天文学

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇天文学范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

天文学范文第1篇

天文学专业培养具备良好的数学、物理和天文等方面的基本知识和基本能力，能在天文学及相关学科从事科研、教学和技术工作的高级专业人才。

天文学可分为天体测量学、天体动力学、天体物理学三大领域，这三大领域如今备受人们的关注。

天文学是研究宇宙空间天体、宇宙的结构和发展的学科。内容包括天体的构造、性质和运行规律等。主要通过观测天体发射到地球的辐射，发现并测量它们的位置、探索它们的运动规律、研究它们的物理性质、化学组成、内部结构、能量来源及其演化规律。

（来源：文章屋网 ）

天文学范文第2篇

小时候，我总喜欢在草地上打滚，晚上，我便躺在草地上遥望星空。东北的夏天，白天虽炎热之极，晚上却异常凉爽，而且东北的夏夜，天空中通常是繁星点点，望着那一颗又一颗的闪烁的小星，我那幼小的心中就产生了一个有一个的幻想：那闪烁的小星是不是也像月亮那样有那么动人的传说和故事呢？地球绕着太阳转，月亮绕着地球转，那么星星是不是绕着月亮转呢？……就是这一个有一个幻想，一个有一个听起来令人发笑的幻想，却是我成为了一名天文学爱好者。

日食与月食

日食与月食是两种天文奇观，尤其是日食，是百年难遇的。可我是多么幸运，公元2009年7月22日，农历六月初一，终于观测到了二十一世纪最为壮观的天文奇观—日全食，日食过程共分为5部分，初亏、食既、食甚、生光、复圆。在发生食既和食甚的时候，我发现，太阳好像是羞红了脸，一个劲的往里钻，是的太阳好像变得越来越小，其实，这是日偏食现象，当太阳被 月亮遮得只剩下外层的一层圈时，就发生了日环食；当太阳完全被遮住时，那就发生了最为壮观的日全食。随后进行了下一个部分，即又发生了日偏食，最后复圆，即日食过程全部结束。月食是指地球挡住了射向月亮的太阳光，但是三者必须接近一条直线。月食共分为月全食、月偏食和半影月食三种，而且一般在农历十五或十六晚上发生。

天文学范文第3篇

最初的分类字母序列是按字母表顺序从A到P排列的，但是随着一部分字母被取消，或合并和重新排序，恒星分类法中的字母顺序变成了根据恒星的不同质量和温度，从质量最大、炽热呈白色的O型恒星，一直到暗弱的红色M型矮星。

但是一个世纪前研究恒星的天文学家们，却并不真正了解恒星的物理性质。随着照相技术为天文学观测带来的变革，有三位杰出的、却默默无闻的女性，拿着低廉的薪水，基于恒星的不同光谱，对恒星进行了分类。由此，她们奠定了现代恒星天文学的基础。

早期的分类法

1814年，约瑟夫 · 冯 · 夫琅禾费把分光镜对准了太阳，想看看他在灯火中发现的明亮橙色谱线是否也能在太阳光谱中看到。然而，他却看到了上百条暗线，它们使太阳光谱显得支离破碎。这些暗线的来源一直是个谜团，直到德国物理学家古斯塔夫 · 基尔霍夫与德国化学家罗伯特 · 本生（德国化学家，元素铯和铷的发现者，本生灯以他命名。——译者

注）合作给出了答案。他们认为这些暗线揭示了太阳大气中的元素构成，每种元素都会吸收阳光中的相应谱线，从而使光谱中的对应位置出现暗线。

世界各地的天文学家们很快就把基尔霍夫的结论应用到了恒星上面。其中，最早从事这一工作、并且最富热忱的是梵蒂冈天文台的Pietro Angelo Secchi神父。他在梵蒂冈天文台的一架9英寸（约22.86厘米）赤道仪式望远镜的物镜上安装了一块大型玻璃棱镜，并通过目镜进行观测。他本以为光谱的类型会像满天恒星一样数不胜数，结果却是，恒星的光芒呈现为几种基本的光谱类型。

到1877年，Secchi已经仔细研究了约4000颗恒星的光谱，并且精心地亲手绘制了其中的一部分。最终，他把这些恒星分成了5种类型。像织女星和天狼星这样的蓝白色恒星构成了I型，这类恒星的光谱中只有几条较宽的暗线，Secchi知道它们是由于氢元素的吸收而产生的；II型是黄色的恒星，包括五车二（御夫座α）和太阳，在它们的光谱中有许多细线；III型和IV型包含了红色恒星，谱线的宽窄程度决定了它们是前者还是后者。Secchi还增加了V型，用以解释光谱中有亮线而不是暗线的那类恒星。

Secchi的工作很快就得到了广泛应用，但他并不是唯一尝试进行恒星分类的人。美国的Lewis Rutherford、英国的Huggins夫妇（William Huggins和Margaret Huggins），以及意大利的Giovanni Battista Donati都各自采用了不同的设备和观测技术，对恒星进行研究和分类。最初的恒星光谱研究局限于肉眼观测，因此，想要对于他们各自的独立工作进行比较虽然不是不可能，但却非常困难。

在这个时候，天体摄影术，还有一位富有的纽约人，开始登上恒星物理的历史舞台。

Draper纪念基金

第一个为恒星光谱中的暗线进行摄影的人是Henry Draper，无论在名义上，还是在事实上，他在美国都是将天文装备与摄影器材相结合的顶尖高手。1872年8月8日，他使用自己设计和制作的28英寸（约71厘米）卡塞格林望远镜拍摄了织女星光谱，照片显示出了4条明显的氢线。在接下来的4年里，没有其他人能够拍出可与之媲美的照片，而在此期间，Draper又为另外几十颗恒星拍摄了光谱。

1882年，他辞去了纽约大学的教授职位，把自己的全部精力都投入到了拍摄恒星光谱和为恒星分类上。但同年年底，由于突然感染肺部疾病，年仅45岁的Draper离开了人世，他的美好梦想也随之戛然而止，只留下了他的遗孀Anna Palmer Draper继续着他未竟的事业。

Anna Draper曾经与她的丈夫并肩工作，一起记录观测结果、制备化学试剂、准备照相用的感光片。甚至28英寸（约71厘米）望远镜的镜面玻璃都是他俩在一次购物旅行中一起选购的，那是他们的“蜜月旅行”。现在，虽然Draper去世了，但Anna打算新建一个机构，专门积累和研究恒星光谱。这时候，他们夫妇的密友、哈佛大学天文台的台长Edward Pickering表示，如果她在哈佛大学建立一个实验室，那么这项工作马上就可以开始。

1886年2月14日，Anna Draper创立了Henry Draper纪念基金，以纪念她的丈夫。这项基金为哈佛大学天文台在长达半个世纪内居于世界领先地位提供了很大帮助，而最终的成果，就是至今仍在使用的几种大型恒星光谱编目。在这一工作的初始阶段，需要设计一种更好的恒星分类方法。

从A到Q

正如那个时代通常的情况，哈佛大学天文台内的工作分工有着明显的性别色彩。有大约六名男性从事需要体力的工作，如操作望远镜、拍摄照片等，而女性的人数那时与男性人数大致相当，但她们是在白天工作，任务是检索照片并将所见的内容编目成册。

实际上，在Draper基金建立之前，Edward Pickering就已经在从事恒星摄影工作，而一位名叫Williamina Fleming的女同事则以检查玻璃底片时目光敏锐而闻名。Fleming最初只是Pickering台长家的女仆，但后来Pickering注意到她的思维非常敏捷，于是便在1881年雇佣她为全职工作人员。当时Fleming只有24岁，她的工作是“抄录和常规计算”。不久之后，Pickering又让她负责恒星光谱的分类工作。

Draper星表中的光谱基本上是按照Secchi的方法拍摄的。在一台折射望远镜的物镜上安装了一块玻璃棱镜（称为“物端棱镜”——译者注），可以将视场中所有恒星的光谱都记录在一张底片上。每张底片的尺寸是8英寸×10英寸（约20厘米×25厘米），可以覆盖比北斗七星的斗身部分大一倍的天区。5分钟的曝光就可以显示出上百颗恒星的光谱。

一开始，Fleming想运用Secchi的五类恒星法，但她发现自己比Secchi看到了更多的细节。她使用和Secchi一样的顺序，即蓝白色恒星、黄色恒星和红色恒星，但她把Secchi的5种类型进一步细分为13类，并用大写字母依序表示。字母A、B、C和D用于描述Secchi的I型，E到L对应于II型，M对应于III型，N对应于IV型，而O则对应于V型。她删去了字母J，因为在德文出版物中，J和I很难区分。Fleming同样也增加了一些额外类型：用P表示行星状星云，Q表示没有包含在上述任何一个类型中的其它恒星。

经过了多年的努力，Fleming检查了633张底片上的10351颗恒星的28266个光谱。哈佛天文台于1890年公布了首份恒星摄影光谱目录。然而在这部著作出版前，另一份目录也已经在准备之中了。

A前面的B

在Fleming研究的玻璃底片上，光谱的大小为1/2英寸（1.27厘米）长，1/32英寸（0.08厘米）宽。她通过放大镜把光谱放大5倍，这样就看到了肉眼看不到的更多谱线。此外，高色散条件下的光谱也会出现额外的谱线。

不久，安装在望远镜上的棱镜增加到了4块，通过它们拍摄了一些新底片。每增加一块棱镜，每个单颗恒星的光谱都会展宽很多，从而产生更长、更清晰的亮星光谱。最终的图像记录下了数量惊人的细节。在最早的织女星照片中，Henry Draper只发现了4条暗线，而现在则发现了百余条暗线。第二套高色散恒星光谱的照相底片经过整理后，Pickering又雇佣了另外一位女性对它们进行研究。

Antonia Maury是已故的Henry Draper的侄女，曾在纽约州Poughkeepsie市的Vassar学院师从当时美国最著名的女科学家Maria Mitchell学习天文学，这时刚刚毕业。Maury向哈佛天文台申请工作职位，而Pickering最初并不是很愿意聘用她，他回信说这项在天文台由女性从事的工作非常机械乏味，对于一位大学毕业生来说，实在是屈才了。但Maury坚持申请，并且非常渴望得到这个机会——这在19世纪末的天文学界，是女性可以得到的为数不多的工作之一。1888年，Pickering聘用了Maury，而Maury几乎马上就做出了重要贡献。

在Pickering的指导下，Fleming遵循一种实证研究法为恒星分类，即考虑恒星光谱中某些特殊谱线的存在或缺失，如氢线。但她忽视了光谱可能会揭示恒星的物理性质。Maury不太赞同这种方法。她更加关注恒星光谱的意义，而且她特别想知道“猎户线”的重要意义。

在Fleming的分类法中，A型恒星的光谱中只有氢的吸收线，而B型恒星的光谱中则有明显的“猎户线”。所谓“猎户线”，是由于在猎户座附近的许多恒星中都发现了这组吸收线而得名，它们后来被证实为氦线。Maury检查了底片，这些底片上的光谱线数量比Fleming所研究的底片多了许多，所以Maury可以看出被Fleming归入同一类的恒星之间的细微差别。Maury用显微镜代替了玻璃放大镜，发现“猎户线”强度的降低总是伴随着氢线强度的逐渐增加。理顺这种变化关系的唯一办法，就是在Fleming的原始分类序列中，将B型恒星挪到A型恒星之前。

Maury于1897年公布了她的恒星光谱目录，介绍了一种包含22种恒星类型的新式分类法，比Fleming使用的分类法还多6种类型。这个分类法的次序用罗马数字I到XXII表示，与Fleming的字母序列基本对应，只是A型与B型的位置颠倒了。Maury还将每个类型细分为3种亚型，用a、b、c分别表示有中等、宽线和窄线的光谱。

Pickering认为，采用亚型并不很必要，但Maury始终坚持己见，认为这代表了恒星的基本特征。最后，事实证明她是对的。几年后，丹麦天文学家埃希纳 · 赫茨普龙（Ejnar Hertzsprung，赫罗图的发现者之一）发现Maury的c亚型可以将普通的红色恒星与高光度红巨星分开。他将这一发现归功于Maury在恒星光谱分类方面独具慧眼，他说，如果忽略了c亚型，就好比将鲸鱼归类为鱼一样。

很明显，Maury领先于她的时代，但她对于自己在哈佛天文台所扮演的角色，以及天文台是否应涉足恒星光谱的物理解释上与Pickering有不同意见。1891年，Maury离开了哈佛天文台，随后做了几年教师，期间还不定期地偶尔回到恒星光谱分类的工作上来。她和Pickering于1897年共同公布了恒星光谱目录，而当时O型恒星的重要性正日渐显露。尽管Maury将O型恒星归入了最后一类，即XXII类，但她认为这类恒星可能将对理解整个恒星分类序列发挥重要作用。

B前面的O

Pickering对1890年光谱目录中的恒星进行了统计学研究，他发现99.3%的恒星都属于6种类型，即A、B、F、G、K和M型。所以，当Fleming准备制作另一份关于星团（如昴星团）中恒星的光谱目录时，她和Pickering决定去掉原来恒星分类中的大部分类型。

许多类型都是错误的或多余的。有着所谓双氢线的C型恒星，在高色散条件和更好的摄影底片中，它们的双氢线都消失了，因此C类被取消了。H、I、K型恒星的光谱都极其相似，所以都合并到K型中去了。而E、G型恒星则是非常相似的2个类型，Pickering曾写道：“它们的区别很可能只在于摄影照片的曝光程度不同，而并非恒星本身。”

但这种新的分类法仍然漏掉了神秘的O型恒星，它们同时拥有暗线和亮线。Pickering曾一度将O型恒星归入P型行星状星云，因为这两种类型的光谱中都有亮线。但在Pickering聘用了另一位女性研究恒星光谱后，O型恒星很快又回来了。

当Annie Jump Cannon毕业于马萨诸塞州的Wellesley女子文理学院时，是班级的演讲告别致辞的学生。她的导师Sarah Whiting是当时美国为数不多的女物理学家之一，同时也是Pickering的好朋友。Cannon从小就对天文学有浓厚兴趣，因此在1896年加入哈佛天文台之前，她以特别进修生的身份进入马萨诸塞州剑桥的拉德克利夫女子文理学院，专门学习天文学。

有一套新底片在等待Cannon检查。在剑桥拍摄了可见恒星的光谱之后，Pickering派遣工作人员，带着望远镜和各种设备奔赴南美和南非，去拍摄南天恒星的光谱底片。

在1890年目录中的超过10000颗恒星中，只有1颗被确认为O型星；Maury也只新公布了3颗O型星。但是Cannon在南天恒星中却发现了许多颗。

Pickering也在研究玻璃底片，他注意到南天的O型恒星船尾座ζ的光谱中有2条亮线和一些暗线。而暗线的形式让他想起了著名的巴尔末线系，这是由氢吸收产生的，但船尾座ζ的暗线却位于一些不同波段。几年后在实验室里证明，所谓Pickering线系实际上是由一次电离的氦吸收产生的。但在人们认识到这一点之前很久，Cannon就意识到这些谱线将会导致把O型恒星放置在光谱序列最前端。

Cannon所检查的是最高质量的摄影底片，所以她可以看到Fleming或是Maury无法看到的谱线图案。此外，她还有许多明亮恒星的光谱可供研究。综合以上原因，Cannon比Maury分辨出了更多的亚型，这促使她把0～9这一串数字加到了字母类型后面，以表示这些亚型；此外，她还发现了更多的过渡型恒星。

特别值得关注的是5等亮星大犬座29。Cannon在它的光谱中辨认出了Pickering线系，这决定了它被归入O型星，此外还有通常与B型恒星相联系的强“猎户线”。

在1915年的《Henry Draper纪念基金会》中，Cannon写道：“字母的顺序又一次必须打破了，因为在恒星序列中，O型被放在了B型的前面。”

OBAFGKM

在1901年，也就是Cannon发表她的第一份恒星光谱目录的时候，天文学家们使用的恒星分类法有20多种。大多数分类法实际上都是对以往分类法的修订和改良，包括对哈佛分类法的发展，但这么多的分类法导致了恒星分类的混乱。

例如，南河三（小犬座α）在Secchi分类法中是II型，在Fleming分类法中是F型，在Maury分类法中属于XIIa型，而在Cannon分类法中则又是F5型。而其他的天文学家，又会使用自己的恒星分类法，把它列为Ia 3型，或是III型，又或是用它命名一个南河三型。很显然，应该选择一种统一的分类法，但哪一种合适呢？

欧洲的天文学家们对哈佛分类法格外诟病，认为其中的恒星类型过多。德国波茨坦天文台台长Julius Scheiner评价哈佛分类法时，认为它是“最可怕的混乱”。他想知道，随着取得更优质的恒星光谱，天文学家们是否可以将每一颗恒星归入一个自然的序列。

但是相对于其它天文台，哈佛无疑拥有优势。在20世纪初，哈佛天文台的女性至少对30000颗恒星进行了分类，5倍于使用所有其它分类法归类的恒星总数。

1910年9月，在加州帕萨迪娜市举办的一次国际天文学家大会上，Pickering主持了一场午后交流会，大家就恒星的分类问题进行了讨论。在83位出席人员中，有46人（包括Fleming）来自美国的研究机构，9人来自法国和德国，8人来自英国。在会上，Cannon的恒星分类法几乎没有受到反对，Pickering对此非常欣慰。这场交流会给予了“我渴望得到的强烈认可”，他后来在日记中这样写道。

但一些显要人物没有出席这场交流会，所以一份调查问卷被散发出去，以征求更广泛的意见。在收回的来自7个国家的28位天文学家的问卷中，只有Scheiner强烈反对采用Cannon的恒星分类法。但后来Scheiner病重，无法参加1913年于德国波恩举行的下一届大型国际天文学会议。那次会议通过了试用Cannon恒星分类法的议案。Scheiner则于4个月后与世长辞。

最终，1922年5月9日，在第一届国际天文联合会大会上，通过了正式使用Cannon恒星分类法的决议，其中一则条款还采纳了Maury根据恒星光谱中的细线划分的亚型。哈佛分类法被各国天文学家至今沿用，期间仅仅有过很细微的修改。

为失败恒星分类

1995年，天文学家发现了第一颗真正意义上的褐矮星，这是比最冷的M型恒星还要冷的天体。由于不能持续进行氢聚变，这些“失败的恒星”只会在红外巡天中出现。很明显，Cannon的恒星分类系统又要被扩展了。但是用哪个字母好呢？那时只有H、L、T、Y和Z可用了——Cannon系统已经使用了O、B、A、 F、G、K和M，而剩下的字母可能会与天文学中的其它常用符号混淆。

天文学范文第4篇

第一天文学社上课感

今天我和一个同学一起回学校参加兴趣班，他是参加乒乓球的，我是参加文学社的。他跟我说他很想参加文学社，可是他的成绩不太好，所以不能参加文学社.我觉得有机会参加的人,却不珍惜这个宝贵的机会,他们后面还有许多许多的人想参加,他们简直是浪费位置.虽然成绩不好的同学不能参加,但是我觉得他们已经超越了那些浪费机会的同学了.

而我就非常珍惜这个机会,因为这个兴趣班有经常有一些活动搞,这可以增强自己和别人的交流,如果困在加里活动只有4个字可以形容"吃,喝,玩,乐".所以我叫大家有机会参加一些课外活动就多点参加,不是你以后怎样成国家的栋梁啊!

这就是我第一天参加文学社所想到的感受.

天文学范文第5篇

一. 天文学研究的历程

朱熹对天文现象的思考很早就已开始。据朱熹门人黄义刚“癸丑（1193年，朱熹63岁）以后所闻”和林蘷孙“丁巳（1197年，朱熹67岁）以后所闻”，朱熹曾回忆说：“某自五、六岁，便烦恼道：‘天地四边之外，是什么物事？’见人说四方无边，某思量也须有个尽处。如这壁相似，壁后也须有什么物事。其时思量得几乎成病。到而今也未知那壁后是何物？”[ ]可见，朱熹从小就关心天文，直到晚年仍对此难以忘怀，并孜孜以求。

然而，朱熹在其早期的学术生涯中，并没有进行天文学的研究。朱熹早年除读儒家经典外，“无所不学，禅、道文章，楚辞、诗、兵法，事事要学”[ ]。绍兴三十年（1160年，朱熹30岁），朱熹正式拜二程的三传弟子李侗为师，开始潜心于儒学，并接受李侗以“默坐澄心”于“分殊”上体认“理一”的思想。

据《朱文公文集》以及当今学者陈来先生所著《朱子书信编年考证》[ ]，朱熹最早论及天文学当在乾道七年（1171年，朱熹41岁）的《答林择之》，其中写道：“竹尺一枚，烦以夏至日依古法立表以测其日中之景，细度其长短。”[ ]

测量日影的长度是古代重要的天文观测活动之一。最简单的方法是在地上直立一根长八尺的表竿，通过测量日影的长短来确定节气；其中日影最短时为夏至，最长时为冬至，又都称为“日至”。与此同时，这种方法还用于确定“地中”。《周礼地官》载：“以土圭之法测土深，正日景以求地中。……日至之景，尺有五寸，谓之地中。”意思是，在夏至日中午测得日影为一尺五寸的地方，此地便是“地中”。而且，从“地中”向北，每一千里则影长增一寸；向南，每一千里则影长减一寸。这就是《周髀算经》所谓“周髀长八尺，勾之损益寸千里”。这一说法到南朝以后受到怀疑；唐朝的一行和南宫说通过不同地区日影的测量，进一步予以纠正。朱熹要其弟子林择之协助测量日影，显然是要比较不同地区日影的长短，其科学精神可见一斑。

在同年的《答蔡季通》中。朱熹写道：“历法恐亦只可略说大概规模，盖欲其详，即须仰观俯察乃可验。今无其器，殆亦难尽究也。”[ ]

蔡季通，即蔡元定（1135～1198年）；建阳（今属福建）人，学者称西山先生；精于天文、地理、吕律、象数，著作有《律吕新书》、《大衍详说》等；为朱熹“四大弟子（ 蔡元定、黄干、刘爚、陈淳）”之首。蔡元定的年龄仅比朱熹小5岁，并在天文学等科学上有所造诣，很受朱熹的器重。从以上所引《答蔡季通》可知，当时朱熹正与蔡元定讨论天文历法，并且认为，研究历法必须用科学仪器进行实际的天文观测。

淳熙元年（1174年，朱熹44岁），朱熹在《答吕子约》中写道：“日月之说，沈存中笔谈中说得好，日食时亦非光散，但为物掩耳。若论其实，须以终古不易者为体，但其光气常新耳。”[ ]显然，朱熹在此前已研读过北宋著名科学家沈括的《梦溪笔谈》，并对沈括的有关天文学的观点进行分析。胡道静先生认为，在整个宋代，朱熹是最最重视沈括著作的科学价值的唯一的学者，是宋代学者中最熟悉《梦溪笔谈》内容并能对其科学观点有所阐发的人。[ ]

淳熙十三年（1186年，朱熹56岁），朱熹在《答蔡季通》中写道：“《星经》紫垣固所当先，太微、天市乃在二十八宿之中，若列于前，不知如何指其所在？恐当云在紫垣之旁某星至某星之外，起某宿几度，尽某宿几度。又记其帝坐处须云在某宿几度，距紫垣几度，赤道几度，距垣四面各几度，与垣外某星相直，及记其昏见，及昏旦夜半当中之星。其垣四面之星，亦须注与垣外某星相直，乃可易晓。……《星经》可付三哥毕其事否？甚愿早见之也。近校得《步天歌》颇不错，其说虽浅而词甚俚，然亦初学之阶梯也。”[ ]可见，当时朱熹正与蔡元定一起研究重要的天文学经典著作《星经》和以诗歌形式写成的通俗天文学著作《步天歌》，并就如何确定天空中恒星的位置问题进行讨论，其中涉及三垣二十八宿星象体系。

同年，朱熹在《答蔡伯静》中写道：“天经之说，今日所论乃中其病，然亦未尽。彼论之失，正坐以天形为可低昂反复耳。不知天形一定，其间随人所望固有少不同处，而其南北高下自有定位，政使人能入于弹圆之下以望之，南极虽高，而北极之在北方，只有更高于南极，决不至反入地下而移过南方也。但入弹圆下者自不看见耳。盖图虽古所创，然终不似天体，孰若一大圆象，钻穴为星，而虚其当隐之规，以为瓮口，乃设短轴于北极之外，以缀而运之，又设短轴于南极之北，以承瓮口，遂自瓮口设四柱，小梯以入其中，而于梯末架空北入，以为地平，使可仰窥而不失浑体耶？”[ ]在这里，朱熹设想了一种可进入其中观看天象的庞大的浑天仪。

淳熙十四年（1187年，朱熹57岁），朱熹在《答廖子晦》中写道：“日之南北虽不同，然皆随黄道而行耳。月道虽不同，然亦常随黄道而出其旁耳。其合朔时，日月同在一度；其望日，则日月极远而相对；其上下弦，则日月近一而远三。如日在午，则月或在卯，或在酉之类是也。故合朔之时，日月之东西虽同在一度，而月道之南北或差远，于日则不蚀。或南北虽亦相近，而日在内，月在外，则不蚀。此正如一人秉烛，一人执扇，相交而过。一人自内观之，其两人相去差远，则虽扇在内，烛在外，而扇不能掩烛。或秉烛者在内，而执扇在外，则虽近而扇亦不能掩烛。以此推之，大略可见。”[ ]在这里，朱熹对月亮盈亏变化的原因作了探讨。

淳熙十六年（1189年，朱熹59岁），朱熹在《答蔡季通》中写道：“极星出地之度，赵君云福州只廿四度，不知何故自福州至此已差四度，而自此至岳台，却只差八度也。子半之说尤可疑，岂非天旋地转，闽浙却是天地之中也耶？”[ ]在这里，朱熹试图通过比较各地北极星的高度及其与地中岳台的关系，以证明大地的运动。

朱熹在一生中最后的十年里，在天文学研究上下了较多的功夫，并取得了重要的科学成就。南宋黎靖德所编《朱子语类》卷一“理气上太极天地上”和卷二“理气下天地下”编入大量朱熹有关天文学的言论，其中大都是这一时期朱熹门人所记录的。例如：《朱子语类》卷二朱熹门人陈淳“庚戌（1190年，朱熹60岁）、己未（1199年，朱熹69岁）所闻”：“天日月星皆是左旋，只有迟速。天行较急，一日一夜绕地一周三百六十五度四分度之一，而又进过一度。日行稍迟，一日一夜绕地恰一周，而於天为退一度。至一年，方与天相值在恰好处，是谓一年一周天。月行又迟，一日一夜绕地不能匝，而於天常退十三度十九分度之七。至二十九日半强，恰与天相值在恰好处，是谓一月一周天。月只是受日光。月质常圆，不曾缺，如圆毬，只有一面受日光。望日日在酉，月在卯，正相对，受光为盛。天积气，上面劲，只中间空，为日月来往。地在天中，不甚大，四边空。……”[ ]

《朱子语类》的其它卷中也有此类记录。例如：《朱子语类》卷二十三黄义刚“癸丑（1193年，朱熹63岁）以后所闻”：安卿问北辰。曰：“北辰是那中间无星处，这些子不动，是天之枢纽。北辰无星……。”义刚问：“极星动不动？”曰：“极星也动。只是它近那辰后，虽动而不觉。……今人以管去窥那极星，见其动来动去，只在管里面，不动出去。向来人说北极便是北辰，皆只说北极不动。至本朝人方去推得是北极只是北辰头边，而极星依旧动。又一说，那空无星处皆谓之辰……。”又曰：“天转，也非东而西，也非循环磨转，却是侧转。”义刚言：“楼上浑仪可见。”曰：“是。”……又曰：“南极在地下中处，南北极相对。天虽转，极却在中不动。”[ ]

《朱文公文集》卷七十二朱熹所著《北辰辨》（大约写成于1196年，朱熹66岁）以及卷六十五朱熹所注《尚书》之《尧典》、《舜典》（大约写成于1198年，朱熹68岁）都包含有丰富的天文学观点。《北辰辨》是朱熹专门讨论天球北极星座的论文；在所注的《尧典》中，朱熹讨论了当时天文学的岁差、置闰法等概念；在所注《舜典》中讨论了早期的浑天说、浑天仪的结构，并详细记录了当时的浑天仪结构。

这一时期朱熹所编《楚辞集注》（成书于1195年，朱熹65岁）之《天问》中也有一些注释反映了他在天文学方面的研究和造诣。

二. 天文学的成就

就朱熹研究天文学的方法而言，其最根本的研究方法是[ ]：

其一，细心观察各种天文现象。朱熹是重视亲身观察、善于观察的人。他经常运用仪器观察天文现象；并运用观察所得验证、反驳或提出各种见解。

其二，用“气”、“阴阳”等抽象概念解释天文现象。朱熹所采用的这一方法与中国古代科学家普遍采用的研究方法是一致的。

其三，运用推类获取新知。朱熹经常运用“以类而推”的方法，用已知的东西、直观的东西，对天文现象进行类推解释。

其四，阐发前人的天文学研究成果。朱熹研读过包括沈括《梦溪笔谈》在内的大量科学论著，对前人的天文学观点均予以评述，并提出自己的看法。

从现代科学的角度看，朱熹的天文学研究方法，固然有其不足之处，这主要是由于古代科学所处的阶段而导致的。在古代科学的范畴中，朱熹的天文学研究方法应当属于合理。更为重要的是，朱熹运用这些方法在天文学上取得了重要的成就。

朱熹在天文学方面的科学成就主要反映在他最后十年里有关的言论中。概括起来主要有三个方面：

第一，提出了以“气”为起点的宇宙演化学说。朱熹曾经说：“天地初间只是阴阳之气。这一个气运行，磨来磨去，磨得急了便拶许多渣滓；里面无处出，便结成个地在中央。气之清者便为天，为日月，为星辰，只在外，常周环运转。地便只在中央不动。不是在下。”[ ]这里描绘了一幅宇宙演化途径的图景。

在朱熹看来，宇宙的初始是由阴阳之气构成的气团。阴阳之气的气团作旋转运动；由于内部相互磨擦发生分化；其中“清刚者为天，重浊者为地”[ ]，重浊之气聚合为“渣滓”，为地，清刚之气则在地的周围形成天和日月星辰。朱熹还明确说：“天地始初混沌未分时，想只有水火二者。水之滓脚便成地。今登高而望，群山皆为波浪之状，便是水泛如此。只不知因什么时凝了。初间极软，后来方凝得硬。……水之极浊便成地，火之极轻便成风霆雷电日星之属。”[ ]他根据直观的经验推断认为，大地是在水的作用下通过沉积而形成的，日月星辰是由火而形成的。

将宇宙的初始看作是运动的气，这一思想与近代天文学关于太阳系起源的星云说有某些相似之处。1755年，德国哲学家康德提出了太阳系起源的星云说；1796年，法国天文学家拉普拉斯也独立地提出星云说。星云说认为，太阳系内的所有天体都是由同一团原始星云形成的。然而，在他们500多年之前，朱熹就提出了类似之说；尽管尚缺乏科学依据和定量的推算，但其通过思辩而获得的结果则是超前的。

对此，英国科学史家梅森在其《自然科学史》一书中予以记述：“宋朝最出名的新儒家是朱熹。他认为，在太初，宇宙只是在运动中的一团浑沌的物质。这种运动是漩涡的运动，而由于这种运动，重浊物质与清刚物质就分离开来，重浊者趋向宇宙大旋涡的中心而成为地，清刚者则居于上而成为天。……”[ ]

第二，提出了地以“气”悬空于宇宙之中的宇宙结构学说。朱熹赞同早期的浑天说，但作了重大的修改和发展。早期的浑天说认为：“天如鸡子，地如鸡中黄，孤居于天内，天大而地小。天表里有水，天地各乘气而立，载水而行”[ ]但是，当天半绕地下时，日月星辰如何从水中通过？这是困扰古代天文学家的一大难题。朱熹不赞同地载水而浮的说法，他说：“天以气而依地之形，地以形而附天之气。天包乎地，地特天中之一物尔。天以气而运乎外，故地搉在中间，隤然不动。”[ ]这就是说，地以“气”悬空在宇宙之中。

至于地如何以“气”悬空在宇宙中央，朱熹说：“天运不息，昼夜辗转，故地搉在中间。使天有一息之停，则地须陷下。惟天运转之急，故凝结得许多渣滓在中间。”[ ]又说：“地则气之渣滓，聚成形质者；但以其束于劲风旋转之中，故得以兀然浮空，甚久而不坠耳。”[ ]朱熹认为，宇宙中“气”的旋转使得地能够悬空于宇宙中央。朱熹的解释克服了以往天文学家关于宇宙结构学说的弱点，把传统的浑天说发展到了一个新水平。[ ]

关于地之外的天，朱熹说：“天之形，……亦无形质。……天体，而实非有体也。”[ ]“天无体，只二十八宿便是天体。”[ ]又说：“星不是贴天。天是阴阳之气在上面”；“天积气，上面劲，只中间空，为日月来往。地在天中，不甚大，四边空，”[ ]这显然是吸取了传统宣夜说所谓“天了无质，……日月众星，自然浮生虚空之中，其行无止，皆须气也”[ ]的思想。

第三，提出了天有九重和天体运行轨道的思想。朱熹认为，屈原《天问》的“圜则九重”就是指“九天”，指天有九重。事实上，在朱熹之前，关于“九天”的说法可见《吕氏春秋有始览》：中央曰钧天，东方曰苍天，东北曰變天，北方曰玄天，西北曰幽天，西方曰颢天，西南曰朱天，南方曰炎天，东南曰阳天；后来的《淮南子天文训》等也有类似的说法；直到北宋末年洪兴祖撰《楚辞补注》，其中《天文章句》对“九天”的解释是：东方皞天，东南方阳天，南方赤天，西南方朱天，西方成天，西北方幽天，北方玄天，东北方變天，中央钧天。显然，这些解释都不包括天有九重的思想。

朱熹则明确地提出天有九重的观点，并且还说“自地之外，气之旋转，益远益大，益清益刚，究阳之数，而至于九，则极清极刚，而无复有涯矣”[ ]；同时，朱熹赞同张载所谓“日月五星顺天左旋”的说法。他进一步解释说：“盖天行甚健，一日一夜周三百六十五度四分度之一，又进过一度。日行速，健次于天，一日一夜周三百六十五度四分度之一，正恰好。比天进一度，则日为退一度。二日天进二度，则日为退二度。积至三百六十五日四分日之一，则天所进过之度，又恰周得本数；而日所退之度，亦恰退尽本数，遂与天会而成一年。月行迟，一日一夜三百六十五度四分度之一行不尽，比天为退了十三度有奇。进数为顺天而左，退数为逆天而右。”[ ]《朱子语类》卷二朱熹的门人在阐释所谓“天左旋，日月亦左旋”时说：“此亦易见。如以一大轮在外，一小轮载日月在内，大轮转急，小轮转慢。虽都是左转，只有急有慢，便觉日月似右转了。”朱熹赞同此说。[ ]

对此，英国著名科学史家李约瑟说：“这位哲学家曾谈到‘大轮’和‘小轮’，也就是日、月的小‘轨道’以及行星和恒星的大‘轨道’。特别有趣的是，他已经认识到，‘逆行’不过是由于天体相对速度不同而产生的一种视现象。”[ ]因此李约瑟认为，不能匆忙假定中国天文学家从未理解行星的运动轨道。

在天文学研究中，朱熹除了提出以上新见外，还对沈括有关天文学的观点做过详细的阐述。例如：沈括曾说：“月本无光，犹银丸，日耀之乃光耳。光之初生，日在其傍，故光侧，而所见才如钩；日渐远，则斜照，而光稍满。如一弹丸，以粉涂其半，侧视之，则粉处如钩；对视之，则正圆。”[ ]朱熹赞同此说，并接着说：“以此观之则知月光常满，但自人所立处视之，有偏有正，故见其光有盈有亏。”[ ]他还说：“月体常圆无阙，但常受日光为明。初三、四是日在下照，月在西边明，人在这边望，只见在弦光。十五、六则日在地下，其光由地四边而射出，月被其光而明。……月，古今人皆言有阙，惟沈存中云无阙。”[ ]

三. 对后世的影响

中国古代的天文学大致包括宇宙结构理论和历法两大主要部分，尤以历法最为突出。宇宙结构理论自汉代形成盖天说、浑天说和宣夜说之后，也经历了不断的发展，主要表现为占主导地位的浑天说不断吸取各家学说之长而逐步得到完善。

朱熹的天文学研究侧重于对宇宙结构理论的研究。他通过自己的天文观测和科学研究，以浑天说为主干，吸取了盖天说和宣夜说的某些观点，提出了较以往更加完善的宇宙结构理论，把古代的浑天说推到一个新的阶段，这应当是朱熹对于古代天文学发展的一大贡献。

但是，由于朱熹的天文学研究只是专注于宇宙的结构，对于当时在天文观测和历法方面的研究进展关注不够，在这些方面的研究稍显不足。因此，他的宇宙结构理论在某些具体的细节方面，尤其是定量方面，尚有一些不足之处，有些见解和解释是欠妥当的。

然而，他毕竟对宇宙结构等天文学问题作了纯科学意义上的研究，代表了宋代以至后来相当长一段时期中国古代天文学在宇宙结构理论研究方面的水平。而且，朱熹的宇宙结构理论在后来直至清代一直受到了不少学者的重视和引述。

朱熹之后宋末的重要学者王应麟(1223～1296年，字伯厚，号深宁居士)撰《六经天文编》六卷，记述了儒家经典中大量有关天文学方面的重要论述，《四库全书六经天文编》“提要”说：“是编裒六经之言天文者，以易、书、诗所载为上卷，周礼、礼记、春秋所载为下卷。”该著作也记述了朱熹的许多有关天文学方面的论述。

元代之后科举考试以“四书五经”为官定教科书。其中《尚书》以蔡沈的《书集传》为主。蔡沈（1167～1230年，字仲默，号九峰）曾随其父蔡元定从学于朱熹。他的《书集传》是承朱熹之命而作，其中包含了朱熹所注《尚书》之《尧典》、《舜典》等内容，涉及不少有关天文学方面的论述。另有元代学者史伯璿（生卒不详）著《管窥外篇》；《四库全书管窥外篇》“提要”说：该书中“于天文、历学、地理、田制言之颇详，多能有所阐发。”在论及天文学时，该书对朱熹的言论多有引述，并认为“天以极健至劲之气运乎外，而束水与地于其中”。这与朱熹的宇宙结构理论是一致的。

明初的胡广等纂修《性理大全》，其中辑录了大量朱熹有关天文学的论述。明末清初的天文学家游艺（生卒不详，字子六，号岱峰）融中西天文学于一体，撰天文学著作《天经或问》，后被收入《四库全书》，并流传于日本。该书在回答地球何以“能浮空而不坠”时说：“天虚昼夜运旋于外，地实确然不动于中……天裹着地，运旋之气升降不息，四面紧塞不容展侧，地不得不凝于中以自守也。”这里吸取了朱熹关于气的旋转支撑地球悬于空中的宇宙结构理论；在解释地震的原因时，该书又明确运用了朱熹的这一观点，说：“地本气之渣滓聚成形质者，束于元气旋转之中，故兀然浮空而不坠为极重亘中心以镇定也。”在论及日月五星的运行方向和速度时，该书说道：“日月之行，宋儒言之甚详”，并且还直接引述朱熹关于五星运行方向和速度的观点予以说明。

清代著名学者李光地（1642～1718年，字晋卿，号榕村）曾奉命主编《朱子大全》，其中“卷四十九理气一”有“总论、太极、天地、阴阳、时令”，“卷五十理气二”有“天文、天度、地理、雷电、风雨雪雹霜露”，收录了朱熹有关天文学的不少论述。李光地所著的《历象本要》引述了朱熹所谓“地在中央不动，不是在下”，“天包乎地”以及“天有九重”等，用以说明朱熹的天文学思想中包含了西方天文学有关宇宙结构的知识[ ]。他在所撰的《理气》篇说：“朱子言天，天不宜以恒星为体，当立有定之度数记之。天乃动物，仍当于天外立一太虚不动之天以测之，此说即今西历之宗动天也。其言九层之天。近人者最和暖故能生人物。远得一层，运转得较紧似一层。至第九层则紧不可言。与今西历所云九层一 一吻合。”[ ]他的《御定星历考原》六卷，也引述了朱熹有关宇宙结构的言论，并且认为，朱熹所说的“天包乎地，地特天中之一物尔”就是指“天浑圆地亦浑圆”，而与西方天文学的宇宙结构理论相一致。

李光地与被誉为清初“历算第一名家”的梅文鼎（1633～1721年，字定九，号勿庵）[ ]交往甚密，并且对当时的西方科学都持“西学中源”说。梅文鼎在所著《历学疑问》中多处引用朱熹有关宇宙结构的言论。该书认为，朱熹已经具有西方天文学所谓“动天之外有静天”、“天有重数”和“以轮载日月”的观点，并且说：“朱子以轮载日月之喻，兼可施诸黄、赤，与西说之言层次者实相通贯。”[ ]

除此之外，清代还有黄鼎（生卒不详）的《天文大成管窥辑要》八十卷，其中也包括朱熹有关天文学的不少论述。

朱熹是古代的大哲学家，代表了中国古代哲学发展的一座高峰。也许正是这个原因，他在天文学上所取得的成就一直没有能引起人们足够的注意。但是，这并不能否认他在天文学上确实做出过卓越的贡献，他的宇宙结构理论对后世产生过重大的影响。

注释：

[ ] 李约瑟：《中国科学技术史》第四卷《天学》，北京：科学出版社1975年版，第2页。

[ ] 〔宋〕黎靖德编：《朱子语类》，北京：中华书局1986年版，卷第九十四。

[ ] 《朱子语类》，卷第一百四。

[ ] 陈来：《朱子书信编年考证》，上海人民出版社1989年版。

[ ] 《答林择之》，《晦菴先生朱文公文集》（四部丛刊初编），以下简称《文集》，卷四十三。

[ ] 《答蔡季通》，《文集》续集卷二。

[ ] 《答吕子约》，《文集》卷四十七。

[ ] 胡道静：《朱子对沈括科学学说的钻研与发展》，《朱熹与中国文化》，学林出版社1989年版。

[ ] 《答蔡季通》，《文集》卷四十四。

[ ] 《答蔡伯静》，《文集》续集卷三。

[ ] 《答廖子晦》，《文集》卷四十五。

[ ] 《答蔡季通》，《文集》续集卷二。

[ ] 《朱子语类》，卷第二。

[ ] 《朱子语类》，卷第二十三。

[ ] 乐爱国、高令印《朱熹格物致知论的科学精神及其历史作用》，《厦门大学学报》，1997年第1期。

[ ] 《朱子语类》，卷第一。

[ ] 《朱子语类》，卷第一。

[ ] 《朱子语类》，卷第一。

[ ] 梅森：《自然科学史》，上海译文出版社1980年版，第75页。

[ ] 《晋书天文志上》。

[ ] 《朱子语类》，卷第一。

[ ] 《朱子语类》，卷第一。

[ ] 朱熹：《楚辞集注》，上海古籍出版社1979年版，第51页。

[ ] 杜石然等：《中国科学技术史稿》（下），科学出版社1982年版，第106页。

[ ] 朱熹：《楚辞集注》，第51页。

[ ] 《朱子语类》，卷第二。

[ ] 《朱子语类》，卷第二。

[ ] 《晋书天文志上》。

[ ] 朱熹：《楚辞集注》，第51页。

[ ] 《朱子语类》，卷第二。

[ ] 《朱子语类》，卷第二。

[ ] 李约瑟：《中国科学技术史》第4卷，科学出版社1975年版，第547页。

[ ] 沈括：《梦溪笔谈》卷七《象数一》。

[ ] 朱熹：《楚辞集注》，第53页。

[ ] 《朱子语类》，卷第二。

[ ] 乐爱国：《李光地的中西科技观述评》，载《李光地研究》，厦门大学出版社1993年版。

[ ] 《榕村语录》卷二十六《理气》