现代天文学与宇宙起源
2014-12-25 12:17:00   来源:化石网   评论:0 点击:

  宇宙的历史演化  世界各民族都有自己的神话传说,内容不一,但几乎都有开天辟地或创世的故事。说来并不奇怪,只有在开天辟地之后,才能演出一幕幕女娲补天、嫦娥奔月、夸父逐日的戏剧来。天地、世界都是通

 

  宇宙的历史演化

  世界各民族都有自己的神话传说,内容不一,但几乎都有“开天辟地”或“创世”的故事。说来并不奇怪,只有在开天辟地之后,才能演出一幕幕“女娲补天”、“嫦娥奔月”、“夸父逐日”的戏剧来。“天地”、“世界”都是通俗的说法,,其实指的就是“宇宙”。《淮南子,齐俗训》说:“往古来今谓之宙,四方上下谓之宇”。就是说,“宇”表示空间,“宙”表示时间,而“宇宙”既表示空间和时间,又是自然界万物的总称。任何客观存在的具体物质都有自己的结构,都在运动和变化;同样,“宇宙”这个客观存在也应该有结构,也要不断地演化。结构就是形态和组成,演化通俗地讲就是指生长老死。研究宇宙结构和演化的科学叫宇宙学。有些人,一听到谈宇宙的结构和演化就惊恐莫名;更有人指责宇宙学是现代神学,为没落的资产阶级的“创世说”制造科学根据。其实,对宇宙结构的研究早在资产阶级诞生之前就开始了。

  中国古代的宇宙观

  在中国,周代曾有关于宇宙结构的“盖天说”。它认为,“天圆如张盖,地方如棋局”,方形大地每边长81万里,半球形天穹高8万里;大地静止不动,日月星辰在天穹上随天旋转。“盖天说”的内容在今天看来十分幼稚可笑,但它无疑是古代人们从直观出发,再加以想象而提出来的。天圆地方的“盖天说”有难以掩饰的矛盾,于是在战国时代,又出现了关于宇宙结构的“浑天说”它认为,浑天如鸡子。天体圆如弹丸,地如鸡子黄,孤居于内,天大而地小。天表里有水,天之包地,犹壳之裹黄。天地各乘气而立,载水而浮。日月星辰,附在天球上,随天旋转。“浑天说”认为大地是球形的,天也是球形的,这显然要比“盖天说”进步。但“浑天说”也并不符合实际情况。它实际上是中国历史上的“地球中心说”。

  此后,在东汉时还有一种解释宇宙本质的“宣夜说”。它认为:“天了无质,仰而瞻之,高远无极”,“日月众星,自然浮生虚空之中”。从哲学上讲,它主张无限宇宙论,比“盖天说”和“浑天说”都进了一步;但从观测天文学上讲,它并没有阐述日月众星的运行规律,因此仅有理论影响,缺少实际意义。

 


 

  国外古代的宇宙观的发展

  在外国,对宇宙结构也有各种各样的说法和理论。古代巴比伦人认为,大地犹如拱起的乌龟,天空乃是半球形的穹庐。古代印度人认为,大地驮在象背上,大象站在龟身上,海龟浮在海洋上。古希腊对于宇宙结构有不同的学说,有人认为地球是一个浮在水面的扁盘;有人认为地球是一个球,居于世界的中央,这大概是“地球中心说”的雏形;也有人认为,地球绕轴旋转分昼夜,绕日旋转成周岁,这大概可算是“太阳中心说”的前驱了。

  长达一千五百年中,在西方占统治地位的宇宙结构学说是托勒玫的“地球中心说”。它认为,地球居于宇宙的中心,日月星辰在以地球为中心的一些大小不同的同心圆上运转。托勒玫的“地球中心说”在天文学的发展中起过一定的进步作用,它推动了观测天文学的发展;但是,由于日地关系被完全颠倒了,人的认识越向前发展,这个学说就越露出了破绽。它所以统治人们思想那么长的时期,除了生产力发展水平低外,主要是它适应中世纪教会统治的需要。

 


 

  现代天文学的起源

  在宇宙结构问题上带革命性的学说,是十六世纪波兰天文学家哥白尼提出的“太阳中心说”。它认为,太阳是宇宙的中心,地球和水星、金星、火星、木星、土星等绕太阳旋转天穹的视运动只不过是地球自旋的反映而已。这个学说冲破了教会的重重阻力,打破了中世纪黑暗的沉闷空气,把科学从僧侣统治下解放出来,功绩是伟大的。它推翻了日动地静的说法,在太阳系范围内,符合实际情况。但是,它认为太阳是宇宙的中心,这显然是不正确的。在哥白尼身后,布鲁诺;伽利略等人把哥白尼的学说朝前发展,认为宇宙是无限的;天上无数个星星就是无数个世界,所以太阳并不是宇宙的中心。对无限的宇宙来讲,根本无所谓中心,或者说,处处是中心。

  哥白尼的学说第一次把宇宙学放在科学的基础上。其后,开普勒根据他的老师第谷的大量观测资料,总结出行星运动的三大定律;特别是牛顿发现了万有引力定律和总结出动力学三大定律后,经典的现代宇宙学形成了。从二十世纪爱恩斯坦的广义相对论到二十一世纪霍金的黑洞理论学说,现代天文学对宇宙的起源有了新的理解和定义。

  从古代的占天术到现代天文学对宇宙的研究

  古时人们谈论的天地结构,是当时人们认识的宇宙;哥白尼时代的宇宙,实际上是指太阳系;随着观测手段的改进,人们发现银河原来是由千万颗恒星组成的,这些恒星和观测可见的其他恒星组成了银河系,太阳只不过是银河系中一颗普通的恒星,这时人们谈起的宇宙无非是银河系而已;以后观测发现银河系外还有许许多多象银河系一样的星系,现在人们认为它们组成了总星系,它们有整体结构、运动规律和演化方式,总星系就是现在人们所认识的宇宙。目前人们的观测范围已扩大到近三百亿光年时空区域,现代天文学就是研究宇宙这个大范围内的时空特性和运动演化的规律。从古代的占天术对宇宙定意研究到现代天文学对宇宙起源研究,现代宇宙起源学是现代天文学的基石。

  广东天文学会会员:刘振中


来源:广东省天文学会 2007-01-12

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