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精度决定高度——读《天文学简史》

已有 3894 次阅读 2013-2-24 14:10 |个人分类:读书|系统分类:科研笔记| 天文学家, 测量精度

       天文学算是历史最悠久的学科之一,原因在于其研究对象十分显见——抬头就可以看到满天星斗(至少在大部分地区古代晴天的晚上是这样的)。所以天文学的历史讲起来就有很多内容。
        最早的时候,天文学的观测基本靠肉眼,但是靠着这么简陋的观测方法,聪明的古人还是发现了很多重要的规律,比如,除了东升西落,恒星似乎没有别的运动,而行星有着自己的运动。更为重要的是,古代天文学的研究是制定历法的基础,这对农业生产和宗教活动都是十分重要的。
        用肉眼观察很难发现天空中恒星的变化,所以很长的一段历史时期,人们都坚持认为天空是不会变化的。但是随着一代又一代天文学家精度越来越高的观测,特别是第谷的观测(此时已经有大型的象限仪了)改变了这种状况。第谷逐渐意识到:天空是可以变化的。此外,第谷的高精度观测资料也为开普勒用椭圆描述行星轨道创造了条件。
        不过,这些高精度观测资料没能回答一个疑问:为什么地球如此特殊,其它行星为什么没有卫星?这个问题的答案是伽利略给出的:木星就有卫星,地球并不特殊。既然如此,地球没有那么特殊,加上开普勒很好地描述了行星运动,那么日心说就更自然了。
        认识到地球围绕太阳运动,地球的公转轨道就可以成为三角测量的基线,用来观测远方恒星的三角视差。在真正测到三角视差之前,天文学家测到的是光行差,就是说地球的运动能影响恒星的视位置,也就是说光速是有限的!
        真正测到周年时差是百年之后的事。这是天文学的重大胜利。这也是精确测量得到的结果。后来发现有些“星云”是由恒星组成的星团也是测量精度导致的发现。
        对于天文学来说,其历史就是测量精度不断提高的历史,而测量精度决定了天文学的发展高度。未来天文学更大的发展也将依赖于测量精度的不断提高。




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