導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇天文學(xué)概念，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

Switzerland

Discovering the

Expanding Universe

2009, 226pp.

Hardcover

ISBN: 9780521514842

H.努斯鮑默等著

20世紀(jì)上半葉,膨脹宇宙的發(fā)現(xiàn)是天文學(xué)中最為激動(dòng)人心的輝煌成就。20世紀(jì)開(kāi)始,天文學(xué)界一直存在著緊張甚至激烈的爭(zhēng)論。銀河是否就代表了整個(gè)宇宙?或者我們的宇宙是由數(shù)量巨大甚至無(wú)限個(gè)孤立宇宙組成的,而其中的每一個(gè)都類似于人類自己的銀河?在1925年以前對(duì)這個(gè)問(wèn)題的看法是傾向于孤立的宇宙。這個(gè)概念是德國(guó)哲學(xué)家康德于1755年提出的?，F(xiàn)代天文學(xué)起源于1917年,當(dāng)時(shí)愛(ài)因斯坦發(fā)表了他的著名論文《對(duì)廣義相對(duì)論的宇宙學(xué)思考》。在他的理論中,空間與時(shí)間形成了統(tǒng)一體,它們不再是絕對(duì)和獨(dú)立的概念。時(shí)空結(jié)構(gòu)是和宇宙的物質(zhì)和能量?jī)?nèi)在相關(guān)的,時(shí)空是由引力構(gòu)筑的。隨后比利時(shí)天文學(xué)家、宇宙學(xué)家勒梅特于1927年發(fā)現(xiàn)了膨脹的宇宙,并且提出了創(chuàng)世大爆炸起源的建議。緊接著是美國(guó)天文學(xué)家哈勃在1929年所做的貢獻(xiàn)。在隨后的幾年中,哈勃與美國(guó)天文學(xué)家赫馬森一起為現(xiàn)代宇宙學(xué)的未來(lái)發(fā)展提供了必要的觀測(cè)。最后在1931年愛(ài)因斯坦轉(zhuǎn)向了膨脹宇宙的觀念。本書(shū)挖掘了這一段天文學(xué)史。作者還追溯了現(xiàn)代宇宙學(xué)某些概念的演化,從中世紀(jì)末期到1925年最終接受了銀河系的概念。

本書(shū)共有18章。1.緒論;2.中世紀(jì)末的宇宙學(xué)概念;3.作為新天文現(xiàn)象的星云;4.關(guān)于天空的構(gòu)造;5.孤立宇宙成為天文學(xué)現(xiàn)實(shí)星紗宇宙;6.愛(ài)因斯坦與德西特的早期宇宙學(xué);7.弗里德曼動(dòng)態(tài)宇宙;8.紅移:怎樣調(diào)和斯來(lái)弗與德西特的觀點(diǎn);9.勒梅特發(fā)現(xiàn)膨脹宇宙;10.哈勃1929年的貢獻(xiàn);11.膨脹宇宙觀念的突破;12.哈勃對(duì)德西特的憤怒;13.B.Robertson與Tolnlan加入博弈;14.愛(ài)因斯坦―德西特宇宙;15.太陽(yáng)和地球是否比宇宙要古老?16.試圖發(fā)現(xiàn)非主流思路;17.大爆炸的萌芽;18.總結(jié)與結(jié)束語(yǔ)。最后是6個(gè)數(shù)學(xué)附錄。附錄1至5分別涉及了第6、7、9、13、14章中的內(nèi)容。附錄6:基本宇宙關(guān)系的現(xiàn)代表示。

作者以非技術(shù)性語(yǔ)言撰寫(xiě)本書(shū),外加數(shù)學(xué)附錄。它適合于科學(xué)家、學(xué)生以及那些對(duì)天文學(xué)和宇宙學(xué)感興趣的人閱讀。

胡光華,高級(jí)軟件工程師

(原中國(guó)科學(xué)院物理學(xué)研究所)

篇2

為什么是冥王星

在中國(guó)紫金山天文臺(tái)王思潮研究員看來(lái)，冥王星是個(gè)“調(diào)皮鬼”，首先，由于它表面光反射的原因?qū)е滤陌l(fā)現(xiàn)者美國(guó)人克萊德?湯博當(dāng)時(shí)錯(cuò)估了它的質(zhì)量，認(rèn)為它的體積比地球大數(shù)倍。這樣的結(jié)論使它很快作為太陽(yáng)系第九顆行星進(jìn)入教科書(shū)。但隨著現(xiàn)代天文觀測(cè)儀器的不斷升級(jí)，哈勃大望遠(yuǎn)鏡證實(shí)它實(shí)際上是月亮還要小的巖石。

王思潮研究員介紹說(shuō)。冥王星還有著與眾不同的公轉(zhuǎn)軌道。其他行星的軌道平面都與黃道平面(地球軌道平面)基本一致，冥王星的軌道平面卻與黃道平面呈很大夾角。其他行星的軌道幾乎是完美的圓形，而冥王星的軌道是一個(gè)有很大偏心率的橢圓形。

20世紀(jì)50年代，天文學(xué)家柯伊伯預(yù)言，在海王星軌道以外存在著一個(gè)類似于小行星帶的區(qū)域，冥王星只是這群小天體中個(gè)頭較大的一顆。在對(duì)冥王星的歸屬問(wèn)題的討論中。王思潮研究員提到了在美國(guó)工作的英國(guó)天文學(xué)家萊恩?馬斯登馬斯登。1980年，馬斯登曾提出要給冥王星降級(jí)，遭到美國(guó)天文學(xué)家的集體反對(duì)，在一個(gè)學(xué)術(shù)討論會(huì)上，馬斯登遭到威脅：如果再提這事就要把他扔到賓館的游泳池里去。

到了1992年，柯伊伯的預(yù)言被證實(shí)，在冥王星區(qū)域發(fā)現(xiàn)的天體越來(lái)越多，體積越來(lái)越大。使得對(duì)“第九大行星”資格的質(zhì)疑之聲也越發(fā)響亮。2003年，加州理工學(xué)院的天文學(xué)家邁克?布朗發(fā)現(xiàn)了2003UB313。它的出現(xiàn)成了最后一根稻草――它在大小上完全壓倒了冥王星，它的歸屬問(wèn)題也成了引爆大行星定義之爭(zhēng)的直接導(dǎo)火索。

布朗理直氣壯地宣布：“拿起你們的筆，從今天開(kāi)始改寫(xiě)教科書(shū)吧?！?/p>

為了平息眾說(shuō)紛紜的爭(zhēng)吵，國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)專門(mén)成立了“行星定義委員會(huì)”來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，并把今年的國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)大會(huì)的重要議題。

爭(zhēng)論還在繼續(xù)

王思潮研究員認(rèn)為：“冥王星被開(kāi)除出太陽(yáng)系行星的行列，這絲毫不影響其科學(xué)研究上的重要意義?！备~克?布朗一樣。在20年前，王思潮研究員的夢(mèng)想也是要發(fā)現(xiàn)第十大行星，但他現(xiàn)在認(rèn)為這個(gè)定義使得天文學(xué)的研究“由量的變化變成了質(zhì)的飛躍”，他認(rèn)為，本次決議中5A中所闡述的概念是更科學(xué)、更明確的。它的重要意義在于．“就好像化學(xué)元素的研究一樣，發(fā)現(xiàn)周期表中沒(méi)有的元素固然重要，但更有意義的事情是對(duì)原子核的研究和電子的發(fā)現(xiàn)?！?/p>

篇3

（公元1686年～1734年）建造了目視天文觀測(cè)時(shí)代的最后一批重要天文臺(tái)。其中德里和齋浦爾的兩座至今存留，每年都吸引著大批的游客。

在印度，現(xiàn)代天文臺(tái)最初出現(xiàn)于英國(guó)殖民統(tǒng)冶時(shí)期。因發(fā)展星等概念和相關(guān)測(cè)量法而名留史冊(cè)的Norman Pogson，曾于1860年～1891年在印度的馬德拉斯天文臺(tái)工作。1868年8月18日，在南印度發(fā)生了一場(chǎng)日全食。當(dāng)時(shí)，Pogson在觀測(cè)中發(fā)現(xiàn)了一條屬于某種未知元素的光譜譜線，后來(lái)這種元素被命名為氦。另兩位來(lái)印度觀測(cè)這次日食的天文學(xué)家Janssen和Lockyer，也對(duì)這一發(fā)現(xiàn)表示認(rèn)可。1899年在科代卡那（Kodaikanal，位于印度南部的泰米爾邦?！g者注）建立了一座當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的太陽(yáng)天文臺(tái)。1909年，曾任臺(tái)長(zhǎng)的John EveFshed在這里發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)黑子的Evorshed效應(yīng)。

在天體物理學(xué)作為一門(mén)新興學(xué)科剛剛出現(xiàn)時(shí)，一個(gè)印度人——M·N·Saha——做出了一項(xiàng)里程碑式的巨大貢獻(xiàn)。1920年，他明確提出了Saha電離方程，并將其用于解釋恒星光譜。在廣義相對(duì)論被認(rèn)為超越了物理學(xué)主流的年代里，在印度確立了這個(gè)新領(lǐng)域中的一個(gè)傳統(tǒng)研究領(lǐng)域。1943年，P·C·Vaidya對(duì)輻射的恒星提出了Vaidya度量；而到了1955年，A·K·Rayehaudhuri又提出了Rayehaudhuri方程，幾年后，這個(gè)方程成為了證明奇點(diǎn)定理的關(guān)鍵工具。

1947年印度獨(dú)立，此后四分之一個(gè)世紀(jì)里，建立了一些以天體物理學(xué)為主要研究領(lǐng)域的科研機(jī)構(gòu)。幾名在海外接受教育的印度科學(xué)家回到國(guó)內(nèi)，成為了發(fā)展新的天體物理學(xué)研究隊(duì)伍的領(lǐng)軍人物。M·K·V Bappu在班加羅爾建立了印度天體物理學(xué)研究所，科代卡那天文臺(tái)如今成為了該所的一個(gè)組成部分。在孟買的塔塔基礎(chǔ)領(lǐng)域研究所（Tata Institute of Fundamental Research）里，射電天文和理論天體物理的研究團(tuán)組在G·Swarup和J·V·Narlikar的領(lǐng)導(dǎo)下日益壯大。1969年，這里的射電天文組建造了Ooty射電望遠(yuǎn)鏡。在班加羅爾的拉曼研究所，在V·Radhakrishnan領(lǐng)導(dǎo)下，也建立了一個(gè)重要的天體物理學(xué)團(tuán)隊(duì)。

現(xiàn)在，除了遍布印度各地的研究機(jī)構(gòu)中的規(guī)模不斷變化的天體物理學(xué)研究團(tuán)組外，在印度還有兩個(gè)完全致力于天體物理學(xué)的主要研究機(jī)構(gòu)——班加羅爾的印度天體物理學(xué)研究所和浦那的印度各大學(xué)聯(lián)合天文學(xué)與天體物理學(xué)中心。在印度各地，還在不斷興建天文學(xué)觀測(cè)設(shè)備。在本文中，我們只能提及最大的射電天文設(shè)備和光學(xué)觀測(cè)設(shè)備。浦那附近的巨型米波射電望遠(yuǎn)鏡擁有30架口徑45米的天線，是米波波段的世界最大的望遠(yuǎn)鏡，由塔塔基礎(chǔ)領(lǐng)域研究所的印度國(guó)家射電天體物理學(xué)中心負(fù)責(zé)管理。喜馬拉雅錢德拉望遠(yuǎn)鏡是一臺(tái)2米口徑的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，位于喜馬拉雅山區(qū)的Hanle村，海拔高度約4300米，是世界上最優(yōu)良的觀測(cè)點(diǎn)之一。在不久的將來(lái)，印度也將在空間天文學(xué)領(lǐng)域取得迅速發(fā)展。印度的第一顆專門(mén)的天文衛(wèi)星Astrosat預(yù)計(jì)將于2013年發(fā)射，它將進(jìn)行多波段觀測(cè)。

篇4

事實(shí)上，一些天文學(xué)家已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行新的嘗試了。目前，有三個(gè)天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)正計(jì)劃掃描廣大的空間，以期發(fā)現(xiàn)外星人或者由外星人建造的巨大工程。這些天文學(xué)家的理念是：不必再嘗試攔截外星通信，或許我們應(yīng)該找尋外星人的“物品”。

之前科學(xué)家在這方面已經(jīng)有過(guò)一些小規(guī)模的嘗試，而現(xiàn)在，三個(gè)天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)計(jì)劃掃描廣大得多的空間。其中兩個(gè)團(tuán)隊(duì)希望在星光的明暗變化中發(fā)現(xiàn)“外星工業(yè)”的影子，第三個(gè)團(tuán)隊(duì)則希望通過(guò)篩選“外星垃圾”達(dá)到此目的。這后一種方法就好比考古學(xué)家通過(guò)篩選考古發(fā)掘出的塵土尋找古代遺跡。當(dāng)然，天文學(xué)家想要找的東西比史前的隧石箭頭或陶器碎片要宏大不知多少倍——他們要找的是行星大小的發(fā)電站，圍繞恒星的環(huán)或球，太陽(yáng)系大小的電腦，甚至包括宏大到整個(gè)星系大小的硬件配置。

真有龐大到如此驚人地步的外星巨廈嗎？這聽(tīng)起來(lái)令人匪夷所思，但它背后有個(gè)簡(jiǎn)單的理念：外星文明可能比地球文明先進(jìn)不知多少倍。人類修建的道路和城市已經(jīng)遍布地球表面的許多地方，我們也已經(jīng)向其他天體發(fā)射了許多探測(cè)器，這一切不過(guò)發(fā)生在幾百年間，而外星文明可能已經(jīng)發(fā)展了好幾萬(wàn)年甚至數(shù)百萬(wàn)年！

美國(guó)物理學(xué)家弗里曼·戴森早在1960年就指出，如果外星文明持續(xù)發(fā)展和擴(kuò)張，它們就不可避免地將消耗越來(lái)越巨量的能源，而在任何恒星系統(tǒng)中最大的能量來(lái)源就是恒星本身。我們今天的總能量消耗相當(dāng)于到達(dá)地球的陽(yáng)光數(shù)量的大約0.01%，所以太陽(yáng)能完全能滿足我們的所有需求。然而，如果能量需求以每年1%的速度持續(xù)增長(zhǎng)，那么1000年后到達(dá)地球的太陽(yáng)能將無(wú)法滿足我們的能源需要。其他能量來(lái)源例如核聚變并不能解決問(wèn)題，原因是產(chǎn)生的廢熱會(huì)烤干地球。

以此推想，外星文明可能已經(jīng)開(kāi)始在空間建造恒星能（太陽(yáng)能就是一種恒星能）電廠、工廠甚至居住地。建筑材料可能開(kāi)采自小行星，接著是行星，再接著甚至可能是恒星自身。戴森的結(jié)論是：經(jīng)過(guò)幾萬(wàn)或幾百萬(wàn)年后，恒星可能已完全被外星人所建造的巨大球體包圍。這種球體被稱為“戴森球”。

戴森球的規(guī)模之大讓人難以想象。一個(gè)半徑類似于地球與太陽(yáng)之間距離的戴森球，其面積將超過(guò)地球表面積的1億倍。建造這樣的戴森球肯定很不容易，原因是單獨(dú)一個(gè)這樣的球幾乎不可能承受極大的壓力和引力不平衡，更可能的選擇是球簇——許多巨型電站分布于環(huán)繞恒星的互不交叉的軌道上。戴森自己不愿意猜測(cè)其中的細(xì)節(jié)，也不愿意猜測(cè)戴森球是否已經(jīng)出現(xiàn)的可能性。但他指出，重要的是，如果外星人已經(jīng)建造了戴森球，那么我們就有機(jī)會(huì)看見(jiàn)它們。

一個(gè)巨大的球會(huì)遮擋恒星的光線，使得我們看不見(jiàn)這個(gè)球，但這個(gè)球仍然會(huì)以紅外輻射的方式發(fā)射廢熱。因此，正如美國(guó)著名宇宙學(xué)家卡爾·薩根在1966年指出的那樣，如果紅外望遠(yuǎn)鏡看見(jiàn)了一個(gè)溫暖的物體，而在可見(jiàn)光波長(zhǎng)則什么也看不見(jiàn)，那么這個(gè)物體就可能是戴森球。

一些天然物體也可能產(chǎn)生同樣的效果。非常年輕和非常古老的恒星經(jīng)常被塵埃和氣體環(huán)繞，這些氣塵會(huì)阻擋恒星的光線并輻射紅外線。不過(guò)，物體的紅外光譜會(huì)泄露物體的秘密。塵埃中的硅酸鹽化合物會(huì)在光譜中產(chǎn)生特征明顯的寬峰，溫暖氣體中的分子會(huì)在特定波長(zhǎng)產(chǎn)生或明或暗的光譜線，而來(lái)自戴森球的廢熱產(chǎn)生的熱光譜平滑、無(wú)特色。顯然，對(duì)于尋找外星巨廈的天文學(xué)家來(lái)說(shuō)，越無(wú)趣的紅外光譜越好。

1983年，在調(diào)查天空10個(gè)月之后，“紅外天文衛(wèi)星”提供了合適波長(zhǎng)的良好的天空?qǐng)D景。一些天文學(xué)家分析了這些數(shù)據(jù)，其中包括美國(guó)費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的理查德·卡里根，他在2009年發(fā)表了自己的最新搜索結(jié)果。不過(guò)，卡里根沒(méi)有發(fā)現(xiàn)具有說(shuō)服力的紅外源，他的搜索范圍有限，只能探察類太陽(yáng)恒星周圍的戴森球，而且這些恒星與地球的距離不超過(guò)1000光年。這個(gè)范圍相比銀河系來(lái)說(shuō)實(shí)在太小——銀河系的直徑是10萬(wàn)光年。

目前，還沒(méi)有幾個(gè)天文學(xué)家加入到卡里根的尋找戴森球的行列中，原因之一是缺乏資助。2012年，一名億萬(wàn)富翁設(shè)立了“坦普爾頓基金”，專門(mén)資助“新前沿”項(xiàng)目——尋找外星巨廈之類的新思路。一些天文學(xué)家抓住了這個(gè)機(jī)會(huì)。2012年10月，該基金批準(zhǔn)了三項(xiàng)獨(dú)立的搜索計(jì)劃。其中一個(gè)項(xiàng)目由賓夕法尼亞大學(xué)的賈森·萊特領(lǐng)導(dǎo)，目的是通過(guò)分析來(lái)自兩部空間紅外天文臺(tái)——“寬視場(chǎng)紅外調(diào)查探索者”和“斯皮策空間望遠(yuǎn)鏡”（分別發(fā)射于2009年和2003年）的數(shù)據(jù)尋找戴森球的廢熱。得益于上述兩部空間天文臺(tái)的探測(cè)數(shù)據(jù)，天文學(xué)家能掃描的空間范圍將比卡里根的大幾千倍。因此，如果存在一顆完全被戴森球包圍的類太陽(yáng)恒星，不管它在銀河系中的什么地方，天文學(xué)家都應(yīng)該能發(fā)現(xiàn)它。

在萊特看來(lái)，就算如此大范圍的搜索也不夠雄心勃勃。他猜想，具有如此先進(jìn)技術(shù)的外星文明應(yīng)該能夠在幾百萬(wàn)年內(nèi)傳遍并殖民整個(gè)星系（星際旅行應(yīng)該不會(huì)比建造戴森球更艱難），在此過(guò)程中，外星人走到哪里就在那里建造戴森球。這樣的文明很難滅絕，因?yàn)榈教幎伎赡苡凶越o自足的救生球。如果這種情況發(fā)生在銀河系中，那么銀河系里到處都應(yīng)該有戴森球。萊特認(rèn)為，要是最終在銀河系中只發(fā)現(xiàn)了一個(gè)或幾個(gè)戴森球，那肯定會(huì)讓人大跌眼鏡。

于是，萊特的團(tuán)隊(duì)把調(diào)查目標(biāo)指向了宇宙深處。他們的邏輯是：一個(gè)已被殖民的星系一定很快就會(huì)超越平凡，前往更搶眼的星系殖民。因此，他們要在“寬視場(chǎng)紅外調(diào)查探索者”的探測(cè)數(shù)據(jù)中尋找一個(gè)最明亮的星系。如果某些極為聰穎的外星文明已經(jīng)征服并包圍了像銀河系這么大的星系，那么萊特團(tuán)隊(duì)就可能發(fā)現(xiàn)它們的戴森球——哪怕這些戴森球遠(yuǎn)在10億光年外。如果它們已經(jīng)殖民了一整個(gè)星系團(tuán)，哪怕它們的戴森球在更遠(yuǎn)的地方，也一樣可能被看見(jiàn)。

盡管能看到很遠(yuǎn)的地方，上述這種探索廢熱的方法卻有自己的缺陷——如果外星人建造的只是一條細(xì)薄的恒星能量采集器環(huán)，或者一個(gè)有很多空隙的戴森球，從而讓大量的恒星星光穿透，那么萊特團(tuán)隊(duì)是看不到它的。而這正是另外兩個(gè)天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)的努力之所在——他們將在“開(kāi)普勒號(hào)”望遠(yuǎn)鏡的幫助下，尋找相對(duì)小的外星工程。

“開(kāi)普勒號(hào)”的任務(wù)是監(jiān)測(cè)地球附近的大約15萬(wàn)顆恒星，探察它們的亮度改變。迄今為止，“開(kāi)普勒號(hào)”通過(guò)這種方式已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾千顆新行星。

由夏威夷大學(xué)科學(xué)家安德魯·霍華德領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)和加利福尼亞大學(xué)科學(xué)家、“行星獵手”（用于稱呼發(fā)現(xiàn)了大量行星的科學(xué)家）杰弗里·馬西領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)，將一起著力尋找無(wú)法正常解釋的異常物體，采用的方法是搜索不同尋常的變暗模式。而由普林斯頓大學(xué)科學(xué)家盧仙妮·沃克維茨領(lǐng)導(dǎo)的另一個(gè)團(tuán)隊(duì)，也將在“開(kāi)普勒號(hào)”的探測(cè)數(shù)據(jù)中尋找另類，但他們使用的方法略有不同——霍華德和馬西團(tuán)隊(duì)的搜索依賴人工檢視光曲線，沃克維茨團(tuán)隊(duì)則采用機(jī)器認(rèn)知的運(yùn)算法則。

光曲線表示的是恒星在一段時(shí)間里的亮度改變，例如一個(gè)物體在恒星正前方經(jīng)過(guò)時(shí)所造成的恒星亮度改變?；羧A德說(shuō)，如果這個(gè)物體的大小與一顆氣態(tài)巨行星相當(dāng)，來(lái)自“開(kāi)普勒號(hào)”的光曲線就能揭示它的形狀：如果這個(gè)物體是木星大小的矩形，那么就可以肯定它是外星人建造的。在霍華德看來(lái)，如此巨大的外星建筑無(wú)疑能存在很長(zhǎng)時(shí)間，它們被天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)的概率也會(huì)比較高。

不過(guò)，在沃克維茨看來(lái)，上述推測(cè)毫無(wú)意義。她說(shuō)，人們花了大量時(shí)間來(lái)試圖揣測(cè)外星人的心態(tài)，但我們卻連外星人的技術(shù)如何也全無(wú)概念。因此，我們對(duì)外星人會(huì)干什么的想象越多，我們的視野受限就會(huì)越嚴(yán)重。沃克維茨說(shuō)她的團(tuán)隊(duì)將只尋找怪異的物體，而且候選對(duì)象不必是什么“大家伙”。他們的搜索可能探察到改變恒星星光的任何物體。如果這個(gè)物體是一面發(fā)電用的或者驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)帆飛船用的巨型鏡子，那么它一定會(huì)產(chǎn)生明顯的閃耀。如果外星人有能力糊弄星際物理，例如延長(zhǎng)它們的恒星的壽命，或者產(chǎn)生有用的元素，那么恒星的人工可變性也必將反映出來(lái)。沃克維茨預(yù)計(jì)，他們最快在幾個(gè)月后就應(yīng)該找到令人感興趣的候選對(duì)象。

當(dāng)然，僅僅發(fā)現(xiàn)某種新的奇異現(xiàn)象并不意味著外星人就在那里。但哪怕最終發(fā)現(xiàn)的只是自然現(xiàn)象，科學(xué)家們也一樣會(huì)開(kāi)心，因?yàn)檫@樣的搜尋同樣是值得的。事實(shí)上，科學(xué)家在搜索戴森球的同時(shí)也在搜尋其他任何新的發(fā)現(xiàn)。

所有這一切都會(huì)讓戴森本人感到滿意，他目前是“新前沿”計(jì)劃的榮譽(yù)顧問(wèn)。他說(shuō)，對(duì)外星工程的搜尋不能與正常的宇宙探索對(duì)立起來(lái)。我們探索各式各樣的天然物體。如果某種足夠怪異的東西冒出來(lái)，它就有可能是外星人所為。

不過(guò)，也有科學(xué)家表示了他們的擔(dān)心：就算有某些形式的戴森球的確在那里，我們也未必能看出來(lái)。美國(guó)知名未來(lái)學(xué)家布蘭德里就暗示：太空電站的最有效配置是一系列互相依偎在一起的球體，這些球體分成內(nèi)外幾圈，其中外環(huán)利用內(nèi)環(huán)的廢熱。他想象這些電力供給一部巨大的電腦使用。

如此配置的外層的最低溫度，或許只比宇宙微波背景輻射的3K高一點(diǎn)點(diǎn)，這將導(dǎo)致天文學(xué)家很難從它的輻射中探知它的存在。因此，在我們不知情的情況下，外星人的電腦中心可能就潛藏在附近，正以名副其實(shí)的巨大而冷靜的智慧打量著我們。

很少有考古學(xué)家一開(kāi)始發(fā)掘就指望發(fā)現(xiàn)一輛金戰(zhàn)車，因此我們也不應(yīng)太過(guò)樂(lè)觀地希望馬上就能找到戴森球。另一方面，外星人可能透過(guò)其他跡象來(lái)讓自己顯山露水。

天文學(xué)家已經(jīng)開(kāi)始“嗅聞”一些太陽(yáng)系外的行星的大氣層組分，并已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了二氧化碳、甲烷、水蒸氣和鈉的光譜線。這些物質(zhì)被發(fā)現(xiàn)存在于近距離環(huán)繞母恒星的巨行星附近，使得這些行星相對(duì)容易探測(cè)。

理論上，用這種方法應(yīng)該也能探查到類地行星大氣層中的合成氣體（例如氯氟烴）的微弱得多的光譜線。這類氣體有可能是外星人實(shí)施全球暖化以改造星球、適于居住的跡象（有天文學(xué)家指出，地球人如果要想移民火星，或許應(yīng)該考慮用氯氟烴和六氟化鈉讓火星升溫）。

當(dāng)然，像這樣的非刻意的污染很可能只有很低的含量，我們是很難探察到它們的。如果它們只存在幾十年或幾百年，我們更是需要足夠的幸運(yùn)才能發(fā)現(xiàn)它們。

直擊外星大氣

天文學(xué)家2013年3月宣布，他們首次詳細(xì)地觀察到太陽(yáng)系外一顆行星的大氣層。這也是對(duì)太陽(yáng)系外的行星的化學(xué)組成進(jìn)行的最初幾次直接分析之一。在過(guò)去，天文學(xué)家只能通過(guò)觀察行星的母恒星光度的微弱變化，來(lái)推斷太陽(yáng)系外的行星的存在以及行星的氣體。如今隨著觀測(cè)儀器的升級(jí)，天文學(xué)家已經(jīng)可以直接探察來(lái)自幾光年外的行星的光線。

這些數(shù)據(jù)不僅能揭示行星的存在，而且能表明行星大氣層中富含什么成分。這類信息有可能披露行星的形成過(guò)程和行星上是否存在生命。不過(guò)，天文學(xué)家此次觀察的這顆行星的大小和軌道排除了它是一個(gè)可居住世界的可能性。

上述探測(cè)標(biāo)志著探索太陽(yáng)系外行星的新時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。2008年，天文學(xué)家首次拍攝到太陽(yáng)系外的一個(gè)多行星系統(tǒng)——三顆氣態(tài)巨行星環(huán)繞著恒星“HR8799”?！癏R 8799”距離地球大約130光年，位馬座。這三顆行星都很炙熱、很亮。因而讓天文學(xué)家能直接探察到它們。2010年，天文學(xué)家又拍攝到了環(huán)繞“HR 8799”的第四顆行星。

在最新研究中，天文學(xué)家聚焦的是其中一顆行星“HR 8799c”。它的質(zhì)量是木星的5～10倍，與母恒星的距離是木星與太陽(yáng)之間距離的大約8倍。正因?yàn)椤癏R 8799c”如此遠(yuǎn)離母恒星，所以天文學(xué)家能夠屏蔽掉母恒星的光線，運(yùn)用位于夏威夷的“凱克二號(hào)10米望遠(yuǎn)鏡”記錄來(lái)自“HR 8799c”的紅外光。由于不同的氣體以不同的方式吸收和發(fā)射光線，因此天文學(xué)家辨識(shí)出了一氧化碳和水，但沒(méi)有發(fā)現(xiàn)他們?cè)疽詾闀?huì)有的甲烷。

篇5

1.地理與環(huán)境優(yōu)勢(shì)。

九宮山景區(qū)臨近北緯30度線（北緯29°23′），周圍自然生態(tài)環(huán)境良好，四周沒(méi)有對(duì)天區(qū)環(huán)境有影響的污染源（如：煙塵排放、強(qiáng)烈光照等），因而十分適合天文觀測(cè)。包括太陽(yáng)、月球 、行星及其衛(wèi)星、彗星、星云、星團(tuán)等天體和天體系統(tǒng)以及罕見(jiàn)天象如日食、月食、行星沖日、流星雨等。

2.道教名山的人文抓手。

九宮山是道教名山，道教重視星象和物候地理的觀測(cè)，深受先秦道家遺風(fēng)的影響。司馬遷在《論六家要指》中就指出：“道家者流，蓋出史官”，史官在古代負(fù)有執(zhí)掌天文觀測(cè)之責(zé)。被道教尊為南華真人的莊子，驚嘆于天地宇宙之神妙，《莊子》外篇專門(mén)有《天地》、《天道》、《天運(yùn)》三篇討論天地之道。其中《天運(yùn)》一口氣提出了十四個(gè)有關(guān)天文宇宙的問(wèn)題：天其運(yùn)乎？地其處乎？日月其爭(zhēng)于所乎？孰主張是？孰維綱是？孰居無(wú)事而推行是？意者其有機(jī)緘而不得已邪？意者其運(yùn)轉(zhuǎn)而不能自止邪？云者為雨乎？雨者為云乎？孰隆施是？孰居無(wú)是樂(lè)而勸是？風(fēng)起北方，一西一東，有上仿徨，孰噓吸是？孰居無(wú)事而披拂是？敢問(wèn)何故？

莊子所提出的十四個(gè)問(wèn)題，轉(zhuǎn)換成今天的話語(yǔ)系統(tǒng)就是：天是在運(yùn)轉(zhuǎn)的嗎？地是靜止在一處嗎？日月?tīng)?zhēng)相照耀大地嗎？誰(shuí)在主宰著天地日月？誰(shuí)在維持著他們運(yùn)轉(zhuǎn)或者靜處？誰(shuí)安居無(wú)事推動(dòng)著這一切？或者是天體系統(tǒng)本身有機(jī)關(guān)不得已的開(kāi)閉？或者是天體系統(tǒng)自行運(yùn)轉(zhuǎn)而不能中止？云氣是為著降雨嗎？降雨是為著云氣嗎？又是誰(shuí)在操縱著這一切？誰(shuí)安居無(wú)事為尋求快樂(lè)而助長(zhǎng)了它？風(fēng)從北方吹來(lái)，忽東忽西，在上空中回旋，是誰(shuí)在呼吸？是誰(shuí)安居無(wú)所事事而揮動(dòng)扇子？這些問(wèn)題所涉及的天體的結(jié)構(gòu)和宇宙運(yùn)轉(zhuǎn)間題，在莊子的時(shí)代自然是無(wú)法理解和回答的。但從中我們也可以明了道家、道教對(duì)天文現(xiàn)象的熱衷。這也是發(fā)展“星光公園”的人文抓手。

3.景區(qū)定位的需要。

九宮山在人們的傳統(tǒng)思維中一直只是“避暑勝地”，雖然在近些年也開(kāi)展了冬季的滑雪，但依然和許多景區(qū)一樣“一年靠一季，一季吃一年”。要擺脫這一現(xiàn)狀就必須合理利用景區(qū)的自然優(yōu)勢(shì)，打造四季都能開(kāi)展的旅游項(xiàng)目。科普旅游將是很好的切入點(diǎn)，可以充分利用景區(qū)的動(dòng)植物、地質(zhì)和天文資源，而“星光公園”將是“破冰之錘”，通過(guò)它的建立會(huì)更好的帶動(dòng)其他科普旅游項(xiàng)目的發(fā)展。

“星光公園”天文概念的效益體現(xiàn)

1.有巨大的社會(huì)效益。

目前我國(guó)中小學(xué)還沒(méi)有專門(mén)開(kāi)設(shè)天文學(xué)課程， 只在小學(xué)自然、中學(xué)地理、物理課中介紹少量的天文知識(shí)， 民眾普遍缺乏天文方面的基本常識(shí)，發(fā)展天文科普旅游可以改變這種狀況， 使旅游者獲得天文方面的基本知識(shí)， 滿足他們的求知欲望。收到很好的社會(huì)效益。

2.有獨(dú)特的審美價(jià)值。

在自然科學(xué)中， 天文學(xué)具有巨大的吸引力。天文學(xué)被普遍認(rèn)為是高不可攀、離得遙遠(yuǎn)， 特別有神秘感。天文學(xué)的魅力就在于它與人們的這種距離性審美關(guān)系， 并由此帶給人們特殊的美感。星空之美、太陽(yáng)之美、月亮之美、流星之美等， 無(wú)不別具一格、幽遠(yuǎn)深邃、撼人心魄。自古以來(lái)，日月星辰就是人們關(guān)注的焦點(diǎn)， 是騷人墨客歌詠的永恒對(duì)象. 遙望黛青蒼穹的點(diǎn)點(diǎn)繁星， 聆聽(tīng)有關(guān)星空或美好或哀婉的種種傳說(shuō)， 會(huì)引起人們多少的好奇、遐想與感慨！

3.有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

在國(guó)外，科普旅游的投入相當(dāng)巨大、但其回報(bào)率也相當(dāng)驚人， 已成為投資商關(guān)注的龐大產(chǎn)業(yè)。若加以合理的開(kāi)發(fā)， 可產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益。“星光公園”景區(qū)的建立，可以在游客的潛意識(shí)當(dāng)中就形成了一個(gè)選擇導(dǎo)向，這無(wú)疑能夠在眾多景區(qū)中能夠更多地吸引游客。天文項(xiàng)目的開(kāi)展會(huì)讓每個(gè)去九宮山的人都會(huì)期待與滿天繁星和銀河的邂逅。其帶來(lái)的綜合收益是不言而喻的。

篇6

劉潔民：首先必須承認(rèn)，中小學(xué)科學(xué)課程的綜合化是一個(gè)國(guó)際趨勢(shì)。十多年來(lái)，我一直從事初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)研制和課程實(shí)驗(yàn)，正是因?yàn)槲覉?jiān)信這門(mén)課程有利于提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，符合我國(guó)初中科學(xué)教育的需求。但是，全面實(shí)施綜合化的科學(xué)課程，需要在師資、課程資源、評(píng)價(jià)等方面有堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，還需要全社會(huì)對(duì)新的科學(xué)教育理念有足夠的認(rèn)同。2000年開(kāi)始研制初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)稿時(shí)，我們希望從少量實(shí)驗(yàn)區(qū)開(kāi)始實(shí)驗(yàn)綜合科學(xué)課程，用大約十年時(shí)間在全國(guó)大范圍推廣。現(xiàn)在看來(lái)，我們當(dāng)時(shí)是太樂(lè)觀了。經(jīng)過(guò)這十多年的努力，目前科學(xué)課程資源已經(jīng)有了明顯的改善，但師資與評(píng)價(jià)等等諸多問(wèn)題仍然存在，制約著綜合科學(xué)課程的發(fā)展，社會(huì)認(rèn)同程度也有待提高。另一個(gè)不容忽視的因素是，中國(guó)很大，不同地區(qū)的經(jīng)濟(jì)、文化和教育發(fā)展水平有較大差異，不可一概而論。因此，從我國(guó)初中科學(xué)教育現(xiàn)狀來(lái)看，初中科學(xué)課程究竟應(yīng)該采取綜合的形式還是分科的形式，既不是單純由課程本身的價(jià)值與合理性所決定的，也沒(méi)有一個(gè)簡(jiǎn)單的答案。隨著新課標(biāo)的頒布，我們希望新的科學(xué)教育理念獲得更廣泛的理解和支持，也希望有更多的科學(xué)教育工作者在初中科學(xué)課程的師資培養(yǎng)、課程資源開(kāi)發(fā)、評(píng)價(jià)體系的建立與完善等方面做更多的努力，為綜合性的初中科學(xué)課程在我國(guó)的健康發(fā)展創(chuàng)設(shè)必要的條件和機(jī)會(huì)，從而進(jìn)一步提升我國(guó)中小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。

《中國(guó)教師》：初中科學(xué)課程被確定為“以提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨的課程”，實(shí)驗(yàn)稿并沒(méi)有明確界定什么是科學(xué)素養(yǎng)，但2011年版課程標(biāo)準(zhǔn)中作了明確界定，您能否對(duì)此做一點(diǎn)說(shuō)明？

劉潔民：“科學(xué)素養(yǎng)”概念是西方學(xué)者于20世紀(jì)50年代提出的，是一個(gè)不斷發(fā)展的概念。2000年研制實(shí)驗(yàn)稿時(shí)，國(guó)內(nèi)尚沒(méi)有一個(gè)得到公認(rèn)的科學(xué)素養(yǎng)概念，國(guó)際學(xué)術(shù)界的說(shuō)法之間也有較為明顯的差異，為避免爭(zhēng)議，實(shí)驗(yàn)稿沒(méi)有正面給出界定，但其中對(duì)課程總目標(biāo)的表述實(shí)際上代表了研制組對(duì)科學(xué)素養(yǎng)的理解。2006年，國(guó)務(wù)院頒布了《全民科學(xué)素質(zhì)行動(dòng)計(jì)劃綱要(2006—2010—2020年)》，其中明確寫(xiě)道：“科學(xué)素質(zhì)是公民素質(zhì)的重要組成部分。公民具備基本科學(xué)素質(zhì)一般指了解必要的科學(xué)技術(shù)知識(shí)，掌握基本的科學(xué)方法，樹(shù)立科學(xué)思想，崇尚科學(xué)精神，并具有一定的應(yīng)用它們處理實(shí)際問(wèn)題、參與公共事務(wù)的能力。”此后國(guó)內(nèi)大多數(shù)學(xué)者較為普遍地接受了這個(gè)界定。在修訂課程標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程中，修訂組專家一致認(rèn)可這個(gè)界定并將其寫(xiě)入前言，作為“課程性質(zhì)”第一條的主要內(nèi)容，只是根據(jù)學(xué)術(shù)界較通用的說(shuō)法將其中使用的“科學(xué)素質(zhì)”改為“科學(xué)素養(yǎng)”。我認(rèn)為，明確對(duì)科學(xué)素養(yǎng)的理解，對(duì)于讀者更深刻準(zhǔn)確地理解課程標(biāo)準(zhǔn)顯然有直接的幫助。

《中國(guó)教師》：與實(shí)驗(yàn)稿相比，2011年版課程標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于科學(xué)本質(zhì)的部分篇幅增加了一倍，請(qǐng)問(wèn)其中的主要變化是什么，為什么會(huì)有這樣的變化？

劉潔民：科學(xué)本質(zhì)是當(dāng)代科學(xué)教育中的重要內(nèi)容，增進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解是科學(xué)教育的重要目標(biāo)之一，也是近年來(lái)各國(guó)科學(xué)教育高度關(guān)注的問(wèn)題。20世紀(jì)80年代以來(lái)，西方一些科學(xué)教育家以建構(gòu)主義為指導(dǎo)思想，倡導(dǎo)一種將科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)和科學(xué)社會(huì)學(xué)（History，Philosophy and Sociology of Science，簡(jiǎn)稱HPS）融入中小學(xué)科學(xué)課程和教學(xué)的科學(xué)教育模式，以促進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解?！睹绹?guó)國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》、美國(guó)科學(xué)促進(jìn)協(xié)會(huì)“2061計(jì)劃”叢書(shū)都有較多篇幅談科學(xué)本質(zhì)，將其放在重要位置；英國(guó)國(guó)家科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中也對(duì)各個(gè)學(xué)段的科學(xué)本質(zhì)教育提出了相應(yīng)的教學(xué)要求。在中國(guó)，長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)本質(zhì)主要是科學(xué)哲學(xué)、科學(xué)史、科學(xué)社會(huì)學(xué)等學(xué)術(shù)領(lǐng)域關(guān)注的話題，直到20世紀(jì)90年代才明確進(jìn)入科學(xué)教育領(lǐng)域。2001年的實(shí)驗(yàn)稿明確將對(duì)科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)作為課程基礎(chǔ)，并將“體現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)”作為課程基本理念之一。

與實(shí)驗(yàn)稿相比，2011年版對(duì)科學(xué)本質(zhì)的表述更為明確和詳細(xì)，增加了對(duì)科學(xué)知識(shí)基本形式和建構(gòu)過(guò)程、科學(xué)探究過(guò)程以及科學(xué)倫理的描寫(xiě)。全部?jī)?nèi)容分為四段：

第一段從科學(xué)知識(shí)建構(gòu)的角度概述科學(xué)的性質(zhì)，也是大家普遍所了解的，即科學(xué)是一個(gè)有價(jià)值的知識(shí)體系。

第二段著重談科學(xué)探究。在教育的范疇中談探究，探究往往被作為教學(xué)的手段，但在科學(xué)的范疇中，探究是本質(zhì)，是人類發(fā)現(xiàn)知識(shí)的方法和途徑。鑒于教學(xué)實(shí)踐中大家對(duì)科學(xué)探究的片面理解甚至誤解，課程標(biāo)準(zhǔn)中給予了非常清晰的表達(dá)：科學(xué)探究是創(chuàng)造性思維活動(dòng)、實(shí)驗(yàn)活動(dòng)和邏輯推理交互作用的過(guò)程，往往需要經(jīng)過(guò)多次循環(huán)，不斷有新的發(fā)現(xiàn)和問(wèn)題，在解決這些問(wèn)題的過(guò)程中推動(dòng)科學(xué)的發(fā)展。

第三段說(shuō)明科學(xué)是開(kāi)放的系統(tǒng)，是一個(gè)不斷發(fā)展的過(guò)程。教師可以借用一些科學(xué)史上的著名案例，引導(dǎo)學(xué)生理解科學(xué)的開(kāi)放性和發(fā)展性。例如，根據(jù)直接的觀察和樸素的推理，世界各古代文明都曾產(chǎn)生過(guò)原始的地平說(shuō)，并認(rèn)為日月星辰都圍繞大地運(yùn)轉(zhuǎn)。公元2世紀(jì)，希臘天文學(xué)家托勒密運(yùn)用數(shù)學(xué)方法處理前人的觀測(cè)結(jié)果，構(gòu)建了一個(gè)相當(dāng)精致的地心說(shuō)理論體系，代表了當(dāng)時(shí)的科學(xué)認(rèn)識(shí)水平。但是，隨著觀測(cè)儀器精準(zhǔn)度的提高和新的觀測(cè)結(jié)果的積累，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了越來(lái)越多無(wú)法用地心說(shuō)解釋的現(xiàn)象，1543年哥白尼發(fā)表了日心說(shuō)理論，其正確性直到17世紀(jì)以后才隨著其他科學(xué)理論的發(fā)展而逐漸確立。19世紀(jì)以后，人們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到太陽(yáng)并不是宇宙的中心。再比如，對(duì)地球形狀和大小的認(rèn)識(shí)，對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，對(duì)生命本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，都是隨著人類科學(xué)探究能力的提高而不斷改進(jìn)的。所以，科學(xué)不是僵化的、封閉的，而是在不斷發(fā)展進(jìn)步中。認(rèn)識(shí)到這些，對(duì)促使學(xué)生形成正確的科學(xué)觀、世界觀非常重要。

最后一段說(shuō)的是科學(xué)倫理?？茖W(xué)家是人，科學(xué)是人類活動(dòng)，科學(xué)家在從事研究和相互交往的過(guò)程中既要受到人類社會(huì)基本法律和倫理的制約，還要受到科學(xué)規(guī)范、科學(xué)倫理的制約。20世紀(jì)以來(lái)，科學(xué)技術(shù)對(duì)人類的生活方式和自身安全的影響越來(lái)越深遠(yuǎn)，例如核能、人類基因組、轉(zhuǎn)基因等研究既可以造福于人類，也為研制大規(guī)模殺傷性武器提供了基礎(chǔ)，而克隆人研究則帶來(lái)一系列倫理和法律問(wèn)題。正因?yàn)榭茖W(xué)技術(shù)對(duì)人類社會(huì)的影響太大了，因此其發(fā)展必須受到全社會(huì)的關(guān)注，雖然歷史上多次發(fā)生世俗倫理和法律阻礙科學(xué)發(fā)展的事件，但必要的法律、倫理制約仍然是不可缺少的。

以上對(duì)2011年版中關(guān)于科學(xué)本質(zhì)的部分作了十分簡(jiǎn)略的解說(shuō)，課程標(biāo)準(zhǔn)解讀對(duì)此有更詳細(xì)的說(shuō)明。由于初中科學(xué)課程是體現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)的課程，因此，正確認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)，對(duì)科學(xué)教科書(shū)的編寫(xiě)和科學(xué)課程的教學(xué)都有至關(guān)重要的意義。

《中國(guó)教師》：實(shí)驗(yàn)稿基本理念中有一條是“突出科學(xué)探究”，2011年版中改成了“體現(xiàn)科學(xué)探究的精神”，課程目標(biāo)和課程內(nèi)容中對(duì)科學(xué)探究的表述也有明顯的改變，請(qǐng)問(wèn)主要變化是什么？對(duì)科學(xué)課程的實(shí)施將會(huì)產(chǎn)生什么樣的影響？

劉潔民：課程改革之前，我國(guó)的理科教學(xué)習(xí)慣于以教師講授為主，很多學(xué)校的理化生課程連學(xué)生需要完成的最起碼的理科實(shí)驗(yàn)都不能保證，更談不到以科學(xué)探究的方式實(shí)施教學(xué)。針對(duì)這種情況，實(shí)驗(yàn)稿對(duì)與科學(xué)探究有關(guān)的內(nèi)容在表述上作了強(qiáng)化處理，試圖引起廣大一線教師和科學(xué)教育界的重視。經(jīng)過(guò)十年來(lái)的課程改革，科學(xué)探究的理念已經(jīng)較為普遍地為人們所接受，但在課程實(shí)驗(yàn)中卻出現(xiàn)了兩方面問(wèn)題：一是表面化，即看起來(lái)像是探究式的科學(xué)教學(xué)，其實(shí)不然，例如師生問(wèn)答、學(xué)生活動(dòng)及動(dòng)手實(shí)驗(yàn)等，表面上在探究，實(shí)際上學(xué)生根據(jù)教師安排好的套路作出機(jī)械反應(yīng)，缺少真正的思考和理解；二是模式化，即把科學(xué)探究過(guò)程固定為一個(gè)統(tǒng)一的模式。為糾正表面化的傾向，2011年版強(qiáng)調(diào)“體現(xiàn)科學(xué)探究的精神”，其含義不言而喻。為糾正模式化的傾向，2011年版在表述科學(xué)探究的課程內(nèi)容時(shí)明確指出，“科學(xué)探究的方式和過(guò)程是多種多樣的，沒(méi)有一成不變的模式”，并將實(shí)驗(yàn)稿中明確概括的六要素改以舉例的形式表述。在教學(xué)建議中又指出，“學(xué)生的探究活動(dòng)可以采用多種形式，有些探究活動(dòng)是完整的，有些只包含部分要素，但無(wú)論何種形式，均須體現(xiàn)科學(xué)探究的基本思想和特征”，“探究教學(xué)不是科學(xué)教學(xué)中的唯一方式，它應(yīng)該與其他各種行之有效的教學(xué)方式有機(jī)地結(jié)合”。

實(shí)驗(yàn)稿中，關(guān)于科學(xué)探究的課程目標(biāo)完全按照所謂“六要素”設(shè)定，2011年版則增加了理解科學(xué)探究過(guò)程、能開(kāi)展科學(xué)探究活動(dòng)的要求，并明確提出了科學(xué)探究所需要的基本技能要求，特別是對(duì)觀察、實(shí)驗(yàn)獲取信息能力的要求。

從總體上看，2011年版對(duì)科學(xué)探究的要求比實(shí)驗(yàn)稿更為深入、細(xì)致和全面，同時(shí)也更為務(wù)實(shí)，并且力圖糾正表面化和形式化的傾向，科學(xué)教科書(shū)的編寫(xiě)和科學(xué)課程的教學(xué)應(yīng)盡可能落實(shí)這些基本要求。

《中國(guó)教師》：科學(xué)課程的另一個(gè)基本特征是整合，在這方面2011年版有什么新的內(nèi)容？

劉潔民：首先，“確定了科學(xué)課程應(yīng)包括以下方面內(nèi)容：統(tǒng)一的科學(xué)概念與原理；科學(xué)探究的基本過(guò)程和方法；自然科學(xué)中最基本的事實(shí)、概念、原理、觀點(diǎn)和思想；發(fā)展學(xué)生思維能力、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的內(nèi)容；培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神、科學(xué)態(tài)度的內(nèi)容；反映現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的新成果以及科學(xué)技術(shù)社會(huì)之間關(guān)系的內(nèi)容”。強(qiáng)調(diào)“通過(guò)對(duì)內(nèi)容的整合使學(xué)生從整體上認(rèn)識(shí)自然和理解科學(xué)，并不刻意追求不同學(xué)科知識(shí)的綜合程度”。

其次，突出統(tǒng)一的概念與原理的地位和作用，例如物質(zhì)，運(yùn)動(dòng)及其相互作用，能量，信息，系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)與功能，演化平衡，守恒等。在具體知識(shí)內(nèi)容方面，調(diào)整、合并了部分內(nèi)容，刪除了一些較難的內(nèi)容，并明確提出了對(duì)學(xué)生相關(guān)技能的要求。

《中國(guó)教師》：我一直認(rèn)為初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)制定的科學(xué)態(tài)度、情感與價(jià)值觀目標(biāo)非常好，凸顯了科學(xué)素養(yǎng)的基本要求。2011年版的課標(biāo)將原來(lái)的4條科學(xué)態(tài)度、情感與價(jià)值觀目標(biāo)整合為3條：對(duì)自然和社會(huì)的態(tài)度，對(duì)科學(xué)的態(tài)度，學(xué)習(xí)科學(xué)、處理事務(wù)與人際關(guān)系的態(tài)度。在教學(xué)中如何落實(shí)這些目標(biāo)，仍將是初中科學(xué)教育實(shí)踐中的難點(diǎn)。在此，可否請(qǐng)您給教師們提出一些建議？

劉潔民：科學(xué)態(tài)度、情感與價(jià)值觀的培養(yǎng)，一定要避免表面化、形式化的傾向，忌諱空洞地講大道理。這應(yīng)該是一種“魚(yú)在水中，不知有水”的教育境界，教師要采用潛移默化的方式，“隨風(fēng)潛入夜，潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲”。教師首先要有科學(xué)態(tài)度、情感與價(jià)值觀教育的明確意識(shí)，將其落實(shí)在具體的教學(xué)行為之中?？梢哉f(shuō)，所有科學(xué)知識(shí)都富有科學(xué)態(tài)度、情感與價(jià)值觀的教育價(jià)值，就看教師心中是否有這類目標(biāo)，眼中能否看到這些教育價(jià)值。例如，在天文部分的教學(xué)中，可以通過(guò)解釋地球是唯一的一個(gè)擁有高級(jí)生命的星球，讓學(xué)生感受珍惜和愛(ài)護(hù)地球的責(zé)任和義務(wù)；通過(guò)展示人類對(duì)地球形狀的認(rèn)識(shí)過(guò)程，使學(xué)生了解人類對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)是不斷深化的；通過(guò)觀測(cè)星空，引導(dǎo)學(xué)生感受大自然的壯美和奧秘，激發(fā)他們對(duì)大自然的熱愛(ài)和探索熱情；通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生了解人類對(duì)宇宙起源和演化的認(rèn)識(shí)過(guò)程，提高區(qū)分科學(xué)理論、神話傳說(shuō)、迷信及邪說(shuō)的能力；通過(guò)介紹天文學(xué)家為探索宇宙奧秘不畏艱辛，甚至不惜獻(xiàn)出生命的事跡，激發(fā)學(xué)生探索真理、熱愛(ài)科學(xué)的情感。

《中國(guó)教師》：教師們?cè)?jīng)反映初中科學(xué)課程中天文學(xué)的內(nèi)容過(guò)難，為什么本次課標(biāo)修訂仍然保持了對(duì)天文學(xué)內(nèi)容的較高要求？廣大初中科學(xué)教師應(yīng)該怎樣適應(yīng)這種要求？

劉潔民：天文學(xué)是自然科學(xué)的基礎(chǔ)領(lǐng)域之一。自20世紀(jì)80年代以來(lái)，歐美及亞洲的許多國(guó)家在初中科學(xué)課程中都對(duì)天文教育給予了足夠的重視。單純從實(shí)用角度考慮，對(duì)于現(xiàn)代人來(lái)說(shuō)，天文學(xué)幾乎完全是無(wú)用的，但從全面培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的角度看，天文教育無(wú)疑有著十分深刻的意義：

（1）基本的天文知識(shí)是現(xiàn)代公民科學(xué)素養(yǎng)的有機(jī)組成部分。我是誰(shuí)？我來(lái)自哪里？我現(xiàn)在在哪里？這是自蒙昧?xí)r代以來(lái)人類一直在思考的問(wèn)題，也是每個(gè)有自我意識(shí)的人或早或遲必然要遇到的問(wèn)題。對(duì)這些問(wèn)題給出與現(xiàn)代科學(xué)相協(xié)調(diào)的回答，而不是歸之于臆想、神話和玄學(xué)，當(dāng)然體現(xiàn)了一個(gè)人的科學(xué)素養(yǎng)。在做出這樣的回答時(shí)，天文學(xué)起著不可或缺的作用。

（2）天文學(xué)有助于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)自然和科學(xué)的興趣。日月輝煌燦爛，星空神秘幽遠(yuǎn)，每一個(gè)注視它們的人，或?yàn)橹鸷?，或引發(fā)遐思。古今中外，無(wú)數(shù)哲人、藝術(shù)家和科學(xué)家為之傾倒。星空對(duì)中小學(xué)生來(lái)說(shuō)，既是熟悉的，也是陌生而神秘的。天文學(xué)以神秘的宇宙作為研究對(duì)象，永遠(yuǎn)是激發(fā)人類好奇心和挑戰(zhàn)人類想象力的重要源泉，是一門(mén)適合培養(yǎng)學(xué)生對(duì)自然和科學(xué)興趣的學(xué)科。

（3）天文學(xué)有助于陶冶性情，啟人心智。學(xué)習(xí)天文，觀測(cè)星空，可以開(kāi)闊人的眼界和胸襟，使人變得博大而深沉?？档略f(shuō)：“世界上有兩件東西能夠深深地震撼人們的心靈，一件是我們心中崇高的道德準(zhǔn)則，另一件是我們頭頂上燦爛的星空?！边€有天文學(xué)家說(shuō)：“與浩瀚的宇宙相比，塵世間那些雞毛蒜皮算得了什么？”天文學(xué)首先是一門(mén)觀測(cè)的科學(xué)。天文學(xué)的觀測(cè)，要求精細(xì)、持久、有系統(tǒng)，從而可以培養(yǎng)人們精細(xì)、耐心、有條理的心理品質(zhì)。學(xué)習(xí)天文，觀測(cè)星空，可以激發(fā)人的想象力，啟人心智。

（4）天文學(xué)有助于學(xué)習(xí)科學(xué)方法。天文學(xué)首先是一門(mén)觀測(cè)的科學(xué)，它的研究對(duì)象是可望而不可及的遙遠(yuǎn)的天體。觀測(cè)（觀察）是非?；镜目茖W(xué)方法。此外，天文學(xué)在其漫長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程中，還產(chǎn)生或運(yùn)用了其他一些重要的科學(xué)方法，學(xué)習(xí)天文也就同時(shí)學(xué)習(xí)了這些科學(xué)方法。

（5）天文學(xué)有助于培養(yǎng)科學(xué)世界觀。所謂世界觀或宇宙觀，指的是我們對(duì)世界的總的看法。天文學(xué)的研究對(duì)象是天體，是宇宙，它為我們客觀地、理性地認(rèn)識(shí)世界、認(rèn)識(shí)宇宙提供了科學(xué)的基礎(chǔ)，所謂科學(xué)的世界觀，追根尋源，來(lái)自我們對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)。

（6）了解天文學(xué)家的探索歷程，有助于培育科學(xué)思想和科學(xué)精神。偉大的天文學(xué)家都是執(zhí)著地追求真理的人。哥白尼、伽利略、牛頓、哈雷、哈勃、霍金，這些偉大的名字，他們的輝煌業(yè)績(jī)和崇高精神，永遠(yuǎn)激勵(lì)著后人。

關(guān)于教師在天文學(xué)教學(xué)方面遇到的困難，我想，解決的辦法，一是希望大學(xué)本科教育中加強(qiáng)天文學(xué)教育，例如地理系開(kāi)設(shè)天文必修課，物理系開(kāi)設(shè)天文選修課；二是可設(shè)計(jì)一個(gè)約30個(gè)課時(shí)的天文學(xué)培訓(xùn)課程，對(duì)在職科學(xué)教師提供直接的幫助；三是進(jìn)一步密切科學(xué)教育專家與一線教師的聯(lián)系，給一線教師提供更多幫助和引導(dǎo)。實(shí)際上，只要有較好的參考資料和好的建議，初中科學(xué)課程中的天文內(nèi)容大部分都是容易自學(xué)的。

《中國(guó)教師》：2011年版課程標(biāo)準(zhǔn)將實(shí)驗(yàn)稿中的“科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)的關(guān)系”改為“科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境”，其中的主要變化是什么？

劉潔民：主要有四方面變化。

（1）增加了主題“科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境的關(guān)系”，在其中增加了環(huán)境教育的內(nèi)容，并對(duì)四者關(guān)系給出了較為具體的表述。

（2）將“科學(xué)史”調(diào)整為“科學(xué)技術(shù)史”，參照“科學(xué)的本質(zhì)”改寫(xiě)了“科學(xué)技術(shù)史在科學(xué)課程中的地位與作用”，使其更為具體并有所深化；將“科學(xué)史進(jìn)入科學(xué)課程的基本方式”改寫(xiě)為“科學(xué)技術(shù)史融入科學(xué)課程的若干建議”，使之具有更明確、更具體的指導(dǎo)意義；刪去“科學(xué)史料舉例”，因其已包含在內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)部分。

（3）增加了對(duì)技術(shù)素養(yǎng)的界定，重新表述了技術(shù)設(shè)計(jì)部分的內(nèi)容及要求，使之更為具體、確切和具有可操作性。

（4）重新設(shè)計(jì)了“當(dāng)代重大課題”，對(duì)設(shè)置這部分內(nèi)容的意圖作了更明確的表述。由于具體課題的內(nèi)容目標(biāo)和活動(dòng)建議實(shí)質(zhì)上已出現(xiàn)在內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)的前幾部分，故刪去細(xì)節(jié)，僅列舉若干重大課題。

與實(shí)驗(yàn)稿相比，這部分內(nèi)容變化很大，限于篇幅無(wú)法詳細(xì)說(shuō)明，有興趣的讀者可進(jìn)一步閱讀課程標(biāo)準(zhǔn)解讀的相關(guān)內(nèi)容。

《中國(guó)教師》：在過(guò)去的十年中，初中科學(xué)課程步履維艱。接下來(lái)的幾年中，為使這一課程健康發(fā)展，需要做哪些努力？

劉潔民：任何改革都不是一蹴而就的。過(guò)去十年中，雖然科學(xué)課程實(shí)驗(yàn)確實(shí)遇到了一些問(wèn)題，但一些地區(qū)的實(shí)驗(yàn)表明，這門(mén)課程有利于提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的理念、目標(biāo)、內(nèi)容和結(jié)構(gòu)基本符合國(guó)際科學(xué)課程的發(fā)展趨勢(shì)，符合我國(guó)初中科學(xué)教育的需求。對(duì)目前實(shí)施科學(xué)課程的實(shí)驗(yàn)區(qū)進(jìn)行的問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果也表明，科學(xué)教師對(duì)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的基本理念和設(shè)計(jì)思路是普遍認(rèn)同的，初中科學(xué)課程改革的方向是正確的，初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)稿的基本框架和內(nèi)容是值得肯定的?，F(xiàn)在修訂過(guò)的課程標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)由教育部正式頒布，初中科學(xué)課程未來(lái)的發(fā)展，需要教育界以及社會(huì)各方的共同努力，通力合作。

科學(xué)教育界內(nèi)人士可集中力量做好三方面的工作：科學(xué)教科書(shū)的編寫(xiě)、科學(xué)課程學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)改革以及科學(xué)師資隊(duì)伍的建設(shè)。首先，初中科學(xué)教科書(shū)要充分體現(xiàn)課程標(biāo)準(zhǔn)的理念，充分體現(xiàn)科學(xué)教育的價(jià)值，為教師創(chuàng)造性地進(jìn)行教學(xué)提供適宜的平臺(tái)，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升?，F(xiàn)在曾在實(shí)驗(yàn)區(qū)使用過(guò)的幾套初中科學(xué)教科書(shū)正在修訂，有過(guò)去十年的工作基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)積累，我相信修訂版教科書(shū)在整體構(gòu)思和細(xì)節(jié)處理上都會(huì)有明顯的提升。

評(píng)價(jià)改革一直是科學(xué)教育改革的難點(diǎn)。這次課標(biāo)修訂，我們下了很大工夫?qū)υu(píng)價(jià)建議作出較大修改，旨在更好地指導(dǎo)評(píng)價(jià)實(shí)施。例如，在評(píng)價(jià)原則方面首先提出導(dǎo)向性原則，“評(píng)價(jià)應(yīng)以本標(biāo)準(zhǔn)為基本依據(jù)，評(píng)價(jià)目標(biāo)要與課程目標(biāo)一致，評(píng)價(jià)的內(nèi)容和方式應(yīng)有利于引導(dǎo)教師實(shí)施真正意義上的科學(xué)教育，體現(xiàn)本課程整合和探究的特點(diǎn)，增進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)的理解，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)”，還包括發(fā)展性原則、科學(xué)性原則、多元化原則和公平性原則，評(píng)價(jià)內(nèi)容和方式也在實(shí)驗(yàn)稿的基礎(chǔ)上作了更為細(xì)致和準(zhǔn)確的說(shuō)明。由于目前科學(xué)課程尚未確立具有足夠針對(duì)性和權(quán)威性的評(píng)價(jià)體系，我們希望這些評(píng)價(jià)原則能為科學(xué)課程的學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)提供一個(gè)基本的依據(jù)，使學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)成為科學(xué)課程建設(shè)與發(fā)展的推動(dòng)力量，而不是干擾與阻礙因素。

師資隊(duì)伍是目前我國(guó)實(shí)施綜合科學(xué)課程的另一個(gè)主要瓶頸。高水平師資隊(duì)伍的建設(shè)，一方面要著眼于高校本科層面的教育改革，培養(yǎng)優(yōu)秀的準(zhǔn)教師；另一方面要著眼于在職教師的繼續(xù)教育工作，盡快提升在職科學(xué)教師的專業(yè)素養(yǎng)。由于目前國(guó)內(nèi)部分高師院校在本科教育中直接培養(yǎng)初中科學(xué)教師的模式存在爭(zhēng)議，其實(shí)施也遇到一定困難，所以加強(qiáng)繼續(xù)教育會(huì)是當(dāng)前提升科學(xué)師資隊(duì)伍專業(yè)素養(yǎng)的主要途徑。過(guò)去十年的經(jīng)驗(yàn)表明，“短平快”式的培訓(xùn)不能真正解決科學(xué)教師所面臨的主要困難。建議統(tǒng)一規(guī)劃科學(xué)教師培訓(xùn)項(xiàng)目與內(nèi)容，例如經(jīng)過(guò)專家論證和實(shí)驗(yàn)區(qū)調(diào)研，制定專門(mén)的科學(xué)教師專業(yè)發(fā)展規(guī)劃，將其納入常規(guī)的教師在職培訓(xùn)總體方案，從而使之既具有足夠的針對(duì)性又具有足夠的穩(wěn)定性；又比如為每個(gè)科學(xué)教師提供三年一階段的培訓(xùn)機(jī)會(huì)，使他們?cè)谕瓿沙踔腥甑目茖W(xué)課程教學(xué)之后，有機(jī)會(huì)交流、總結(jié)、充實(shí)和提升。培訓(xùn)內(nèi)容可由三大板塊組成：一是教育教學(xué)基本理論方法，二是學(xué)科基本知識(shí)，三是科學(xué)實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)、科學(xué)史等專題課程，使得科學(xué)教師在學(xué)科知識(shí)、學(xué)科方法和技能、學(xué)科思想、學(xué)科文化等四個(gè)層面上全面獲得提升。

還有一些工作，則不是科學(xué)教育界所能解決的，需要整個(gè)社會(huì)的支持。例如，國(guó)家和地方政府對(duì)初中科學(xué)課程實(shí)驗(yàn)區(qū)要給予足夠的政策支持，在財(cái)政上要確?？茖W(xué)課程的實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)（例如科學(xué)教師的培訓(xùn)經(jīng)費(fèi)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的配備經(jīng)費(fèi)、購(gòu)買科學(xué)圖書(shū)的經(jīng)費(fèi)等等），并使其生存和發(fā)展獲得一定程度的法律保障，不致因某些臨時(shí)性的動(dòng)議就導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)區(qū)下馬，使廣大教師和科學(xué)教育工作者的多年努力毀于一旦。

篇7

那么，黃道上究竟有幾個(gè)星座，這事兒到底歸誰(shuí)管呢？這就得看你關(guān)心的是哪一個(gè)“星座”了。

當(dāng)我們說(shuō)星座的時(shí)候，是在說(shuō)什么？

星座是星座！

“黃道十二星座”和“黃道十三星座”，雖然都寫(xiě)作“星座”，但兩個(gè)“星座”代表的含義卻完全不同，把兩者混為一談就會(huì)鬧笑話。這就跟“后”和“後”雖然都簡(jiǎn)化成了“后”，但你絕不能把“皇后”寫(xiě)成“皇後”一樣。當(dāng)我們說(shuō)到“黃道十三星座”的時(shí)候，指的是天文學(xué)上的星座（constellations），也就是你拿著星圖能在夜空中實(shí)際找到的一片天區(qū)。天文學(xué)家用星座這個(gè)概念來(lái)標(biāo)記天空中的大概位置，比如“M31星系位于仙女座方向”，就好像我們說(shuō)“故宮博物院位于北京市東城區(qū)”一樣。早期由于觀測(cè)精度的限制，星座之間的邊界很模糊，人們說(shuō)起“星座”，一般指的是這個(gè)星座的亮星連線周圍的天空，反正周圍沒(méi)有亮星的地方看起來(lái)什么都沒(méi)有，也就沒(méi)人關(guān)心。等到觀測(cè)水平越來(lái)越高，星座之間的邊界就必須精確地確定下來(lái)，不然容易出現(xiàn)某個(gè)天體鬧不清屬于哪個(gè)星座的情況。

這也跟行政區(qū)劃類似，古代沒(méi)什么明確的國(guó)境、省境線，而現(xiàn)代的行政區(qū)劃地圖就畫(huà)得越來(lái)越精確，你坐在車上，前一秒還在重慶呢，下一秒GPS就告訴你進(jìn)入四川了，沒(méi)啥含糊的空間。當(dāng)然這個(gè)邊界必須使用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，不能各說(shuō)各的，所以國(guó)際天文學(xué)會(huì)（IAU）在1922年統(tǒng)一把全天劃分成了88個(gè)星座，又在1930年劃定了這88個(gè)星座的邊界線。這樣，全天就分成了88塊邊界清晰的“拼圖”，每一個(gè)位置都能對(duì)應(yīng)到某一個(gè)星座的范圍，保證既不會(huì)出現(xiàn)爭(zhēng)議，也不會(huì)有“三不管”地帶。在這88塊拼圖里，黃道，也就是太陽(yáng)一年里在星空中經(jīng)過(guò)的軌跡，穿過(guò)了其中的13塊。這就是所謂的“黃道十三星座”。拼圖的形狀很不規(guī)整，面積有大有小，而黃道從中穿越的長(zhǎng)度也各不相同。網(wǎng)上流傳的那張“十三星座”的表格，實(shí)際上就是太陽(yáng)在黃道上運(yùn)行時(shí)經(jīng)過(guò)這些天區(qū)的時(shí)間。

星座是星宮？

而當(dāng)我們說(shuō)到“黃道十二星座”的時(shí)候，指的是占星學(xué)上的“星座”（signs）。從括號(hào)里的對(duì)應(yīng)單詞就可以看出來(lái)，它根本和天文學(xué)意義上的星座不是一回事兒，只是被翻譯成了同一個(gè)中文詞，容易弄混。嚴(yán)格來(lái)講，應(yīng)該把這個(gè)意義上的“星座”稱為“星宮”（houses），它們只存在于黃道上，一共12個(gè)，也就是“黃道十二宮”。黃道是天球上一個(gè)360°的大圓，黃道十二宮從春分點(diǎn)開(kāi)始，每一宮占據(jù)30°，把黃道平分成12段。太陽(yáng)每年在黃道上跑一圈兒，平均每個(gè)月正好走過(guò)一個(gè)星宮，就好像太陽(yáng)神在不同的宮殿里輪番居住似的。

所以黃道十二宮本質(zhì)上是一套簡(jiǎn)單的歷法，古巴比倫人使用這個(gè)古老歷法的時(shí)候，天球上的春分點(diǎn)還在白羊座，于是第一宮就以“白羊”命名，春分點(diǎn)的標(biāo)志？至今還和白羊座的符號(hào)一模一樣。接下來(lái)的11個(gè)星宮也以當(dāng)時(shí)位置大致對(duì)應(yīng)的星座命名，依次是金牛宮？，雙子宮？，巨蟹宮？，獅子宮？，室女宮？，天秤m？，天蝎宮？，人馬宮？，摩羯宮？，寶瓶宮？，雙魚(yú)宮？。

其實(shí)每一宮就相當(dāng)于一個(gè)月，只不過(guò)用了一個(gè)星座的名字來(lái)稱呼它們，隨便換一個(gè)命名方法，也不會(huì)影響它們的本質(zhì)。比如從春分點(diǎn)開(kāi)始，把黃道平分成12段是12宮，平分成24段正好是24節(jié)氣，于是每一宮的起點(diǎn)、中間點(diǎn)和終點(diǎn)都恰好是一個(gè)節(jié)氣，那么用對(duì)應(yīng)的節(jié)氣來(lái)命名每一宮，不管是按照起點(diǎn)來(lái)的春分宮、谷雨宮，還是按照中間點(diǎn)來(lái)的清明宮、立夏宮，其實(shí)也沒(méi)什么不行的嘛。

篇8

一、天文知識(shí)學(xué)習(xí)

1.探求本質(zhì)淵源的好奇心

探索是學(xué)習(xí)的最好方法，善于探索是一個(gè)天好者必備的優(yōu)秀品質(zhì)。天好者對(duì)于一些天象，要積極探索其本質(zhì)。上網(wǎng)查閱、與愛(ài)好者交流、自己創(chuàng)立模型來(lái)解釋，都是很好的學(xué)習(xí)方法，尤其是用自己創(chuàng)立的模型來(lái)解釋一些天文現(xiàn)象可以很好地進(jìn)行發(fā)散思維訓(xùn)練，取得意想不到的效果。

2.刻苦鉆研精神和較強(qiáng)自學(xué)能力

由于我國(guó)天文學(xué)普及率低，而中小學(xué)生天好者，大多集中于沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，無(wú)論是觀測(cè)設(shè)備還是師資力量，西部經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)都很薄弱。目前，“老師教學(xué)天文”在許多地方并不現(xiàn)實(shí)。那么如何學(xué)習(xí)天文知識(shí)呢？唯有兩個(gè)字：自學(xué)。對(duì)天空充滿無(wú)限好奇心、有著強(qiáng)烈的探索宇宙本質(zhì)奧秘的愿望，是學(xué)好天文的前提。筆者在學(xué)習(xí)天文的過(guò)程中，遇到不會(huì)的問(wèn)題就進(jìn)行深入思考，求之不解就上網(wǎng)查詢或詢問(wèn)專業(yè)人士，直到自己有個(gè)滿意的答案。學(xué)習(xí)就是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，剛開(kāi)始無(wú)需探究一些復(fù)雜的問(wèn)題，而應(yīng)該扎實(shí)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)概念和基本理論，為以后的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。偶爾遇到難題，就需要刻苦鉆研的精神。當(dāng)由淺入深解答了一道道難題的時(shí)候，就會(huì)發(fā)現(xiàn)自己潛移默化地學(xué)會(huì)了知識(shí)，更領(lǐng)會(huì)了一種別人沒(méi)有的精神——刻苦鉆研。只要抱著一顆熱烈、愛(ài)好天文的心，就沒(méi)有什么可以阻擋探索的道路。

3.天文學(xué)習(xí)與文化課學(xué)習(xí)相得益彰

天文是一門(mén)綜合學(xué)科，它以數(shù)學(xué)、物理為基礎(chǔ)，與地理、英語(yǔ)、歷史、語(yǔ)文、計(jì)算機(jī)等學(xué)科聯(lián)系緊密。天文學(xué)習(xí)從來(lái)不孤單，它與學(xué)校文化課的學(xué)習(xí)相互促進(jìn)、相得益彰。地理課上當(dāng)你認(rèn)識(shí)了我們生存的家園——地球的時(shí)候，你的視野自然就會(huì)移向遙遠(yuǎn)的天空；當(dāng)你探索天文理論的時(shí)候，數(shù)學(xué)就是基礎(chǔ)和工具，督促自己平時(shí)對(duì)數(shù)學(xué)的認(rèn)真學(xué)習(xí)和深入思考；當(dāng)你進(jìn)行天文觀測(cè)的時(shí)候，促進(jìn)你對(duì)物理學(xué)問(wèn)題和歷法的探究和思考，同時(shí)鍛煉了自己的動(dòng)手能力；當(dāng)你面對(duì)全英文的天文設(shè)備和攝影器材說(shuō)明書(shū)的時(shí)候，你不得不刻苦學(xué)習(xí)英語(yǔ)，提高英語(yǔ)水平；計(jì)算機(jī)是天文觀測(cè)的得力助手，想要獲得更加豐富的觀測(cè)數(shù)據(jù)和得出更加精確的觀測(cè)結(jié)論，必須要有較高的計(jì)算機(jī)操作能力和水平；當(dāng)你在對(duì)天象的觀測(cè)和攝影上取得點(diǎn)滴成績(jī)的時(shí)候，心曠神怡、躊躇滿志，想動(dòng)筆寫(xiě)點(diǎn)心得與同好分享交流，就必須鍛煉自己的寫(xiě)作水平。

4.學(xué)會(huì)與廣大愛(ài)好者交流

交流可以增進(jìn)自己對(duì)某個(gè)問(wèn)題的理解，也能與廣大愛(ài)好者切磋技藝，砥礪思想，從而找準(zhǔn)自己的位置，以便更好地學(xué)習(xí)。由北京天文館牽頭組織的“全國(guó)中學(xué)生天文奧林匹克競(jìng)賽”為全國(guó)廣大青少年天好者帶來(lái)了福音，搭建了一個(gè)相互交流的平臺(tái)。本人作為甘肅省惟一入圍決賽的參賽選手，參加了2013年的全國(guó)中學(xué)生天文奧林匹克競(jìng)賽決賽，獲得全國(guó)一等獎(jiǎng)并入選國(guó)家隊(duì)，有幸與參賽的全國(guó)中學(xué)生天好者進(jìn)行交流，受益頗深。

二、實(shí)地天文觀測(cè)

1.關(guān)注天象

大量的事實(shí)證明，一名合格的天好者是十分關(guān)注天象的。無(wú)論是日食、月食，還是行星的合與沖，天好者都會(huì)饒有興趣甚至欣喜若狂地扮演它們的“追隨者”。當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)十分發(fā)達(dá)，做為初學(xué)者，可以先從網(wǎng)絡(luò)上查詢近期天象，知道什么時(shí)候會(huì)發(fā)生什么罕見(jiàn)天象，什么時(shí)候上弦，什么時(shí)候土星合月，什么時(shí)候水星凌日；在查詢的過(guò)程中了解天象發(fā)生的原理及如何進(jìn)行觀測(cè)等知識(shí)。

2.勇于實(shí)踐

天文觀測(cè)至關(guān)重要的兩點(diǎn)就是熱心與耐心，而天文觀測(cè)正是培養(yǎng)熱心、耐心的良好途徑。許多天象，對(duì)于初級(jí)愛(ài)好者是比較容易觀測(cè)的，如日月食、行星合月、行星沖日、月象、活躍的流星雨、明亮的人造天體等。但是，有些天文現(xiàn)象并不是很容易就可以觀測(cè)的，是對(duì)觀測(cè)者耐心和毅力的考驗(yàn)。2013年有一顆叫作 C/2011 L4彗星在3月10日過(guò)近日點(diǎn)，而在3月15日左右對(duì)于中高緯度觀測(cè)者來(lái)說(shuō)觀測(cè)條件最佳。3月17日17時(shí)筆者到達(dá)之前選擇的“最佳”山頂，從18時(shí)一直不間斷尋找到快20時(shí)，相機(jī)里忽然出現(xiàn)一個(gè)帶著小尾巴的亮點(diǎn)，用不同參數(shù)拍下它。3個(gè)小時(shí)中，筆者忍受著三月天北方的寒冷和手臂的酸痛，直至手指凍得沒(méi)有知覺(jué)。缺乏耐心和毅力就不可能成為一個(gè)真正的天好者，這是筆者天文學(xué)習(xí)的最深體會(huì)。

篇9

科學(xué)對(duì)世界的發(fā)現(xiàn)，技術(shù)對(duì)自然的改造，猶如兩條臂膀共同創(chuàng)造著歷史，推動(dòng)著文明的進(jìn)程。作為歷史悠久的國(guó)度，我國(guó)古代科學(xué)技術(shù)的典型成就有哪些？它們是如何影響了中國(guó)的歷史進(jìn)程，又具有哪些特色呢？近代之后，東西方科學(xué)技術(shù)拉開(kāi)差距的原因又是什么呢？

中國(guó)古代的科學(xué)

如果按照歷史書(shū)中常談到的“農(nóng)、醫(yī)、天、算”四個(gè)方面來(lái)分析古代科學(xué)成就，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，中國(guó)古代農(nóng)業(yè)和古代醫(yī)學(xué)并不屬于科學(xué)范疇。

農(nóng)業(yè)是生民之本，也是古代中國(guó)的立國(guó)之本，盡管我國(guó)古代農(nóng)業(yè)著作歷代不乏，特別是明清時(shí)期卷帙浩繁。但農(nóng)書(shū)中大多記錄了一些經(jīng)驗(yàn)性的總結(jié)，大量的內(nèi)容是種田技藝以及農(nóng)

耕器具的發(fā)明與應(yīng)用――這些都屬于技術(shù)的內(nèi)容，可以說(shuō)中國(guó)古代的農(nóng)業(yè)科學(xué)成就乏善可陳。

我國(guó)古代的醫(yī)學(xué)別具特色，一直延續(xù)至今，但卻飽受爭(zhēng)議。我國(guó)中醫(yī)史學(xué)家廖育群曾說(shuō)過(guò)，古代中醫(yī)與現(xiàn)代中醫(yī)的區(qū)別，甚至要超過(guò)中醫(yī)與西醫(yī)的區(qū)別?？梢哉f(shuō)，中醫(yī)內(nèi)部也在不斷吐故納新或者說(shuō)發(fā)生變化。社會(huì)上關(guān)于中醫(yī)是不是科學(xué)，以及中醫(yī)廢存的問(wèn)題廣受關(guān)注?？梢哉f(shuō)中醫(yī)目前是一門(mén)非常另類的學(xué)科，在面對(duì)西醫(yī)（現(xiàn)代醫(yī)學(xué)）時(shí)總是不斷調(diào)適著自己獨(dú)特的“身份”，因此也不適合用西方科學(xué)的概念作為基礎(chǔ)來(lái)討論中醫(yī)中的科學(xué)問(wèn)題。

天文學(xué)與數(shù)學(xué)的交融

最能代表我國(guó)古代科學(xué)成就的還是天文學(xué)和數(shù)學(xué)，也就是前文提到的天、算。這兩門(mén)學(xué)科在我國(guó)古代聯(lián)系得十分緊密，因?yàn)閷?duì)日月五星運(yùn)行規(guī)律的認(rèn)識(shí)以及日食、月食的推測(cè)，都離不開(kāi)數(shù)學(xué)上的計(jì)算。舉一個(gè)例子，漢代已形成的“談天三家”――也就是當(dāng)時(shí)古人對(duì)宇宙的三種認(rèn)識(shí)，分別是蓋天說(shuō)、渾天說(shuō)與宣夜說(shuō)。除了宣夜說(shuō)有點(diǎn)玄奧抽象外，蓋天說(shuō)與渾天說(shuō)均是由數(shù)學(xué)模型作為支撐的，盡管兩者建構(gòu)了不同的宇宙模型，但是有一條是共同堅(jiān)守的，就是“日影千里差一寸”，也即八尺之表的日影在子午線方向上千里會(huì)差一寸。而“日影千里差一寸”最早源自《周髀算經(jīng)》，該書(shū)既是一部數(shù)學(xué)著作，也是一部天文學(xué)著作。需要說(shuō)明的是，千里差一寸的論證是錯(cuò)誤的，一直到了唐代一行和尚通過(guò)實(shí)測(cè)才使它壽終正寢。

我國(guó)古代天文學(xué)的發(fā)展，深受古代數(shù)學(xué)的影響，盡管蓋天說(shuō)、渾天說(shuō)都有數(shù)學(xué)模型建構(gòu)，但是這種模型并不與推算日月五星運(yùn)行的另一套數(shù)學(xué)模型（算的模型）相融洽，或者說(shuō)是各行其事。因此我們也不可能像西方那樣，從古希臘天體運(yùn)行的圓周運(yùn)動(dòng)中解脫出來(lái)，發(fā)展出開(kāi)普勒的橢圓軌道等近代天文學(xué)體系。我國(guó)古代天文學(xué)還把地上的事物都搬到天上，形成了獨(dú)具特色的“三垣二十宿”體系。該體系是天上、人間對(duì)應(yīng)比附的產(chǎn)物，是軍國(guó)星占體系的一種反映，即為戰(zhàn)爭(zhēng)勝負(fù)、王室興衰、年成豐歉等軍國(guó)大事服務(wù)的，但這已經(jīng)走出了科學(xué)的范疇。

中國(guó)古代的數(shù)學(xué)成就

我國(guó)古代數(shù)學(xué)的基調(diào)是由成書(shū)于漢代的《九章算術(shù)》確立的。那么《九章算術(shù)》的基調(diào)是什么呢？就是服務(wù)于實(shí)際生產(chǎn)生活的應(yīng)用問(wèn)題集：一題一答一術(shù)。“題”就是題目，“答”就是答案，“術(shù)”就是算法。那么推理、論證的過(guò)程呢？書(shū)中是查不到的，因?yàn)楦揪蜎](méi)寫(xiě)。所謂“九章”，就是9大類應(yīng)用題目，比如“方田”是計(jì)算土地面積的問(wèn)題集，“商功”是計(jì)算各種工程（溝渠、倉(cāng)窖等）的土方、人工等。

經(jīng)常有人將《九章算術(shù)》與古希臘歐幾里德的《幾何原本》作對(duì)比，這兩部書(shū)的確也代表了東西方不同的思維風(fēng)格，一個(gè)是以“算”為特征的實(shí)用化體系，一個(gè)是以“證”為特征的演繹邏輯體系。我們的祖先一直缺少“證”的那根筋，直到明末徐光啟與傳教士利瑪竇合作翻譯《幾何原本》（前6卷）時(shí)，徐光啟被該書(shū)的體系所服膺，寫(xiě)道：“此書(shū)未譯，則他書(shū)俱不可得?！?/p>

說(shuō)到我國(guó)古代數(shù)學(xué)，大家都會(huì)聯(lián)想到南朝祖沖之在圓周率上的貢獻(xiàn)。不過(guò)，祖沖之的《綴術(shù)》已經(jīng)失傳，他對(duì)圓周率的推算，學(xué)界認(rèn)為是在魏晉時(shí)期劉徽“割圓術(shù)”的基礎(chǔ)上得到的。當(dāng)時(shí)要計(jì)算出密率355/113的確是很了不起的成就，要知道那個(gè)年代要用算籌去計(jì)算開(kāi)方在內(nèi)的大數(shù)目運(yùn)算，難度可想而知。

蘇州大學(xué)董潔林教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)遴選出了

200項(xiàng)人類在科學(xué)方面的成就，其中我國(guó)古代科學(xué)成就僅兩項(xiàng)入選，之一是墨子進(jìn)行的“小孔成像”實(shí)驗(yàn)。但就筆者看來(lái)，墨家學(xué)派進(jìn)行的這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)以及那句描述“小孔成像”的“下者之人也高，高者之人也下”并不比劉徽的割圓術(shù)更科學(xué)，影響更大。筆者認(rèn)為在我國(guó)古代的科學(xué)門(mén)類中，物理學(xué)、化學(xué)較天文學(xué)、數(shù)學(xué)經(jīng)驗(yàn)性成分更多，包括北宋沈括在《夢(mèng)溪筆談》中的眾多記載，基本是經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)象的羅列與陳述，當(dāng)然不乏一些細(xì)致的觀察與描述。

唐代中葉到元代中葉是我國(guó)古代數(shù)學(xué)發(fā)展的黃金時(shí)期，特別是宋元時(shí)期達(dá)到了頂峰。發(fā)展到高峰的標(biāo)志有二：首先是數(shù)學(xué)著作繁興，宋代前后不到300年竟出了50本之多；其次是水平高，就是在算法的改進(jìn)與抽象化程度方面前進(jìn)了許多。無(wú)論是高次方程的近似解法、多元一次方程組的解法、高階等差級(jí)數(shù)、同余方程組解法等，都達(dá)到了當(dāng)時(shí)世界上的最高水平。

從元中葉到明末，中國(guó)古代數(shù)學(xué)整體江河日下，以至于當(dāng)時(shí)學(xué)界竟然連宋元時(shí)期的數(shù)學(xué)著作都讀不懂了。到了明末，隨著傳教士的東來(lái)，西方的數(shù)學(xué)知識(shí)開(kāi)始譯介、引入；后來(lái)又經(jīng)過(guò)清末第二次“西學(xué)東漸”，直到20世紀(jì)初我國(guó)數(shù)學(xué)才匯入世界數(shù)學(xué)發(fā)展的洪流。

篇10

如果要列出“20世紀(jì)最受冷落科學(xué)家”的單子，弗里茨•茲威基（Fritz Zwicky）肯定會(huì)排得靠前，盡管在宇宙學(xué)領(lǐng)域，他的位次可能緊跟阿爾伯特•愛(ài)因斯坦。在科學(xué)史上尋找這個(gè)瑞士天文學(xué)家，倒有點(diǎn)像在宇宙中間尋找他提出的“暗物質(zhì)”――由于“暗物質(zhì)”不發(fā)散光，不吸收光，不反射光，人們根本看不見(jiàn)它?；蛟S茲威基的想法超越了他的時(shí)代。但假如這個(gè)科學(xué)家的個(gè)性不那么古怪的話，不知道他的名字是否還會(huì)在70多年中被同僚無(wú)視。

“下落不明的質(zhì)量”

20世紀(jì)，天文學(xué)的許多重大發(fā)現(xiàn)同美國(guó)加州的威爾遜山有關(guān)。在1917、1947年間，當(dāng)時(shí)世界上最大的天文望遠(yuǎn)鏡就在威爾遜山上，口徑有100英尺，著名的愛(ài)德溫•哈勃(Edwin P. Hubble)通過(guò)它觀測(cè)到星系正離我們遠(yuǎn)去，提供出一幅宇宙膨脹的圖像，暗示存在著一個(gè)“大爆炸”的時(shí)刻。茲威基覺(jué)得，那時(shí)的威爾遜山就是“宇宙的中心”。威爾遜山距離茲威基任職的加州理工大學(xué)（Caltech）不遠(yuǎn)，從學(xué)校操場(chǎng)就可以遙望這座山清晰的輪廓，這讓他時(shí)常想起多山的瑞士老家。1925年，獲得1922年諾貝爾物理獎(jiǎng)的密立根（Millikan）教授引薦他來(lái)到這里，換成別人一定會(huì)為教授的器重而感激和榮幸，然而茲威基對(duì)于這位推薦者的態(tài)度卻很不屑，甚至當(dāng)面指責(zé)密立根“從未提出過(guò)好的想法”。當(dāng)密立根善意地提醒這個(gè)年輕人先要自我反省時(shí)，茲威基卻宣稱自己不必?fù)?dān)心，因?yàn)椤懊扛魞赡昃湍鼙某龊命c(diǎn)子”。他這么說(shuō)或許不完全是吹牛，在1933年，茲威基腦子里就冒出了“暗物質(zhì)”的點(diǎn)子。

“遙遠(yuǎn)的星系團(tuán)里有一些物質(zhì)很獨(dú)特，它們既不發(fā)光，也不吸收光、反射光……”茲威基的意思是，宇宙中存在你我看不到的物質(zhì)，但它們有質(zhì)量。事實(shí)上，暗物質(zhì)不僅擁有質(zhì)量，它的質(zhì)量甚至是可見(jiàn)物質(zhì)的6倍，占到宇宙物質(zhì)成分的24%；另外72%是暗能量，一種充溢宇宙空間的能量形式，同樣不可見(jiàn)。在進(jìn)入21世紀(jì)前，人們竟然被告知，可見(jiàn)的一切在茫茫宇宙的質(zhì)量劃分中都不能占到多數(shù)。“要承認(rèn)我們宇宙超過(guò)90%都看不到多少有些尷尬”，華盛頓大學(xué)的教授布魯斯•珈諾（Bruce Margon）在《紐約時(shí)報(bào)》上說(shuō)，“大自然在嘲笑人類，她把宇宙的絕大部分藏了起來(lái)?！?/p>

但茲威基還是找到了它。1933年的美國(guó)經(jīng)濟(jì)大蕭條似乎同這個(gè)對(duì)星星著迷的35歲男人毫無(wú)關(guān)系，當(dāng)時(shí)他已經(jīng)是加州理工大學(xué)的首位天體物理學(xué)家，可以把注意力完全放在后發(fā)座星系團(tuán)（Coma Cluster）上面了。這個(gè)星系團(tuán)就在我們熟悉的獅子座附近，由1000個(gè)大星系，30000多個(gè)小星系組成。據(jù)說(shuō)，得名自一個(gè)與埃及法老托勒密三世王后的頭發(fā)有關(guān)的傳說(shuō)。對(duì)神話故事，茲威基當(dāng)然不關(guān)心，他的憂慮在一堆寫(xiě)著密密麻麻數(shù)字、符號(hào)的算草紙上。

要測(cè)量星系團(tuán)的質(zhì)量，一般兩種方法?！皠?dòng)力學(xué)質(zhì)量”計(jì)算，需要的數(shù)據(jù)是各星系之間的相對(duì)速度和平均速度，而“光度學(xué)質(zhì)量”要求測(cè)量各星系的光度。茲威基分別利用這兩種算法計(jì)算后發(fā)座星系團(tuán)的質(zhì)量，結(jié)果不可思議：“動(dòng)力學(xué)質(zhì)量”是“光度學(xué)質(zhì)量”的400倍！為什么后發(fā)座星系團(tuán)有99%的質(zhì)量“下落不明”？難道“動(dòng)力學(xué)質(zhì)量”中用到的牛頓運(yùn)動(dòng)定律不再適用？或者，星系團(tuán)的主要質(zhì)量并不是由可視的星系貢獻(xiàn)的？茲威基用他那最具幻想的頭腦做出了以下推測(cè)：宇宙大部分質(zhì)量不可見(jiàn)，因此光度方法測(cè)算不出。于是，有了“暗物質(zhì)”一詞。

似乎大多數(shù)人還是信奉“眼見(jiàn)為實(shí)”，在當(dāng)時(shí)，“暗物質(zhì)”這個(gè)概念被徹底忽略了。相反，茲威基本人的惡名倒比“暗物質(zhì)”的名稱傳播得快。

當(dāng)傳道牧師談到《圣經(jīng)》的“創(chuàng)世紀(jì)”部分，“上帝說(shuō)：‘要有光！’便有了光……”，茲威基立即表示，如果加上一句“而且，有了電磁場(chǎng)”將會(huì)更好。類似的談話肯定不止這一次，這個(gè)瑞士人當(dāng)然可以決定在各個(gè)信仰間保持中立，但這種玩世不恭的態(tài)度顯然不會(huì)被人們喜歡。其他天文學(xué)教授常要忍受茲威基帶有學(xué)術(shù)尖酸味的辱罵，比如：“球體的雜種”。為什么是球體？茲威基的解釋――“因?yàn)槲铱催^(guò)去，不論從哪一個(gè)方向，他們都是雜種?！碑?dāng)他暫時(shí)離開(kāi)他親愛(ài)的星星，談?wù)撈鹜?，那大鼻子上的兩只眼睛里只有輕蔑。其他科學(xué)家沒(méi)有忘記茲威基是如何對(duì)待自己的伯樂(lè)密立根教授的，于是盡量避開(kāi)他，以免自己的研究成果被叫做“一堆無(wú)用的垃圾”。

在威爾遜山天文臺(tái)

幸好不是人人都想躲著茲威基，比他大五歲的德國(guó)天文學(xué)家沃爾特•巴德（Walter Baade）就是個(gè)例外。巴德同茲威基恰恰相反，他的“溫和、謙遜，容易接近”已被公認(rèn)，也許是互補(bǔ)的性格使他們對(duì)對(duì)方產(chǎn)生了某種吸引，自從巴德轉(zhuǎn)到威爾遜山天文臺(tái)（Mount Wilson Observatory）――就建在曾被茲威基稱為“宇宙的中心”的威爾遜山上――工作，兩人的名字就開(kāi)始同時(shí)出現(xiàn)。盡管茲威基時(shí)不時(shí)會(huì)因?yàn)榘偷碌牡聡?guó)血統(tǒng)大罵“納粹”，但人們發(fā)現(xiàn)兩人關(guān)系其實(shí)越來(lái)越密切。他們?cè)跒橐环N新的理論而狂熱，茲威基投入其中的精力多少分散了由于“暗物質(zhì)”被忽視所帶來(lái)的失望情緒。1934年，他和巴德在《國(guó)家科學(xué)院學(xué)報(bào)》上推出了這個(gè)新概念――“超新星”。

當(dāng)“新星”爆炸，光度在短時(shí)間內(nèi)成千萬(wàn)倍增加，以致宇宙中像是出現(xiàn)了新的星體。這個(gè)過(guò)程有點(diǎn)像恒星重生，因此，國(guó)內(nèi)科學(xué)家喜歡將“新星”比作涅的鳳凰。而茲威基發(fā)現(xiàn)，“超新星”會(huì)更加猛烈地爆發(fā)，光度增加甚至超過(guò)一億倍。爆炸前，“超新星”是普通恒星，當(dāng)這顆恒星的核心達(dá)到與原子核相當(dāng)?shù)拿芏葧r(shí)，內(nèi)部發(fā)生爆炸。恒星將拋掉大部分質(zhì)量，突然失去支撐自身重量的壓力，坍縮成為一顆毫無(wú)生氣的超致密殘骸――“中子星”。茲威基能感覺(jué)到“超新星”的概念如此重要，不僅干預(yù)星系的形成、演化，甚至可以用作測(cè)量宇宙膨脹的標(biāo)尺。但除了巴德，似乎沒(méi)有人愿意站在他一邊。1934年1月19日的《洛杉磯時(shí)報(bào)》，甚至一本正經(jīng)地調(diào)侃，“星體爆炸釋放出火焰，看上去像是一億顆太陽(yáng)。然后，突然，星體的直徑由50萬(wàn)英里縮到了14英里……”在任何正常人看來(lái)，這顯然是不可能的。

“暗物質(zhì)”帶給茲威基的無(wú)奈在于它無(wú)法觀測(cè)，但“超新星”不一樣，一億顆太陽(yáng)的亮度絕對(duì)不難發(fā)現(xiàn)。1936年，茲威基說(shuō)服加州理工大學(xué)，在威爾遜山東南方的帕洛馬天文臺(tái)（Palomar Observatory）上建起了口徑48英尺施密特望遠(yuǎn)鏡。人們可以大概猜出茲威基的目的：施密特望遠(yuǎn)鏡比其他望遠(yuǎn)鏡有更大的清晰視場(chǎng)，特別適合巡天觀測(cè)。比如，尋找超新星。施密特望遠(yuǎn)鏡架在帕洛馬天文臺(tái)屋頂開(kāi)口的下面，就像一門(mén)對(duì)準(zhǔn)星空的白色大炮。茲威基已經(jīng)習(xí)慣跟這個(gè)龐然大物在一起，當(dāng)他一次次將眼睛對(duì)準(zhǔn)目鏡，他所發(fā)現(xiàn)的“超新星”的數(shù)字也在增加。1935年到1940年之間，這個(gè)數(shù)字是14顆，占1930年代人們發(fā)現(xiàn)超新星總數(shù)的一多半。而在其一生中，他總共發(fā)現(xiàn)了122顆“超新星”，這一紀(jì)錄直到2006年才有人打破。人們不禁疑惑，他在數(shù)星星上表現(xiàn)出的執(zhí)著會(huì)不會(huì)是“暗物質(zhì)”那件事上壓抑的一種釋放。

在加州理工大學(xué)，可能由于茲威基在為人師表上做的真是很糟糕，這個(gè)辛勤的天體觀測(cè)者早已失去了教授應(yīng)得的尊敬。那座學(xué)校里有很多對(duì)他不利的傳聞。有學(xué)生說(shuō)，當(dāng)他跟其他同學(xué)一起去茲威基教授家，教授的妻子是這么招呼教授的――“下樓來(lái)吧，小雜種們過(guò)來(lái)了!”這不能不讓人懷疑，在茲威基家里，“雜種”就是他對(duì)學(xué)生的一貫稱呼。在1974年，甚至有學(xué)生找到某家雜志，要求通過(guò)媒體揭發(fā)茲威基“對(duì)學(xué)生帶有虐待性的苛刻要求”。那本雜志的編輯聽(tīng)了學(xué)生的抱怨，準(zhǔn)備找個(gè)機(jī)會(huì)同茲威基教授談?wù)?，但不久，就?tīng)說(shuō)了他去世的消息。

遲來(lái)的發(fā)現(xiàn)

茲威基去世13年后，他最小的女兒巴巴麗娜•茲威基(Barbarina Zwicky)走進(jìn)加州理工大學(xué)的一家書(shū)店，翻開(kāi)一本叫做《理查•普雷斯頓的第一道光》的書(shū)。她以為這本書(shū)講的是帕洛馬天文臺(tái)的望遠(yuǎn)鏡，但首先讀到的段落卻跟已故的茲威基有關(guān)――“茲威基叫巴德‘納粹’……他把帕洛馬天文臺(tái)的天文學(xué)家都稱作笨蛋……他總是使用最骯臟的詞匯咒罵其他人……甚至巴德都恐懼地表示‘可能有一天會(huì)被茲威基殺掉’……”。這可不是巴巴麗娜所熟知的老爸茲威基，她能回憶起的，是茲威基微笑著問(wèn)自己要什么禮物，一起熬夜攻克代數(shù)、地理難題的場(chǎng)景。為什么茲威基一直沒(méi)有科學(xué)地位？為什么“暗物質(zhì)”至今得不到承認(rèn)？從那個(gè)時(shí)候，她對(duì)科學(xué)界產(chǎn)生了敵視。

1993年，在大麥哲倫云中第一次發(fā)現(xiàn)了“暗物質(zhì)”存在的證據(jù)，它的候選者之一“大質(zhì)量致密暈天體”（massive Compact Halo Objects，縮寫(xiě)為 MACHOs）被美澳科學(xué)家組成的小組探測(cè)到了。巴巴麗娜本以為，茲威基生前最重大的發(fā)現(xiàn)“暗物質(zhì)”從此將被認(rèn)可，在科學(xué)史上的地位會(huì)因此提高，而之后她卻發(fā)現(xiàn)了更多被她稱為“卑鄙和邪惡的詆毀”的記錄――1994年，加州理工大學(xué)物理學(xué)家基普•索恩（Kip Thorne）在《黑洞與彎曲的時(shí)間》中寫(xiě)道，“19世紀(jì)30、40年代同茲威基一起工作的天文學(xué)家，都把他當(dāng)成引人不快的粗人”；同年出版的《完美機(jī)器》引用了“球體的雜種”的典故；1997年，蒂莫西• 費(fèi)利斯（Timothy Ferris）在書(shū)里說(shuō)，“其實(shí)別人根本無(wú)法忍受他（茲威基）愚蠢的想法”，“球體的雜種”再一次被引用。巴巴麗娜一封接著一封回信反擊，她堅(jiān)持認(rèn)為這些享有聲譽(yù)的教授之所以在書(shū)里說(shuō)謊是“出于對(duì)茲威基才華的嫉妒”。

2006年8月21日，“暗物質(zhì)”終于在美國(guó)國(guó)家航空航天局的錢德勒X射線望遠(yuǎn)鏡下現(xiàn)身。研究小組將子彈頭狀巨大氣團(tuán)(bullet cluster)的數(shù)據(jù)測(cè)量結(jié)果與太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的亮物質(zhì)照片相對(duì)照，發(fā)現(xiàn)了四個(gè)分散的物質(zhì)團(tuán)，兩個(gè)較小的亮物質(zhì)團(tuán)在后面，而前面兩個(gè)飛速遠(yuǎn)離碰撞區(qū)域的巨大物質(zhì)團(tuán)就是“暗物質(zhì)”。2007年，科學(xué)家甚至用電腦繪制成功了“暗物質(zhì)”的三維宇宙天圖。三維圖上的“暗物質(zhì)”并不好看，像是“變了形的土豆”，但這形狀奇特的天圖卻打消了人們對(duì)“暗物質(zhì)”的存在和弗里茨•茲威基科學(xué)地位的懷疑?！坝钪嫣?yuàn)W了，它不肯將‘天機(jī)’一下子泄露給我們?！敝Z貝爾物理獎(jiǎng)獲得者溫伯格（Weinberg）曾這么說(shuō)。在“暗物質(zhì)”概念提出73年后，茲威基的女兒終于等來(lái)了世界對(duì)茲威基學(xué)術(shù)成就的肯定。巴巴麗娜開(kāi)始更有底氣地向各個(gè)媒體提出“翻案”，她相信――或許只有她相信――茲威基“寬厚、仁慈”的形象也會(huì)像“暗物質(zhì)”一樣逐漸被人們接受，只不過(guò)那還需要更長(zhǎng)一段時(shí)間。

邊欄：

大質(zhì)量致密暈天體（massive Compact Halo Objects，縮寫(xiě)為 MACHOs）是由一些體積很小的大質(zhì)量重子物質(zhì)組成，被認(rèn)為是構(gòu)成暗物質(zhì)的候選者之一。重子物質(zhì)就是我們通常所說(shuō)具有質(zhì)量的物質(zhì)，常見(jiàn)的重子比如原子核中的質(zhì)子和中子。大質(zhì)量致密暈天體可能是黑洞、中子星、褐矮星、自由行星、白矮星和非常微弱的紅矮星，由于自身不發(fā)光，所以它很難被探測(cè)到。

子彈星系團(tuán)(bullet cluster)實(shí)際上是兩個(gè)星系迎面相撞并彼此穿越而形成的。在2006年的發(fā)現(xiàn)過(guò)程中，兩個(gè)星系團(tuán)以每小時(shí)近兩億千米的高速撞到一起，它們內(nèi)部包含的發(fā)光物質(zhì)由于相互間存在引力之外的相互作用力，在相互擠壓的過(guò)程中速度減慢了。但是兩星系團(tuán)中的暗物質(zhì)之間沒(méi)有這種作用力，它們并不減速，而是暢行無(wú)阻地直接穿過(guò)對(duì)方。結(jié)果暗物質(zhì)跑到了發(fā)光物質(zhì)的前面，

專訪南京紫金山天文臺(tái)空間天文實(shí)驗(yàn)室主任常進(jìn)（待回復(fù)中）

新知客雜志：

1、 從1933年弗里茨•茲威基首先提出“暗物質(zhì)”的概念，直至今天“暗物質(zhì)”研究成為現(xiàn)代天文、物理學(xué)研究的熱點(diǎn)，您認(rèn)為中國(guó)在整個(gè)研究中的主要貢獻(xiàn)有哪些？

2、 我們知道，2008年11月20日，《Nature》上發(fā)表了您與國(guó)外同行合作的宇宙高能電子空間觀測(cè)新發(fā)現(xiàn)《宇宙電子在3000-8000億電子伏特能量區(qū)間發(fā)現(xiàn)“超”》，第一次發(fā)現(xiàn)“暗物質(zhì)”粒子湮滅的證據(jù)。通俗來(lái)講，“超”指的是什么，同“暗物質(zhì)”有著怎樣的關(guān)系？

3、 當(dāng)時(shí)很多媒體形象地報(bào)道，說(shuō)這次發(fā)現(xiàn)是人類第一次“觸摸”到了“暗物質(zhì)”，而關(guān)于2006年子彈星云的發(fā)現(xiàn)，用的詞語(yǔ)多是“看見(jiàn)”。那么，“觸摸”這個(gè)詞在這里該如何理解？