天文学史

天文学的历史非常久远，天文学可谓人类历史上古老的一门科学。从最初人类对于星象变化的认识开始，天文学就已经开始萌芽了。人们为了研究和制定各种时间或时令（例如：季节或者历法）而产生了天文学，甚至有一部分是来源于占卜的——许多人以星象来进行占卜，即占星术。

可以说，天文学发展了那么长的时间，研究它的历史，也是非常有意义的。这也是天文学研究中的一个重要方向。尤其是历史上记录的各种天文现象，更是当今某些天文研究领域的非常重要、非常珍贵的资料。正是由于一直以来不断的资料及累，才使得后来的天文学有了相当大的发展。因此天文学史也就成了天文学的一个重要分支。

早期的天文学致力于发展在天球上可见的明亮天体的运行规律，特别是太阳、月球、恒星和肉眼可见行星。早期天文学研究的一个例子是太阳在地平线上的出没在恒星中位置的周年变化，这可以用来建立农业的仪式或日历。在某些文化中，天文的资料被用于占星学中的预测。

古代的天文学家已经能够区分恒星和行星，在比较下，恒星经历世纪的长时间依然是固定不变的，但行星在很短的时间就会移动位置。

## 早期的历史

早期文化以神话和灵魂标示天体。它们认为这些天体 (和它们的运动)导致的现象包括雨、干旱、季节和潮汐。一般还相信第一位的专业天文学家是祭司 (例如僧侣)，他们了解的天空是神圣的，因此古老的天文学和现在所谓的占星学是联系在一起的。古老的结构可能和天文校准有关 (像是巨石阵)，可能完全符合天文学和宗教功能。

世界各地的历法都是依据太阳和月球 (测量年、月和日)设置的，对农业的节庆非常重要，并给出每年收获的正确时间。现在最通用的西历是以罗马历为基础，将一年分为大月31天，小月30天，相互交替的12个月。在公元前46年，凯撒采用起源于公元前4世纪的希腊天文学家卡里普斯所提出一年长度为365 1/4天的历法改革。

## 美索不达米亚

美索不达米亚的和世界的天文学史始于苏美尔人，他们在公元前3500-3200年开发了最早的文字体系 - 被称为楔形文字。苏美尔人发展了一种天文学形式，对巴比伦人的复杂天文学产生了重要影响。在古代美索不达米亚宗教中，天体崇拜(Astrolatry)赋予了行星之神的重要作用，是从苏美尔人开始的。他们还使用了一个六十进制（基数为60）的位值计数法系统，它简化了记录非常大和非常小的数字的任务。把圆周划分为360度，每次60分钟的现代做法，是苏美尔人开始的。巴比伦历法

## 埃及

埃及天文学始于史前时代。上埃及纳布塔海滩的石圈可以追溯到公元前5千年，这表明即使在史前时期，天文学对古埃及的宗教生活也很重要。尼罗河每年的洪水意味着日症日升起，或黎明时分恒星的首次可见出现，对确定何时可能发生这种情况特别感兴趣，毫不奇怪，埃及历法的365天时期已经在埃及历史之初就被使用了。埃及人中使用的星座系统似乎也基本上是本地起源的。考古证据将撒哈拉以南非洲文化中的分形几何设计与埃及宇宙学标志联络起来。

## 古希腊

活跃于公元前七世纪的赫西俄德则在《工作与时日》中提及了大角星。尽管荷马和赫西俄德的作品本身并不是科学著作，它们传达了一种原始的宇宙学——平坦的大地被一条大洋河所包围。一些恒星会升起和落下（从古希腊人的观点来看，落下即是消失在海洋中）；而其它恒星则是不落的。根据一年中时候的不同，有些恒星会在日出或日落的时候升起或落下。

公元前五、六世纪的前苏格拉底哲学中关于宇宙的推测相当普遍。阿那克西曼德（约前 610—前 546）描述了一个悬在宇宙中心、被火圈包围的圆柱形大地。毕达哥拉斯学派的菲洛劳斯（约前 480—前 405）认为宇宙由恒星、行星、太阳、月亮、大地和对地等十个围绕一团看不见的中心火焰旋转的天体组成。这些观点表明公元前五、六世纪的古希腊人已经认识到行星的存在，并且对宇宙的结构进行了推测。

## 中国

东亚的天文学起源于中国，节气在战国时代就已经出现了。中国天文学的知识在东亚散播开来。

天文学在中国有悠久的历史，从公元前6世纪就有详细的天文记录，在17世纪西方天文学和望远镜的介入之前，中国天文学家已经纪录彗星、太阳黑子。中国人很早就能预测月食，但日食并未被精确预测过，明末中国司天监官员与西方传教士的观测日食比赛，以中国失败收场。

大部分早期的中国天文学的目的在维系时间。中国使用的历法是阴阳合历，但是因为太阳和月球的周期不是非常契合，因此经常修订并改用新的历法，天文观测的主要目的也都是为了制历。而制历的主要目的则是为了显示皇朝正统，因此，每次改朝换代，中国都会改换历法。

星占是中国天文学主要的一个部分，中国人认为天象与人间皇朝的国运息息相关，因此，中国司天监对偶然出现在恒星之间的“客星”非常小心和注意。有世界最早的超新星纪录，在《后汉书》的占星志中有公元185年的超新星记载，创造出蟹状星云的超新星也在公元1054年也被中国司天监观测到，并记录为一颗“客星”，古老的彗星和超新星等天文事件的记录，对现代天文学的研究非常有价值。

甘德在公元前4世纪编制了一份的星表。过去认为这是最早的星表，但后来在巴比伦发现了更早的星表——巴比伦星表。

中国古代天文学被皇权垄断，为了防止民众借天象造反，中国一直禁止民众私习天文，如有犯者，罪同造反，将被斩首，这也成为中国天文学落后的一个原因。

## 现代天文学

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在摄影技术发明之前，天文资料记录受到人眼的限制。1840年，化学家约翰·威廉·杜雷伯拍摄了已知最早的月球天文照片。到19世纪末，人们已经制作了数以千计的行星、恒星和星系的照相底片。大多数摄影的量子效率（即捕获的入射光子较少）低于人眼，但具有积分时间长的优势（人眼为100毫秒，而照片则需要数小时）。这大大增加了天文学家可用的数据量，从而导致了计算员（著名的哈佛计算员）的兴起，用于追踪和分析数据。

科学家开始发现肉眼看不见的光的形式：X射线、伽马射线、无线电波、微波、紫外线和红外线。这对天文学产生了重大影响，催生了红外线天文学、无线电天文学、X射线天文学以及伽马射线天文学等领域。随着光谱学的出现，人们证明其他恒星与太阳相似，但温度、质量和大小各不相同。

恒星光谱学科学是由约瑟夫·夫朗和斐和安杰洛·塞基开创的。透过将天狼星等恒星的光谱与太阳的光谱进行比较，他们发现它们的吸收线（恒星光谱中的暗线是由大气对特定频率的吸收引起的）的强度和数量存在差异。1865年，塞基开始将恒星依光谱类型分类。1868年8月18日，人们首次观测到氦的存在，当时在太阳色球光谱中出现了一条波长为587.49奈米的亮黄色谱线。这条线是法国天文学家皮埃尔·朱尔·塞萨尔·让森在印度的一次日全食期间发现的。

1838年，弗里德里希·威廉·贝塞尔使用视差技术首次直接测量了恒星的距离（天鹅座61，11.4光年）。视差测量显示天空中恒星之间的巨大距离。在19世纪，双星的观测变得越来越重要。1834年，弗里德里希·威廉·贝塞尔观测到天狼星的自行变化，并推断出有一颗隐藏的伴星。1899年，爱德华·皮克林观察到开阳星的光谱线在104天内周期性分裂，发现了第一个光谱双星。弗里德里希·冯·斯特鲁维和舍本·卫斯里·伯纳姆等天文学家收集了许多双星系统的详细观测数据，从而可以通过计算轨道元素来确定恒星的质量。1827年，费利克斯·萨瓦里首次解决了透过望远镜观测确定双星轨道的问题。1847年，玛丽亚·米切尔用望远镜发现了一颗彗星。

## 宇宙学和宇宙的膨胀

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我们大部分的现有的知识是在20世纪获得的。通过使用摄影的帮助下，昏暗物体被观察。我们的太阳被认为是由超过1010颗星（100亿颗恒星）星系的一部分。

随着大量天文数据的积累，像哈佛计算员这样的团队声名鹊起，使得许多此前只能作为男性天文学家助手的女性天文学家获得了该领域的认可。美国海军天文台和其他天文研究机构雇用了人类“计算员”，他们执行繁琐的计算，而科学家则进行需要更多背景知识的研究。

这段时期的许多发现最初都是由女性“计算员”注意到的，并报告给她们的上司。亨丽爱塔·斯万·勒维特发现了造父变星的周期-光度关系，并进一步将其发展成为一种测量太阳系外距离的方法。

安妮·坎农是哈佛大学电脑系的资深人士，她在20世纪初开发了现代版本的恒星分类方案（O B A F G K M，基于颜色和温度），她在一生中手动分类的恒星比任何人都多（约35万颗）。二十世纪，恒星科学研究取得了越来越快的进展。卡尔·史瓦西发现，可以透过比较视星等和照相星等来确定恒星的颜色，进而确定其温度。光电光度计的发展使得能够精确测量多个波长间隔的量级。1921年，阿尔伯特·迈克生首次使用威尔逊山天文台胡克望远镜上的干涉仪测量恒星直径。

二十世纪最初几十年出现了有关恒星物理结构的重要理论研究。1913年，赫罗图的出现，推动了恒星天文物理学的研究。1906年，丹麦天文学家埃纳·赫茨普龙在波茨坦发表了第一张这些恒星的颜色与光度关系图。这些图表显示出了突出且连续的恒星序列，他将其命名为主序列。在普林斯顿大学，亨利·诺利斯·罗素绘制了这些恒星的光谱类型与绝对星等的关系图，发现矮恒星遵循着独特的关系。这使得我们能够以合理的精度预测矮星的真实亮度。已经发展出成功的模型来解释恒星的内部结构和恒星的演化。塞西莉亚·佩恩-加波施金在1925年的博士论文中首次提出恒星主要由氢和氦组成。随着量子物理学的进步，我们对恒星光谱的了解也越来越深入。这使得恒星大气的化学成分能够被确定。随着1930年代恒星演化模型的发展，本特·斯特龙根引入了赫罗图这一术语来表示光度-光谱类别图。1943年，威廉·威尔逊·摩根和菲利普·柴尔兹·基南（Philip Childs Keenan）发表了完善的恒星分类方案。

银河系作为一个独立的恒星群的存在，直到20世纪才被证实，同时证实了“外部”星系的存在，不久之后，我们看到大多数星系远离我们，宇宙正在膨胀。1920年代，哈罗·沙普利和希伯·柯蒂斯之间的“世纪天文大辩论”涉及银河系的性质、螺旋星云和宇宙的尺寸。

## 参考文献

### 来源

天文学史料

- Scholars Past. Willy Hartner , Otto Neugebauer,
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书籍

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- Dreyer, J. L. E. History of Astronomy from Thales to Kepler, 2nd edition. Dover Publications 1953 (revised reprint of History of the Planetary Systems from Thales to Kepler, 1906)
- Eastwood, Bruce. The Revival of Planetary Astronomy in Carolingian and Post-Carolingian Europe, Variorum Collected Studies Series CS 279 Ashgate 2002 ISBN 978-0-86078-868-3
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- Pedersen, Olaf. Early Physics and Astronomy: A Historical Introduction, revised edition. Cambridge University Press 1993 ISBN 978-0-521-40899-8
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期刊

- DIO: The International Journal of Scientific History
- Journal of Astronomical History and Heritage

## 外部链接

- Astronomiae Historia / History of Astronomy at the Astronomical Institutes of Bonn University.
- Commission 41 (History of Astronomy) of the International Astronomical Union (IAU)
- Society for the History of Astronomy
- Mayan Astronomy
- Caelum Antiquum: Ancient Astronomy and Astrology at
- The Antikythera Calculator (Italian and English versions) - Ing. Giovanni Pastore
- Starry Messenger: Observing the Heavens in the Age of Galileo An exhibition from the Beinecke Rare Book and Manuscript Library at Yale University
- Mesoamerican Archaeoastronomy
- 关于偏差平面和简单平面的说明书 此阿拉伯文手稿的历史可以追溯到1740年。