中国古代天文学的特点

本文是作者于1984年6月4日在美国西雅图太平洋科学中心为“中国七千年的发现”展览所作的报告。文章认为,中国古代天文学的最大特点就是它的致用性。这致用性是为满足农业生产的需要和意识形态方面的需要而产生的。中国地处北温带,农事活动和季节的变化有着密切的关系,而季节的变化和太阳视位置的变化密切相联,因而在中国一开始就形成了以观测“日躔”(太阳视运动)和“月离”(月亮的运动)为中心的天文学,也就是如何编制精密的历法成了它的中心工作。这一部分工作详细地记录在二十四史的《历志》中. 在意识形态方面,根据天人感应理论,人事活动和天象变化有密切关系,“天垂象,见吉凶”,皇帝的行为是否合乎天意,要观察天象来判断,因而对奇异天象的连续不断的观测、记录并向皇帝呈报,构成了中国天文学的又一主要内容。二十四史中的《天文志》就是它的档案材料的缩编。这份材料对今天的天文学研究仍有参考价值。仪器制造则是为这两项工作服务的。而这两项工作又都是集中在皇家天文台内进行的。皇家天文台是国家机构的一部分,颁布历法是统治权的象征,它的兴衰是与封建王朝同步的,因而它不可能转变为近代天文学。     

新世纪始年的天象与历法

在全球的一片欢庆声中,人类跨入了新世纪.作为21世纪起始的2001年,年中的天象将是绚丽多彩的;同时农历新岁辛巳年(蛇年)中有些历法现象也引人关注.兹作择要预告,以飨读者.     

《回望人类发明之路》连载之十九 释放核能(上)

正20世纪40年代,人们开始向原子核索取能量。这项发明有可能让人类在未来获得永不枯竭的能源。但与此同时,世界亦蒙上了核战争的阴影。能量是物质运动变化的动力,人类生存发展的重要基础。直到18世纪前,人类和其他生灵利用的一切能源几乎都来自太阳,太阳的光和热使地球充满生机。在太阳的照耀下,绿色植物的光合作用造就了地球上的食物链,为一切生命提供了必需的保障。由于太阳的热辐射,地球上的水和大气时刻不停地运动,造就     

扑克牌里的学问

扑克牌是民间流传非常广的一种游戏,也是人们喜闻乐见的一种娱乐方式,家喻户晓、老少皆知,可以说几乎找不出一个从来没有玩过扑克牌的人。扑克牌玩法有多种多样,什么打百分、争上游、拱猪、五十K、升级、斗地主等等,玩法真是太多了,不胜枚举。桥牌还被列为一项正式的体育比赛项目。不知道大家注意到了没有,就在这小小的扑克牌当中,还隐藏着许多学问呢。扑克的起源“扑克”一词来源于英文,扑克牌在英文中叫“游戏卡片”(Playing Cards),用它玩的游戏叫“扑克”(Poker)。扑克牌最初是在什么地方、由谁发明的,现已经无从考证,但是大多数研究…     

2003年重大天象预告

太阳活动太阳活动是指太阳表层的各种活动变化的总称。太阳活动的强弱直接和间接影响到地球物理现象及人类活动,所以各国都十分重视对太阳的观测和研究。太阳黑子时多时少,表示太阳活动变化。又由于太阳黑子跟太阳表面的其他活动现象(如耀斑爆发,日冕物质抛射)密切相关,因此人们用太阳黑子相对数(简称黑子数)来代表太阳活动的强弱。黑子数多时,表明太阳     

探寻银河系

2012年因为玛雅人的预言增添了一抹神秘的色彩。12月21日是玛雅长历法中第五太阳纪(周期为5126太阳年)的结束日。届时,太阳会非常接近银道和黄道的交汇点——银河中心,那刻的天象即银河对齐,该现象约每26000年发生一次。在玛雅人的宇宙观中,12月的太阳将与银河系合在一起的部分,即我们银河系的中心所在地。它是     

太阳爆发对产妇分娩影响初探

2000年前后,太阳活动将进入第23周高峰年.太阳耀斑爆发引起宇宙环境的突然改变,将产生一系列的生物效应.自2O世纪20年代以来,关于“太阳-生物圈”问题的大量研究已表明,人体的许多生理指标都受到太阳活动的调制.本文从优生角度回顾、调查并分析了在第22太阳活动周期间,太阳耀斑爆发(简称太阳爆发)对产妇分娩的影响,发现     

浑沌的遍历性,混合性和正合性

确定性浑沌是由非线性系统产生的,它的某些数量特征正逐步为人们所揭示,通常用李雅普诺夫指数:作为判断系统是否产生浑沌的证据之一.也可用柯尔莫哥洛夫熵来区分规则运动、浑沌运动和随机运动.现在又用FrobeniusPerron算子来揭示浑沌的另一些重要数量特征:遍历性(ergodicity)、混合性(mixing)和正合性(exactness).本文通过变换的密度来介绍遍历性、混合性和正合性的概念,最后说明它们之间的关系.     

太阳能的再生 本实验将使人类有可能利用太阳——核聚变作动力产生能量

新泽西州的普林斯顿至太阳中心的距离是遥远的,但这却是担任普林斯顿等离子物理实验室主任已一年的哈罗德P.弗思(Harold P.Furth)准备登程的旅途。该实验室主任正打算协同美国、西欧、苏联、日本和中国一起,探索在地球上再现太阳中心的各种条件,以便用核聚变方法产生象太阳所能发出的热量。     

21世纪将启用新历法

最近联合国历法修订委员会经过多年征求意见和分析研究，已制定出最佳新日历，这种新日历将在21世纪启用。现行日历是由罗马教皇格里果里13世1582年修改儒略历和奥古斯都历的基础上产生的，古称格里历，1912年成为我国正式历法，被称为“公历”。现行日历存在着缺陷和不足，表现为历月日数长短不一，大小月安排混乱，四季长短不一，日期和星期之间无固定对应关系、这种日历对人们的生活学习和工作，尤其是统计工作造成极大的不便，而新历法克服了上述存在的缺点，符合现代社会高节奏的生活规律。新历法在历年上全年分12个月，3个月为1季度，…     

掠过太阳的彗星

美国的太阳观测卫星(SMM)1987年10月观测到两颗掠过太阳运动的彗星。作为掠过太阳轨道上运动的彗星,有称为十字星(Krcuz)的一群。1965年出现的池谷、关彗星令人记忆犹新。     

在超空间里洗牌

根据哈佛大学的数学家P.达埃科尼斯(Persi Diaconis)和哥伦比亚大学D.贝耶(David Bayer)的观点,无论你是如何出色的玩牌好手,也不可能将一副牌完全洗匀。去年的这个时候,他们用大标题公布了一个数学证明:至少要洗7次才能使一副52张纸牌彻底洗匀,而多于7次并无多大差别。这件事成了当时的头条新闻。这个问题长期以来难住了别的数学家们。一副52张的纸牌可以有无数种排列次序,52张的任何一张牌可以是整副牌的头一张,51张中的任何一张可以是第二张,依次类推,可能出现的排列数目为52×51×50×……×1。这个计算的结果大约为10~(68),远大于宇宙     

太阳气体在流动

天文学家们已经发现了证据:穿过可见的太阳表面有稳固的气流存在,从太阳内部在太阳赤道上升并朝南北极运动。美国国家航空和宇宙航行局(NASA)设在亚拉巴马州的亨特斯维尔的马歇尔太空飞行中心的大卫·H·哈什维(David H. Hathaway)说“太阳表面气体的流动能提供新的洞察太阳黑子(日斑)周期循环”。     

有趣的"提丢斯定则"

19世纪初,人们发现了位于火星与木星之间的小行星带.事实上,小行星带早在18世纪就被德国人提丢斯预见到了. 在火星与木星之间有一片广阔的地带,其间沿一定轨道环绕太阳运行着大大小小的岩石,这就是著名的"小行星带",是在19世纪初被发现的.1801年1月1日,意大利天文学家皮亚齐在这一地带发现了小行星塞内斯(直径1003千米).1802年,德国天文学家奥伯斯在这里发现了小行星帕拉斯(直径608千米).此后,在这一地带又相继发现了幽诺、维斯达等小行星.     

中国古代历法与星占术——兼论如何认识中国古代天文学

引言在中国古代天文学中,历法占有极其重要的地位,这一点为专家们所公认:“它包括中国古代天文学的许多重要内容.它的发展是中国天文学史的一条主线.”有的论述更为直截了当:“中国古代天文学史,实际上可以说就是历法史.”而历法的产生和发展是为了服务于农业生产,这个观点也是长期以来众口一词,从无异议的.这就与恩格斯《自然辩证法》中的一句话相得益彰了:“首先是天文学——游牧民族和农业民族为了定季节,就已经绝对需要它.”中国古代天文学同样被纳入了这一模式,历法为农业服务这一观点因而更显得根据十足     

脑外伤会激发人的艺术创造力吗?——发明家埃德沃德·迈布里奇传奇

正2017年是动物运动摄影首创者、电影事业教父,法国摄影家埃德沃德·迈布里奇(Eadweard J.Muybridge)诞生187周年。这位去世了100多年的摄影家又一次进入了人们的视线,原因有二:第一,他是历史上非常罕见的在科技发明和艺术创作两方面都作出过卓越贡献的大师,他设计的用多台照相机拍摄的奔马运动,不仅构思巧妙而且意义重大:证明了欧洲艺术长期积累起来的四种表现奔马的姿态,其中三种是错误的(只有公元前5世纪     

日冕极紫外波研究进展

高温低密日冕磁化等离子体介质可承载多种波动模式的传播.本文主要介绍低日冕中两类常见的极紫外波动现象:大尺度极紫外波和准周期快磁声波.大尺度极紫外波是低日冕中全球性传播的大尺度扰动现象,它通常与耀斑、日冕物质抛射等剧烈太阳爆发活动紧密相关. 20世纪60年代,大尺度扰动现象(莫尔顿波)首先在太阳色球层被观测到,相应的理论模型预言了低日冕中也必然存在与莫尔顿波相关的大尺度扰动现象.直到20世纪90年代,空间望远镜才探测到与莫尔顿波类似的日冕大尺度波动现象(大尺度极紫外波).然而,关于大尺度极紫外波的物理本质和激发机制长期以来一直存在着巨大分歧.得益于近年来空间和地面太阳望远镜的高(时间、空间)分辨、多波段、多视角观测数据,目前人们对大尺度极紫外波的激发和物理本质有了更深入和较为完备的认识.近年的高分辨观测还揭示了日冕中的另一类波动现象,即准周期快磁声波.本文将总结近年来人们对两类波动的研究进展,指出目前研究中存在的重点和难点问题,并展望未来可能的研究方向.     

高能宇宙中微子的声探测

中微子在基本粒子家族中素有鬼魂粒子之称.它静止质量等于零,不带电荷,以光速运动,几乎不与任何物质发生相互作用.虽然它与质子、光子、电子并列为稳态粒子,但要直接探测它是不可能的. 1956年美国物理学家科温(L.Cowan)和雷恩(F.Reine)在新墨西哥州利用一台早年研制原子弹后废弃不用的反应堆作为反中微子源(中子衰变后产生,即n→p~ e~- (?)),估计每秒可产生10~(18)个(?)(反中微子),通过常年记录(?) p→n e~ , e~ e~-→rr反应中产生的光子辐射证实了确有(?)存在.自此以后,中微子探测,特别是太阳中微子和宇宙中微子探测便一直研究不断.近年来,随着高能天体物理研究的进展,人们并始酝酿打开中微子的天文观察窗口.因为,中微子不象光子,它不受磁场影响,也不会被散布在空间的宇宙尘埃及星光所散射,能穿透致密星体,因此,它可能带来远古宇宙纪元的信息,是理想的宇宙信使.(据估计,10~(14)eV光子一光子散射的结果,距离达10~7     

金星凌日--金星掩太阳现象

20 0 3年 6月 8日 ,金星将越过太阳表面 ,此一凌日现象约历时 6h.除太平洋中部和沿岸的少数地方外 ,世界各地的人们都可以看到此金星掩太阳的现象 .天文学家们有较完整的金星凌日观测记录是从 1 639年开始的 .从那以后 ,有过 4次 ,分别在 1 761、1 769、1 874和 1 882年 ,基本上每约1 2 0年后即成双地隔 8年出现两次金星凌日现象 ,下一次将在 2 0 1 2年 .1 7世纪 ,根据英国天文学家哈雷 (EdmundHalley)的建议 ,科学家们利用 1 761和 1 769年这两次金星凌日的机会 ,在地球上几个不同的地方同时测量金星穿过太阳表面所用的时间 ,来计算太阳的…     

驱动太阳磁周期的原因是什么?

太阳磁活动强度呈现大约11年的周期性变化,这是太阳内部等离子体湍动对流和磁场相互作用的结果,即太阳的磁流体力学发电机过程.由于对流层强分层、湍流和非线性的特征,人们远不能通过真实太阳物理参数的全球磁流体力学的数值模拟来认识太阳磁周期的演化.简化的发电机模型,如轴对称运动学平均场发电机模型在理解太阳磁周期方面取得了长足进步.磁场的极向分量和环向分量在一定速度场的作用下相互维持,使得磁场能持续的周期性变化.其中的关键物理问题包括:产生环向场的机制和位置,产生极向场的机制和位置,环向场浮现到表面产生具有倾斜角黑子的物理过程以及黑子赤道向迁移的机制.目前只有环向场的产生机制争议较少,其他的问题自20世纪60年代平均场发电机模型建立以来,不同时期有不同的主流认识和主流的发电机模型.过去十几年中Babcock-Leighton型磁通量输运发电机较为全面地解释了太阳磁周期变化的整体特征,但也面临一些新认知的挑战.包含环向磁流管浮现的三维Babcock-Leighton型发电机可能成为下一代主流的运动学发电机模型,它将和全球磁流体力学模拟并行发展,互相受益,提升对太阳磁周期的理解.