现代天文学的发展

现代天文学的发展

天文学的起源可以追溯到人类文化的萌芽时代。远古时候，人们为了指示方向，确定时间和季节，就自然会观察太阳、月亮和星星在天空中的位置，找出它的随时间变化的规律，并在此基础上编制历法，用于生活和农牧业生产活动。从这一点上来说，天文学是最古老的自然科学学科之一。早期天文学的内容就其本质来说就是天体测量学。

从十六世纪中哥白尼提出日心体系学说开始，天文学的发展进入了全新的阶段。在这之前，受到宗教神学的严重束缚。哥白尼的学说使天文学摆脱宗教的束缚，后来一个半世纪中从主要纯描述天体位置、运动的经典天体测量学，向着寻求造成这种运动力学机制的天体力学发展。十八、十九世纪，经典天体力学达到了鼎盛时期。同时，由于分光学、光度学和照相术的广泛应用，天文学开始朝着深入研究天体的物理结构和物理过程发展，诞生了天体物理学。二十世纪现代物理学和技术高度发展，并在天文学观测研究中找到了广阔的用武之地，使天体物理学成为天文学中的主流学科，同时促使经典的天体力学和天体测量学也有了新的发展，人们对宇宙及宇宙中各类天体和天文现象的认识达到了前所未有的深度和广度。

天文学就本质上说是一门观测科学。天文学上的一切发现和研究成果，离不开天文观测工具——望远镜和望远镜后端的接收设备。在十七世纪之前，人们尽管已制作了不少天文观测仪器，如在中国有浑仪、简仪等，但观测工作只能靠人的肉眼。在此后的近400年中，人们对望远镜的性能不断加以改进，并且越做越大，以期观测到更暗的天体和取得更高的分辨率。目前世界上最大光学望远镜的口径已达到10米。

二十世纪后50年中，随着探测器和空间技术的发展以及研究工作的深入，天文观测进一步从可见光、射电波段扩展到包括红外、紫外、X射线和γ射线在内的电磁波各个波段，形成了多波段天文学，并为探索各类天体和天文现象的物理本质提供了强有力的观测手段，天文学发展到了一个全新的阶段。

在望远镜后端的接收设备方面，十九世纪中叶，照相、分光和光度技术广泛应用于天文观测，对于探索天体的运动、结构、化学组成和物理状态起了极大的推动作用，可以说天体物理学正是在这些技术得以应用后才逐步发展成为天文学的主流学科。

二十世纪天文学进入了黄金时代，正在为阐明地球、太阳和太阳系的来龙去脉、星系的起源和星系的演化、宇宙的过去和未来、地外生命和地外文明等重大课题作出贡献。六十年代，航天时代的到来，使天文学冲破了地球大气的禁锢，到大气外去探测宇宙；天文学开始成为全波段的宇宙科学，使我们得以考察大到150亿光年空间深度的天象。

电子计算机的出现，使计算的速度和精度有极大的提高，从而使需要繁重计算工作的天体力学数值方法得到迅速发展。六十年代建立的卡姆理论，是对定性理论的重大发展。七十年代，三体问题的拓扑学研究又成为一个活跃的领域。

二十世纪以来，天体测量学有了飞跃的发展。国际时间局、国际纬度服务、国际极移服务等国际机构的工作，定出全世界统一的时间服务和极移服务的标准。天文时计也由摆钟发展为石英钟和原子钟。这些技术上的发展使天体测量的精度大为提高。

一个世纪以来，随着镜面材料、精密机械和自动控制的进展，极大地改善和增强了天文学家的望远能力.从施密特1931年发明的折反射望远镜到二十世纪初开始光电光度技术的实验和第二次世界大战后出现多种高效能的光电转换装置和多色测光方法是了解天体视向运动、星族届性、物理参量和化学成分的最有效方法,在一些重大观测数据的基础上，从理论上，发现和确认了包括太阳在内的恒星的能源以及他们的起源和演化，发现并正式恒星不仅有空间运动，还有各自的生老病死。为人类科学地树立了天体的演化观。

20世纪天文学最突出的成就，就是发现我们周围的可观测宇宙，在大尺度的时空结构上，并不是像牛顿力学所描述的那样：无论在时间上，还是在空间上，全都是无限的和永恒的；我们的宇宙在现阶段正在整体膨胀，提出并建立了动态的和演化的宇宙观。