天文学基础讲义v

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1、第一讲天文学概论在本讲中，我们首先来探讨天文学是干什么的，以及天文学是如何发展而来的。一、研究对象与研究方法1、天文释义所谓“望文生义”，首先我们从天文学的字面意义来看一下天文学是干什么的。在西方语言中，天文学的英文为astronomy，古法语为astronomie，拉丁语为astronomia。它们都来源于相同的希腊语词根astro-（astron）和nomos。astro-（astron）的意义是星，天体。如：astrogatorn.宇航员。nomos的意义是定律。如：nomothetica.制定法律的，以法律为依据的。因此天文可以理解为是日月星辰诸天体的定律或规律。天文学作为一门完整的科

2、学虽然产生于西方，但我国作为文明古国，在远古就开始了对天文学的研究，“天文”这个词也在很早就产生了。在汉代许慎的《说文解字》中，对天、文两个字给出了如下的解释：“天，至高无上”，“文，错画也”。合起来即：天文是天体在天空交错运行所呈现的景象，或天象。天文的这一意义，在古代文献《易》中有很好的反映：“观乎天文，以察时变；观乎人文，以化成天下”（《易·象·贲》）；“仰以观天文，俯以察地理”（《易·系辞上》）。后世所谓：“上知天文，下知地理，中晓人和”中的“天文”也是这一意义。随着“天文”成为一门专门的学问，关于天文的定义也有所引申。在《汉书》卷三十艺文志中对天文给出了如下定义：“天文者，序二十八宿

3、，步五星日月，以纪吉凶之象，圣王所以参政也”。即从天体运行所呈现的不同景象中占知吉凶，以资帝王参政。事实上是利用天象为政治服务，在某种程度上，类似于西方的星占（astrology）。班固在《汉书·艺文志》中所论各门学术之性质，在古代中国文化传统中有着极大的代表性。他所论"天文"之性质，正代表了此后两千年间的传统看法。这一认识也有助于说明天文在我国古代政治中的独特地位。对天文学的这一认识，并非我国独有，事实上在各文明古国中具有一定的代表性。综上所述，无论西方或东方，从字面上来理解都可以得到如下的认识：①天文的研究对象是天体；②对天体的观测是基本的研究方法。但从字面上，也有微妙的不同：西方，事实上

4、应该说是古希腊，“天文”力图揭示规律，以知识追求为主；中国，包括印度、埃及、巴比伦、玛雅等文明古国，“天文”则是努力掌握现象，以占吉凶为主。1432、天文学的研究内容和对象天文学研究的疆域是整个宇宙。从空间上看，从最小的粒子，到跨度达数十万光年（超过60亿亿公里）的星系，无不是天文学研究的对象；从时间上看，从宇宙的创生，到宇宙的结束（如果有结束的话），无不是天文学研究的时段。“天象”是天文学最基本的研究内容。但在不同时代，“天象”的含义也不同。在古代，“天象”只是指天体的位置、运动以及一些肉眼可见的现象，而现在则包括了天体的化学、物理状态。宇宙的起源也是自远古开始天文学试图探讨的问题。但在古代

5、，这些探讨只能归为神话、宗教的内容，而在现在却有了更多科学的依据。服务于人类，自然是各门科学研究的目的之一，但在古代，天文学对人类的作用主要在于提供了时间服务，而古人所重视的“以纪吉凶之象”在现在看来，纯属荒诞不经。而现在，天文学在航天、大地测量、导航以及探索宇宙奥妙中扮演了不可替代的作用。根据以上讨论，下面给出现代天文学的完整定义：天文学是自然科学的基础学科。它研究天体的位置和运动，研究它们的化学组成、物理状态和过程，研究它们的结构和演化规律，研究如何利用关于天体的知识来造福人类。天文学的研究对象是天体以及天体系统。而随着人类文明的进步，对天体的认识与理解也不断深化和扩展。在古代，天体无非是

6、日、月、星、辰，只局限于肉眼可及的范围。而在今天，则把天体作为宇宙间各种星体的总称，包括：行星、卫星、彗星、流星、陨星、小行星、恒星、星团、星系、星际物质、人造天体等。随着人类所能观测到的宇宙的日益扩大，天体的范围也不断扩展。天体是宇宙间多种星体的总称。主要包括：l恒星：天体中的主体。由炽热的气体组成的、自身会发热发光的球状或类球状天体。l行星：绕恒星运行，自身还会发可见光的天体。l卫星：绕行星运行、自身还会发可见光，因其表面反向恒星光而发亮的天体。l彗星：主要由冰物质组成，绕恒星运行。当靠近恒星时，因冰物质受热融化、蒸发或升华，并在恒星粒子流作用下拖出尾巴的天体。l流星体：绕恒星运行、质量较

7、小的天体。当流星体进入地球大气层时，由于速度很高，进入地球大气层因磨擦生热燃烧发光，形成明亮光迹，称为流星现象。l星云：银河系空间气体和微粒组成的星际云。体积和质量较大，密度较小，形状不一，亮暗不等。l星际物质：恒星之间的物质，包括星际气体、星际尘埃、星际云、星际磁场和宇宙线。l人造天体：卫星、飞船、空间站、太空垃圾。所谓天体系统，是由万有引力联系的若干天体组成的集合体。主要天体系统包括以下几类：