第 三 章 西 洋 天 文 學 史
- 埃及人認為星星是分佈在天神的身上，而此天神弓著身體伏在大地上。
- 希伯來人(聖經)：上 帝 創 造 天 地 與 萬 物 。
- 中國人：磐古開天闢地。
宇：四方上下─三度空間的無極。
宙：古往今來─時間的無窮。
天外有天。
- 英格蘭南方的石柱群(2800-2200 BC)：
考古學家認為它是用以觀測太陽與月亮升起的位置與時間， 尤其是Heelstone是標示著夏至太陽升起的位置。
- 猶加敦半島（Yucatan）上的馬雅文明的廢墟〝Caracol〞(∼AD 1000)，
它的窗戶的設計可能是為了便於觀測金星和其他的星體。
- 古代埃及人的觀測：
- 2000∼3000
BC，每年天狼星偕同太陽東升以後不久尼羅河即發生泛濫。
- 大金字塔的北面主要隧道正指向天龍α星﹙Thuban, 右 樞 星 ﹚ ， 這顆星在金字塔修建的時代(3400 BC)，正是當時的極星。
- 北美阿那薩其神廟（∼AD1000），有近日點的標示。
薩克其萬的〝藥輪(medicine wheel)〞是（∼ 600 AD）美洲最古老的天文台，為的是觀測夏 至太陽升起 的情形。
- 中國的觀測
- 周朝（文王）時期（∼2000 BC）即建有靈台（天文台）， 有測日影的圭表。
- 西漢在長安西地建靈台，其上有天文和氣象儀器。
東漢在洛陽的平昌門南建靈台，置有張衡所設計的渾象，侯風地動儀。
- 唐代設 立 有 仰觀台(天文台)及 觀風台(氣象台)。
- 宋、 元、 明、 清都有天文台的設計。
古文明的觀測絕大部分是與季節、氣候、或曆法或天象的預警有關。而真正天文學
的發展可以說主要來自於希臘文明至（400 BC）以後，首先使用科學的方法，
來研究天體的現象與運動 。
古希臘天文學─人類的思考方法從神祕的改變為理性
- 塞利斯 (Thales, 640-560 BC)
- 畢達哥拉斯 (Pythagoras, 540-510 BC)
- 發明畢氏定理， 為 數 學 、 音 樂 之 父 。
- 是最早的實驗科學家之一 。
- 由月相圖（月的盈虧）推測月球是球狀的，進一步地推測地球與其他星體也是球狀的。
環繞著它的地球，太陽、月球、五大行星及恆星。
- Anaxogoras (500﹖∼428BC）
證實了月蝕的原因，而且由月面上地球的影子的觀測，幫助建立了地球是球形的理論。
- 柏拉圖 (Plato, 427∼347 BC)
- 哲學家
- 他認為哲學是來自於天文學的—
因為日夜，四季給我們時間的觀念與探索宇宙特性的動力，
從這些來源引導著我 們 建 立 哲 學 的 概 念 。
- 亞里士多德 (Aristotle, 384-322 BC)
- 主張由絕對的對稱，簡單與完美的抽象概念來瞭解所觀測的事物。
- 亞里士多德的宇宙是球狀而且有限的，以地球為中心，
行星與其他星體是在一地球為中心的球殼上運行。
這些球殼可以不同的速度旋轉。
- 亞里士多德可以說是傑 出 的 實驗學家。 他 所 觀 測 的 結 果 如 下 ：
由上弦月的觀測推測月球是介於大陽與地球之間。
由不同的緯度有不同的恆星在天頂上可推測地球是球形的。
由沒有明顯的恆星視差的觀測結果，推測地球相對於恆星的運動是很小的。
- Aristarchus (310﹖-230﹖BC）
- 從日蝕、月蝕中月球與地球的陰影的相對大小與角度，
可推測月球小於地球，太陽大於地球。
- 再由月球的上 弦 月 至下 弦 月 之間的夾角，
可推測出太陽至地球的距離為月球與地球之間距離的10倍。
- Eratosthenes (276﹖-192﹖ BC）
在夏至日當太陽經過西 奈 (Syene)的天頂，照著井底的時候，
他在亞歷山大城測量太陽距天頂的角度等於兩城的緯度差，
再測兩城的距離，則可測地球的周長。
- 伊巴谷斯 (Hipparchus, 160﹖-125﹖ BC)
- 從精確地觀測星體的位置並古星圖比較使他可以相當準確的預測任何一天太陽、
月亮的位置，並使他發現了歲差的現象。
- 製定包含有1025顆星的星表（圖）。
- 托勒密 (Ptolemy, 140 AD)
- 著有 大綜合論(Megale Sysntaxis)，主 張地心學說。
- 用 周 轉 圓 理 論 (本 輪 與 均 輪) 來 解 釋 行 星 逆 行 ， 認 為 宇 宙 間 任 何 星 體 繞 地 球 運 行 的 軌 道 皆 為 完 美 的 圓 形 ， 托勒密的 學 說 與 宇 宙 模 型 主宰西 方 天文學思 維 將近1500年。
- 天文學（科學）的黑暗期（AD150∼1500）：
托勒密之後，希臘文化完全墜入黑暗的境界。羅馬帝國崩潰，人們放棄了希臘的知識傳統，在基督教義的主宰，服從古人的權威，採取聖經中的宇宙觀，
天文學和一切科學的發展都受到阻礙，再加上宗教戰爭，阿拉伯人的侵入，
更毀壞了希臘文化在東方的幾個中心，很多無價的手稿都付諸一炬，
從此進入科學的黑暗時期。
近代天文學的起源
- 哥白尼(Nicolaus Copernicus, 1473), 波蘭人
- 第谷•布拉赫 (Tycho Brahe, 1546-1601)
- 出色的觀測者
- 出身於丹麥的貴族家庭，喜歡天文研究。
- 1576以後在丹麥王腓特立二世的資助下，在哥本哈根附近的資助下，
在哥本哈根附近的赫芬島上修建一所大的天文台稱為觀天堡。
從1576∼1596的20年內，做了大量精確的觀測。
- 不是一位高明的理論家；因為宗教的緣故，及 觀 測 不 到 日 視 差 ，
他不願意採取哥白尼的理論， 他主張一種半日心半地心的混合體糸，
去解釋他的觀測。（行星繞者太陽；太陽再率領行星繞著地球。）
- 1599年離開觀天堡至布拉格，替迷信占星術的奧皇魯道夫二世觀測天文。
- 1601年去逝 ，臨死之前將畢生觀測資料贈給刻卜勒。
（刻卜勒是在1600才到布拉格擔任他的 助 手 ）
- 刻卜勒 (Johanes Kepler, 1571-1630)
- 主張哥白尼體糸
- 1596年著 "The Harmony of the Sphere"，
天球諧合論試圖承襲畢達哥拉斯的理論，以內接正多面種來探討各行星軌導間的幾何關係。
- 根據第谷•布拉赫的觀測資料，仔細地計算分析，
認為火星的軌道不能是圓形的，而必須是橢圓的才能與數據資料符合。
- 建立刻卜勒三大定律：用以描述行星運動，而且可精確地預測行星的位置。
刻卜勒三大定律：
- 行 星 運 行 的 軌 道 為 橢 圓 ， 而 太 陽 位 於 橢 圓 焦 點 之 一 。 (1609)
- 行 星 與 太 陽 的 連 線 ， 在 相 同 的 時 間 內 掃 過 相 同 的 面 積 。 (1609)
dA/dt = 常 數 。
- 軌 道 半 長 軸 a 的 三 次 方 與 週 期 p 平 方 之 比 為 常 值 。 (1619)
a3/p2 = 常 數 。
- 伽利略(Galileo Galilei, 1564-1642)
- 為重要的實驗物理學家。
- 在比薩斜塔研究自由落體實驗。
- 觀測物體運動情形，提出靜著恆靜，動者恆動的觀念。影響牛頓建立了力學系統
- 1610年經由望遠鏡發現了木星的四顆主要衛星
為哥白尼體系的一個強而有力的證據。
- 觀測到金星與水星的相位（盈虧）更支持日心理論(出 版 "三 個 哲 學 家 的 對 話")。
- 望遠鏡的觀測結果提供更多更精確的觀測資料來驗證刻卜勒的運動定律。
- 牛頓(Isaac Newton, 1642-1727)
- 偉大的物理學家
- 23∼25歲之間，發明微積分，力學三大運動定律，萬有引力定律，
並研究 光的性質，發明反射式望遠鏡.......
- 牛 頓 的 萬 有 引 力 定 律 ：
宇 宙 中 任 何 質 點 都 互 相 吸 引 ， 引 力 的 大 小 與 兩 者 質 量 的 乘 積 成 正 比 ， 但 與 距 離 平 方 成 反 比 。
- 牛 頓 運 動 定 律 ：
- 物 體 所 受 的 靜 力 為 零 時 ， 動 者 恆 動 ， 靜 者 恆 沿 直 線 做 等 速 運 動 。
- 每 一 作 用 在 物 體 上 的 力 ， 所 產 生 的 加 速 度 其 方 向 與 與 此 力 相 同 ， 但 大 小 與 物 的 質 量 成 反 比 (F=ma)。
- 作 用 在 物 體 上 的 每 一 個 力 ， 皆 有 其 反 作 用 。 反 作 用 力 的 大 小 與 作 用 力 相 同 ， 但 方 向 相 反 。
- 愛因斯坦 (Einstein, 1879-1955)
最 近 更 新 日 期 ： 一 九 九 七 年 十 二 月 二 十 九 日
蘇 漢 宗(htsu@mail.ncku.edu.tw)
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古文明之宇宙觀
