研究發(fā)展歷史中諸多事件充分證明了這點。隨著科技的進步,探測水平的提高,使人們對宇宙地理解會更加符合宇宙的真實,并相信:宇宙的規(guī)律是可以逐步把握的。順應宇宙的發(fā)展方向,破除各種陳舊之束縛,確立對宇宙真實的認知,應用于周圍的世界,使我們的社會、生活和思想趨向科學與和諧。具有宇宙之精神,對真理的自由探索與追求,正是我們共同的宇宙觀、理念與信仰。理解科學叢書的又一本新作。論述從古至今,宇宙科學與航天科技經歷了怎樣的過程。本書按照五個時期來進行講述,從遠古時代一直到現在,講了我們對宇宙探索都發(fā)生了哪些重大事件和研究成果,現在我們對宇宙本質了解到了何種程度。
“宇宙、宇宙學、航天、航天科技”這些詞匯已為人們耳熟能詳。宇宙大爆炸、黑洞的觀測確認; 宇宙微波背景輻射和恒星光譜紅移的測定; 人造衛(wèi)星,飛船,探月、探火星的飛行器,飛離太陽系、飛向更遙遠太空等航天活動,為越來越多的人所知曉,引起各個年齡層人們的好奇與興趣。那么,從古至今,宇宙科學與航天科技經歷了怎樣的過程?發(fā)生過哪些大的著名事件?人們是如何看待和認識這些的?這些事件對人類自身又產生了何種影響?特別是時至今日,人類對我們身在其中的宇宙本質究竟了解到何種程度,有哪些重要的研究理論和成果?根據國內外眾多專著的論述和歷史書籍的記載,本書會對這些內容一一予以講述。
記得多年前,夏日晴朗夜晚,仰望星空,無限深邃,天穹廣闊,繁星璀璨,給人以無盡的遐想; 看到夜空中流星的劃過,人造航天器的移行,感嘆人生之短暫,宇宙之浩渺。又經歷了多少歲月,隨著時代的變遷,科學的進步,技術的發(fā)展,思想的解放,使人類有了更深切的感悟: 宇宙處于永恒的變化、運動中。除此之外,世上不存在絕對之物。任何理論、任何思想,都應該受到宇宙不斷變化、運動的檢驗并加以修正,使之趨于完善。從本書講述的宇宙、航天發(fā)展歷史中的諸多事件充分證明了這點。至于某些利益權貴集團,像西方中世紀教廷,為了維持宗教統(tǒng)治,墨守成規(guī),殘酷鎮(zhèn)壓那些勇于探索、敢于提出新理論的學者,對他們進行宗教審判、迫害,甚至將他們火刑燒死,使西方社會墜入黑暗世紀。這是很為現代文明社會所不齒的。隨著科技的進步,探測水平的提高,人們對宇宙的理解會更加符合宇宙的真實,并相信: 宇宙的規(guī)律是可以逐步把握的。順應宇宙的發(fā)展方向、破除各種陳舊之束縛、確立對宇宙真實的認知、應用于周圍的世界,會使我們的社會、生活和思想趨向科學與和諧。具有宇宙之精神,對真理的自由探索與不斷追求,正是我們共同的宇宙觀、理念與信仰。
按照宇宙科學和航天科技發(fā)展的歷史進程,我們劃分為五個大的時期來順序講述:
遠古時代關于宇宙的眾多神話傳說可稱為宇宙學說的啟蒙階段,我國史書上有關的天象記錄和天文歷法記載是其中亮點。這是第一時期。
從公元前6世紀到公元3世紀,在中國,關于早期宇宙科學的各項內容大體已經完備,一個富有特色的初級體系已經建立起來; 而古希臘、羅馬的學者在宇宙的本源和結構理論上則出現了激烈爭斗,此后西方進入黑暗的中世紀。宇宙學淪入了神學深淵,地心說主宰了宇宙學。這是第二時期。
從公元3世紀到17世紀,在中國,在宇宙觀念、儀器制造、歷法編算和大地測量等方面取得了許多成就,達到高峰,但后來逐漸衰敗下來,經歷了從繁榮發(fā)展—鼎盛—衰落的過程。而西方,熬過了漫長的黑暗世紀后,16世紀哥白尼倡導的日心說,開始把宇宙學從神學中解放出來; 17世紀牛頓開辟了以力學方法研究宇宙學的新途徑,誕生了經典宇宙學,他發(fā)明了天文望遠鏡并用于天文觀測,取得了眾多成果。這是第三時期。
十八九世紀,西方學者創(chuàng)立了星云學說; 確立了天體演化學科; 對恒星進行了大量觀測; 把以前只限于太陽系的研究擴大到銀河系和河外星系; 發(fā)明了分光鏡; 宇宙天文觀測的設備、技術和方法取得了大的進展,這些工作為現代宇宙學開拓了道路。中國的宇宙科學受到西學的影響,逐步與其融合。這是第四時期。
20世紀到目前,宇宙科學與航天科技有了極大的發(fā)展。量子力學和愛因斯坦相對論的創(chuàng)立; 哈勃宇宙膨脹理論和宇宙大爆炸理論的重要證實; 河外星系譜線紅移和微波背景輻射的發(fā)現、證實; 中國學者恒星演化模型的建立和對宇宙運動現象的有力詮釋; 航天理論的奠定和眾多航天活動實踐; 航天遙感、遙測技術和空間飛行技術的發(fā)明及應用; 展現著宇宙科學和航天科技無窮的魅力。現代宇宙學正在充滿活力地發(fā)展著。這是第五時期。
需要指出,盡管分為五個時期來講述,但是各個時期是有密切聯(lián)系的,會有交織、融匯之處,不能把它們截然分開、孤立看待。時期的年代劃分也是粗略的。
經過千百年來一代又一代腦力和體力勞動者不懈的發(fā)現、發(fā)明、研究、探索和創(chuàng)造,燦爛輝煌的宇宙學和航天大廈已經基本建造起來,但仍有一些不解之謎等待人們去破解。如果通過本書引起諸位的興趣,進而加入探求宇宙和航天奧秘的行列中,并在此過程中陶冶情操,那么筆者會由衷地感到欣慰。
宇宙學問題涉及的學科范圍廣泛,特別是與天文學緊密關聯(lián),而按傳統(tǒng)學科劃分僅是天文學的一個分支,本書則基本用宇宙學來統(tǒng)一涵蓋了。
張邦寧
2015年3月
1啟蒙時期,邁出推測宇宙第一步//00
1.1古代中國的宇宙及天文學//00
1.1.1天象觀測和記錄//00
1.1.2歷法制定//00
1.1.3宇宙觀念及思想//00
1.1.4神話傳說//0
1.1.5小結//0
1.2古埃及、美索不達米亞和古印度的宇宙及天文學//0
1.2.1古埃及//0
1.2.2美索不達米亞//0
1.2.3古印度//0
1.2.4小結//0
1.3古希臘、羅馬的宇宙及天文學//0
1.3.1創(chuàng)世神話與傳說//0
1.3.2關于宇宙的理論//0
1.3.3天象觀測和天文歷法//0
1.3.4小結//0
參考文獻//0
2宇宙及天文學的繼續(xù)發(fā)展//0
2.1中國的宇宙及天文學的進展//0
2.1.1宇宙觀念//0
2.1.2宇宙思想認識//0
2.1.3飛天的神話傳說、牛郎織女和嫦娥奔月//0
2.1.4天文星圖、歷法和觀測儀器//0
2.1.5小結//0
2.2埃及、美索不達米亞、印度的宇宙及天文學進展//0
2.2.1埃及//0
2.2.2美索不達米亞//0
2.2.3印度//0
2.2.4小結//0
2.3希臘、羅馬的宇宙及天文學進展//0
2.3.1中心火焰說//0
2.3.2日心說的先驅//0
2.3.3物性論//0
2.3.4地心說//0
2.3.5歷法編制、天象觀測、記錄和天文測量//0
2.3.6小結//0
參考文獻//0
3宇宙及天文學掙脫桎梏邁入科學//0
3.1中國的宇宙及天文學從鼎盛滑向衰落//0
3.1.1天文歷法和測量//0
3.1.2宇宙觀念和思想//0
3.1.3世界上的首次航天實踐//
3.1.4小結//
3.2西方的宇宙及天文學掙脫桎梏,走入科學軌道//
3.2.1中世紀的宗教神學扼殺宇宙及天文學的發(fā)展//
3.2.2復興的前奏//
3.2.3歐洲及周邊阿拉伯地區(qū)的宇宙、天文學的復興//
3.2.4哥白尼日心體系的創(chuàng)立和發(fā)展//
3.2.5為確立哥白尼日心說繼續(xù)斗爭//
3.2.6牛頓與經典宇宙學的創(chuàng)立//
3.2.7萬有引力定律的證實//
3.2.817世紀的天文望遠鏡及其觀測成就//
3.2.9小結//
參考文獻//
4天文觀測新科技與宇宙、天文學新進展//
4.1天文觀察和測試新科技//
4.1.1天文望遠鏡技術快速發(fā)展//
4.1.2分光學、光度學、光譜學和照相術應用于宇宙、天文領域//
4.1.3天體距離的測量//
4.2經典宇宙理論的創(chuàng)立與發(fā)展//
4.2.1經典宇宙理論的力學和數學基礎//
4.2.2太陽系起源說及康德和拉普拉斯的星云說//
4.2.3銀河系概念的初步確立//
4.2.4恒星天文學之父——英國天文學家威廉·赫歇爾//
4.2.5儒勒·凡爾納的航天科幻小說《從地球到月球》和《環(huán)繞月球》//
4.2.6小結//
參考文獻//
5現代宇宙、天文學理論與宇宙實驗觀測證實//
5.1銀河系之爭及河外星系的確認//
5.1.1天體距離的觀測技術和分析方法//
5.1.2銀河系之爭//
5.1.3河外星系的確認//
5.2現代宇宙學理論和觀測證實的發(fā)展//
5.2.1宇宙膨脹說的提出//
5.2.2赫羅圖和恒星坍塌理論//
5.2.3相對論與量子力學的發(fā)展//
5.2.4宇宙大爆炸理論//
5.2.5黑洞理論//
5.3天體觀測的進展//
5.3.1射電天文學的誕生//
5.3.2銀河系結構的射電探測//
5.3.320世紀60年代的四大天文發(fā)現//
5.3.4射電天文學的新進展//
5.4宇航時代到來//
5.4.1空間探測手段的發(fā)展//
5.4.2開展空間探測//
5.4.3載人航天//
5.5小結//
參考文獻//