天文学的主要研究方法

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天文学的主要研究方法范文第1篇

首先声明，天文学不研究星座和占星术，也不研究天气。天文学研究的是除地球以外的天体或与天体有关的天文现象。像我们知道的行星（卫星）、恒星、星系，包括不能直接看到的黑洞，都属于天体。而天文现象包括超新星的爆炸，星系的引力透镜现象，宇宙的膨胀等。我研究的主要是星系，比如像银河系这样的星系是怎么形成的，又是怎么演化的。

天文学能让我们知道什么？

我们生活中的时间和日历，都是依据天文观测而制定的。比如，我们把太阳在头顶的时刻定为12点，把地球绕太阳公转一圈的时间定为一年。这些传统的天文应用，主要依据是地球的运动规律，目前已经被研究得相当透彻了。

现代天文学可以帮助我们理解太阳在宇宙中处于什么样的位置，而且还涉及太阳和太阳系怎么形成和演化，银河系乃至整个宇宙又是怎么形成和演化的。

天文学家能找到外星人吗？

很多电视电影里出现过外星人，你也一定好奇：有外星人吗？如果有外星人，他们对人类是善意的还是恶意的？

天文学家也在努力研究这样的问题。太阳系内的行星上只有地球存在生命和文明。所以想知道有没有外星人，就必须到太阳系外，寻找和太阳类似的恒星，同时寻找周围是否存在适合生命生存的固态行星。系外行星质量小、不发光，很难直接观测。但天文学家还是发现了太阳系附近的很多恒星周围存在和地球类似的行星。银河系里有几乎无限个（1000亿）太阳，而宇宙里又几乎有无限个银河系存在。可以想象，总会有某个星系里的某颗恒星周围的某颗行星上会存在某种生命，甚至某种文明。

那我们如何发现他们，如何联系他们？且慢，我们可以联系外星人吗？万一他们有敌意，怎么办？那么我向大家推荐一本小说，科幻作家刘慈欣写的《三体》。

天文学家造的望远镜长什么样？

与其他科学不一样的是，天文学家目前还没有能力做实验。比如，我们能想象做个实验让月亮离地球更远点，或者把太阳挪到银河系中心去吗？天文学家最重要的方法是建造各种望远镜来观测，因为各种天体和天文现象都会向外辐射电磁波。

天文学家建造的望远镜是真正的“高大上”。因为我们需要把望远镜设在远离城市的地方，避免城市灯光污染，还需要这个地方海拔较高、气候较干燥，有利于高质量和多时间的天文观测。为了用到各个天文台的不同望远镜，天文学家需要经常“飞来飞去”。天文学家还希望望远镜口径越大越好，可以收集更多的观测信息。目前世界上最大口径的光学望远镜为美国凯克双子望远镜，主镜面直径为10米。射电望远镜就更巨大了。上海的天马射电望远镜，直径65米。正在贵州建设的500米口径球面射电望远镜，是世界最大的单口径天文望远镜。天文学家还要把望远镜发上太空，比如美国国家航空航天局发射的“哈勃”太空望远镜。

想对将来希望成为天文学家的孩子说什么？

天文学的主要研究方法范文第2篇

王廷相是明代中叶重要儒家学者。他以信守孔子之道为己任，指出：“儒者之论，合于圣者，即圣人也，则信而守之；戾于圣者，即异学也，则辨而正之，斯善学道者也。”[ ]他还根据孔子所言“多闻阙疑，慎言其余，则寡尤；多见阙殆，慎行其余，则寡悔”[ ]中的“慎言其余”著《慎言》。同时，他明确主张研究自然，要求把握“物理”。王廷相在所作“策问”中说：

诸士积学待叩久矣，试以物理疑而未释者议之，可乎？天之运，何以机之？地之浮，何以载之？月之光，何以盈缺？山之石，何以欹侧？经星在天，何以不移？海纳百川，何以不溢？吹律何以回暖？悬炭何以测候？夫遂何以得火？方诸何以得水？龟何以知来？猩何以知往？蜥蜴何以为雹？虹霓何以饮涧？何鼠化为鴽，而鴽复为鼠？何蜣螂化蝉，而蝉不复为蜣螂？何木焚之而不灰？何草无风而自摇？何金之有辟寒？何水之有温泉？何蜉蝣朝生而暮死？何休留夜明而昼昏？蠲忿忘忧，其感应也何故？引针拾芥，其情性也何居？是皆耳目所及，非骋思于六合之外者，不可习矣而不察也。请据其理之实论之。[ ]

显然，王廷相是主张研究各种自然现象、研究科学的。而且他还认为，研究天地之道是学者“穷理尽性”所必不可少的。他说：

古之圣人，仰以观乎天文，俯以察乎地理，而人之道益明。盖以人性贯彻上下，通极内外，弥满于无垠，周匝于六合，苟一物之未知，是于性犹有所未尽也。故天地之道，虽悠远高深，学者不可不求其实矣。[ ]

王廷相不仅主张研究自然，同时自己也广泛深入地研究自然、研究科学。在天文学上，他进行过大量的天文观测，主张浑盖合一论，并且通过对浑天说与盖天说的优点加以综合，以解释各种天文现象；他还专门研究了古代天文学上的“岁差”概念的发展，撰有《岁差考》。[ ]

明清之际，顾炎武、黄宗羲、王夫之三大儒讲经世致用，与此相联系，他们也极力推崇科学，主张研究科学，包括研究天文学。

顾炎武对当时的王学末流提出批评。他说：“不习六艺之文，不考百王之典，不综当代之务，举夫子论学、论政之大端一切不问，而曰‘一贯’，曰‘无言’，以明心见性之空言，代修己治人之实学。”[ ]顾炎武认为，王学末流清谈“明心见性”之类，实际上是弃“修己治人之实学”，其结果是“股肱惰而万事荒，爪牙亡而四国乱；神州荡覆，宗社丘墟”。

顾炎武所谓的“修己治人之实学”，就是“博学于文”、“行己有耻”。关于“博学于文”，顾炎武说：

君子博学于文，自身而至于家国天下，制之为度数，发之为音容，莫非文也。[ ]

顾炎武讲的“博学于文”，当然也包括研究科学。顾炎武的《日知录》三十余卷“凡经义史学、官方吏治、财赋典礼、舆地艺文之属，一一疏通其源流，考证其谬误”[ ]，其中也包括科技知识。《日知录》第30卷“论天象数术”，有《天文》、《日食》、《月食》、《岁星》、《五星聚》、《百刻》、《雨水》等条涉及天文学。

黄宗羲的《明夷待访录》被认为是“中国历史上第一部系统地阐发民主主义思想的著作”[ ]。同时在该书中，黄宗羲还非常重视“学校”，认为学校不仅在于养士，更重要的是“必使治天下之具皆出于学校”。他认为学校除了有“五经”师，“兵法、历算、医、射各有师”。他还说：

学历者能算气朔，即补博士弟子。其精者同入解额，使礼部考之，官于钦天监。学医者送提学考之，补博士弟子，方许行术。岁终，稽其生死效否之数，书之于册，分为三等：……上等解试礼部，入太医院而官之。[ ]

对于取士，黄宗羲提出了8种渠道，有科举、荐举、太学、任子、邑佐、辟召、绝学和上书。其中所谓“绝学”，黄宗羲说：

绝学者，如历算、乐律、测望、占候、火器、水利之类是也。郡县上之于朝，政府考其果有发明，使之待诏。否则罢归。[ ]

显然，黄宗羲非常强调天文学的学习，注重选拔天文学人才。

黄宗羲在为学上有《明儒学案》、《宋元学案》等重要著作流传于世，同时也撰写了不少科学著作，其中天文学类著作“有《授时历故》一卷，《大统历推法》一卷，《授时历法假如》一卷，《西历假如》、《回历假如》各一卷”[ ]。

王夫之一生潜心著述，著作等身。除了对经学、史学、文学以及政治等有深入研究外，他对科学也有较多的关注。尤为重要的是，他把研究科学与理学的“格物穷理”联系在一起。他曾说：

密翁与其公子为质测之学，诚学思兼致之实功。盖格物者，即物以穷理，惟质测为得之。[ ]

密翁，即方以智（公元1611～1671年），字密之，号曼公，明清之际的思想家、科学家。在学术思想上，他主儒、释、道三教合一，[ ]并且著有《物理小识》、《通雅》等科学著作。他认为，学问有“质测”、“宰理”、“通几”之分，[ ]所谓的“质测”就是要研究“物理”；他还明确指出：“物有其故，实考究之，大而元会，小而草木螽蠕，类其性情，征其好恶，推其常变，是曰‘质测’。”[ ]可见，方以智的“质测之学”就是指自然科学。王夫之以方以智的“为质测之学”解“格物”，实际上就是以研究科学解“格物”。把研究科学与儒家为学成人所必需的“格物”联系起来，足以表明王夫之对科学的重视。

王夫之不仅以研究科学解“格物”，他本人对科学也进行了广泛的研究。王夫之晚年著《思问录》以及《张子正蒙注》，其中《思问录》外篇和《张子正蒙注》的《太和》、《参两》等篇包含了丰富的科学方面的论述，涉及天文学、地学以及医学等方面的内容。

在天文学上，王夫之反对盖天说，赞同浑天说。他认为，盖天说“可状其象而不可状其动也，此浑天之说所以为胜”。他还说：

乃浑天者，自其全而言之也；盖天者，自其半而言之也。要皆但以三垣二十八宿之天言天，则亦言天者画一之理。[ ]

王夫之还具体分析了历家的“天左旋，日月五星右转”以及张载的“日月五星顺天左旋”，并且说：

张子据理而论，伸日以抑月，初无象之可据，唯阳健阴弱之理而已。乃理自天出，在天者即为理，非可执人之理以强使天从之也。[ ]

显然，王夫之不赞同张载提出的“日月五星顺天左旋”的观点。与此同时，他也不赞同张载用阴阳五行说解释日月五星各自运行速度的不同，并且明确指出：“五纬之疾迟，水金火木土以为序，不必与五行之序合。”[ ]关于日月五星运行的速度，王夫之说：

远镜质测之法，月最居下，金、水次之，日次之，火次之，木次之，土居最上。盖凡行者必有所凭，凭实则速，凭虚则迟。气渐高则渐益清微，而凭之以行者亦渐无力。故近下者行速，高则渐缓。[ ]

此外，王夫之对月食、月中之影、岁差等天文现象以及历法的有关问题都提出了自己的观点。

明清之际的陆世仪也非常重视天文学的研究。陆世仪（公元1611～1672年），字道威，号刚斋，又号桴亭，太仓（今属江苏）人。他赞同朱熹的格物穷理之说，反对王阳明的致良知。他说：“致良知虽是直截，终不赅括，不如穷理稳当。……天下事有可以不虑而知者，心性道德是也。有必待学而知者，名物度数是也。假如只天文一事，亦儒者所当知，然其星辰次舍，七政运行，必观书考图，然后明白，纯靠良知，致得去否？”[ ]陆世仪认为，科学方面的知识不同于心性道德方面的知识，其认知方法也不相同；儒者应当学习科学知识、研究科学，而不是靠“致良知”。与此同时，陆世仪还从经世致用的角度强调学习科学的重要性。他说：“六艺古法虽不传，然今人所当学者，正不止六艺。如天文、地理、河渠、兵法之类，皆切于用世，不可不讲。俗儒不知内圣外王之学，徒高谈性命，无补于世，此当世所以来迂拙之诮也。”[ ]

清初大儒李光地对天文学也有研究。李光地（公元1642～1718年），字晋卿，号厚庵、榕村，福建安溪人。曾奉命主编《性理精义》、《朱子大全》等著作。李光地一生致力于理学，“以子朱子为宗，得道学正传。而又多才多艺，旁及天文算数之事，尤能贯通古今，洞明根底”[ ]。他说：“思知人，不可以不知天。仰则观于天文，穷理之事也，此则儒者所宜尽心也。”[ ]在这里，李光地把研究科学与儒家的“尽心”、“知性”、“知天”、“穷理”联系在一起。

李光地对天文历算有特殊的爱好，与当时的天文学家、数学家梅文鼎交往甚密。清康熙二十八年（公元1689年），梅文鼎奉昭参与修《明史历志》。当时的李光地因仰慕梅文鼎的历算才华，与他订交，并就历算的研究进行了交谈。此后，李光地经常前去求教，学问大进。期间，梅文鼎还根据李光地的建议编纂《历学疑问》。该书写成后，李光地为之作序，并刊刻行世。后来，李光地又将《历学疑问》以及梅文鼎推荐给康熙皇帝，梅文鼎受到了褒奖，于是名声大震。在与梅文鼎的交往过程中，李光地对天文学也作了深入的研究，其天文历法类著作主要有：《历象要义》、《历象合要》、《历象本要》等，主编《御定星历考原》、《御定月令辑要》等；还有论文《记太初历》、《记四分历》、《记浑仪》、《算法》、《历法》、《西历》等。

戴震是清代重要的汉学家。他除参与编修《四库全书》外，还有著作《原善》、《孟子字义疏证》、《声韵考》、《声类表》、《方言疏证》等，有清代考据学大师之誉。同时，他也非常强调研究科学。他说：

诵《尧典》数行，至‘乃命羲和’，不知恒星七政所以运行，则掩卷不能卒业。……不知古今地名沿革，则《禹贡》、《职方》失其处所。不知‘少广’、‘旁要’，则《考工》之器不能因文而推其制。不知鸟兽、虫鱼、草木之状类名号，则比兴之意乖。[ ]

显然，戴震把对科学的研究看作是整理、考订古典科技文献必要的知识基础。

戴震不仅强调研究科学，而且自己也深入研究科学，“凡天文、历算、推步之法，测望之方，宫室衣服之制，鸟兽、虫鱼、草木之名状，音和、声限古今之殊，山川、疆域、州镇、郡县相沿改革之由，少广旁要之率，钟实、管律之术，靡不悉心讨索。”[ ]正是对科技的深入研究，他撰写了大量的科技著作，其中有天文历法类著作：《原象》、《续天文略》、《迎日推策记》、《九道八行说》、《周礼太史正岁年解》、《周髀北极璿玑四游解》、《记夏小正星象》、《历问》、《古历考》等。

还需指出的是，明清一些儒家，比如黄宗羲、李光地等，他们在研究天文学时，较多地通过介绍西方的天文学知识，把中国传统的天文知识与西方的天文学结合起来。这对于西方天文学的传入是有积极意义的。

注释：

[1] 《王氏家藏集》卷二十八《与彭宪长论学书》。

[2] 《论语为政》。

[3] 《王氏家藏集》卷三十《策问》。

[4] 《王氏家藏集》卷三十《策问》。

[5] 参见高令印、乐爱国：《王廷相评传》，江苏：南京大学出版社1998年版，第228—261页。

[6] 《日知录》卷七《夫子之言性与天道》。

[7] 《日知录》卷七《博学于文》

[8] 《日知录》潘耒“序”。

[9] 冯契：《中国古代哲学的逻辑发展》（下），上海：上海人民出版社1984年版，第1023页。

[10] 《明夷待访录学校》。

[ 1] 《明夷待访录取士下》。

[ 2] 全祖望：《鲒埼亭集》卷十一《梨洲先生神道碑文》，《续修四库全书》，上海：上海古籍出版社2002年版，第1429册。

[ 3]《船山全书》第12册《搔首问》，湖南：岳麓书社1992年版，第637页。

[ 4] 参见罗炽：《方以智的“质测通几”之学》，载陈鼓应等：《明清实学思潮史》（中卷），山东：齐鲁书社1989年版。

[ 5] 方以智：《通雅》卷首三《文章薪火》。

[ 6] 方以智：《物理小识》“自序”。

[ 7] 王船山：《思问录》外篇。

[ 8] 《思问录》外篇。

[ 9] 《思问录》外篇。

[20] 《思问录》外篇。

[21] 《思辨录辑要》卷三《格致类》。

[22] 《思辨录辑要》卷一《大学类》。

[23] 阮元：《畴人传》卷四十《李光地》，北京：商务印书馆1955年版。

[24]梅文鼎：《历学疑问》“李光地序”。

天文学的主要研究方法范文第3篇

关键词：《天体力学》；课程建设；教学方法

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）05-0058-02

一、引言

天体力学是应用力学规律研究天体的运动和形状的一门学科，是天文学的一个分支，同时又与数学和物理学的关系密切。天体力学诞生于1687年，但作为学科名称是拉普拉斯于1798年首次提出的[1]。天体力学的基本理论虽然源于对自然天体的研究，但同样适用于人造天体。随着卫星技术的广泛应用，现代天体力学与航天科学、大地测量学和地球物理学等学科相互交叉，形成了一些共同的研究领域。因此，天体力学不仅是天文学专业必修的专业基础课，也是其他相关专业的重要选修课。天体力学涉及的内容广泛，理论性强，公式复杂，对于非天文专业的学生而言，天体力学是一门难度较大的课程。由于教学对象和教学目标不同，非天文专业开设的《天体力学》课程不可能照搬天文学专业的课程体系，而必须结合自身专业特点和需求进行课程体系建设。本文以武汉大学测绘学院天体力学课程为例，从教学目标、教学内容与教材、教学方法和考核等方面对非天文专业天体力学课程建设进行探讨，以供同行参考。

二、教学目标

武汉大学测绘学院开设天体力学课程主要针对测绘工程和地球物理两个本科专业。目前，全球卫星导航技术、遥感技术和卫星重力等现代卫星技术广泛用于测绘、地球物理领域的生产实践和科学研究，掌握基本的天体力学理论对于理解和掌握后续的专业课程具有重要作用。因此，天体力学是一门重要的专业基础课，一般在二年级下学期开设。通过本课程的教学，应达到以下目标：（1）使学生了解天体运动的基本规律，掌握天体运动的基本理论，为GPS原理及应用、卫星大地测量学、卫星重力学等后续专业课的学习奠定基础；（2）使学生了解天体力学的研究方法，通过一些理论公式的推导和天体运动规律的分析，增强学生科学理性的逻辑思维能力；（3）指导学生将天体力学基本理论应用于实际天体，利用案例介绍天体力学在本专业中的应用，培养学生独立分析与解决问题的能力。

三、教学内容与教材

人造天体的出现与电子计算机的广泛应用，极大扩展了天体力学的内容和应用范围，但是非天文专业天体力学课程不可能也没必要涉及天体力学的所有内容。结合专业特点和需求，选择的教学内容以经典天体力学的核心内容为主，即二体问题和摄动理论。考虑到非天文专业大学生的实际，教学内容侧重于基本概念和基础理论，并辅以所需的数学和物理学基础知识。表1列出了具体教学内容和课时安排。第1章绪论对课程进行概述，简要介绍天体力学的研究内容和发展历史。第2～3章是针对非天文专业学生缺乏相应基础而安排的数学、物理和天文学方面的基础知识。第4～6章是经典天体力学的主要内容，也是课程学习的重点。第7章是多体问题，重点介绍三体问题。第8章主要以地球为例介绍天体的形状与自转理论。教学内容由浅到深、由易到难逐渐递进，便于学生理解吸收。

国内天体力学的教材较少，而且由于出版时间较早现已经没有再版，如《天体力学引论》[2]、《天体力学基础》[3]。近年来，也鲜有天体力学方面的书籍出版。时间最近的天体力学书籍是2008年出版的《现代天体力学导论》[4]，但是该书专业性较强，主要介绍现代天体力学的内容和代表性研究成果，不适合作为非天文学专业本科生的教材。为了满足课程教学的需要，课程组在2006年就结合国内外资料编写了《天体力学》讲义，内容覆盖了所需的基础知识和天体力学基本理论，并添加在本专业的一些实际应用案例。经过多年的不断更新和完善，讲义基本具备了出版教材的条件。

四、教学方法与手段

1.合理利用计算机技术辅助教学。信息技术的发展及在教育教学领域的应用，导致了教学方法和手段的深刻变革，目前多媒体教学已成为课堂教学的主流方式。天体力学涉及不少抽象的天文学概念和复杂的空间关系，同时也有较多的公式，因此采用板书和多媒体相结合的方式更利于学生对课程内容的理解。对于一些重要公式的推导采用板书形式，这样容易引导学生的思路，增加与学生的互动。对于抽象的概念和理论，采用图片、动画和视频等多媒体资料进行讲解，不仅可以激发学生的学习兴趣，也有利于他们更好地理解和掌握。例如，第二章中的天球坐标系就涉及到天球上的许多点、线、面的概念，以及地平坐标系、赤道坐标系和黄道坐标系等多种天球坐标系的定义，采用传统方法讲授这些知识需要较多课时。而使用多媒体教学方式，只需几幅图片和一个动画就可以将这些坐标系的定义及相互关系形象直观地展现出来，极大提高了教学效率。另外，还可以编写一些程序或运用专业仿真软件（如STK卫星工具箱[5]）对某些教学内容进行演示，增进学生的感性认识，如天体的运行轨道模拟、摄动力对轨道的影响等内容。

2.理论联系实际，注重培养知识运用能力。天体力学课程是一门公式多、理论性强、逻辑严密的理论课。但是如果过多地讲授理论和公式推导，学生听课会觉得枯燥无味，学习兴趣下降，导致教学效果不佳。授课过程中应注重理论知识与实际应用的联系，特别是增加与本专业相关的一些应用或者是当前的热点问题。例如，讲授卫星轨道的相关知识时可以介绍嫦娥探月卫星轨道设计等实际问题，讲授轨道摄动问题时可以介绍卫星轨道摄动在确定地球重力场方面的应用。还可以采用案例教学法对一些公式较多的知识点进行教学，例如天体星历的计算，给定某实际天体运行轨道的轨道根数，让学生编程计算该天体在任意时刻的位置。通过介绍应用案例或者让学生自己动手解决实际问题，能激发学生的学习兴趣，增强对知识的理解。

3.利用灵活多样的考核方式保障课程教学质量和学生的学习效果。课程考核是实现教学目标和检验学生学习效果的一种手段，是课程教学的一个重要环节。为了避免传统期末考试“一考定成绩”的诸多弊端，本课程采用多元的考核方式，课程成绩由平时成绩和期末考试成绩两部分组成，分别占总成绩的45%和55%。平时考核可采取考勤、作业、课堂演讲与讨论、编程实验等多种形式，对于全面了解学生的学习状况和教师的授课效果非常有效，同时也可减小学生对考试的畏惧心理，避免考前突击行为。期末考试可采用开卷、半开卷和闭卷三种形式。开卷考试以应用题为主，题目覆盖课程的主要知识点，但又不能在学生携带的参考资料中找到完整的考题答案，以考察学生运用所学知识分析问题、解决问题的能力。半开卷形式则允许学生考试时将自己觉得重要的公式和理论抄写在一张纸上带进考场，这种方式有利于使学生理解知识点之间的联系，全面系统地复习、归纳和总结知识体系。闭卷形式虽然要求学生不准携带任何资料进入考场，但是为了避免学生对理论和公式死记硬背，试卷中会给出可能用到的重要公式，从而引导学生在学习过程中着重对知识点的理解、分析和运用。

五、结语

《天体力学》课程专业性较强，开设该课程的多为天文学专业。非天文专业开设《天体力学》，无论是教学内容还是教学方法，都没有经验可以借鉴。我院开设该课程已近十年，在课程建设方面进行了一系列教改实践，并取得了良好效果。学生学习该课程后掌握了本专业所需的基本知识，有的学生因此喜欢上天文专业并考取了该专业的研究生。本文在多年的教学实践基础上，在教学内容、教学方法和教学手段、考核方式等方面总结了教学经验，为非天文类的其他相关专业开设《天体力学》课程提供了参考。

参考文献：

[1]易照华.天文动力学和天体力学[J].云南天文台台刊，2002，（3）：1-8.

[2]易照华.天体力学引论[M].北京：科学出版社，1978.

[3]易照华.天体力学基础[M].南京：南京大学出版社，1993.

[4]孙义燧，周济林.现代天体力学导论[M].北京：高等教育出版社，2008.

[5]张文昭，高健.STK卫星仿真软件在天体力学教学中的应用[J].实验技术与管理，2013，30（2）：118-121.

天文学的主要研究方法范文第4篇

布莱恩·施密特（以下简称施密特）：谢谢！

问：这是您第一次来北京吗？

施密特：这是我第一次来北京，但我以前去过中国的其它地方。

问：诺贝尔奖的获得给您带来了什么改变吗？

施密特：是的。这让我变得更忙了，但我也因此有机会去接触各种各样有趣的事情。生活中的基本面和从前一样，只是我要做的事情比以前更多。在获奖后的第一年，我打算做我力所能及的事情；而在第二年，我就要确保有大块时间专心做科研了。

问：我们把话题转到您的工作上来。在1998年，您发表了主要工作成果。学术圈里对您的结果有多吃惊？您的论文是怎样被接受的？

施密特：在1998年，当时我们发现宇宙正在加速膨胀。我必须承认，对外公布这一结果是需要一点勇气的。因为对于我来说，这很令人疯狂；而且我知道，这一结果也会让每一个人感到疯狂。这并不是我所喜欢的结果，但我们的数据就的确导致了这种结果。所以，作为一个科学家，我必须站出来，告诉大家我们的数据意味着什么。要知道，我们一直在和“超新星宇宙学”项目的一个小组激烈地竞争。很明显，他们得到的是与我们不同的结果。然而在1998年的时候，情况变化了，两个小组清楚无误地得到了同样的结果。这很有趣。最后，宇宙学常数和加速宇宙解决了与宇宙学模型有关的很多问题。我无法预见理论研究界对于这样的结果会有多兴奋。观测天文学家们对此仍持怀疑态度，但是许多理论学家认为这个结果解决了所有的问题，必定是正确的。这个结果被人们接受得如此迅速，远远超出了我的预想。

问：你是否担心研究中存在系统性误差？

施密特：我们当然担心这些系统误差。目前的实验仍不可避免地存在这些系统性误差，所以这项工作很难。但我对于1998年的工作结果并不担心。我认为当时的结果很清楚，而且我们有很好的系统误差控制。现在，我觉得在百分之几的水平上，系统性误差控制是很难避免的。这在将来，对于超新星研究来说是一个很大的问题。与蓝光波段相比，它们在红光波段的真实亮度或绝对光度到底有多大，这非常非常难以研究。这和其它方法如重子声波振荡不同，后者只需要测量距离就可以了。这是一个简单得多的方法，可以进行精确的测量。而光度测定的基本实验则难度相对较大。

问：这个结果开辟了暗能量的研究领域。这一领域的未来前景怎么样？

施密特：前景很不明朗，这需要进行相当大规模的实验。我看到在超新星方面有大型实验正在进行，但同时也有重子声波振荡等实验。对于我来说，有一个非常让人激动但有点儿出乎意料的事情，就是宇宙微波背景辐射的微引力透镜效应。事实上，这看起来非常不错。在大多数光学波段的星系中，都存在着微引力透镜效应，这当中也可能普遍存在着系统误差问题。曾经有人问我，我是否把所有的资金都投入到了解决暗能量问题的某个研究领域。事实上，我重点投入的是理论研究部分，因为有证据表明暗能量与宇宙学常数非常相似。我猜想，它们在将来也会看上去非常相近。如果这是真的，那我们所做的任何实验都将不会给我们带来什么实质性的帮助。我们所需要的是一个好的想法。

问：您现在参与了一项名为“天空绘图者”（Skymapper）的计划，是吗？

施密特：是的。这是在斯隆数字化巡天的基础上建立的一个庞大的南天巡天项目。这个项目原计划在2003年开始，但是我的观测站被一场大火烧毁了，所以计划不得不延后。不过我们的工作已经重新开始了。天文学家们需要知道天空中有什么东西，才能据此开展实验。而南半球天空中所有恒星和星系的统计结果将是我们探索南天的有力工具。

问：就研究经费而言，您提到这些项目中的大部分都需要有数百万美元的资金支持。其中，澳大利亚的项目基金看上去更丰厚一些，例如SKA（平方千米阵列）射电望远镜阵列。

施密特：当前，澳大利亚在天文学研究方面确实投入巨大。如果我们环颐世界，中国正在投资，欧洲也在投资。美国目前只是正式通过了一项粗略的计划，但综合来说，他们的总投入仍非常高。我认为我们应该认真考虑要做好什么工作。但是在澳大利亚，目前是一个很好的机会。我认为，对于我们来说有一个很大的限制，那就是澳大利亚在我所使用的8米口径望远镜上还没有清晰的计划，所以我们有自己的问题。但是与此同时，我们在SKA的工作非常有成效。我们讨论了将来和中国一起在南极开展更多的合作；我们还参与了大型“麦哲伦”望远镜的建造，这是未来10年中的一个重大项目。我觉得自己非常幸运，能够从澳大利亚的天文学发展中获益良多。

问：对于年轻一代的天文学工作者，您有什么建议吗？要成为一位成功的职业天文学家，什么是最关键的呢？

施密特：在所有的事情上，你都需要灵活应对。应该集中精力于想做的事情，以及学习如何与他人合作以实现自己的科学目标，而不要过于担心未来。我认为，明白“这就是自己想要达到的目标”、“这就是自己想做的科学问题”，然后再为之付出努力，这些才是重要的。不要自己一个人闭门造车，要把你对科学目标的前景预期传达给合作者。我或多或少就是这么做的，而且很奏效。最后，从长期来看，一味地担心未来和过分地为你的科学成果竞争名利，对于你没有一点好处。成功的关键在于，要保证尽力做到最好，而且要承认成为科学家是个带有较大偶然性的事情。这是一个竞争激烈的领域，我们可以有两种方法来应对：要么积极进取，努力拼搏；要么消极对待，并且想办法让其他人出局。我一直都崇尚积极的竞争态度。要知道，从事天文研究是一项特权，我们所使用的技能可以用来做任何事情。对于年轻人来说，他们始终都有很多的机会。你要抓住目前所拥有的机遇，而未来怎样则不是你所能完全决定的。担心未来不仅不会为你带来什么改变，反而会对你造成伤害。

问：中国的媒体一直都在谈论诺贝尔奖，而且中国也非常渴望得到这一荣誉。中国应该如何做呢？对此，您有什么样的想法？

施密特：这很有趣。这是中国人很常问的问题。我遇到过中国驻澳大利亚大使，这也是他问我的第一个问题。中国要做什么才能获得诺贝尔奖？我认为答案就是中国现在正在做的正确事情。中国给科研人员提供了很多资金以支持他们的科研工作，而当下中国在科学研究方面的投人已经相当大了，不仅数额巨大，而且增长迅速。这就是第一个关键！如果你们真的想获得诺贝尔奖，那么能做的最好的事情就是要确保最优秀的年轻科学家——我是说30岁上下的年轻人——能够从事自己的项目。由一个高层主管来领导，而其他人越年轻则权力越小，这样对于粒子物理学来说还行，但是对于真正的创新学科来说，这个办法并不可行。我认为重要的是资助优秀的年轻科研人员，并给他们从事自己项目的机会，而不是等到50岁之后才让他们做这些事。如果说我看到了在世界范围内，包括中国在内的科研系统存在什么缺陷的话，那就是年轻的科研工作者们没有能在足够年轻时得到独立进行研究的机会。就拿我自己来说吧，我获得的诺贝尔奖始于27岁时就开始研究的一个项目。澳大利亚给了我在27岁时就独立从事研究的机会，这才使我最终能够赢得诺贝尔奖。这也是我们需要在所有国家实现的事情。当然不是所有人，而是需要选择出从事独立研究的最优秀的年轻人。

问：天文学正在变得越来越国际化，你怎么看待中国在国际天文学领域中的地位？

施密特：认真讲，我至少在三个领域熟悉中国的工作。第一个是LAMOST，这个研究银河系演化的项目是个技术上的巨大挑战，是个勇敢的工程。在这样一个工程中占据领导地位对中国而言是一项巨大成功。我认为这是一项挑战性的项目，但它是正确的选择，这很好。我认为中国在30米望远镜（Thirty Meter Telescope，TMT。这是计划在夏威夷莫纳克亚山上建造的大型地基拼接镜面反射望远镜。——译者注）中也占据了重要地位。这是一个未来的基础设施，是一个国际合作项目。我觉得中国在SKA中也起到了非常重大的作用，同时中国在南极的光学天文学领域也是个领跑者。中国正在把其他人聚集到身边来，一同向自己引领的方向前进，我认为这就是以上领域的现状。澳大利亚也参与了中国的南极计划，这太好了！也许其它国家也可以参与进来。LAMOST齐聚了许多人的努力。TMT是一个国际化的大型项目。我看到中国有大量的科研人员正在发展这些望远镜所需的技术，他们在制造工作中表现出的能力让人惊叹。中国在10年或是15年内，与世界上的其它国家相比，一定会有更多的天文学家出现，我觉得到那时，中国会成为天文学的真正领导者。

问：您已经提到了一些天文学项目，我想知道澳大利亚的天文学工作者们在下一个大型项目上是怎样达成共识的。这在包括中国在内的许多国家都是一个难题。

施密特：事实确实如此，这一直都很困难。但是我们会聚集在一起，我们是一个关系融洽的团体，我们对彼此都很了解。我对澳大利亚国内的每一个博士后都相当了解。我们这个团体只有400人，经常聚集在一起进行讨论。我们总是能够达成一致。当时的情况是：光学天文学家们决定袖手旁观了，而我们则要推动SKA项目。但是SKA的团队成员，那些射电研究人员又推动了光学天文工作者的需要。这涉及到的就是信任，是流传下来的传统。要意识到，对于那些在其它方面有自己的优先考虑的人，需要使他们最终相信你能够带来一些令大家都成为赢家的东西。因为一旦你认为有成功者就必有失败者，那么最后每个人都是失败者，因为政府会说：“你们不知道你们在做什么。我们打算把经费留给其他人。”例如，在我看来，澳大利亚的物理学家们就没有达成一套明确的优先目标，这意味着他们不会赢得任何东西。但是要有这样一种信念：“我们在从事一项长远看来对每个人都有益处的工作。”这种信任是很有必要的。那么怎样才能实现这种相互信任呢？答案就是把合适的人聚集到一起，互相理解对方。我知道这很难，但很幸运的是，我们在澳大利亚做到了。

问：您是怎样在生活和工作之间保持平衡的？您工作时一定相当努力。

施密特：我确实在努力工作。不过我想说的是，在研究宇宙加速膨胀时，我的生活和工作完全失衡了。我工作得太投入了。但是我认识到了这点，我后退了一些，并不仅仅是在时间上。这可以让人获取新思想和平衡。所以我试着不再在周末工作。但是在一周的工作日内，我仍然非常努力地工作。当我晚上9点钟到家的时候，我会和家人在一起。周六和周日也是我和家人在一起的时候。现在的情况则是我失去了一半的周末时光，所以（在周末）当我没有绝对要做的事情时，我就不会去工作，这点非常重要。

工作总是做不完，我在2000年的工作就是如此。当时我正在进行宇宙加速膨胀的研究工作，我可以适应所有的工作，但我必须付出更长的工作时间。后来又有了一些事情，一天24小时都不够用，我无法再适应这样的工作了。所以那时，我意识到这样做太疯狂了。我觉得自己得后退一步，给自己和家庭留一点时间出来。所以为了寻求平衡，你在必须非常努力地工作同时，作为一个正常的人，还得有长期的生活眼光。所以一旦意识到这些，就会知道天天如此夜以继日的拼命工作并不会给你的职业生涯带来什么不同。但问题是，当要紧事出现时，要有能力去做。最好的解决方法就是去做你绝对需要的、真正的、有益处的事。但是你必须平衡好生活，当紧要关头来临时，拥有充足的精力储备去应对。我想大多教人（比如我）都会沉迷于工作、邮件和计算机。这对于你成为一个优秀的科学家并不必要。我认为我现在的研究工作效果更好。我的思索更多。我想在家庭上多花一些时间了。

问：听说您喜欢自己亲手酿造美酒，您是不是已经掌握了制作好酒的秘密？

施密特：这对于我来说，是清理思路的一个好方法。在清理的过程中，我可以对问题全面地重新进行思考。制作美酒对于我来说，是一种发泄压力的方法，就和音乐一样。在有太多事情要做时，这是一个清理思路的过程，而制作美酒则给我了一个摆脱压力、担忧，以及在混乱中重新思考的机会。这非常重要。

问：您还有其它一些想说的话吗？例如，对中国的天文学家们想说些什么呢？

天文学的主要研究方法范文第5篇

这场公开辩论是2011年6月19日在北京天文馆进行的，尽管台上两人和颜悦色地对话，台下的人却自觉分成了不同的阵营：一名支持占星的年轻男子在得知身旁的女子不相信占星后，拒绝与她乘坐同一部电梯。

尽管天文与占星有许多历史渊源，但朱进多次在不同场合表达过自己对占星学的态度：不科学。

人类已经可以通过天文望远镜观测到数百亿光年外的星体，也能模拟宇宙大爆炸后百万分之一秒的状态，但这些科学的进展就像朱进多次使用的“瞎说”一词一样，依然无法消除许多人心中的疑问。

在过去几十年里，心理学、生理学、医学、地球科学的一系列新发现为人们提出了更多的可能性，这些发现也在暗示，仅靠天文学，是远远不足以证明或证伪占星学的。 让占星师们尴尬的十个质问 黄道星座实际上已经变成13个了

从人类用自己的头脑去“观察”世界的那一天起，星空就是一个神秘的存在。我们的祖先曾经认为夜空中的点点繁星是那些居住在天上的部落的篝火。那些没有电视可看、没有互联网可上的人们，也很自然地将星星连接起来，想象出神话人物和他们的故事。

社会神经科学的研究者认为，这正是人脑强大的地方―它善于将没有意义的几何图形赋予生命、个性和社会关系。这样的思考时刻在锻炼人脑的社会性，而社会性恰恰很好地帮助人类作为一个物种生存下来。

如果我们只是机械地看待星空，那么它就完全不是星座世界中的生动模样。由于人眼物理结构的限制，我们非常不善于分辨物体的远近。因此星星们看起来才都位于一个球面上。

其实每个星座里的星星都不大可能与我们距离相同。是人眼的错觉加上人脑的想象力，让我们把那些毫无物理关系的星星用线段连接起来。

在社交活动中流行的“星座分析”，脱胎于88个星座中的12个黄道星座，也就是太阳运行过程中会经过的那些星座。占星学萌芽于公元前2500年希腊哲学家对宇宙和灵魂关系的追问。在那个时候，黄道上的确有12个星座。然而，地球运行时有一个叫做“岁差”的现象，自转轴周期性摆动。其结果就是有新的星座进入黄道。现在的黄道星座实际上就不是12个，而是13个，与几千年前相比多了一个蛇夫座。

这就是占星学与天文学密切联系的地方―它必须随着天文学的发展来不断修改自己的理论。比如，在2006年，冥王星从行星降级成为矮行星，那么如何在占星中处理冥王星就成了占星学界要马上解决的一个问题。

对于黄道星座从12个变成13个的问题，占星学家也有巧妙的解释。他们给出的回应是：我们仍然用12个星座，因为我们的星座与天文概念里的星座不是完全对应的。占星当中所使用的星座是“均分星座”，也就是将黄道平均分成12份，而不是按照有大有小的天文星座来划分区域的，这样一来，就没有第13个星座的困扰了。 太阳有无数周期，星相学依据哪一个？

流行文化中的“星座”是一种非常简化的模型，严肃占星学的体系实际上要复杂得多。后者可能要将太阳、月亮和行星的位置都考虑进去。

这样一来，要用科学方法去考察占星学的“经验”论断，就变得更为复杂。太阳、月亮行星与遥远的恒星需要分开讨论。问题的核心在于，这些天体是通过什么力量影响一个人的性格乃至命运的？

天文学上很难理解太阳之外的恒星能够对地球上的生命产生什么影响―这些恒星的距离超出了直观的理解范围。

另一方面，太阳和月球对人类的影响的确是存在的，也有越来越多的科学证据支持这一点。比如2013年的一项生物学研究就发现，月球周期与人类的睡眠质量是存在相关性的，月圆之夜人的睡眠会受到影响。

有研究者尝试从太阳的活动周期、地磁风暴等角度分析出生时间与个性、健康的关系，但其中缺失的链条还非常多。即便如这些研究者所说，太阳活动的极小期具有179年的周期，太阳黑子有11年的周期，但太阳活动还有154～158天周期、80～90年的格雷斯伯格周期、180～200年的德维里周期等，这些周期也很难与占星学中的时间点相对应。

天体（主要是太阳和月球）与人类生理确实会产生一些关系。可能在几百万年的进化过程中，人类的生存繁衍也与这些天体活动相协调，但是二者之间的联系并没有细致到如占星学所言的程度。

还有一些显示星座关联度的统计结果，纯粹是因为并不科学的统计方式导致的。例如淘宝的“星座败家榜”，星座排名与最近几年大学入学新生的星座排名几乎完全相同，可见这类榜单体现的只是各个星座在年轻群体中的人口比例而已。 科学不支持星相学，但支持我们相信星相学

人们之所以会认为“星座分析”很准并且很愿意谈论“星座”，更多的是出于心理学和神经科学上的原因。

人们通常会认为一段概括而模糊的人格描述非常符合自己，这种现象叫做“巴纳姆效应”。

心理学家卡尔松曾做过一个著名的“双盲”测试。他先请占星家们根据受试者提供的信息来撰写他们的出生天宫图和诠释文，然后再加入两组其他的诠释文，让受试者从中挑选。

占星家们预测，受试者挑中自己的诠释文的几率应该高于50%，但实验结果是1/3，刚好等于随机挑选的概率。随后，他又让占星师充当被测试者，结果这些号称具备“专业知识”的占星师们选对的几率与普通人没有半点不同。

这其中一个重要的原理就是，当你相信一个判断适合描述自己的时候，就会自己寻找证据往上贴。如果某一个论断太离谱，贴也贴不上，你就会自动忽略它，你永远只会记住那些说中的部分。

“星座”之所以会流行，可能与人脑一个根深蒂固的特性有关。你可以回想一下，当你空闲下来发呆的时候，头脑当中想得最多的事通常是哪方面的？大多数人考虑的都是人际关系：你在别人眼里的形象如何？别人是什么性格，他（她）那样做是什么意思？你和他（她）以及他们之间的关系是怎样的？

神经科学家通过实验验证了这一点。他们让受试者在功能性核磁共振（FMRI）的监测之下做数学题，结果发现，哪怕在解完一道题、进入下一道题的短暂间隙里，人们也会把思维放到人际关系上。可见思考人际关系是人脑的“默认配置”，只要不执行其他任务，它就会自动转回来。