科學館丨甘肅科技館主題線上科普活動之四·快來跟著三位天文大...

2020-11-29 掌上蘭州

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每一個發明背後都是一個傳奇故事。因為,科學的發展和進步從來不是簡簡單單就能夠完成的事情,每一個成果的背後是科學家們夜以繼日的探索。

今天,我們就一起通過甘肅科技館主題線上科普活動,長個知識,了解一下那些在天文學領域做出卓越貢獻的古代中西方科學家們,是如何有了那些偉大的科學成果的。

張衡:提出月亮本身並不能發光的人

講解員:甘肅科技館科技輔導員 張曜紅

張衡是我國東漢時期著名的文學家,他的《二京賦》文採瑰麗,《思玄賦》《南都賦》等詩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的偉大科學家,他的名字早已和他的渾天儀、地動儀一起載入了世界科技史冊。

公元78年,張衡出生在南陽郡西部一個小村莊裡,他的祖輩都是農民。張衡從小聰穎好學,在四五歲時就喜歡仰望星空,數著滿天燦爛的星鬥,常常痴迷到一望就是幾個時辰。在仰望星空的時候,張衡還特別喜歡問一些為什麼:為什麼天上的星星會發光?為什麼有的星星亮,有的星星暗?當然,在當時沒有人能回答出這些問題。

張衡在10歲那年看到一本叫《鶚冠子》的書,他被書中按北鬥星定季節的話深深地吸引住了,從此他在仰望星空時又注意觀察北鬥星的變化。日積月累,發現北鬥星在圍繞著一個中心轉,一年轉一圈,他自言自語地說:「啊,我終於明白了『北鬥星移』是怎麼一回事了!」

17歲時,為了開闊視野,增長見識,張衡決定離家遠遊,一路上,他尋訪古蹟,考察各地的風土人情,並把所見所聞與書本上的知識加以對照。37歲那年當上了太史令的張衡主管國家的天文曆法,從此他更有機會和條件專門研究天象了。經過精心研讀大量的天文資料和無數次科學實驗後,張衡終於製作出世界上第一臺觀測天文的儀器——渾天儀。有了觀察天體的儀器,通過進一步的研究,張衡得出了這樣的結論:月亮本身並不能發光,它的光是對太陽光的反射;月亮的圓與缺,是由月亮和太陽的位置變化引起的。

中國現存最早的渾天儀製造於明朝,陳列在南京紫金山天文臺。

從此,張衡在天文學和星象體系方面的聰明才智如噴發的湧泉一發不可收:候風儀、指南針、記裡程鼓車、會飛的木雕等等,一個個科學發明成果相繼推出,並在公元132年研製出了地動儀。地動儀是世界上最早的觀測地震的儀器,它比歐洲創造類似的地動儀早1700多年。

張衡這位從小就對科學事物充滿好奇,從小就喜歡仰望星空、痴迷數星星的孩子,終於發展成為一代偉大的科學家,並為天文、星象學以及文學作出了卓越的貢獻,被後人譽為「科聖」,聯合國天文組織將月球背面的一個環形山命名為「張衡環形山」,太陽系中的1802號小行星命名為「張衡星」。

祖衝之:在曆法中首次引入歲差概念

講解員:甘肅科技館科技輔導員 孫瑩

祖衝之是我國南北朝時期的天文學家、數學家,他從小就喜歡閱讀天文、數學方面的書籍,常常,祖衝之的爺爺會給他講鬥轉星移,而父親則帶他領讀經典書籍,家庭的薰陶與耳濡目染,加之自己的勤奮,使得祖衝之對天文學產生了濃厚的興趣。

在祖衝之生活的南北朝之前,古代中國的天文學家們定了19年為一章,在每一章中有七個閏年,簡稱19年七閏,這樣的年月日就能大致和日月的運動變化相符合了,這種曆法在我國曾採用了1000多年,但是它有誤差,大概每200年就要與實際的天象時間差那麼一天。

曆法與天象不符,還能是曆法嗎?經過不斷地觀測計算後,祖衝之向朝廷提出新閏法。

祖衝之的探索不止於此,經過實際觀測,他還發現彼時正使用的《元嘉歷》已經存在許多與天象不符的問題,冬至夏至的時間與實際時間已經相差了一整天,於是他又立即開始編撰新的曆法《大明曆》。

在這份曆法裡,祖衝之首次應用了歲差的概念。我們知道地球圍繞太陽公轉的過程中還存在自轉,公轉一圈就是一年,自轉一圈就是一個晝夜,白天夜晚的更替就是由地球自轉造成的。在自轉過程中,地球就像陀螺一樣,它有一些輕微的擺動,這個擺動很小,但卻造成了今年冬至和明年冬至並不是同一天,從地球上看,引起冬至的太陽並沒有回到去年的位置,而是每年都會移動那麼一點點,這也引起了二十四節氣的變動,這就是歲差現象。

在祖衝之之前,其實有很多天文學家都認識了歲差的存在,卻在曆法中忽略了它。歲差的引入是中國曆法史上的重大進步。

科學研究的過程中,在追求精確這件事上,其實最不應該忽略的就是誤差。科學就像追求著一個謎團的真相一般,誤差就是蒙在那團真相上的一團面紗。

1967年,國際天文學家聯合會把月球上的一座環形山命名為「祖衝之環形山」,並將小行星1888命名為「祖衝之小行星」,以紀念這位偉大的天文學家。

伽利略:第一次看清月亮女神真實面貌的人

講解員:甘肅科技館科技輔導員 董文靜

「少兒不識月,呼作白玉盤。」古時候,人們總是覺得月亮就是光潔如鏡的玉盤。當然,今天我們都知道,月亮的真實面目並非如此。那麼,是誰發現月亮是布滿大大小小的坑洞,與光潔的玉盤相差甚遠的呢?

利用一隻細長的金屬筒,讓人類第一次看清了月亮女神的真實面貌的便是有著數學家、物理學家、天文學家等眾多頭銜的科學家伽利略。

1609年5月,伽利略聽說一個荷蘭眼鏡商人,在不經意間製作出來一隻幻鏡,可以看清遠處肉眼看不到的東西,伽利略從而得到啟發,他用了幾天時間,磨製出一對凸透鏡和凹透鏡,然後又製作了一個可以滑動的雙層金屬筒,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鏡。伽利略小心翼翼地把他的望遠鏡指向夜空——指向人們心中那個高冷美麗的月亮女神,他把用望遠鏡觀測到的月球描繪下來,在這張天體素描寫生圖上,月亮不再是光潔如鏡的玉盤,而是一個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狀地貌,命名為環形山。

伽利略的發現,給人類社會帶來了巨大的震撼,同時也激發了人們登上月球的想像力。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始,科學家們還在繼續揭開月亮神秘的面紗。

文丨掌上蘭州·蘭州晨報記者 夏苗

圖丨由甘肅科技館提供

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