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摘要:天文學的研究對于我們的生活有很大的實際意義,對于人類的自然觀有很大的影響。古代的天文學家通過觀測太陽、月球和其他一些天體及天象,確定了時間、方向和歷法。這也是天體測量學的開端。如果從人類觀測天體,記錄天象算起,天文學的歷史至少已經有5、6千年了。天文學在人類早期的文明史中,占有非常重要的地位。埃及的金字塔、歐洲的巨石陣都是很著名的史前天文遺址。哥白尼的日心說曾經使自然科學從神學中解放出來;康德和拉普拉斯關于太陽系起源的星云說,在十八世紀形而上學的自然觀上打開了第一個缺口。
關鍵詞:天文學,航海科技,論文發表
牛頓力學的出現,核能的發現等對人類文明起重要作用的事件都和天文研究有密切的聯系。當前,對高能天體物理、致密星和宇宙演化的研究,能極大地推動現代科學的發展。對太陽和太陽系天體包括地球和人造衛星的研究在航天、測地、通訊導航等部門中都有許多應用。文起源于古代人類時令的獲得和占卜活動。
天文學循著觀測-理論-觀測的發展途徑,不斷把人的視野伸展到宇宙的新的深處。隨著人類社會的發展,天文學的研究對象從太陽系發展到整個宇宙。現今,天文學按研究方法分類已形成天體測量學、天體力學和天體物理學三大分支學科。按觀測手段分類已形成光學天文學、射電天文學和空間天文學幾個分支學科。
航海是人類在海上航行,跨越海洋,由一方陸地去到另一方陸地的活動。 在從前是一種冒險行為,因為人類的地理知識有限,彼岸是不可知的世界。
人類在新石器時代晚期就已有航海活動。當時中國大陸制造的一些物品在臺灣島、大洋洲,以至厄瓜多爾等地均有發現。公元前4世紀希臘航海家皮忒阿斯就駕駛舟船從今馬賽出發,由海上到達易北河口,成為西方最早的海上遠航。公元前 490年,在波斯與希臘的海戰中,希臘就曾以上百英尺長的戰艦參戰。中國漢代已遠航至印度,把當時羅馬帝國與中國聯系起來。唐代為擴大海外貿易,開辟了海上絲綢之路,船舶遠航到亞丁灣附近。在當時的科學技術條件下,航海是靠山形水勢及地物為導航標志,屬地文航海;而以星辰日月為引航標志的,則屬天文航海技術之一種。
1.我國航海的歷史發展
殷商與西周時期,人們除了會制造船舶之外,已能制成帆而利用風力航行。甲骨文用“凡”代替“帆”,說明殷人行船已經使用帆,不過,這時的帆一般主要用在陸地江河航行中。而隨著春秋戰國時期各國的海上活動興起,人們航海的地理知識逐漸增加,將中國東部外測的不同水劃成“北海”(今渤海)、“東海”(今黃海)、“南海”(今東海)。人們已了解到“百川歸海”并開始在沿海巡航。同時,人們在江河和航海過程中,逐漸認識了風,并利用風和帆航行。
值得一提的是,春秋戰國時期,海上導航技術已與天文學聯系起來。戰國時期人們已經對二十八星宿和一些恒星進行了定量觀測,并取得了可喜成果,并把海上航行與天文學相結合,利用北極星為航行定向。戰國時期,磁石“司南”已發明。但其用途主要用于陸上定位。春秋戰國時期主要以太陽和北極星為海上導航標志。
三國兩晉南北朝時期造船業發展的同時,航海知識與技術得到了進一步的充實和提高。這一時期航海技術有所進步,還表現在人們已對航行所經海區的海岸地形有了初步了解,如對今南海的珊瑚已有所認識,同時天文導航技術也已采用。
隋唐五代時期航海技術趨于成熟,人們已能熟練運用季風航行,天文、地理導航水平都有明顯提高,對潮汐也能進一步正確解釋。
唐代,人們已能認識到北起日本海,南至南海的風有規律地到來和結束,這種與航行有關的季風成為“信風”。義凈正是借著對南海季風、北印度洋及孟加拉灣的季風和洋流規律的認識和利用而乘船到達東南亞室利佛逝國而還歸中國的。同時唐代人對海洋氣象有了進一步認識,已能利用赤云,暈虹等來預測臺風。
唐代天文定位術的發展,集中體現在利用仰測兩地北極星的高度來確定南北距離變化的大地測量術。開元年間天文學家憎一行已可以利用“復矩”儀器來測量北極星距離地面的高度,雖與實際數字有一定的差距,但這是世界首次對子午線的實測,而且這種測量術很可能已經在航行中使用。唐代航行者已掌握利用北極星的高度而進行定位導航。
兩宋時期航海技術的提高,最突出的是指南針的廣泛應用。宋以前的航海指引,一般是憑天象、天體識別方向,夜以星星指路,日倚太陽辨向,至北宋時期,航海技術開始了重大的突破,已能利用指南針航行。而指南針的應用,在南宋時期發展成羅盤形構,隨著精確度不斷提高,應用越來越廣泛,海上航行已逐步依靠指南針指示方向,比北宋時期更為進步。
元代指南針的應用更為普遍,也更為精確,已成為海舶必備的航海工具。
明朝的航海技術主要表現在對海洋綜合知識的運用以及航行技術方面有較大的提高與進步。
明代指南針的應用更為普及與精確。牽星術來確定船舶的航行位置。牽星術,乃是當時一種利用天文狀況進行測位的航海技術。即在船上利用牽星板來觀察某一星辰的高度,借以確定船只所在的地理位置。特別是在深海中,地形水勢難以提供有效的識別,無所憑依,往往以天象來確定航位。《鄭和航海圖》中就附有《過洋牽星圖》,記錄在印度洋地區的牽星航海。
清朝前中期的航海技術雖然沒有很大創新,基本上繼承前人的傳統方式。但也有一定程度的發展。指南針的應用,普遍使用三針法,對航海天象觀察、航海地形水勢都有系統的掌握。
“中國洋艘,不比西洋呷板,用混天儀、量天尺,較日所出,刻量時辰,離水分度,即知為某處。”相形之下,中國的航海技術已開始落后于西方。