甘肅科技館主題線上科普活動(dòng)之四丨跟著三位天文大家長(zhǎng)知識(shí)
原標(biāo)題:甘肅科技館主題線上科普活動(dòng)之四
快來(lái)!跟著三位天文大家長(zhǎng)知識(shí)
伽利略式望遠(yuǎn)鏡
伽利略
祖沖之
中國(guó)現(xiàn)存最早的渾天儀制造于明朝,陳列在南京紫金山天文臺(tái)。
地動(dòng)儀
張衡
每一個(gè)發(fā)明背后都是一個(gè)傳奇故事。因?yàn)?,科學(xué)的發(fā)展和進(jìn)步從來(lái)不是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單就能夠完成的事情,每一個(gè)成果的背后是科學(xué)家們夜以繼日的探索。
今天,我們就一起通過(guò)甘肅科技館主題線上科普活動(dòng),長(zhǎng)個(gè)知識(shí),了解一下那些在天文學(xué)領(lǐng)域做出卓越貢獻(xiàn)的古代中西方科學(xué)家們,是如何有了那些偉大的科學(xué)成果的。
張衡:提出月亮本身并不能發(fā)光的人
講解員:甘肅科技館科技輔導(dǎo)員 張曜紅
張衡是我國(guó)東漢時(shí)期著名的文學(xué)家,他的《二京賦》文采瑰麗,《思玄賦》《南都賦》等詩(shī)賦也是膾炙人口的傳世佳作。除此之外,張衡更是一位世界級(jí)的偉大科學(xué)家,他的名字早已和他的渾天儀、地動(dòng)儀一起載入了世界科技史冊(cè)。
公元78年,張衡出生在南陽(yáng)郡西部一個(gè)小村莊里,他的祖輩都是農(nóng)民。張衡從小聰穎好學(xué),在四五歲時(shí)就喜歡仰望星空,數(shù)著滿天燦爛的星斗,常常癡迷到一望就是幾個(gè)時(shí)辰。在仰望星空的時(shí)候,張衡還特別喜歡問(wèn)一些為什么:為什么天上的星星會(huì)發(fā)光?為什么有的星星亮,有的星星暗?當(dāng)然,在當(dāng)時(shí)沒(méi)有人能回答出這些問(wèn)題。
張衡在10歲那年看到一本叫《鶚冠子》的書,他被書中按北斗星定季節(jié)的話深深地吸引住了,從此他在仰望星空時(shí)又注意觀察北斗星的變化。日積月累,發(fā)現(xiàn)北斗星在圍繞著一個(gè)中心轉(zhuǎn),一年轉(zhuǎn)一圈,他自言自語(yǔ)地說(shuō):“啊,我終于明白了‘北斗星移’是怎么一回事了!”
17歲時(shí),為了開(kāi)闊視野,增長(zhǎng)見(jiàn)識(shí),張衡決定離家遠(yuǎn)游,一路上,他尋訪古跡,考察各地的風(fēng)土人情,并把所見(jiàn)所聞與書本上的知識(shí)加以對(duì)照。37歲那年當(dāng)上了太史令的張衡主管國(guó)家的天文歷法,從此他更有機(jī)會(huì)和條件專門研究天象了。經(jīng)過(guò)精心研讀大量的天文資料和無(wú)數(shù)次科學(xué)實(shí)驗(yàn)后,張衡終于制作出世界上第一臺(tái)觀測(cè)天文的儀器——渾天儀。有了觀察天體的儀器,通過(guò)進(jìn)一步的研究,張衡得出了這樣的結(jié)論:月亮本身并不能發(fā)光,它的光是對(duì)太陽(yáng)光的反射;月亮的圓與缺,是由月亮和太陽(yáng)的位置變化引起的。
從此,張衡在天文學(xué)和星象體系方面的聰明才智如噴發(fā)的涌泉一發(fā)不可收:候風(fēng)儀、指南針、記里程鼓車、會(huì)飛的木雕等等,一個(gè)個(gè)科學(xué)發(fā)明成果相繼推出,并在公元132年研制出了地動(dòng)儀。地動(dòng)儀是世界上最早的觀測(cè)地震的儀器,它比歐洲創(chuàng)造類似的地動(dòng)儀早1700多年。
張衡這位從小就對(duì)科學(xué)事物充滿好奇,從小就喜歡仰望星空、癡迷數(shù)星星的孩子,終于發(fā)展成為一代偉大的科學(xué)家,并為天文、星象學(xué)以及文學(xué)作出了卓越的貢獻(xiàn),被后人譽(yù)為“科圣”,聯(lián)合國(guó)天文組織將月球背面的一個(gè)環(huán)形山命名為“張衡環(huán)形山”,太陽(yáng)系中的1802號(hào)小行星命名為“張衡星”。
祖沖之:在歷法中首次引入歲差概念
講解員:甘肅科技館科技輔導(dǎo)員 孫瑩
祖沖之是我國(guó)南北朝時(shí)期的天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家,他從小就喜歡閱讀天文、數(shù)學(xué)方面的書籍,常常,祖沖之的爺爺會(huì)給他講斗轉(zhuǎn)星移,而父親則帶他領(lǐng)讀經(jīng)典書籍,家庭的熏陶與耳濡目染,加之自己的勤奮,使得祖沖之對(duì)天文學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣。
在祖沖之生活的南北朝之前,古代中國(guó)的天文學(xué)家們定了19年為一章,在每一章中有七個(gè)閏年,簡(jiǎn)稱19年七閏,這樣的年月日就能大致和日月的運(yùn)動(dòng)變化相符合了,這種歷法在我國(guó)曾采用了1000多年,但是它有誤差,大概每200年就要與實(shí)際的天象時(shí)間差那么一天。
歷法與天象不符,還能是歷法嗎?經(jīng)過(guò)不斷地觀測(cè)計(jì)算后,祖沖之向朝廷提出新閏法。
祖沖之的探索不止于此,經(jīng)過(guò)實(shí)際觀測(cè),他還發(fā)現(xiàn)彼時(shí)正使用的《元嘉歷》已經(jīng)存在許多與天象不符的問(wèn)題,冬至夏至的時(shí)間與實(shí)際時(shí)間已經(jīng)相差了一整天,于是他又立即開(kāi)始編撰新的歷法《大明歷》。
在這份歷法里,祖沖之首次應(yīng)用了歲差的概念。我們知道地球圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的過(guò)程中還存在自轉(zhuǎn),公轉(zhuǎn)一圈就是一年,自轉(zhuǎn)一圈就是一個(gè)晝夜,白天夜晚的更替就是由地球自轉(zhuǎn)造成的。在自轉(zhuǎn)過(guò)程中,地球就像陀螺一樣,它有一些輕微的擺動(dòng),這個(gè)擺動(dòng)很小,但卻造成了今年冬至和明年冬至并不是同一天,從地球上看,引起冬至的太陽(yáng)并沒(méi)有回到去年的位置,而是每年都會(huì)移動(dòng)那么一點(diǎn)點(diǎn),這也引起了二十四節(jié)氣的變動(dòng),這就是歲差現(xiàn)象。
在祖沖之之前,其實(shí)有很多天文學(xué)家都認(rèn)識(shí)了歲差的存在,卻在歷法中忽略了它。歲差的引入是中國(guó)歷法史上的重大進(jìn)步。
科學(xué)研究的過(guò)程中,在追求精確這件事上,其實(shí)最不應(yīng)該忽略的就是誤差??茖W(xué)就像追求著一個(gè)謎團(tuán)的真相一般,誤差就是蒙在那團(tuán)真相上的一團(tuán)面紗。
1967年,國(guó)際天文學(xué)家聯(lián)合會(huì)把月球上的一座環(huán)形山命名為“祖沖之環(huán)形山”,并將小行星1888命名為“祖沖之小行星”,以紀(jì)念這位偉大的天文學(xué)家。
伽利略:第一次看清月亮女神真實(shí)面貌的人
講解員:甘肅科技館科技輔導(dǎo)員 董文靜
“少兒不識(shí)月,呼作白玉盤。”古時(shí)候,人們總是覺(jué)得月亮就是光潔如鏡的玉盤。當(dāng)然,今天我們都知道,月亮的真實(shí)面目并非如此。那么,是誰(shuí)發(fā)現(xiàn)月亮是布滿大大小小的坑洞,與光潔的玉盤相差甚遠(yuǎn)的呢?
利用一只細(xì)長(zhǎng)的金屬筒,讓人類第一次看清了月亮女神的真實(shí)面貌的便是有著數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、天文學(xué)家等眾多頭銜的科學(xué)家伽利略。
1609年5月,伽利略聽(tīng)說(shuō)一個(gè)荷蘭眼鏡商人,在不經(jīng)意間制作出來(lái)一只幻鏡,可以看清遠(yuǎn)處肉眼看不到的東西,伽利略從而得到啟發(fā),他用了幾天時(shí)間,磨制出一對(duì)凸透鏡和凹透鏡,然后又制作了一個(gè)可以滑動(dòng)的雙層金屬筒,用凸透鏡做物鏡,用凹透鏡做目鏡,這就是我們今天看到的伽利略式望遠(yuǎn)鏡。伽利略小心翼翼地把他的望遠(yuǎn)鏡指向夜空——指向人們心中那個(gè)高冷美麗的月亮女神,他把用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到的月球描繪下來(lái),在這張?zhí)祗w素描寫生圖上,月亮不再是光潔如鏡的玉盤,而是一個(gè)布滿大大小小坑洞的荒涼星球,伽利略把那些邊緣高聳突出的環(huán)狀地貌,命名為環(huán)形山。
伽利略的發(fā)現(xiàn),給人類社會(huì)帶來(lái)了巨大的震撼,同時(shí)也激發(fā)了人們登上月球的想象力。月球也是人類研究得最多的星球,從人類第一次登上月球開(kāi)始,科學(xué)家們還在繼續(xù)揭開(kāi)月亮神秘的面紗。
文/記者 夏苗 圖/由甘肅科技館提供
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