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

篇1

全書(shū)共十二章，講述了關(guān)于宇宙本性的最前沿知識(shí)，包括：我們的宇宙圖像、空間和時(shí)間、膨脹的宇宙、不確定性原理、黑洞、宇宙的起源和命運(yùn)等內(nèi)容，深入淺出地介紹了遙遠(yuǎn)星系、黑洞、粒子、反物質(zhì)等知識(shí)，并對(duì)宇宙的起源、空間和時(shí)間以及相對(duì)論等古老命題進(jìn)行了闡述。

2、《果殼中的宇宙》

《果殼中的宇宙》（《the Universe in a Nutshell》）原作者史蒂芬·霍金。該圖書(shū)曾獲得安萬(wàn)特科學(xué)圖書(shū)獎(jiǎng)。該書(shū)圍繞主題是宇宙學(xué)，涉及廣義相對(duì)論、量子論、黑洞、暴脹、時(shí)間旅行、弦論、超引力等諸多前沿概念。

3、《大眾天文學(xué)》

世界名著譯叢。 本書(shū)是由法國(guó)天文學(xué)家、世界著名科普作家C.弗拉馬里翁所著，初版于1880年，遂成為傳遍全球的科普經(jīng)典，被譽(yù)為“法國(guó)圖書(shū)館鎮(zhèn)館之寶”。全書(shū)共分七篇，分別介紹了地球，月亮，太陽(yáng)，行星世界，彗星、流星及隕星，恒星宇宙以及天文儀器等。 值得一提的是，譯者李珩教授又根據(jù)天文學(xué)的新近發(fā)展進(jìn)行了補(bǔ)充修訂，使本書(shū)內(nèi)容翔實(shí)而新穎。

4、《天好者手冊(cè)》

篇2

威廉姆斯：大多數(shù)科學(xué)成就都是在意料之外偶然發(fā)現(xiàn)的。或許，我們最終能夠收到他們回復(fù)的信號(hào)，但我表示強(qiáng)烈的懷疑！對(duì)信號(hào)進(jìn)行巡天搜索似乎更重要，那也許會(huì)于偶然間找到外星信號(hào)。當(dāng)然，人類可能永遠(yuǎn)不會(huì)發(fā)現(xiàn)任何來(lái)自地外的信號(hào)，但重要的是我們擁有那份探索的好奇心。即使我們最終沒(méi)有接收到任何回音，勇于探索宇宙卻是人類開(kāi)放態(tài)度的重要體現(xiàn)。所以，我堅(jiān)決支持“地外文明搜尋”（Search for extraterrestrial intelligence，SETI）項(xiàng)目為尋找地外生命所進(jìn)行的嘗試。同時(shí)，我也要承認(rèn)，發(fā)現(xiàn)地外生命的可能性微乎其微。這兩者并不相互矛盾。延展我們?cè)谟钪嬷械奶剿鞣秶侨祟惖氖姑?，因此，我們必須不斷地搜尋、搜尋、再搜尋，永不停息?/p>

《中國(guó)國(guó)家天文》：現(xiàn)代天文學(xué)首先在歐洲而非其它地區(qū)發(fā)展起來(lái)，您如何看待這樣的事實(shí)？您認(rèn)為這是歷史的必然還是偶然？與其它文明相比，現(xiàn)在西方在發(fā)展天文學(xué)方面擁有怎樣的優(yōu)勢(shì)？

威廉姆斯：現(xiàn)代天文學(xué)可能最早是在歐洲發(fā)展起來(lái)的，但毫無(wú)疑問(wèn)，古天文學(xué)起源于亞洲，特別是中國(guó)，因?yàn)槟菚r(shí)亞洲擁有更好的社會(huì)和政治組織結(jié)構(gòu)?？茖W(xué)的發(fā)展需要有良好的教育基礎(chǔ)體系和技術(shù)。就教育和技術(shù)而言，在文藝復(fù)興時(shí)期，歐洲恰好比亞洲先進(jìn)，因此，現(xiàn)代天文學(xué)在那時(shí)取得了飛速發(fā)展。是歷史的偶然嗎？答案是否定的，那要?dú)w功于彼時(shí)歐洲興起的向之外擴(kuò)展知識(shí)的傾向。但是，這場(chǎng)啟蒙運(yùn)動(dòng)并沒(méi)有發(fā)生在同時(shí)期的明代中國(guó)。

目前，西方世界有這樣一種趨勢(shì)，傾向于支持那些不同于現(xiàn)有社會(huì)思想和宗教信條的想法。這種開(kāi)放的環(huán)境對(duì)于創(chuàng)造力和新認(rèn)識(shí)的產(chǎn)生十分關(guān)鍵。現(xiàn)行的西方教育體系比較容易接受新觀念和新技術(shù)。東方社會(huì)，例如中國(guó)，對(duì)教育和技術(shù)的資源投人令我印象深刻，所以中國(guó)的科技發(fā)展正在快速追趕西方的腳步。

《中國(guó)國(guó)家天文》：在我們的雜志上，有作者將IAU稱為“天文學(xué)家的國(guó)際組織”。人們通常認(rèn)為天文學(xué)很專業(yè)，很難參與。您是否曾經(jīng)與業(yè)余科學(xué)家，特別是那些科學(xué)家圈子外的思考理論問(wèn)題的人討論過(guò)？作為前任IAU主席，您是否支持民間科學(xué)家進(jìn)行理論思考？

威廉姆斯：我認(rèn)為每個(gè)人都可以平等地思考。如果民間科學(xué)家的想法有證據(jù)支持，我相信那可能是有價(jià)值的。像IAU這樣的專業(yè)組織并不是產(chǎn)生好主意的必要條件。生命的智慧存在于任何有著開(kāi)放意識(shí)和思想，并樂(lè)于探索宇宙和地球的那些人之中。

《中國(guó)國(guó)家天文》：天文現(xiàn)象有時(shí)被一些人用來(lái)鼓吹“末日來(lái)臨”，例如“2012預(yù)言”。您對(duì)那些末日論者要說(shuō)些什么？您是否相信一些宗教所說(shuō)的“最后的審判”？

威廉姆斯：科學(xué)所能解決的是我們擁有事實(shí)和證據(jù)的那部分現(xiàn)象。如果某個(gè)事件沒(méi)有確鑿的證據(jù)，那么它就不能納入到科學(xué)研究的范疇。沒(méi)有證據(jù)的任何推論都是基于哲學(xué)或者是宗教，那是個(gè)人信仰。就個(gè)人而言，我對(duì)許多世界上有組織的宗教并無(wú)信仰，但我很贊賞他們所傳遞的良好的道德準(zhǔn)則。至于“最后的審判”，我認(rèn)為那很難成為令人接受的事實(shí)。它與我所認(rèn)知的地球生命及其進(jìn)化史格格不入。立足腳下，好好生活，與人互敬互愛(ài)，這才是人類最好的選擇。

《中國(guó)國(guó)家天文》：作為一本天文科普雜志的編輯，經(jīng)常有人問(wèn)我們天文對(duì)日常生活有什么影響。有些讀者認(rèn)為，雖然天文學(xué)在古代的日常生活中非常重要，但現(xiàn)在已經(jīng)逐漸淡出了人們的生活。您是否同意這樣的說(shuō)法？如何使天文學(xué)與人類日常生活的關(guān)系更緊密？

威廉姆斯：相對(duì)于那些“應(yīng)用”科學(xué)來(lái)說(shuō)，天文學(xué)更“純粹”一些，在日常生活中的實(shí)際應(yīng)用并不太多。一個(gè)人即使沒(méi)有任何天文學(xué)知識(shí)，仍會(huì)生活得很好。但事實(shí)是，天文學(xué)沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用并不意味著它“淡出人們的生活”。天文學(xué)直接影響著人類對(duì)宇宙和自身的認(rèn)識(shí)。人與宇宙關(guān)系的基本認(rèn)知對(duì)于我們的自我了解是十分關(guān)鍵的。

《中國(guó)國(guó)家天文》：在一些科幻小說(shuō)和電影中，有許多天文學(xué)方面的錯(cuò)誤。您認(rèn)為專業(yè)天文學(xué)家有必要去澄清它們嗎？您之前是否這樣做過(guò)？

威廉姆斯：的確，電影中確實(shí)有很多天文學(xué)的錯(cuò)誤。而且，電影中還有更多關(guān)于人類行為的錯(cuò)誤！但我認(rèn)為糾正這些錯(cuò)誤并不重要。重要的是，更要通過(guò)關(guān)注其它更積極的活動(dòng)去表現(xiàn)我們的創(chuàng)造力。隨其他人去犯你認(rèn)為的錯(cuò)誤吧，而你自己則要努力去做那些更具有創(chuàng)新性的和異于其他人想法的事情。

篇3

1 大爆炸宇宙學(xué)的理論基礎(chǔ)

宇宙是處于不斷運(yùn)動(dòng)和發(fā)展中的物質(zhì)世界.《淮南子?原道訓(xùn)》注：“四方上下曰宇，古往今來(lái)曰宙.”在天文學(xué)上，我們把廣漠空間和其中存在的各種天體以及彌漫物質(zhì)總稱為宇宙.宇宙學(xué)的任務(wù)就是尋找我們所能觀測(cè)到的宇宙部分的大尺度特性和總體規(guī)律.千百年來(lái)，科學(xué)家們一直在探尋宇宙是如何起源的？

1915年，愛(ài)因斯坦建立了廣義相對(duì)論.廣義相對(duì)論從一建立就與天文現(xiàn)象有著密切的關(guān)系，有關(guān)廣義相對(duì)論的一系列關(guān)鍵性檢驗(yàn)，都是由天文觀測(cè)完成的.1916年愛(ài)因斯坦預(yù)言了引力波的存在.1917年愛(ài)因斯坦將廣義相對(duì)論理論應(yīng)用到整個(gè)宇宙，發(fā)表了論文《根據(jù)廣義相對(duì)論對(duì)宇宙學(xué)所做的考察》，開(kāi)創(chuàng)了現(xiàn)代宇宙學(xué).廣義相對(duì)論對(duì)理論天體物理學(xué)研究產(chǎn)生了巨大影響，成為現(xiàn)代天體物理學(xué)的重要理論基礎(chǔ).科學(xué)家們紛紛借助廣義相對(duì)論把所觀測(cè)到宇宙作為一個(gè)整體來(lái)研究，預(yù)言宇宙正在膨脹.

1927年比利時(shí)天文學(xué)家喬治?勒梅特從廣義相對(duì)論出發(fā)，在理論上提出了大尺度空間隨時(shí)間而膨脹的的觀點(diǎn).1929年，美國(guó)天文學(xué)家埃德溫?哈勃通過(guò)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，所有遙遠(yuǎn)的星系都在遠(yuǎn)離我們，并且距離越遠(yuǎn)的星系退行的速度越大，哈勃提出從地球到達(dá)遙遠(yuǎn)星系的距離正比于這些星系的譜線紅移，建立了著名的哈勃定律.由哈勃定律可以推導(dǎo)出星系都在互相遠(yuǎn)離的宇宙膨脹說(shuō).從這一觀點(diǎn)倒推回去，物理學(xué)家進(jìn)一步推測(cè)：在過(guò)去宇宙曾經(jīng)處于一個(gè)密度極高且溫度極高的狀態(tài).哈勃的發(fā)現(xiàn)暗示著存在一個(gè)大爆炸的時(shí)刻，當(dāng)時(shí)的宇宙無(wú)限緊密，哈勃定律也成為宇宙膨脹理論的基礎(chǔ).

2 大爆炸宇宙學(xué)的主要觀點(diǎn)

1932年勒梅特進(jìn)一步提出“原始原子”爆炸起源的理論，認(rèn)為最初宇宙的物質(zhì)集中在一個(gè)超原子里，在一次無(wú)與倫比的大爆炸中分裂成無(wú)數(shù)碎片，形成今天的宇宙.1940年代，美籍俄裔物理學(xué)家喬治?伽莫夫與他的兩個(gè)學(xué)生拉爾夫?阿爾菲和羅伯特?海爾曼一道，將這一理論進(jìn)一步發(fā)展.1948年伽莫夫和他的學(xué)生把相對(duì)論引入宇宙學(xué)，正式提出熱大爆炸宇宙學(xué)說(shuō).熱大爆炸宇宙學(xué)模型認(rèn)為，宇宙最初開(kāi)始于高溫高密的原始物質(zhì)，溫度超過(guò)幾十億度.大約200億年前發(fā)生了一次大爆炸，之后隨著宇宙膨脹，溫度逐漸下降，形成了現(xiàn)在的星系等天體.他們還預(yù)言了宇宙微波背景輻射的存在，為大爆炸宇宙學(xué)打下了基礎(chǔ).

在現(xiàn)代宇宙學(xué)研究中，對(duì)于宇宙的起源有多種學(xué)說(shuō)，大爆炸宇宙學(xué)是關(guān)于宇宙形成的最有影響的一種學(xué)說(shuō).大爆炸宇宙學(xué)認(rèn)為，我們的宇宙曾經(jīng)有一段從熱到冷的演化史.在這個(gè)時(shí)期里，宇宙體系并非靜止的，而是在不斷地膨脹，致使物質(zhì)的密度從密到疏發(fā)生演化.這個(gè)從熱到冷、從密到疏的過(guò)程就如同一次規(guī)模很大的爆發(fā)（目前觀測(cè)計(jì)算大爆炸的時(shí)間大約在距今138億年前）.大爆炸宇宙學(xué)為我們描述了宇宙在初始狀態(tài)之后的演化圖景.爆炸之初，物質(zhì)只能以中子、質(zhì)子、電子、光子和中微子等基本粒子形態(tài)存在.大爆炸之后的不斷膨脹，導(dǎo)致溫度和密度很快下降.隨著溫度降低、冷卻，逐步形成原子、原子核、分子，并復(fù)合成通常的氣體.氣體逐漸凝聚成星云，星云進(jìn)[JP3]一步形成各種各樣的恒星和星系，最終形成我們所看到的宇宙.[JP]

3 大爆炸宇宙學(xué)的驗(yàn)證

大爆炸宇宙學(xué)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀測(cè)和理論推導(dǎo)發(fā)展的.根據(jù)大爆炸理論，宇宙在初始狀態(tài)后在不斷膨脹.1929年哈勃所提出的星系譜線紅移量與星系間距離成正比的哈勃定律，論證了我們的宇宙正處于膨脹之中的觀點(diǎn)，成為支持大爆炸理論的一個(gè)有力證據(jù).

1948年伽莫夫、阿爾菲和海爾曼在提出熱大爆炸宇宙論時(shí)就曾預(yù)言，宇宙間充滿具有黑體譜的殘余輻射，從大爆炸以后冷卻到現(xiàn)在，其溫度約為幾K或幾十K.六十年代初，美國(guó)貝爾電話實(shí)驗(yàn)室的工程師阿諾?彭齊亞斯和羅伯特?威爾遜為了改進(jìn)衛(wèi)星通訊，建立了高靈敏度的號(hào)角式接收天線系統(tǒng).1964年，當(dāng)他們測(cè)量圍繞銀河系的銀暈氣體射電強(qiáng)度時(shí)，意外地接收到一個(gè)連續(xù)不斷的無(wú)線電干擾噪聲，信號(hào)強(qiáng)度在各個(gè)方向上都一樣，而且在以后的長(zhǎng)時(shí)期測(cè)量中，也沒(méi)有季節(jié)性變化.這種噪聲的波長(zhǎng)在7.35 cm微波波段，對(duì)應(yīng)于有效溫度為3.5K的黑體輻射.后來(lái)，在與普林斯頓大學(xué)的羅伯特?迪克探討后，意識(shí)到這種無(wú)法消除的背景輻射正是伽莫夫等預(yù)言的宇宙大爆炸的殘余輻射.經(jīng)過(guò)進(jìn)一步測(cè)量和計(jì)算，他們把輻射溫度修正為2.7K，于1965年7月將這一發(fā)現(xiàn)公諸于世.彭齊亞斯和威爾遜的這一發(fā)現(xiàn)被稱為3K宇宙微波背景輻射.3K微波背景輻射的實(shí)測(cè)結(jié)果與大爆炸理論的預(yù)言相符，成為大爆炸宇宙學(xué)的又一重要觀測(cè)證據(jù).由于這一發(fā)現(xiàn)，彭齊亞斯和威爾遜于1978年獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).

篇4

人類知識(shí)體系的形成根植于三種最古老的科學(xué)，即天文學(xué)、數(shù)學(xué)和力學(xué)。這三種科學(xué)之所以古老，原因就在于其直接服務(wù)于先民的生產(chǎn)和生活。如果說(shuō)力學(xué)的產(chǎn)生是人類為從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)而適應(yīng)定居生活的需要的話，那么天文學(xué)則是作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)而存在的。當(dāng)先民擺脫了原始的采集狩獵經(jīng)濟(jì)，而以人工栽培農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)方式為氏族提供有保障的食物來(lái)源的時(shí)候，天文學(xué)就應(yīng)運(yùn)而生了。眾所周知，氣候條件對(duì)于農(nóng)業(yè)的起源具有直接的影響，這意味著原始農(nóng)業(yè)一定首先發(fā)生在寒暑季節(jié)變化分明的緯度地區(qū)，而在這樣的地區(qū)從事農(nóng)耕生產(chǎn)，一年中真正適合播種和收獲的時(shí)間非常有限，有時(shí)甚至只有短短幾天②，顯然，了解并掌握時(shí)間――農(nóng)時(shí)――對(duì)農(nóng)作的豐歉至為關(guān)鍵。因此就農(nóng)業(yè)的起源而言，古人對(duì)于時(shí)間的認(rèn)識(shí)已成為其不可或缺的首要前提。事實(shí)上，沒(méi)有古人對(duì)時(shí)間的掌握便不會(huì)有人工栽培農(nóng)業(yè)的出現(xiàn)，我們不能想象，一個(gè)對(duì)時(shí)間茫然無(wú)知的民族可以創(chuàng)造出發(fā)達(dá)的農(nóng)業(yè)文明，這種情況是根本不可能發(fā)生的。而對(duì)早期先民而言，解決時(shí)間問(wèn)題的唯一方法只能到天上去尋找，這個(gè)工作就是觀象授時(shí)。顯然，原始農(nóng)業(yè)時(shí)間服務(wù)的需要促使天文學(xué)最早發(fā)展了起來(lái)。

為解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所遇到的時(shí)間問(wèn)題，粗略地仰觀天象顯然毫無(wú)意義，人們需要將對(duì)星象的觀測(cè)盡量精確，通過(guò)了解星象的運(yùn)行周期以建立時(shí)間的周期。在這個(gè)使星象觀測(cè)逐漸精確化的過(guò)程中，數(shù)學(xué)知識(shí)及相應(yīng)的計(jì)算工作必須被引入，從而使數(shù)學(xué)作為早期天文學(xué)不可分割的部分同時(shí)得到了發(fā)展。中國(guó)古人素以天數(shù)不分，正是基于這樣的傳統(tǒng)。

在人類創(chuàng)造的三大古典科學(xué)之中，天文學(xué)不僅出現(xiàn)最早，而且具有特殊的價(jià)值。如果說(shuō)這三大古典科學(xué)構(gòu)筑了人類知識(shí)體系的基礎(chǔ)的話，那么天文學(xué)則不僅是這一知識(shí)體系的核心，而且更成為古代制度與思想之淵藪。盡管探索天象的初衷只是為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供準(zhǔn)確的時(shí)間服務(wù)，但隨著人類文明的進(jìn)步，天文學(xué)則對(duì)中國(guó)古代文明與傳統(tǒng)文化的形成產(chǎn)生了深刻影響。具體地說(shuō)，天文學(xué)不僅是古人賴以建立時(shí)空體系的重要手段，而且直接促進(jìn)了傳統(tǒng)政治觀、宗教觀、祭祀觀、禮儀制度、哲學(xué)觀與科學(xué)觀的形成，這些觀念在構(gòu)建中國(guó)傳統(tǒng)文化核心內(nèi)涵的同時(shí)，也形成了獨(dú)具特色的傳統(tǒng)字宙觀，體現(xiàn)了古人對(duì)于天、地、人相互關(guān)系的深刻思考。這意味著如果我們探求中國(guó)文化，就不能不首先研究作為這一文化背景的天文學(xué)及字宙觀。事實(shí)上，如果我們不了解古代的天文學(xué)以及相應(yīng)的宇宙觀，我們就無(wú)法從根本上把握文明誕生和發(fā)展的脈絡(luò)。顯然，天文學(xué)作為中國(guó)傳統(tǒng)文明之源的事實(shí)相當(dāng)清楚。

一、“文明”考原

何謂文明，澄清這一問(wèn)題對(duì)正確認(rèn)識(shí)中國(guó)文化及字宙觀非常重要。文明的誕生源自先民對(duì)于天人關(guān)系的獨(dú)特理解，體現(xiàn)了天文作為文明之源的固有思考?！兑?乾?文言》云：

見(jiàn)龍?jiān)谔铮煜挛拿鳌?/p>

“見(jiàn)龍?jiān)谔铩睘椤肚坟灾哦侈o?？追f達(dá)《正義》：“陽(yáng)氣在田，始生萬(wàn)物，故天下有文章而光明也。”龍本為上古時(shí)代觀象授時(shí)的重要星象，其由二十八宿東宮七宿中的六宿所組成。每當(dāng)黃昏日沒(méi)后蒼龍之角宿初現(xiàn)于東方的時(shí)候，這一天象便被稱為“見(jiàn)龍?jiān)谔铩?。古人又以東方屬陽(yáng)，故龍星自東方地平線上升起的天象也就是所謂“陽(yáng)氣在田”，而傳統(tǒng)則以陽(yáng)氣主生，所以初民根據(jù)龍星東升天象的觀測(cè)以行農(nóng)事，便會(huì)“始生萬(wàn)物”而享有豐年，終致天下有文章而光明。很明顯，天文作為文明之源的思想于此表述得清楚而明確。

“天下有文章而光明”的思想，其本質(zhì)所強(qiáng)調(diào)的實(shí)為人文之彰著，這里的“文”也就是“文明”之“文”。先民對(duì)于“文”的推崇反映了一種根深蒂固的文化思考與文明傳統(tǒng)。商周古文字的“文”本作，象人形而特彰明其心，所以“文”的原始內(nèi)涵實(shí)相對(duì)于“質(zhì)”，如果說(shuō)“質(zhì)”的思想乃在表現(xiàn)人天生所具有的動(dòng)物的本能，那么“文”顯然已是經(jīng)德養(yǎng)之后所表現(xiàn)的文雅，這種通過(guò)內(nèi)心修養(yǎng)所獲得的文雅自然是對(duì)初民本能之質(zhì)的修飾，這種修養(yǎng)的文雅由內(nèi)而外，以德容的形式彰顯出來(lái)，這便是古人所稱的“文明”的本義。

傳統(tǒng)的文明觀念其實(shí)體現(xiàn)的是初民經(jīng)過(guò)內(nèi)心的德行修養(yǎng)而表現(xiàn)出的文德，從而將人從以質(zhì)為本能的動(dòng)物世界中分離出來(lái)的精神追求，所以“文明”之“文”的義涵就是文德。這種文質(zhì)思想后來(lái)被儒家哲學(xué)所繼承，而在傳統(tǒng)的禮儀制度中則更多地以文武的思想加以闡釋。當(dāng)然，不論文、質(zhì)相對(duì)還是文、武相對(duì)，“文”所具有的文德的本義都是明確的。

文德修養(yǎng)不足，自然不可能彰明顯著，于是文德之修養(yǎng)又關(guān)系到另一個(gè)重要觀念――郁。“文明”之“文”于《說(shuō)文》別作兩字，一作“文”，訓(xùn)為錯(cuò)畫(huà)；一作“踅”，訓(xùn)為堿。許慎的這種做法實(shí)不可取，“文”訓(xùn)錯(cuò)畫(huà)實(shí)際乃是其本引申。顯然，“文”、“踅”本為一字，唯作“文”。春秋以前的古文字有“文”而無(wú)“ā保知“ā弊治后起，是為明證?！墩f(shuō)文?有部》：“磁，有文章也。從有，或聲。”段注本改“文章”作“踅彰”，并云：哺戒古多隈或字為之?；蛘呓渲`變。今本《論語(yǔ)》‘郁郁乎文哉’，古多作或或。是以茍或字文若，《宋書(shū)》王或字景文。《大戴?公冠篇》‘遵并大道鄰或’，鄶或即彬或，謂彬彬或或也?！缎⊙拧贰蝠⒒蚧颉?，《傳》云：‘或或，茂盛兌?！从絮秸弥x之引申也”。“堿”今通作“郁”，其本義即為文德彰明。《論語(yǔ)?八佾》引孔子曰：“周監(jiān)于二代，郁郁乎文哉！吾從周?！奔纫?jiàn)文盛德厚則可彰明的思想?！抖Y記?表記》引孔子曰：“虞、夏之質(zhì)，殷、周之文，至矣。虞、夏之文不勝其質(zhì)，殷、周之質(zhì)不勝其文?！敝毂颉队?xùn)纂》引方性夫曰：“加乎虞、夏之質(zhì)，則為上古之洪荒；加乎殷、周之文，則為后世之虛華?！庇?、夏近古，其民始修文德而未郁，故文不掩其質(zhì)。

人何以需要修養(yǎng)文德？因?yàn)槿吮仨氁c動(dòng)物相區(qū)別，這一點(diǎn)在后世的儒家思想中反復(fù)被強(qiáng)調(diào)。然而最早的文德是什么？先民根據(jù)怎樣的標(biāo)準(zhǔn)建立并規(guī)范人類的文德？他們又從觀象授時(shí)的活動(dòng)中體會(huì)出怎樣的樸素德行的認(rèn)知呢？這些思考充分體現(xiàn)了古人對(duì)于天人關(guān)系的理解。

觀象授時(shí)的活動(dòng)使先民首先完成了對(duì)時(shí)間與空間的規(guī)劃，而人們對(duì)時(shí)間的認(rèn)識(shí)則是通過(guò)對(duì)主授農(nóng)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)星象的運(yùn)行變化實(shí)現(xiàn)的，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)星象就是東宮蒼龍星象以及位于其中心部位的大火。初民視龍星及大火之昏見(jiàn)以建時(shí)，久之而不爽，從而形成時(shí)間為信的思想，并由此產(chǎn)生了以信為德的觀念?！抖Y記?樂(lè)記》：“天則不言而信?！奔创酥^。顯然，誠(chéng)信思想是先民從對(duì)時(shí)間的觀測(cè)與規(guī)劃中感悟并懂得的，人們與時(shí)間雖無(wú)約守，但其每每如期而至，從無(wú)差誤，初民據(jù)此指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，致屢獲豐稔，故時(shí)間便具有了誠(chéng)信不欺的鮮明特點(diǎn)。郭店楚竹書(shū)《忠信之道》云：“至信如時(shí)，必至而不結(jié)?！敝v的就是這個(gè)道理。先民以測(cè)影計(jì)時(shí)之圭為瑞信之物，也體現(xiàn)了同樣的思考。而古代盟誓將約守誠(chéng)信之盟辭書(shū)寫(xiě)于玉圭，或又以圭臬贈(zèng)與婦人以顯婦德之忠信，也都是這一思想的反映。事實(shí)上，西周金文所見(jiàn)時(shí)人之道德觀正體現(xiàn)為信與孝，而信更是構(gòu)建孝信之德的基礎(chǔ)。事實(shí)上，在原始思維的背景下，“至信如時(shí)”的思想必然蘊(yùn)育出時(shí)間乃由神靈所司掌的樸素認(rèn)識(shí)，而由此產(chǎn)生的信的本質(zhì)內(nèi)涵也一定體現(xiàn)為人神之間的誠(chéng)信約守。顯然，信的思想不僅源于遠(yuǎn)古的觀象授時(shí)活動(dòng)，而且集中體現(xiàn)了中國(guó)傳統(tǒng)道德觀的核心價(jià)值。這便是“見(jiàn)龍?jiān)谔铩迸c“天下文明”所呈現(xiàn)的因果脈絡(luò)。

以信實(shí)為德而構(gòu)成文明的本質(zhì)內(nèi)涵，這種思想在早期文獻(xiàn)中反映得非常清楚?！渡袝?shū)?舜典》云：

日若稽古帝舜，日重華，協(xié)于帝。溶哲文明，溫恭允塞。玄德升聞，乃命以位。

偽孔《傳》：“溶，深；哲，智。舜有深智，文明溫恭之德，信允塞上下?！笨追f達(dá)《正義》：“舜有深智，言其智之深，所知不淺近也。經(jīng)緯天地日文，照臨四方日明。既有深遠(yuǎn)之智，又有文明溫恭之德，信能充實(shí)上下也?！彼撐创玖x。實(shí)“溫恭允塞”四字同在闡釋文明之德的基本內(nèi)涵?！皽亍?，德容也?！对?shī)?秦風(fēng)?小戎》：“言念君子，溫其如玉?！薄墩撜Z(yǔ)?季氏》：“君子有九思，……色思溫。”是以“溫”即德容，其猶《詩(shī)》以修德之善之作稱“頌”，“頌”也德容之謂?！肮А?，敬肅也?！抖Y記?曲禮上》：“是以君子恭敬撙節(jié)退讓以明禮?！笨追f達(dá)《正義》引何胤日：“在貌為恭，在心為敬?！薄霸省保\(chéng)信也?！渡袝?shū)?堯典》：“允恭克讓?！眰慰住秱鳌罚骸霸?，信也?！眰巍豆盼纳袝?shū)?太甲上》：“克終允德?！辈躺颉都瘋鳌罚骸霸剩乓?。”《左傳?文公十八年》：“明允篤誠(chéng)。”杜預(yù)《集解》：“允，信也?！薄叭?，誠(chéng)實(shí)也?！对?shī)?邶風(fēng)?燕燕》：“仲氏任只，其心塞淵?！笨追f達(dá)《正義》：“其心誠(chéng)實(shí)而深遠(yuǎn)。”《孟子?公孫丑上》：“以直養(yǎng)而無(wú)害，則塞于天地之間。”《詩(shī)?大雅?常武》：“王貓?jiān)嗜?。”鄭玄《箋》：“允，信也。尚守信自實(shí)滿。”王先謙《詩(shī)三家義集疏》：“言王道誠(chéng)信充實(shí)?！敝?jīng)文實(shí)言舜有溫恭允塞之德?！渡袝?shū)?皋陶謨》論九德而有“愿而恭，直而溫，剛而塞”，偽孔《傳》解云“憨愿而恭恪，行正直而氣溫和，剛斷而實(shí)塞”，實(shí)“塞”即“允塞”，乃言誠(chéng)實(shí)。此與《舜典》所論正合。

德的觀念的產(chǎn)生源自于觀象，這一思想根深蒂固。《易?大有?彖》云

其德剛健而文明，應(yīng)乎天而時(shí)行，是以元亨。

又《象》云：

火在天上，大有，君子以遏惡揚(yáng)善，順天休命。

王弼《注》：“德應(yīng)于天則行，不失時(shí)矣?！鄙胁皇П玖x。文明來(lái)源于古人對(duì)天象的掌握，觀象以知時(shí)，則文德漸成。天行健而不止，故德剛健而不息，其文彰著，遂有享大祀――元亨――之位?！盎鹪谔焐稀敝盎稹奔礊榇蠡鹦?，乃位于蒼龍星象中心的授時(shí)主星心宿二。古人觀火星以授時(shí)而“大有”，“其德剛健而文明”亦“大有”而享祀，皆所謂“順天休命”，故上九爻辭言“白天祜之”。文明源白天文，于此表述得同樣明晰。

人類以修養(yǎng)文德而彰明，而社會(huì)則得有制度的建設(shè)而彰明，事實(shí)上，文德與制度的形成皆有賴于一個(gè)根本工作，這就是觀象授時(shí)?！耙?jiàn)龍?jiān)谔铩彼尸F(xiàn)的是蒼龍星象的起始宿角宿昏見(jiàn)于東方地平之上的天象，這既是新的農(nóng)作周期開(kāi)始的標(biāo)志，當(dāng)然也體現(xiàn)著先民對(duì)于空間與時(shí)間的規(guī)劃。事實(shí)上，人類知識(shí)體系的形成是從他們對(duì)空間與時(shí)間有意識(shí)地規(guī)劃開(kāi)始的，而在時(shí)空體系完善的基礎(chǔ)之上，一切人文制度及形上思想才可能最終建立。《禮記?大傳》云：

立權(quán)度量，考文章，改正朔，易服色，殊徽號(hào)，異器械，別衣服。此其所得與民變革者也。

鄭玄《注》：“文章，禮法也。”即以“文章”所言為禮儀制度。《左傳?隱公五年》云：

昭文章，明貴賤，辨等列，順少長(zhǎng)，習(xí)威儀也。

杜預(yù)《集解》謂“文章”日：“車服旌旗?！苯砸晕恼聻槎Y儀典章，其屬人文制度自明。人文制度包括一系列的禮樂(lè)制度與典章制度，這不僅是人類社會(huì)區(qū)別于動(dòng)物世界的重要標(biāo)志，而且也同德行觀念的推行一樣，是維系社會(huì)正常秩序的根本保證，故光大昭明，可見(jiàn)其與野蠻的不同。

毋庸置疑，中國(guó)古人對(duì)文明的闡釋充分體現(xiàn)了中國(guó)文化的獨(dú)有特點(diǎn)，其所強(qiáng)調(diào)的其實(shí)是“文”字所具有的形上思想與制度義涵，而相關(guān)思想與制度的形成則直接導(dǎo)源于觀象授時(shí)以及先民對(duì)于天人關(guān)系的思考。物質(zhì)的創(chuàng)造盡管可以滿足先民生活的需要，但以器載道，借器物以完成思想的表達(dá)及制度的昭明才是他們追求的根本目的。很明顯，基于天文作為文明之源的事實(shí)，對(duì)于早期文明與文明史的研究而言，僅僅關(guān)注物質(zhì)文明而忽略上古形上思想與禮儀制度的探索是極不全面的，忽略對(duì)上古天文學(xué)與字宇宙觀的探索同樣也難中肯綮。

二、“文化”考原

中國(guó)古代天文與人文的關(guān)系問(wèn)題始終是中國(guó)文化的根本問(wèn)題，先民對(duì)這一問(wèn)題的思考和論述精審而深刻?！兑?責(zé)?彖》云：

剛?cè)峤诲e(cuò)，天文也。文明以止，人文也。關(guān)乎天文，以察時(shí)變。關(guān)乎人文，以化成天下。

王弼《注》：“觀天之文則時(shí)變可知也，觀人之文則化成可為也?！薄拔拿鳌敝拔摹彼w現(xiàn)的由人之心齋而致文雅，到社會(huì)制度的完善而有秩序，都呈現(xiàn)出郁郁乎文的彰著。這使“文”具有了堿文的本訓(xùn)。人有文德則德容昭顯，其猶以文繪飾之而掩其質(zhì)：社會(huì)有制度禮儀則秩序井然，其猶以文繪飾而掩其野。故“文”又引申有錯(cuò)畫(huà)之訓(xùn)，此即《彖傳》所謂“天文”、“人文”之義。對(duì)天之繪飾錯(cuò)畫(huà)即為天文，其本指天上由不同星辰所組成的圖像：而對(duì)人類社會(huì)之繪飾錯(cuò)畫(huà)則為人文，所指乃人之形上思想與社會(huì)制度?？追f達(dá)《正義》：“言圣人觀察人文，則《詩(shī)》、《書(shū)》、《禮》、《樂(lè)》之謂，當(dāng)法此教而化成天下也?！彼撾m不全面，然尚得人文之旨。

“剛?cè)峤诲e(cuò)”意即陰陽(yáng)迭運(yùn)，其所描述的是天文星象的回天變化。星象之運(yùn)行時(shí)刻在變，或東升西落，或天淵兩別，這種星象運(yùn)行的位置變化不僅可以象征陰陽(yáng)的變化，同時(shí)更預(yù)示著時(shí)間的變化。古人以“剛?cè)帷北硎鲫庩?yáng)，既有時(shí)間的意義，也有空間的意義，而天象的特征乃在于變，這一點(diǎn)恰好可以借助陰陽(yáng)思想而加以表現(xiàn)。故先民觀測(cè)天象，其目的即重在掌握其變化規(guī)律，唯知其變，時(shí)間系統(tǒng)才可能建立。而與隨時(shí)變化的天象不同，“文明以止”之“止”則在強(qiáng)調(diào)思想與制度的相對(duì)不變。如果說(shuō)變是天象的基本特征，那么因人文制度與思想觀念重在傳承，其所表現(xiàn)的必然是恒守不移的不變傳統(tǒng)。因此對(duì)于制度與思想而言，古人更怕其變，而希望其不變，如此才能完成對(duì)人類創(chuàng)造的一切知識(shí)、思想與制度的有序繼承。天文不變則無(wú)以知時(shí)，人文若變則無(wú)以成傳統(tǒng)?！兑讉鳌芬宰兣c不變的對(duì)比，準(zhǔn)確地闡釋了天文與人文的本質(zhì)特征，這對(duì)客觀理解上古文明是極為重要的。顯然，先民求天文之變以建立時(shí)間，求人文之不變以形成傳統(tǒng)，這些思想既體現(xiàn)了天文作為文明之源的思考，也揭示了天文與人文的本質(zhì)內(nèi)涵。

源于天文的人文制度與思想的形成，由于其內(nèi)涵不同于天文所具有的時(shí)間意義，而重在強(qiáng)調(diào)人及社會(huì)之郁文，因此其作用則在于“化成天下”。這里的“化”意即以文明或人文教化，實(shí)際也就是以文治化，這當(dāng)然涉及了古人對(duì)“文化”的理解。

是故先王之制禮樂(lè)也，非以極口腹耳目之欲也，將以教民平好惡而反人道之正也?！枪示臃辞橐院推渲?，比類以成其行。轟聲亂色不留聰明，樂(lè)慝禮不接心術(shù)，惰慢邪辟之氣不設(shè)于身體，使耳目鼻口心知百體皆由順正以行其義。

即在強(qiáng)調(diào)人之身體與思想都須以順正之方向行乎道德，這便是“化”字以正人之象以喻德化的本旨?！盾髯?正論》：“堯、舜，至天下之善教化者也，南面而聽(tīng)天下，生民之屬莫不振動(dòng)從服以化順之?！蓖瑯颖磉_(dá)了教化以順正的思想。德化實(shí)在于端正人心，端正之心即為化成以正人。故“化”字所體現(xiàn)的文治教化的本義極為鮮明。而《易傳》以人文化成天下，表述的正是這一思想。

準(zhǔn)此可知，古人所謂之文化同文明一樣，也不是指人類技術(shù)的進(jìn)步與物質(zhì)的豐足，而在強(qiáng)調(diào)文德教化之尚德追求?！墩f(shuō)苑?指武》：“圣人之治天下也，先文德而后武力。凡武之興，為不服也，文化不改，然后加誅。夫下愚不移，純德之所不能化，而后武力加焉?！彼浴拔幕北炯匆晕牡陆袒癁榱x甚明?！段倪x?束廣微補(bǔ)亡詩(shī)由儀》：“文化內(nèi)輯，武功外悠?！崩钌啤蹲ⅰ罚骸把砸晕幕嫼陀趦?nèi)，用武德加于外遠(yuǎn)也?！逼湟晕幕c武功相對(duì)，以文德與武德并舉，以內(nèi)和以外遠(yuǎn)互稱，皆明文化本即以文德治化于心，此文明、文治之謂也。

三、中國(guó)原始文明的基本內(nèi)涵

中國(guó)的傳統(tǒng)文明體現(xiàn)著一種獨(dú)具特色的字宙觀。我們所說(shuō)的廣義的宇宙觀是指中國(guó)古代先民對(duì)于天、地、人之間相互關(guān)系的獨(dú)特思考，這種思考雖然源出于一種最樸素的觀象活動(dòng)，但卻是以古人對(duì)于時(shí)空的規(guī)劃、政治制度與宗教觀念的形成、祭祀及典章制度的完善，以及哲學(xué)思辨與科學(xué)證認(rèn)的形式呈現(xiàn)的，顯示出天文對(duì)于人文的深刻影響。

東西方文明的本質(zhì)差異即在于兩種字宙觀的不同。中國(guó)傳統(tǒng)的字宙觀博大而包容，和而不同，這個(gè)特點(diǎn)不僅來(lái)自于古人對(duì)于天人關(guān)系的認(rèn)識(shí)，而且也造就了獨(dú)具特色的傳統(tǒng)文明。很明顯，對(duì)中國(guó)上古文明的研究不可以拋棄其賴以建立的宇宙觀背景。

中國(guó)原始文明的誕生是從初民有意識(shí)地對(duì)空間與時(shí)間的規(guī)劃開(kāi)始的，事實(shí)上在他們創(chuàng)造出獨(dú)具特色的時(shí)空知識(shí)體系的同時(shí)，也完成了對(duì)時(shí)空關(guān)系的思考，而時(shí)空體系的建立以及時(shí)空關(guān)系的思考都必須基于相應(yīng)的天文觀測(cè)才可能完成。中國(guó)傳統(tǒng)的時(shí)空關(guān)系表現(xiàn)為空間決定時(shí)間，這不僅意味著辨方正位成為一切用事的基礎(chǔ)，從而決定了古人對(duì)于子午線的重視以及諸如都邑、塋域等的方正布局，而且對(duì)于傳統(tǒng)文化中有關(guān)時(shí)空問(wèn)題的理解，也都需要首先建立這種時(shí)空關(guān)系的背景。先民通過(guò)對(duì)時(shí)空的規(guī)劃建立起一整套有關(guān)空間、時(shí)間的基本概念及表現(xiàn)形式，而且將時(shí)空體系與陰陽(yáng)哲學(xué)彼此結(jié)合，建構(gòu)了獨(dú)具特色的文化傳統(tǒng)。

陰陽(yáng)的思辨雖然是對(duì)萬(wàn)物生養(yǎng)原因的哲學(xué)解釋，但其本質(zhì)卻同觀象授時(shí)的工作一樣重在祈生，這使以觀象為基礎(chǔ)的時(shí)間體系成為表述陰陽(yáng)的最理想的形式，從而形成傳統(tǒng)的陰陽(yáng)合歷以及以陰陽(yáng)為核心的時(shí)空傳統(tǒng)與原始宗教傳統(tǒng)。

空間方位的精確辨正顯然得益于染表的發(fā)明，這種天文儀器的出現(xiàn)成為天文觀測(cè)精確化的必然結(jié)果。在中國(guó)傳統(tǒng)的五方觀念中，中的位置不僅是立表的位置，而且在早期文明社會(huì)，立表的活動(dòng)由于被統(tǒng)治者所壟斷，從而導(dǎo)致時(shí)空體系、政治制度與宗教思想的結(jié)合，使居中而治的傳統(tǒng)政治觀逐漸形成。

上古王權(quán)的基礎(chǔ)當(dāng)然在于對(duì)觀象授時(shí)的掌握，由此則逐漸發(fā)展出君權(quán)天授的政治思想。因此根據(jù)傳統(tǒng)的政治觀，人君治民實(shí)受天命而為，故其配帝在下，所居之位也必依近于天?！兑葜軙?shū)?度邑》言武王治民作邑“其惟依天”，何尊謂武王定天保而直告于天，且宅中域以義民，都體現(xiàn)了這一根本思想⑨。古人以為，授命之帝居于天之中央――北極，則人王若要依天而立政，就必須居于地之中央。故王庭的選建首先就要解決以圭表求測(cè)地中的問(wèn)題⑩，從而形成以地中為中心的中域、中土、中國(guó)、中原的政治地理概念，以及相應(yīng)的居中而治的傳統(tǒng)政治觀?！墩撜Z(yǔ)?堯日》：“天之歷數(shù)在爾躬，允執(zhí)其中?！奔词沁@種觀念的反映。

王庭選建于天地之中意味著建筑于觀象授時(shí)基礎(chǔ)上的政教合一的王權(quán)具有了政治和宗教上的合法性，所以，居于中央的王庭對(duì)四方的統(tǒng)治必須通過(guò)于王庭所在的內(nèi)服周圍分封諸侯而實(shí)現(xiàn)。外服諸侯所建立的實(shí)體為“國(guó)”，而由王庭及其所統(tǒng)御的侯國(guó)所形成的內(nèi)外服政治實(shí)體則稱為“邦”，國(guó)對(duì)于中央王庭首先具有的就是拱衛(wèi)的義務(wù)，同時(shí)通過(guò)貢納的形式以表現(xiàn)其對(duì)王庭的臣服。西周大盂鼎稱武王嗣文王之業(yè)而“作邦”，即此之謂。而外服侯國(guó)以外的“方”則對(duì)王庭時(shí)叛時(shí)服，所以王所巡守之邦本及四國(guó)――四方之諸侯國(guó)，形成早期家天下王朝的基本政治格局。而王更以耀德使四方荒服之“方”歸附賓服，形成更廣大的內(nèi)外服政治實(shí)體。西周昭王世之作冊(cè)令方彝銘云周舍命于“三事四方”，即是這種政治格局的真實(shí)反映。

由立表測(cè)影而產(chǎn)生的“中”的觀念事實(shí)上包括三方面的內(nèi)涵。其一，因立表測(cè)定空間方位所獲得的“中”具有“中央”的內(nèi)涵，這是居中而治的傳統(tǒng)政治觀的基礎(chǔ)，對(duì)中國(guó)傳統(tǒng)政治制度及都邑制度的形成具有深刻的影響。其二，立表測(cè)影的工作必須以校正表的垂直為前提，由此獲得的“中”則具有“中正”的內(nèi)涵，從而直接影響著“中庸”哲學(xué)觀的形成。其三，表所居的位置在中央，其又以中正的狀態(tài)呈現(xiàn)，這個(gè)位置顯然是最為和諧且不偏不倚的，由此又引申出“中和”的內(nèi)涵，從而使“中”最終具有了陰陽(yáng)哲學(xué)的義涵。

由于觀象授時(shí)的工作始終為統(tǒng)治者所壟斷，這使天文學(xué)從其誕生的那天起即具有了強(qiáng)烈的政治傾向。很明顯，在生產(chǎn)力水平相當(dāng)?shù)拖碌倪h(yuǎn)古社會(huì)，如果有人通過(guò)自己的智慧與實(shí)踐掌握了在多數(shù)人看來(lái)神秘莫測(cè)的天象規(guī)律，并通過(guò)敬授人時(shí)維系著氏族的生存，那么這種知識(shí)本身也就具有了權(quán)力的意義。事實(shí)上，當(dāng)觀象授時(shí)作為王權(quán)政治的基礎(chǔ)存在的時(shí)候，人王的權(quán)力源于天授的認(rèn)知便自然產(chǎn)生了?；谶@樣的認(rèn)知，至上神上帝開(kāi)始被創(chuàng)造，帝廷組織得以建構(gòu)，帝與人王的直接血緣關(guān)系得到確認(rèn)，以祖配天的觀念由此形成，進(jìn)而對(duì)天地、天象、祖先、社稷的祭祀及相應(yīng)的典章制度與禮器制度，以及有關(guān)陰陽(yáng)、刑德的哲學(xué)思考相伴而出現(xiàn)。不僅如此，政治觀的形成必須創(chuàng)造出王權(quán)的象征形象，而龍星以其授時(shí)主星的地位具有了這種資格。畿服的規(guī)劃與王庭的建制必須體現(xiàn)出尊卑的差異，古人對(duì)于時(shí)空的認(rèn)識(shí)最終解決了這個(gè)問(wèn)題。人居于天地之間如何才能合于天地之道而永續(xù)恒久，這種思考使先民選擇了順時(shí)施政的用事法則。而宗教觀的建立則又需要首先確定上帝的居所以及帝與人王的關(guān)系，于是有關(guān)天極、極星、璇璣的認(rèn)識(shí)相繼完成，而在確立帝作為天子嫡系祖先的同時(shí)，也創(chuàng)造出了帝的世俗形象。顯然，天文學(xué)不僅導(dǎo)致了君權(quán)神授、天命觀念的形成，而且直接關(guān)系到原始宗教觀、古代祭祀制度及禮儀制度的建立。而就古典哲學(xué)而言，如果說(shuō)儒家哲學(xué)的天命、中庸、道德等核心思想乃是對(duì)傳統(tǒng)宇宙觀的繼承的話，那么道家的思辨哲學(xué)簡(jiǎn)直就是借助天文學(xué)的研究完成的⑩。

篇5

宇宙大爆炸

現(xiàn)在科學(xué)界所公認(rèn)的宇宙起源理論，當(dāng)然是“大爆炸理論”。這個(gè)理論本身就是科學(xué)推理的一個(gè)結(jié)果。由于這個(gè)理論得到了許多天文學(xué)觀測(cè)結(jié)果的支持，因而現(xiàn)在成為宇宙起源的主流思想。那么，這個(gè)理論到底說(shuō)的是什么呢?

所謂大爆炸理論，就是認(rèn)為宇宙起源于一次“大爆炸”。這只是一個(gè)形象的說(shuō)法，并不同于我們通常意義上理解的爆炸。宇宙大爆炸理論有一個(gè)基本的出發(fā)點(diǎn)，那就是相信宇宙在不斷地演化，而且具有一個(gè)起點(diǎn)。那么，這個(gè)起點(diǎn)是什么樣子的呢?

在宇宙的起點(diǎn)，也可以說(shuō)是宇宙的零點(diǎn)，此時(shí)的宇宙沒(méi)有時(shí)間，沒(méi)有空間，沒(méi)有任何現(xiàn)在能看到的天體，只是一種溫度和密度都無(wú)限高的真空狀態(tài)。這就是宇宙的起點(diǎn)。那么有人會(huì)問(wèn)，在這之前，宇宙是什么狀態(tài)呢?我們現(xiàn)在只能說(shuō)，因?yàn)闆](méi)有時(shí)間，所以不存在“之前”的概念，因而不存在這個(gè)問(wèn)題。那么，時(shí)間是怎么產(chǎn)生的呢?時(shí)間是隨著宇宙爆炸而產(chǎn)生的。宇宙從這個(gè)起點(diǎn)開(kāi)始，一瞬間就發(fā)生了急劇的暴漲。就是這個(gè)暴漲產(chǎn)生了時(shí)間、空間和物質(zhì)。從這個(gè)暴漲開(kāi)始，宇宙才逐漸演化，成其為今天人們看到的宇宙的樣子。

對(duì)于初次接觸大爆炸理論的人來(lái)說(shuō)，有人也許會(huì)覺(jué)得荒誕不經(jīng)。人類千萬(wàn)年以來(lái)，都生活在生機(jī)盎然的地球上，白天有輝煌的太陽(yáng)，夜晚有璀璨的星辰，怎么能想到，這個(gè)看似妙趣橫生的世界，其誕生之初竟然是這么機(jī)械，這么了無(wú)趣味?？茖W(xué)所提供的這個(gè)宇宙誕生的圖像就是這樣。相對(duì)于“開(kāi)天辟地”和“上帝創(chuàng)世”的神話傳說(shuō)，宇宙大爆炸的過(guò)程顯得非常單調(diào)和乏味。那么，為什么這一理論成為科學(xué)界所公認(rèn)的理論呢。正如前文所說(shuō)，因?yàn)樗玫搅丝茖W(xué)觀測(cè)的支持。

科學(xué)證據(jù)何在?

1929年，美國(guó)天文學(xué)家哈勃提出了哈勃定律。根據(jù)長(zhǎng)期的天文觀測(cè)，他發(fā)現(xiàn)，星系的紅移量與星系間的距離成正比。這就是哈勃定律。根據(jù)這一定律，人們可以推導(dǎo)出，所有的星系都在互相遠(yuǎn)離；而且，距離地球越遠(yuǎn)的星系運(yùn)動(dòng)速度越快。這一發(fā)現(xiàn)在當(dāng)時(shí)就引起了轟動(dòng)。也就是說(shuō)，如果逆著時(shí)間把星系現(xiàn)在的運(yùn)動(dòng)向前追溯，那么，在一百億和二百億年前之間的某一時(shí)刻，所有的星系似乎都應(yīng)該聚合在一起，而形成一個(gè)點(diǎn)，這就是宇宙的起點(diǎn)。

1962年，通過(guò)大量的觀測(cè)，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)在天空的各個(gè)方向上，都能夠均勻地探測(cè)到X射線。隨后，在1965年，人們又發(fā)現(xiàn)了來(lái)自太空的微波輻射，同樣是在天空各個(gè)方向上均勻分布的，而且不論在哪個(gè)方向上，其均勻程度都令人稱奇。這就是所謂的宇宙微波背景輻射。微波背景輻射無(wú)處不在。在生活中，我們都有這樣的經(jīng)驗(yàn)：如果沒(méi)有電視信號(hào)，就會(huì)在電視屏幕上看到雪花般閃爍的圖像。造成這種圖像的部分原因就是無(wú)處不在的微波背景輻射。

微波背景輻射是20世紀(jì)天文學(xué)最重大的發(fā)現(xiàn)之一。而更令人稱奇的是，早在之前的20世紀(jì)40年代，宇宙微波背景輻射居然已經(jīng)被俄裔美籍物理學(xué)家伽莫夫所預(yù)言，因?yàn)橛钪嫖⒉ū尘暗拇嬖谑怯钪娲蟊ɡ碚摰囊粋€(gè)直接推論。這樣一來(lái)，由物理學(xué)家伽莫夫等人提出的宇宙大爆炸學(xué)說(shuō)，就立刻成為科學(xué)界最關(guān)注的宇宙起源理論。

疑點(diǎn)重重

其實(shí)，早在1927年，比利時(shí)數(shù)學(xué)家勒梅特就提出類似的觀點(diǎn)。他認(rèn)為，最初宇宙的物質(zhì)集中在一個(gè)超原子的“宇宙蛋”里，經(jīng)過(guò)一次開(kāi)天辟地般的大爆炸，宇宙中的物質(zhì)分裂成無(wú)數(shù)碎片，形成了今天的宇宙。這一原始的想法經(jīng)過(guò)不斷修正，形成了今天的大爆炸理論。而伽莫夫的貢獻(xiàn)在于，他描畫(huà)了宇宙爆炸之后的整個(gè)演化過(guò)程，即宇宙后來(lái)形成各種星球和星系的整個(gè)過(guò)程。

篇6

一、太陽(yáng)系的起源

自從1755年康德提出第一個(gè)太陽(yáng)系起源的星云說(shuō)以來(lái)，已有40多種學(xué)說(shuō)問(wèn)世，但沒(méi)有一種學(xué)說(shuō)是比較完整的和被普遍接受，太陽(yáng)系起源至今仍是爭(zhēng)論不休的宇宙之謎。

太陽(yáng)系起源包含兩個(gè)基本問(wèn)題：太陽(yáng)系中行星的物質(zhì)從何而來(lái)和行星是怎樣形成的，按行星物質(zhì)的來(lái)源，可把各種學(xué)說(shuō)分成三類：①災(zāi)變說(shuō)或分出說(shuō)，認(rèn)為行星的物質(zhì)是因某一偶然事件從太陽(yáng)分出的；②俘獲說(shuō)，認(rèn)為太陽(yáng)是從恒星際空間俘獲物質(zhì)，形成星云，后來(lái)演變成行星；③共同形成說(shuō)，認(rèn)為太陽(yáng)系中所有天體是由同一原始星云形成的，星云中心部分的物質(zhì)形成太陽(yáng)，的物質(zhì)形成行星等天體。

對(duì)行星的形成方式，大致有5種看法：①先形成環(huán)體，然后由環(huán)體形成行星；②先形成很大的原行星，再演化成行星；③先形成中介天體，由中介天體結(jié)合成行星；④先形成湍渦流的規(guī)則排列，在次級(jí)渦流中形成行星；⑤先凝成固體星子，再由星子集聚形成行星。

二、太陽(yáng)系的主要成員

國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)大會(huì)于2006年8月24日投票決定，不再將傳統(tǒng)九大行星之一的冥王星視為行星，而將其列入“矮行星”，許多人感到不解，為什么從兒，時(shí)起就一直熟知的太陽(yáng)系“九大行星”概念如今要被重新定義，而冥王星又因何被“降級(jí)”?

“行星”這個(gè)說(shuō)法起源于希臘語(yǔ)。原意指太陽(yáng)系中的“漫游者”，近千年來(lái)。人們一直認(rèn)為水星、金星、地球、火星、木星和土星是太陽(yáng)系中的標(biāo)準(zhǔn)行星19世紀(jì)后，天文學(xué)家陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了天王星、海王星和冥王星，使太陽(yáng)系的“行星”變成了9顆，此后，“九大行星”的說(shuō)法已家喻戶曉。

不過(guò)，新的天文發(fā)現(xiàn)不斷使“九大行星”的傳統(tǒng)觀念受到質(zhì)疑，天文學(xué)家先后發(fā)現(xiàn)冥王星與太陽(yáng)系其他行星的一些不同之處，冥王星所處的軌道在海王星之外，屬于太陽(yáng)系的柯伊伯帶，這個(gè)區(qū)域一直是太陽(yáng)系小行星和彗星誕生的地方，20世紀(jì)90年代以來(lái)，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)柯伊伯帶有更多圍繞太陽(yáng)運(yùn)行的大天體，比如，美國(guó)天文學(xué)家布朗發(fā)現(xiàn)的“2003UB313”，就是一個(gè)直徑和質(zhì)量都超過(guò)冥王星的天體。

布朗等人的發(fā)現(xiàn)使傳統(tǒng)行星定義遭遇巨大挑戰(zhàn)，國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)大會(huì)通過(guò)的新行星定義，意在彌合傳統(tǒng)的行星概念與新發(fā)現(xiàn)的差距。

大會(huì)通過(guò)的決議規(guī)定，“行星”指的是圍繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)、自身引力足以克服其剛體力而使天體呈圓球狀、能夠清除其軌道附近其他物體的天體，在太陽(yáng)系傳統(tǒng)的“九大行星”中，只有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星符合這些要求，冥王星由于其軌道與海王星的軌道相交，不符合新的行星定義，因此被降級(jí)為“矮行星”。

1　水星(the Planet Mercury)

水星是九大行星中最靠近太陽(yáng)的行星，它也是太陽(yáng)系中運(yùn)動(dòng)最快的行星，水星公轉(zhuǎn)平均速度為每秒48千米，公轉(zhuǎn)周期約為88天，而水星的一晝夜則為我們的176天，白天和黑夜各88天。

水星內(nèi)部推測(cè)為鐵核，表面為固態(tài)巖石，被隕石砸得滿是坑洞，地貌酷似月球，它的直徑也和月球相當(dāng)，質(zhì)量是地球的0.05倍。

水星大氣非常稀薄，晝夜溫差很大，陽(yáng)光直射處溫度高達(dá)427℃，夜晚降低到-173℃。

水星沒(méi)有衛(wèi)星，那里沒(méi)有“月亮”，因此水星的夜晚是寂寞的。

2　金星(the Planet Venus)

天亮前后，東方地平線上有時(shí)會(huì)看到一顆特別明亮的“晨星”，人們叫它“啟明星”；而在黃昏時(shí)分，西方余輝中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一顆非常明亮的“昏星”，人們叫它“長(zhǎng)庚星”，這兩顆星其實(shí)是一顆。即金星，它是離地球最近的行星。

從結(jié)構(gòu)上看，金星和地球有不少相似之處，金星的半徑比地球半徑小300千米，體積是地球的0.88倍，質(zhì)量為地球的4／5；平均密度略小于地球，但兩者的環(huán)境卻有天壤之別：金星的表面溫度很高，不存在液態(tài)水，加上極高的大氣壓力和嚴(yán)重缺氧等殘酷的自然條件，金星不可能有任何生命存在，因此，金星和地球只是一對(duì)“貌合神離”的姐妹。

金星大氣中，二氧化碳最多，占97％以上，同時(shí)還有一層厚達(dá)20到30千米的由濃硫酸組成的濃云，金星表面溫度高達(dá)465℃～485℃，大氣壓約為地球的90倍。

金星自轉(zhuǎn)一周要243天，所以金星上的一晝夜特別長(zhǎng)，它繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道是一個(gè)很接近正圓的橢圓形，其公轉(zhuǎn)周期約為224.70天。

3　地球(the Earth)

在地球上看來(lái)，這顆有著廣闊天空和海洋的行星總給人以堅(jiān)實(shí)、巨大的感覺(jué)，然而在太空中，地球給宇航員們的印象卻并非如此，在一層薄而脆弱的氣體籠罩下的地球并不見(jiàn)得有多大。

地球是距太陽(yáng)最近的第三顆行星。離太陽(yáng)的距離大約是115億千米，地球用365.256天繞行太陽(yáng)一周，并用23，9345小時(shí)自轉(zhuǎn)一圈。

地球的大氣里78％是氮?dú)猓?1％是氧氣，余下的1％是其他成分，地球表面的平均溫度是15℃，平均氣壓1.013×105帕。

由于地球自轉(zhuǎn)軸與公轉(zhuǎn)軌道平面斜交成66°34′的傾角，在地球公轉(zhuǎn)過(guò)程中這個(gè)角度始終不變，因此在一年中，太陽(yáng)的直射點(diǎn)總是在南北回歸線之間移動(dòng)，于是產(chǎn)生了晝夜長(zhǎng)短和四季的交替。

4　火星(the Planet Mars)

肉眼看去，火星是一顆引人注目的火紅色星，它緩慢地穿行于眾星之間。

由于火星距離太陽(yáng)比較遠(yuǎn)，所接收到的太陽(yáng)輻射能只有地球的43％，因而地面平均溫度大約比地球低30多攝氏度，晝夜溫差可達(dá)上百攝氏度。

火星屬于類地行星，有固態(tài)的外殼和鐵核，密度比較大。

地表也存在大氣，其主要成分是二氧化碳，約占95％，還有極少量的一氧化碳和水汽，火星表面的土壤中含有大量氧化鐵，由于長(zhǎng)期受紫外線的照射，鐵就生成了一層紅色和黃色的氧化物，夸張一點(diǎn)說(shuō)，火星就像一個(gè)生滿了銹的世界。

火星的自轉(zhuǎn)和地球十分相似，自轉(zhuǎn)一周的時(shí)間為24小時(shí)37分22.6秒，火星上的一晝夜比地球上的一晝夜稍長(zhǎng)一點(diǎn)，火星公轉(zhuǎn)一周約為687天，火星的一年約等于地球的兩年。

火星有兩個(gè)衛(wèi)星，靠近火星的一個(gè)叫火衛(wèi)一，較遠(yuǎn)的一個(gè)叫火衛(wèi)二，由于火星在希臘神話中被看作是戰(zhàn)神阿瑞斯。所以天文學(xué)家以阿瑞斯的兩個(gè)兒子――福波斯和德瑞斯命名它的兩顆衛(wèi)星。

5，木星(the Planet Jupiter)

木星是距太陽(yáng)最近的第五顆行星，是太陽(yáng)系中最大的行星，如果木星的內(nèi)部是空的，它能裝下一千多個(gè)地球。

木星的大氣非常厚，可能它本身就像太陽(yáng)那樣是個(gè)氣體球，其大氣的主要成分是氫和氦，平均溫度為－121℃。

緯線上色彩分明的條紋、翻騰的云層和風(fēng)暴象征木星多變的天氣系統(tǒng)。

木星是太陽(yáng)系中衛(wèi)星數(shù)目較多的一顆行星，迄今為止人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)木星有16顆衛(wèi)星，其中的4個(gè)(木衛(wèi)四、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三和木衛(wèi)一)早在1610年就被伽利略發(fā)現(xiàn)了，它們與木星組成了一個(gè)家族：木星系。

6，土星(the Planet Satum)

土星是距太陽(yáng)最近的第六顆行星，并且是太陽(yáng)系中的第二大行星。

由于土星的快速自轉(zhuǎn)，它的兩極明顯扁平，它自轉(zhuǎn)一圈僅用10小時(shí)39分鐘，公轉(zhuǎn)周期為29.5個(gè)地球年。

土星云層的平均溫度為－125℃，它的大氣主要由氫和少量的氦、甲烷組成，土星是太陽(yáng)系中唯一密度比水小的行星，假如有一個(gè)足夠大的海洋，它會(huì)浮在水中。

像木星、天王星、海王星一樣，土星上沒(méi)有陸地。

土星環(huán)系統(tǒng)使它成為太陽(yáng)系中最漂亮的星球，環(huán)分為幾個(gè)不同的部分，包括較明亮的A和B環(huán)，以及較暗的C環(huán)。

土星環(huán)形成的原因還不十分清楚，有一種說(shuō)法認(rèn)為這些環(huán)是由一些小型彗星和流星撞擊土星較大的衛(wèi)星產(chǎn)生的碎片形成的，土星環(huán)的構(gòu)成還不能確認(rèn)，但這些環(huán)明顯含有水，它們也許是由非常微小的冰塊和(或)雪團(tuán)構(gòu)成的。

土星有18個(gè)已經(jīng)確認(rèn)的衛(wèi)星，是太陽(yáng)系中衛(wèi)星最多的行星，1995年，科學(xué)家使用哈勃太空望遠(yuǎn)鏡又發(fā)現(xiàn)了4個(gè)可能存在的土星新衛(wèi)星。

7　天王星(the Planet Uranus)

天王星是一顆遠(yuǎn)日行星，它是一個(gè)藍(lán)綠色的圓球。表面具有發(fā)白的藍(lán)綠色光彩和與赤道不平行的條紋，這大概是由于自轉(zhuǎn)速度很快而導(dǎo)致的大氣流動(dòng)，天王星公轉(zhuǎn)一周要84年，自轉(zhuǎn)周期則短得多，僅為15.5小時(shí)，

天王星的密度很小，其大氣的主要成分是氫、氦和甲烷。

天王星的自轉(zhuǎn)軸幾乎與公轉(zhuǎn)軌道面平行，赤道面與公轉(zhuǎn)軌道面的交角達(dá)97°551，也就是說(shuō)它差不多是“躺”著繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的，于是有些人把天王星稱作“一個(gè)顛倒的行星世界”。

天王星上的晝夜交替和四季變化也十分奇特和復(fù)雜，太陽(yáng)輪流照射著北極、赤道、南極、赤道，因此，天王星上大部分地區(qū)的每一晝和每一夜，都要持續(xù)42年才能變換一次，太陽(yáng)照到哪一極，哪一極就是夏季，太陽(yáng)總不下落，沒(méi)有黑夜；而背對(duì)著太陽(yáng)的那一極，正處在漫長(zhǎng)黑夜所籠罩的寒冷冬季之中，只有在天王星赤道附近的南北緯8度之間，才有因?yàn)樽赞D(zhuǎn)周期而引起的晝夜變化。

天王星和土星一樣。也有美麗的光環(huán)，色彩斑斕，美麗異常，天王星有15顆衛(wèi)星，幾乎都在接近天王星的赤道面上，繞天王星轉(zhuǎn)動(dòng)。

8　海王星(the Planet Neptune)

海王星是太陽(yáng)系中最外緣的一顆大行星，每165年繞太陽(yáng)一周，而它的自轉(zhuǎn)速度非?？?，一天僅為16小時(shí)7分鐘。

海王星的外面一層是氫、氦、水和甲烷-組成的氣體的混合物，而甲烷賦予了海王星云層藍(lán)色的外觀，目前科學(xué)家只探測(cè)到海王星云層的平均溫度為－193℃至-153℃。

海王星是個(gè)多變的行星，它有幾個(gè)巨大的黑斑，讓人想起木星風(fēng)暴“大黑斑”，最大的一個(gè)“大黑斑”有地球那么大，海王星上也有像其他行星一樣的強(qiáng)風(fēng)，相對(duì)于行星的自轉(zhuǎn)方向，大多數(shù)風(fēng)向都是向西吹的，大黑斑附近風(fēng)速可以達(dá)到每小時(shí)2000千米。

海王星有8個(gè)衛(wèi)星，其中的6個(gè)是由旅行者號(hào)發(fā)現(xiàn)的，海王星有四個(gè)狹窄而模糊的環(huán)，這些環(huán)可能是由小型隕石撞擊海王星衛(wèi)星而形成的塵埃組成的。

三、太陽(yáng)系的命運(yùn)

據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，天文學(xué)家們?cè)谌涨耙粋€(gè)古老的星系的探測(cè)中發(fā)現(xiàn)其中一顆恒星周圍的小行星碎片隨著恒星的死亡而慢慢消失了，就好像原地蒸發(fā)了一樣，這一發(fā)現(xiàn)成果被發(fā)表在了最新一期的《自然》雜志上，文章稱，這一發(fā)現(xiàn)暗示著太陽(yáng)系的命運(yùn)，因?yàn)檫@個(gè)小行星碎片有可能是由于重力才會(huì)漂浮在恒星的周圍，而這一點(diǎn)與我們所在的太陽(yáng)系非常相似，太陽(yáng)的引力支持著行星圍繞在其周圍，也許再過(guò)幾十億年。太陽(yáng)系也會(huì)重演這一歷史，走向滅亡。

沃里克大學(xué)的天文學(xué)家鮑里斯?格里克在對(duì)數(shù)百顆白矮星的光譜進(jìn)行研究后，發(fā)現(xiàn)了白矮星周圍存在冰冷的灰塵星云的證據(jù)，白矮星是一種已經(jīng)死亡的恒星，其外層物質(zhì)不斷脫落，飄向宇宙，但其周圍還存在著一些行星，這一點(diǎn)與太陽(yáng)也非常相似。

格里克和他的同事們研究發(fā)現(xiàn)，白矮星周圍的灰塵云團(tuán)是由于小行星的作用而形成的，而且這種云團(tuán)具有類似潮汐的性質(zhì)，時(shí)強(qiáng)時(shí)弱，他們認(rèn)為，造成這種情況的原因是恒星周圍的行星運(yùn)轉(zhuǎn)影響了小行星的運(yùn)行軌道，從而使得灰塵云團(tuán)出現(xiàn)周期性的變化，恒星的引力及釋放出的熱量對(duì)于灰塵云團(tuán)也會(huì)產(chǎn)生一定的影響，綜合這些因素灰塵格里克云團(tuán)存在的時(shí)間變得很短，最終變成體積不一的新小行星圍繞著恒星運(yùn)轉(zhuǎn)。

篇7

它被稱為“天眼”，用來(lái)傾聽(tīng)宇宙深處的聲音、觀測(cè)宇宙奧秘。

盡管還有一段時(shí)間FAST才能正式竣工，但這個(gè)位于貴州黔南州平塘縣大窩凼的世界第一大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡早已按捺不住，在工程的最后沖刺階段便摩拳擦掌，開(kāi)始接收來(lái)自宇宙的信號(hào)。

7月3日，隨著FAST的最后一塊“鏡片”吊裝完畢，其主體工程反射面單元系統(tǒng)――那口“大鍋”宣告完工。

作為射電望遠(yuǎn)鏡，F(xiàn)AST的基本原理和人們常見(jiàn)的鍋式衛(wèi)星天線相差無(wú)幾，主要由反射信號(hào)的拋物面和接收信號(hào)的饋源兩大部分組成，通過(guò)“鍋”的反射聚焦，把幾平方米到幾千平方米的信號(hào)聚攏到一點(diǎn)上。只不過(guò)，F(xiàn)AST這口“鍋”更大，接收面積相當(dāng)于30個(gè)足球場(chǎng)。

如今“大鍋告成”，科學(xué)家未來(lái)將在這口“鍋”里做出什么“菜”？那些人類用肉眼難以感受到的宇宙信號(hào)又將給這個(gè)世界開(kāi)啟一扇怎樣的窗戶？備受關(guān)注的地外文明能否通過(guò)這口“大鍋”得以證實(shí)或證偽？

從老式電視上的雪花點(diǎn)說(shuō)起

當(dāng)老式電視收不到信號(hào)時(shí)，屏幕上不是一片空白，而是閃爍著密密麻麻的雪花點(diǎn)。其實(shí)，這些雪花點(diǎn)就是電磁波信號(hào)，其中也包括來(lái)自太空的射電輻射。

1933年，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家用一臺(tái)靈敏度很高的接收機(jī)意外發(fā)現(xiàn)了來(lái)自銀河中心穩(wěn)定的射電輻射，從此開(kāi)啟射電天文學(xué)的大門。

用過(guò)“鍋蓋天線”的人都知道，鍋蓋口徑越大，電視畫(huà)面也越清晰。對(duì)于射電望遠(yuǎn)鏡來(lái)說(shuō)，口徑越大看得越遠(yuǎn)。全世界的射電天文學(xué)家都追求建造更大口徑的“鍋蓋”，以提高射電望遠(yuǎn)鏡的靈敏度。

中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員、FAST工程副經(jīng)理彭勃說(shuō)，射電望遠(yuǎn)鏡在設(shè)計(jì)建造之初就曾遇到經(jīng)費(fèi)緊張的問(wèn)題，但不管減什么科學(xué)家們都不愿縮小望遠(yuǎn)鏡的口徑。

“宇宙空間混雜各種輻射，遙遠(yuǎn)的信號(hào)像雷聲中的蟬鳴，沒(méi)有超級(jí)靈敏的耳朵根本分辨不出來(lái)?！盕AST工程首席科學(xué)家、總工程師南仁東說(shuō)。

此前，世界上最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡分別是德國(guó)波恩100米望遠(yuǎn)鏡和美國(guó)阿雷西博300米望遠(yuǎn)鏡。前者可以移動(dòng)“搖頭”，后者則借助波多黎各島上的喀斯特洼坑建造。

1993年國(guó)際無(wú)線電科學(xué)聯(lián)盟大會(huì)上，包括中國(guó)在內(nèi)的10國(guó)天文學(xué)家提出建造新一代射電“大望遠(yuǎn)鏡”的倡議，渴望在電波環(huán)境徹底毀壞前，回溯原初宇宙，解答天文學(xué)中的眾多難題。

“造世界第一大口徑射電望遠(yuǎn)鏡，是南仁東老師和幾位前輩的夢(mèng)，體現(xiàn)了中國(guó)天文學(xué)家的鴻鵠之志?！迸聿f(shuō)。

1995年底，北京天文合國(guó)內(nèi)20余所大學(xué)和研究所成立了射電“大望遠(yuǎn)鏡”中國(guó)推進(jìn)委員會(huì)，提出利用貴州喀斯特洼地建造球反射面，即“阿雷西博型天線陣”的喀斯特工程概念。

此后，中國(guó)科學(xué)家們進(jìn)一步推進(jìn)喀斯特概念，提出獨(dú)立研制一臺(tái)新型的喀斯特單元，即500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡。

為了給新一代射電“大望遠(yuǎn)鏡”安家，科學(xué)家們通過(guò)衛(wèi)星遙感把貴州喀斯特山區(qū)翻了個(gè)遍。彭勃回憶，當(dāng)時(shí)天文臺(tái)委托兩家院所進(jìn)行獨(dú)立搜尋，從300多個(gè)候選洼坑中遴選。結(jié)果，位于黔南州平塘縣的大窩凼兩次都獲最高分。

貴州天然喀斯特洼坑提供的條件始終都是中國(guó)大射電望遠(yuǎn)鏡最獨(dú)到、成為世界最大最強(qiáng)的基礎(chǔ)。

對(duì)準(zhǔn)銀河系外脈沖星

按照FAST工程設(shè)計(jì)，洼坑內(nèi)鋪設(shè)數(shù)千塊單元組成500米球冠狀主動(dòng)反射面，反射面通過(guò)索網(wǎng)帶動(dòng)，可以在射電電源方向上形成300米口徑的瞬時(shí)拋物面，使望遠(yuǎn)鏡接收機(jī)可以同傳統(tǒng)拋物面天線一樣處在焦點(diǎn)上。

如今，反射面單元完工，用FAST工程總工藝師、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員王啟明的話說(shuō)，就好比500米口徑的“大鍋”建成了，300米的“碗”可以在“大鍋”里滾來(lái)滾去，以便接收宇宙信號(hào)。

事實(shí)上，F(xiàn)AST在此之前的調(diào)試過(guò)程中就已經(jīng)接收到一些信號(hào)――這口“大鍋”的每一次調(diào)試，從某種意義上來(lái)說(shuō)，都是一次信號(hào)“接收”的過(guò)程。FAST工程常務(wù)副經(jīng)理、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)副臺(tái)長(zhǎng)鄭曉年說(shuō)，這也是大科學(xué)工程的特點(diǎn)，即邊研究邊制造，邊調(diào)試邊使用。

目前，科學(xué)家正在對(duì)這些一手的宇宙信號(hào)進(jìn)行分析處理。鄭曉年說(shuō)：“現(xiàn)在還不能確認(rèn)。要過(guò)濾掉背景的雜音，看看它究竟‘聽(tīng)’到了什么?！?/p>

畢竟，處于調(diào)試階段的“傾聽(tīng)”環(huán)境不夠理想，因?yàn)镕AST無(wú)法忍受一個(gè)充斥著電波的環(huán)境。南仁東曾有一個(gè)形象的說(shuō)法：“不要說(shuō)用手機(jī)，就算是附近使用電器，或者幾十公里外有飛機(jī)向地面發(fā)送信息，在FAST那里都會(huì)造成一場(chǎng)電磁風(fēng)暴?！?/p>

因此，平塘縣大窩凼的“天坑”里不通電線，沒(méi)有大型工業(yè)，最近一個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)在5公里外。

鄭曉年說(shuō)，一旦FAST正式運(yùn)行，其方圓5公里將被劃為無(wú)線電寧?kù)o區(qū)。這意味著可以發(fā)射無(wú)線電信號(hào)的電子設(shè)備都將被禁止使用。對(duì)這口“大鍋”來(lái)說(shuō)，這將是一個(gè)極佳的觀測(cè)環(huán)境。

“如果有人在月球上打手機(jī)，我們也可以聽(tīng)到。”鄭曉年以此來(lái)形容FAST的靈敏度。

根據(jù)科研團(tuán)隊(duì)的設(shè)想，一旦FAST正式運(yùn)行，首要科學(xué)目標(biāo)即是“觀測(cè)脈沖星”。脈沖星是大質(zhì)量恒星演化的最終產(chǎn)物，人類未來(lái)有望把脈沖星改造成星際導(dǎo)航，為宇宙飛船指明方向。

不過(guò)，目前已觀測(cè)到的約2000顆脈沖星均在銀河系內(nèi)，鄭曉年說(shuō)，F(xiàn)AST將對(duì)準(zhǔn)的是銀河系外的脈沖星，這對(duì)天文界來(lái)說(shuō)也將是一個(gè)突破。

或能用于尋找外星人

號(hào)稱“看得最遠(yuǎn)”“聽(tīng)力最靈敏”的FAST能收到遙遠(yuǎn)太空外星文明的信號(hào)嗎？對(duì)這個(gè)很容易吊起大眾胃口的話題，天文界并非沒(méi)有議論。一種說(shuō)法是，今后一二十年里，如果地球接收到外星人釋放的信號(hào)，那一定有FAST的功勞。

對(duì)此，鄭曉年坦言：“地外文明在天文學(xué)界還存有爭(zhēng)論。畢竟，科學(xué)講究試驗(yàn)可驗(yàn)證的，但一些關(guān)于地外生命的可疑信號(hào)卻均因沒(méi)能重復(fù)而無(wú)法確認(rèn)。”

不過(guò)，不管是科學(xué)界的切實(shí)研究，還是科幻界的異想天開(kāi)，人類在探索未知宇宙的道路上從未停下前行的腳步。

FAST就是一只備受期待的“靈敏大耳朵”。FAST工程總經(jīng)理、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)嚴(yán)俊說(shuō)， 與號(hào)稱“地面最大機(jī)器”的德國(guó)波恩100米望遠(yuǎn)鏡相比，F(xiàn)AST靈敏度提高約10倍，與排在阿波羅登月之前、被評(píng)為人類20世紀(jì)十大工程之首的美國(guó)阿雷西博 300米望遠(yuǎn)鏡相比，其綜合性能提高約2.25倍。

在FAST最后一塊“鏡片”的吊裝現(xiàn)場(chǎng)，作為受邀來(lái)現(xiàn)場(chǎng)觀摩的嘉賓，科幻作家劉慈欣為眼前的這個(gè)大家伙感到震撼。這讓他想到了自己的作品《三體》里中國(guó)探尋外星文明的絕秘計(jì)劃“紅岸工程”。

不少年輕的科學(xué)愛(ài)好者會(huì)把FAST與“紅岸工程”相提并論，對(duì)此，劉慈欣表示，兩者并不相同――FAST只用來(lái)接收信號(hào)而不能向外界主動(dòng)發(fā)射信號(hào)，這說(shuō)明現(xiàn)實(shí)中的人類在設(shè)計(jì)上相對(duì)謹(jǐn)慎。他十分期待有一天人類可以通過(guò)FAST接收到外星信號(hào)。

鄭曉年表示，尋找地外生命的確是FAST的一個(gè)目標(biāo)所在，不過(guò)，它更像是排在菜單末尾的甜點(diǎn)。在天文學(xué)家眼中，F(xiàn)AST試圖回答的是更久遠(yuǎn)的問(wèn)題，比如宇宙演化、脈沖星探測(cè)和星際分子。它將幫助解開(kāi)宇宙初始混沌、暗物質(zhì)分布與大尺度結(jié)構(gòu)以及星系演化等領(lǐng)域的謎團(tuán)。

“許多人類探索宇宙的未解之謎都有望從它身上找到答案。但究竟能看到什么，在科學(xué)研究出來(lái)之前，一切都不好說(shuō)?！编崟阅暾f(shuō)。

射電天文學(xué)已是諾獎(jiǎng)?chuàng)u籃

與光學(xué)望遠(yuǎn)鏡相比，射電望遠(yuǎn)鏡有不少優(yōu)勢(shì)，比如，無(wú)線電波可穿透宇宙中大量存在而光波又無(wú)法通過(guò)的星際塵埃，因而射電望遠(yuǎn)鏡可以觀測(cè)更遙遠(yuǎn)的未知宇宙。

這也讓FAST所在的射電天文學(xué)領(lǐng)域處于天文研究的前沿地帶，并成為諾貝爾獎(jiǎng)的搖籃。在諾貝爾獎(jiǎng)歷史上，明確基于天文觀測(cè)的10項(xiàng)獲獎(jiǎng)成果中，有6項(xiàng)出自射電望遠(yuǎn)鏡。

按照嚴(yán)俊的說(shuō)法，全新的設(shè)計(jì)思路加上得天獨(dú)厚的地址優(yōu)勢(shì)，使FAST突破了射電望遠(yuǎn)鏡的百米極限，開(kāi)創(chuàng)了建造巨型射電望遠(yuǎn)鏡的新模式，并將在未來(lái)20年～30年保持世界一流設(shè)備的地位。

FAST未來(lái)如何運(yùn)行，是否會(huì)向國(guó)際同行開(kāi)放共享的問(wèn)題也備受關(guān)注。FAST工程辦公室主任張蜀新表示，F(xiàn)AST將向全球開(kāi)放，但也會(huì)遵循國(guó)際慣例，優(yōu)先選擇本國(guó)科學(xué)家的項(xiàng)目。鄭曉年也表示，通過(guò)觀測(cè)更深遠(yuǎn)、更清晰的宇宙，無(wú)論是在最熱的脈沖星領(lǐng)域還是在引力波探測(cè)方面，F(xiàn)AST都將為中國(guó)科學(xué)家?guī)?lái)前所未有的機(jī)遇。

按照計(jì)劃，F(xiàn)AST將在今年9月正式竣工，隨后進(jìn)入全系統(tǒng)調(diào)試階段。

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揭秘FAST四大獨(dú)門絕技

獨(dú)門絕技一：大口徑 看得遠(yuǎn)

射電望遠(yuǎn)鏡最重要的指標(biāo)參數(shù)就是靈敏度。靈敏度越高，望遠(yuǎn)鏡探測(cè)微弱無(wú)線電的能力越強(qiáng)。而要想提高靈敏度，就需要擴(kuò)大射電望遠(yuǎn)鏡的口徑。FAST的口徑達(dá)到了世界之最――500米。理論上，F(xiàn)AST能接收到137億光年以外的電磁信號(hào)，這個(gè)距離接近于宇宙的邊緣。

400年前人類第一架天文望遠(yuǎn)鏡的口徑僅有4.2厘米，F(xiàn)AST的口徑是它的12000倍。

獨(dú)門絕技二：靈活自如的巨眼

根據(jù)FAST的工作原理，當(dāng)它觀測(cè)天體時(shí)，會(huì)隨著天體的方位變化，在其500米的球冠狀主動(dòng)反射面上實(shí)時(shí)形成一個(gè)300米直徑的瞬時(shí)拋物面，并通過(guò)這個(gè)拋物面來(lái)匯聚電磁波。

如果把FAST比作一只巨大的眼睛，那么這只巨眼的眼球直徑有500米，而負(fù)責(zé)接收光線的眼珠直徑有300米。FAST就是靠這個(gè)巨大靈活的眼珠來(lái)匯聚電磁波、觀測(cè)深空。

獨(dú)門絕技三：毫米精度

FAST的設(shè)計(jì)目標(biāo)是把覆蓋30個(gè)足球場(chǎng)的信號(hào)聚集在藥片大小的空間里，否則就無(wú)法監(jiān)聽(tīng)到宇宙中微弱的射電信號(hào)。500米的結(jié)構(gòu)處處都是頭發(fā)絲般毫米級(jí)的精度要求。用來(lái)編織索網(wǎng)的7000多根手臂般粗細(xì)的鋼纜，每一根的加工精度都被控制在一毫米以內(nèi)。最終的500米口徑的天線精度是3毫米，每一塊小面板的制造精度是1.5毫米。

篇8

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?！贝撕髧?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。”還有天文學(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）是非常基本的科學(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。現(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)政上要確保科學(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9

1967年7月2日，美國(guó)用于監(jiān)視別國(guó)秘密核試驗(yàn)的兩顆國(guó)防衛(wèi)星觀測(cè)到了此次爆炸現(xiàn)象，科學(xué)家們說(shuō)這是來(lái)自某個(gè)未知天體的伽馬射線暴，他們把它比作令人迷惑的“太空火花”。

伽馬射線是電磁波譜上最強(qiáng)的輻射形式。以前人們只知道從放射性原子核和太陽(yáng)磁暴中會(huì)散發(fā)出大量伽馬射線，但這次卻看到了來(lái)自宇宙邊緣的伽馬光束。芝加哥大學(xué)的天體物理學(xué)家蘭姆說(shuō)：“這是我們所知道的最奇異的天文現(xiàn)象?！?/p>

從那時(shí)起，科學(xué)家們就開(kāi)始設(shè)法解釋伽馬射線的爆發(fā)。他們對(duì)這種現(xiàn)象的起因提出了一百多種模式，其中一些說(shuō)法十分牽強(qiáng)，例如“彗星-反彗星”的湮滅和星球大戰(zhàn)等。

現(xiàn)在，大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為伽馬射線是在一顆高速旋轉(zhuǎn)的巨大恒星向內(nèi)坍縮形成坍縮星的過(guò)程中放射的。坍縮星是超新星的一種，其巨大的質(zhì)量和極高的旋轉(zhuǎn)速度使它更快、更徹底地走向毀滅。

電腦模擬的過(guò)程顯示，這種恒星內(nèi)爆時(shí)產(chǎn)生的巨大熱量會(huì)形成兩股物質(zhì)和能量噴流，分別向坍縮旋轉(zhuǎn)平面的上方和下方噴射。

這兩股相對(duì)的物質(zhì)能量噴流以接近光速的速度運(yùn)動(dòng)，其中的能量和碎片互相撞擊，加劇了某種震動(dòng)效果，由此導(dǎo)致的能量瞬間轉(zhuǎn)換產(chǎn)生了伽馬射線。盡管超新星爆發(fā)一般可持續(xù)幾周或幾個(gè)月，但由一顆坍縮星能量匯聚成的一次伽馬射線暴通常只能持續(xù)20秒。

20世紀(jì)90年代初，NASA的康普頓伽馬射線天文臺(tái)一年記錄了大約400次爆發(fā)，但儀器不能確定它們?cè)谔罩械谋l(fā)位置。

尋找伽馬射線暴的源頭就像在球場(chǎng)中尋找是誰(shuí)把一?；ㄉ鷶S到你頭上一樣困難——爆發(fā)前沒(méi)有任何跡象，可能的來(lái)源太多，沖擊力提供的目標(biāo)軌跡也很模糊。自人們發(fā)現(xiàn)伽馬射線暴以來(lái)，在觀測(cè)到的數(shù)千次爆發(fā)中，查明來(lái)源的寥寥可數(shù)。

情況出現(xiàn)轉(zhuǎn)機(jī)是在2007年，一顆名為Bep-poSAX的意大利-荷蘭人造衛(wèi)星觀測(cè)到一次爆發(fā)的余暉——由殘留的x射線、可見(jiàn)光和無(wú)線電波組成，伽馬射線消失后它們一般可以持續(xù)幾天甚至數(shù)月。這種余暉為解釋天文學(xué)上伽馬射線的生成提供了有力的線索。

與短暫的爆發(fā)相比，余暉的持續(xù)時(shí)間要長(zhǎng)得多，天文學(xué)家因而來(lái)得及計(jì)算爆發(fā)源頭的距離和方向。人們對(duì)余暉的研究已經(jīng)證實(shí)，伽馬射線暴不僅是一種最明亮、能量最高的爆發(fā)現(xiàn)象，也是可觀測(cè)到的最遙遠(yuǎn)的爆發(fā)現(xiàn)象。目前已知的最遠(yuǎn)一次爆發(fā)發(fā)生在近120億光年以外，其射線是在銀河系誕生以前釋放出來(lái)的。

伽馬射線暴發(fā)生在遙遠(yuǎn)距離以外，這是可以說(shuō)得通的，因?yàn)樵缙诘挠钪婵梢苑派滟ゑR射線的高質(zhì)量旋轉(zhuǎn)恒星可能比現(xiàn)在多。2002年4月，一個(gè)由各國(guó)天文學(xué)家組成的科研小組提供了迄今最有力的證據(jù)，他們觀測(cè)到一次具體的爆發(fā)確實(shí)伴隨著一顆大恒星的消亡。但是，伽馬射線暴和超新星的關(guān)系仍然不夠明確。

在此之前，NASA在2000年發(fā)射的一顆人造衛(wèi)星——高能瞬時(shí)探測(cè)器（HETE-2）的觀測(cè)結(jié)果可能會(huì)給伽馬射線暴的追隨者們一些啟示。

HETE-2是人類發(fā)射到太空的最靈敏的伽馬射線探測(cè)儀器。它可以在爆發(fā)的幾秒之內(nèi)計(jì)算出爆發(fā)位置，并把坐標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)送給像珍珠項(xiàng)鏈一樣環(huán)赤道而設(shè)的地面接收站，接收站立即向麻省理工學(xué)院控制中心提供消息，后者再通知全球各地的伽馬射線愛(ài)好者。幾分鐘后，地面和太空的望遠(yuǎn)鏡就能把HETE-2的觀測(cè)范圍擴(kuò)展到其他波長(zhǎng)范圍。

截至目前，HETE-2已經(jīng)捕獲了17次清晰的爆發(fā)，但有些爆發(fā)不符合預(yù)測(cè)形式。例如觀測(cè)到的第5次爆發(fā)過(guò)于短暫，用坍縮星理論難以解釋。這些轉(zhuǎn)瞬即逝的爆發(fā)，持續(xù)時(shí)間不到1秒，卻比持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的爆發(fā)釋放出更大的沖擊力。

篇10

【關(guān)鍵詞】物理化學(xué) 生物物理學(xué) 物理醫(yī)學(xué) 天體物理 經(jīng)濟(jì)物理學(xué) 軍事科學(xué)

【中圖分類號(hào)】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2013）03-0172-01

物理學(xué)是研究物質(zhì)世界最基本的結(jié)構(gòu)、最普遍的相互作用、最一般的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及所使用的實(shí)驗(yàn)手段和思維方法的自然科學(xué)，簡(jiǎn)稱物理。它既是一門基礎(chǔ)科學(xué)也是一門帶頭科學(xué)，它在現(xiàn)代尖端科學(xué)技術(shù)的研究中占有特殊的地位，對(duì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展起到強(qiáng)大的推動(dòng)作用，涉及八個(gè)重要領(lǐng)域――農(nóng)業(yè)、能源、材料、電子計(jì)算機(jī)、激光、空間、高能物理、遺傳工程。

一、物理學(xué)與數(shù)學(xué)

物理與數(shù)學(xué)如同一對(duì)孿生兄弟，兩者密不可分。如：物理中的許多問(wèn)題需要用數(shù)學(xué)模型、數(shù)學(xué)方法去處理；同時(shí)，物理原理也為某些數(shù)學(xué)問(wèn)題的研究提供了新的思想和方向，從而推動(dòng)了數(shù)學(xué)的發(fā)展。

1.豐富多彩的物理世界為數(shù)學(xué)打開(kāi)了新天地，促使數(shù)學(xué)不斷向前發(fā)展。如：向量理論的建立，最先使用向量運(yùn)算的是用來(lái)研究力，牛頓的研究加深了對(duì)向量的認(rèn)識(shí)。量子力學(xué)和量子場(chǎng)論的產(chǎn)生，使數(shù)學(xué)物理添加了非常豐富的內(nèi)容，也為物理提供了研究的對(duì)象，在對(duì)現(xiàn)象的研究探索中形成了理論?？茖W(xué)發(fā)展表明：物理給數(shù)學(xué)提供了豐富的內(nèi)容，而數(shù)學(xué)物理的內(nèi)容越豐富，解決物理問(wèn)題的能力也越強(qiáng)。當(dāng)今物理的數(shù)學(xué)研究對(duì)數(shù)學(xué)有很大的促進(jìn)作用，它是產(chǎn)生數(shù)學(xué)的新思想、新對(duì)象、新問(wèn)題以及新方法的一個(gè)源泉。

2.物理學(xué)家同時(shí)也是數(shù)學(xué)家。牛頓就是其中一個(gè)，也是最有成就的一個(gè)。且不說(shuō)由他建立的經(jīng)典力學(xué)至今仍是物理的入門學(xué)科，他在數(shù)學(xué)方面的貢獻(xiàn)也堪稱經(jīng)典，他的二項(xiàng)式定理、無(wú)窮級(jí)數(shù)、微積分歷經(jīng)三百多年仍是現(xiàn)代數(shù)學(xué)必修的內(nèi)容。物理學(xué)家高斯早先也是從事數(shù)學(xué)研究，甚至被譽(yù)為“數(shù)學(xué)王子”。

二、物理學(xué)與化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)

1.從最本質(zhì)出發(fā)，物體的分子結(jié)構(gòu)（原子結(jié)構(gòu)）決定了他們的化學(xué)性質(zhì)。而物體的分子結(jié)構(gòu)（原子結(jié)構(gòu)）恰恰是物理的范疇。元素周期表的規(guī)律性（金屬性，非金屬性）就是用物理原理解釋的，還有八電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)等，在本質(zhì)上的聯(lián)系必然導(dǎo)致深層次的關(guān)聯(lián)，所以產(chǎn)生了物理化學(xué)這門專業(yè)。衍生出的應(yīng)用學(xué)科有：材料科學(xué)技術(shù)、材料科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)、材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料物理及化學(xué)基礎(chǔ)。

2.物理學(xué)與生物學(xué)。 生物物理學(xué)是應(yīng)用物理學(xué)的概念和方法研究生物各層次結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，如：利用放射性核素對(duì)植物種子、幼苗、植株等進(jìn)行輻照，使其基因變異以獲得優(yōu)良的品種。

3.物理學(xué)與醫(yī)學(xué)?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)對(duì)物理學(xué)的依賴程度越來(lái)越高。狹義的物理醫(yī)學(xué)就是理療學(xué)，即把物理因子作用于患者，對(duì)疾病有輔助治療或緩解的功效。常用的物理因子有聲、光、電、磁、熱等。還有用來(lái)進(jìn)行活體觀察的聲學(xué)顯微鏡，就是利用聲波來(lái)獲得微觀物質(zhì)結(jié)構(gòu)的可見(jiàn)圖像技術(shù)，它是集聲學(xué)、壓電、光學(xué)、電子學(xué)和計(jì)算機(jī)等成果于一體的高科技儀器；物理醫(yī)學(xué)最有代表的協(xié)會(huì)有中華醫(yī)學(xué)會(huì)物理醫(yī)學(xué)分會(huì)和中國(guó)康復(fù)醫(yī)學(xué)會(huì)。

三、物理學(xué)與天文地理、能源乃至社會(huì)經(jīng)濟(jì)、軍事科學(xué)

1.物理學(xué)與天文地理。天體物理學(xué)是應(yīng)用物理學(xué)的技術(shù)、方法和理論，研究天體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成、物理狀態(tài)和演化規(guī)律的天文學(xué)分支學(xué)科，是利用理論物理方法研究天體的物理性質(zhì)和過(guò)程的一門學(xué)科。偉大的天體物理學(xué)家――霍金，研究黑洞和宇宙起源大爆炸原理，與彭羅斯一道證明了著名的奇性定理，他還證明了黑洞的面積定理。物理學(xué)和天文學(xué)之間一直存在著根本性的聯(lián)系，它促使兩位當(dāng)今世界頂尖的天體物理學(xué)家合作，從物理學(xué)觀點(diǎn)出發(fā)，來(lái)闡述天文學(xué)的前沿問(wèn)題。目前我國(guó)正在建設(shè)的壓水堆核電站，就是核物理的應(yīng)用。

2.物理學(xué)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)。物理學(xué)的發(fā)展給人類帶來(lái)了很多的生活必需品和工作必須品，在方便了人類生活和工作的同時(shí)，也為人類社會(huì)創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。物理學(xué)發(fā)展越快，科學(xué)技術(shù)程度越高，為社會(huì)創(chuàng)造的財(cái)富越多，產(chǎn)生的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益就越大。有人把經(jīng)濟(jì)學(xué)比喻為“社會(huì)科學(xué)中的物理學(xué)”，把物理學(xué)比喻為“自然科學(xué)中的經(jīng)濟(jì)學(xué)”，經(jīng)濟(jì)學(xué)家也喜歡自比為物理學(xué)家。1995年，經(jīng)濟(jì)物理學(xué)這一交叉學(xué)科已正式命名成立了。

3.物理學(xué)與軍事科學(xué)技術(shù)?；仡櫲祟悜?zhàn)爭(zhēng)史，從部落時(shí)代的石斧青銅到封建皇朝的長(zhǎng)矛弩弓，從熱兵器時(shí)代的炮火紛飛到高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)中的光電聲磁，無(wú)一不展現(xiàn)著物理學(xué)對(duì)軍事的巨大魅力。戰(zhàn)爭(zhēng)中的開(kāi)路先鋒導(dǎo)彈、戰(zhàn)機(jī)， 軍事火炮、 戰(zhàn)艦、 微波電子炸彈、 夜視裝置、美國(guó)正研制的“合成視覺(jué)”等，哪項(xiàng)軍事武器的發(fā)明不是物理學(xué)在其中占主導(dǎo)甚至起決定性作用？

四、物理學(xué)與文學(xué)

1.物理學(xué)作為一門自然科學(xué)，是探究聲、光、電、熱、力等自然現(xiàn)象最基本的內(nèi)在規(guī)律，而文學(xué)大多又恰恰以描繪自然現(xiàn)象，尤其是古典詩(shī)詞，它往往無(wú)意識(shí)的借助物理知識(shí)來(lái)描摹物態(tài)、闡明事理。如王安石的《梅花》：“墻角數(shù)枝梅，凌寒獨(dú)自開(kāi)。遙知不是雪，為有暗香來(lái)。”為什么會(huì)有“暗香來(lái)”，如果運(yùn)用分子動(dòng)理論來(lái)解釋，可謂淺顯易懂。張若虛的《春江花月夜》：“春江潮水連海平，海上明月共潮生。滟滟隨波千萬(wàn)里，何處春江無(wú)月明?！比绻\(yùn)用光的反射、力的作用效果對(duì)詩(shī)句進(jìn)行分析欣賞，則欣賞水平會(huì)得到更好的深化，如果沒(méi)有這些物理知識(shí)，就不會(huì)對(duì)詩(shī)中意境有深刻的領(lǐng)悟。

2.古詩(shī)詞與理論物理的思維方式是相通的，都隱含了人生哲理與語(yǔ)言藝術(shù)。原中科大博導(dǎo)范洪義說(shuō)：“物理學(xué)家是描繪自然規(guī)律的畫(huà)家，是注意聆聽(tīng)自然韻律的音樂(lè)家?！彼８嬲]自己的研究生，學(xué)習(xí)物理的同時(shí)勿忘學(xué)習(xí)博大精深、魅力無(wú)窮的中國(guó)文化，尤其是古典詩(shī)詞，他說(shuō)：“它們與理論物理有異曲同工之妙?！?/p>

大量事實(shí)表明，物理思想與方法不僅對(duì)物理學(xué)本身有價(jià)值，而且對(duì)整個(gè)自然科學(xué)，乃至社會(huì)科學(xué)的發(fā)展都有著重要的貢獻(xiàn)。有人統(tǒng)計(jì)過(guò)，自20世紀(jì)中葉以來(lái)，在諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)、生物及醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，甚至經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)的獲獎(jiǎng)?wù)咧?，有一半以上的人具有物理學(xué)的背景。難怪國(guó)外有專家十分尖銳地指出：沒(méi)有物理修養(yǎng)的民族是愚蠢的民族！

參考文獻(xiàn)：