天文学的认识精选(九篇)

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第1篇：天文学的认识范文

关键词：师范 天文 教学

中图分类号：Pl-4

文献标识码：C

DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2015.03.135

天文学与数学、物理、化学、生物、地球科学并列为六大基础自然学科。天文学从其诞生之初起就为人类社会提供定位、时间和历法等服务。时至今日，天文学理论已发展成为含天体测量学、天体力学和天体物理学三大分支的完整学科体系，天文学的应用已经渐拓展到人类生产生活的方方面面。然而，中国现行的天文普及教育尚未形成完整体系，零散的天文学内容通常归并人中小学的《地理》或《科学》课程中，包括大学生在内的大众天文知识的缺乏正在从教育体制问题衍生成社会问题。建立大众正确的宇宙观和世界观，是现实生活的需要，也是社会和谐发展的需要。高等院校师范生是基层科学普及工作的主要参与者和实施者，科学教育和地理教育的专业师范生成为基层天文学普及师资的主要来源，提高相关专业高校师范生的天文学素养成为天文普及教育工作的当务之急。然而，传统强调数理基础和观测实践的天文教学，面临着专业师资缺乏和仪器简陋等诸多现实问题，影响了天文学的教学和普及效果。笔者通过长期面向不同层次师范生的基础天文学教学实践，系统探讨了师范院校基础天文学的教学和普及经验，为区域科普天文教育人才的培养和中小学天文教育工作的开展提供参考。

1 整合资源和营造氛围

天文学是研究宇宙的学科，而肉眼看到的宇宙是极其有限的，所以天文学从某种程度上是基于“望远镜”的科学。国际天文热唤醒了人们的天文热情，也引发了网络和现实天文教学资源的大爆发。基于现代教育技术的多媒体课件设计和制作是开展天文科普教学的首选方法，多媒体手段通过图片、动画、音频和视频等形式可真实再现望远镜里的宇宙，从而缩短学生与天体之间的距离感，但多媒体手段是对宇宙空间的简化和抽象，与现实的宇宙尚存在距离。而综合多媒体技术、虚拟现实技术和空间观测技术最新成果的计算机和手机星空模拟软件（ Stellarium，StarryNight，SkyView）通过虚拟的三维数字宇宙，更是为基础天文学教学提供了一个综合性的全天候的虚拟教学平台。学生学习过程中仿佛置身于真实的天空之下，根据需要演示即时即地的天文现象，并通过随时更新的天体数据库了解目标天体的基本特征。基于星空模拟软件的基础天文学教学突破传统的“先讲授后演示”的传统教学模式，使学生在现实中学习，在现实中应用，减少不必要的教学环节，大大提高了课堂效率，更重要的是切实提高了学生对于天文学基本原理和基本方法的应用能力，特别适合于基础天文教学，值得普及和推广。

2 热点导入和激发兴趣

激发学生的学习动机是基础天文学教学的首要环节。国际盛行的天文热使天文现象和天文事件常常见诸于报端，大众对基本天文概念似乎都已耳熟能详，但对于基本概念背后的天文学原理却不得而知。教师应即时抓住学生这种基于有限的感性认识而引发的求知欲望，结合近期天文热点，激发学生的学习动机，导人理论课程内容，使学生的学习从零散转向系统，从感性到理性，从被动接受到主动探索，这种教学模式符合人的心理认知规律，也符合建构主义的教学理念。如讲授“太阳系”时，可结合狮子座流星雨、火星探测、冥王星的归属等太阳系的相关科学问题等；而讲授“地月系”时，可结合日月食和月球探测等；讲授“星空区划”时，可结合国际星空区划中的“星座神话”和中国星空区划中的“星官”和“分野”制度等。从而使学生从天文现象人手，自觉迈人天文学习的殿堂。

3 侧重过程和注重类比

现代天文学包括天体测量学、天体力学和天体物理学三大学科分支，而这也代表了天体研究由浅人深的三个层次，不同尺度天体由于观测条件的差异研究程度自然也不尽相同，反映在天文学教材上不同尺度天体介绍的详略不同。但传统天文学教材对此并未说明，从而使初涉天文的学生往往对这种相对凌乱的知识体系准备不足，对课程的重难点也把握不准，深陷于海量的天体数据和轨道参数等天体测量学特征，无暇顾及测量学特征背后的天体力学和天体物理学原理。鉴于此，面向非天文专业学生的基础天文学教学应强调面向天体运动过程的原理解释和现实意义，测量学内容作为天体静态特征可随时查阅。此外，宇宙是不同天体系统形成的自组织结构，不同尺度天体的形成、分类和演化具有类似的特征。实际天文学教学中在从宏观到微观讲授天体系统时，应注意教学内容前后的逻辑性和类似性，以点带面，合理分配学时。如宇宙的演化、星系的演化、恒星演化、太阳系的演化的教学；再如星团的分类、星系的分类、星云的分类等内容均可实现类比，不仅有效提高了理论课堂的教学效果，增强了学生对于天文学原理的迁移能力，而且可将更多的精力放在更为重要的天文学应用的教学中。

4 仪器演示和数字模拟

天文学相对抽象的理论内容需要学生有丰富的空间想象能力和敏锐的逻辑思维能力，而初涉天文的学生的宇宙框架尚未完全建立，实际教学通常配合配备相当数量的天文演示仪器辅助理论教学，加深学生对天文学原理的理解和认识。常用天文演示仪器有天象仪、天球仪、三球仪、电子活动星图等等。值得注意的是，考虑到地区天文发展水平的差异，天文演示仪器的选用在经济条件有限的前提下应尽量小型化、便携化、自制化、数字化和拟人化，在保障课堂演示效果的同时，有效降低教学成本，更重要的是使学生有机会自己重复实验过程，便于课后巩固和复习，也利于天文学的普及和推广。近年来数字星空模拟软件的成熟为这种教学思路提供的契机，该类软件可集中展现天体周日视运动、周年视运动、四季星空、日月食、行星凌日、五星连珠、彗星回归和流星雨等诸多天文演示功能，从而在有多媒体教学条件的课堂中成为最佳的教学和实验平台，大大提高了教学效果。

5 角色扮演和时空对应

天文学的基础教学通常不可避免的涉及到基本概念的识记和理解，也成为天文科普教学中常见的门槛。例如，星空区划是是科普天文教学的重点，但其中涉及的全天88星座的记忆是实际教学中的难点，也是学生识别四季星空的基础。实际教学中，教师按照传统方法根据当地星空的可视情况对多星座进行简化的同时，可将特定星座的名称和相对位置与学生的姓名和籍贯的地理位置逐个对应起来，每个学生扮演一个星座，地球表面的学生籍贯的相对位置也对应星座在天球上的相对位置，而且教学时也要求“对号入座”，保持彼此间的相对位置关系，从而使教学过程中的每一次“点名”和“落座”都成为星空区划知识的复习巩固。更重要是，在课时有限的前提下，调动了学生的积极性，使学生从抽象晦涩的天文学理论中解脱出来，在轻松的氛围中到达满意的学习效果。

6 来源现实回归现实

天文学是来源于现实的科学，与人类生产生活息息相关。而面向非天文专业师范生的基础天文学教学的最终目的也是将有限的天文知识运用到学生自己的专业和社会实践中。理论课程讲授要从现实出发，最后又回到现实。引导学生从天文现象的感性认识出发，探讨的天文现象背后的基本原理，了解研究这些基本原理涉及的基本方法，进行总结归纳分类，然而再推而广之。实际教学中，可针对学生不同的知识背景设计不同专题应用内容，如面向文科生的“天文年代学”教学，面向理科生的“天文气候学”、“天体物理学”等专题。这种面向现实的基本教学理念应渗透到天文学基本原理和方法的教学环节中，减少不必要的中间教学环节，切实提高学生对天文学基本原理和方法的实际应用能力，而且为自己将来的教学和科普奠定基础。

21世纪以来，以载人航天和空间探测为主题的天文热开始在全球盛行，现代天文学进展和各种天文现象开始受到越来越多的大众关注，良好的社会氛围为我们开展天文科普工作提供了契机。高等师范院校是区域天文科普教育的中心，提高科普天文教育人才的培养质量，促进地方天文科普事业的发展，是区域高等师范院校应履行的社会责任。高等师范院校应充分整合天文教学资源，灵活运用教学方法，并结合丰富的天文实践，使高质量的天文科普教育通过高校辐射到基层中小学，从而使天文学真正从书本回归社会。

参考文献：

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【3】金祖孟，陈自悟.地球概论（第三版）【M】.高等教育出版社，1997.

【4】朱慈.天文学教程（第二版）下册【M】.高等教育出版社，2003.

【5】苏宜.天文学新概论（第三版）【M】.华中科技大学出版社，2005.

【6】胡中为.普通天文学【M】.南京大学出版社，2003.

【7】刘学富.基础天文学【M】.高等教育出版社，2004.

【8】袁启荣.高校天文选修课教学实践中的困难和挑战【J】.北京师范大学学报（自然科学版），2005，（3）：233-235.

【9】王志刚，王庆禄.如何在理论力学课中加强天文教学【J】.北京师范大学学报（自然科学版），2005，（3）：255-257.

【10】毕雄伟，朱肇瑞，张雄.云南师范大学天文学教育的发展与展望【J】.北京师范大学学报（自然科学版），2005，（3）：249-251.【11】孙艳春.天文专业基础课的教学改革和全校天文公选课的设想【J】.北京师范大学学报（自然科学版），2005，（3）：241-243.

【12】苏宜.以人为本说理而不说教学生评书不为应试为修身【J】.北京师范大学学报（自然科学版），2005，（3）：252-254.

【13】张燕平，杨静，杜升云，刘学富，张同杰.多媒体教学手段在天文教育中的应用――天文教学系列软件“探索宇宙”简介【J】.北京师范大学学报（自然科学版），2005，（3）：297-299.

第2篇：天文学的认识范文

为什么是冥王星

在中国紫金山天文台王思潮研究员看来，冥王星是个“调皮鬼”，首先，由于它表面光反射的原因导致他的发现者美国人克莱德・汤博当时错估了它的质量，认为它的体积比地球大数倍。这样的结论使它很快作为太阳系第九颗行星进入教科书。但随着现代天文观测仪器的不断升级，哈勃大望远镜证实它实际上是月亮还要小的岩石。

王思潮研究员介绍说。冥王星还有着与众不同的公转轨道。其他行星的轨道平面都与黄道平面(地球轨道平面)基本一致，冥王星的轨道平面却与黄道平面呈很大夹角。其他行星的轨道几乎是完美的圆形，而冥王星的轨道是一个有很大偏心率的椭圆形。

20世纪50年代，天文学家柯伊伯预言，在海王星轨道以外存在着一个类似于小行星带的区域，冥王星只是这群小天体中个头较大的一颗。在对冥王星的归属问题的讨论中。王思潮研究员提到了在美国工作的英国天文学家莱恩・马斯登马斯登。1980年，马斯登曾提出要给冥王星降级，遭到美国天文学家的集体反对，在一个学术讨论会上，马斯登遭到威胁：如果再提这事就要把他扔到宾馆的游泳池里去。

到了1992年，柯伊伯的预言被证实，在冥王星区域发现的天体越来越多，体积越来越大。使得对“第九大行星”资格的质疑之声也越发响亮。2003年，加州理工学院的天文学家迈克・布朗发现了2003UB313。它的出现成了最后一根稻草――它在大小上完全压倒了冥王星，它的归属问题也成了引爆大行星定义之争的直接导火索。

布朗理直气壮地宣布：“拿起你们的笔，从今天开始改写教科书吧。”

为了平息众说纷纭的争吵，国际天文学联合会专门成立了“行星定义委员会”来解决这个问题，并把今年的国际天文学联合会大会的重要议题。

争论还在继续

王思潮研究员认为：“冥王星被开除出太阳系行星的行列，这丝毫不影响其科学研究上的重要意义。”跟迈克・布朗一样。在20年前，王思潮研究员的梦想也是要发现第十大行星，但他现在认为这个定义使得天文学的研究“由量的变化变成了质的飞跃”，他认为，本次决议中5A中所阐述的概念是更科学、更明确的。它的重要意义在于．“就好像化学元素的研究一样，发现周期表中没有的元素固然重要，但更有意义的事情是对原子核的研究和电子的发现。”

第3篇：天文学的认识范文

1705年，英国著名的天文学家爱德蒙・哈雷根据牛顿的论断，对那一年出现在天空中的一颗明亮的彗星进行了认真的观察，发现这颗彗星是沿一个长椭圆形轨道运行的，他首次利用万有引力定律推算这颗于1682年出现的大彗星的运行周期，预测它约以76年左右的时间为周期绕太阳运行，哈雷说：“我坚决预言，这颗彗星在1758年还要回来!”1743年，法国数学家克雷罗考虑到木星和土星的影响，对哈雷的计算予以修正，预言这颗彗星将于1759年回归，果然，到了1759年，人们等待已久的由哈雷计算预言的那颗彗星。终于又一次出现在美丽的星空，虽然哈雷在1742年就离开了人世，没能亲眼看到他所预言的实现，但这颗彗星仍然被命名为“哈雷彗星”，以此表达人们对他的纪念，可以想像，哈雷彗星的回归，是17世纪一个激动人心的数学计算发现，因为它让人们真切感受到数学是科学预言的有力工具和运用数学计算得到的伟大发现，当然，只要是理智的人都知道，并非所有预言的结果都是正确无误的，预言都必须经历事实的检验和科学的推敲。

比如，对于上面提到的哈雷彗星也曾发生过一些错误的预言，据说有一些天文学家也是经过推算后预言：19t0年它回归到地球时，将和地球正面相撞，并造成人类的毁灭，这个恐怖的“预言”在当时引起了一阵世界性的恐慌，但经过科学家们的复核和检查，最后却发现预言的数学计算上二存在明显差错，正确的计算结果表明，地球只是穿过彗星稀薄的尾部，人类并没有灭顶之灾，事实也证明，1910年美丽的哈雷彗星如期而至，除了和地球遥相呼应外，只是在天空中洒下了一些流星雨，一切宁静平常。

下面的这则关于谷神星的有趣故事，同样可以让人们再次领略数学的神机妙算和无穷魅力。

1766年，德国有位叫提丢斯的中学数学教师，他随意写下这样―个数列：0，3，6，12,24，……，不难看出这个数列的特点：从第3个数起，以后每个数都是它前面相邻数的2倍然后他在这个数列的每个数上都加上4，再除以10，得到这样的一个新数列：0.4，0.7，1，1.6，2.8，52，10，19.6，……，这似乎没什么特别的，连提丢斯也这么认为，直到有一天，提丢斯的朋友一天文学家波得无意间看见他的数学手稿，才改变了一切。

一次波得来看望提丢斯，两人在聊天时，波得无意间浏览到好朋友随意写下的数列，他以天文学家的敏感突然发现了这个数列的奇妙之处，波得激动地大叫起来：“我的天呐，这些数简直就是水星、金星、地球、火星、木星、土星到太阳距离的比值翻版啊!”两个朋友惊喜地互相拥抱起来，欢呼数学与天文之间惊人的巧合，1772年波得公布了他们的这个发现，引起了世界科学家的重视，这个发现也被称为“提丢斯――波得定则”。

第4篇：天文学的认识范文

1、特伦斯.迪金森等编著的《夜观星空（天文观测实践指南）》，针对天好者，从宇宙结构讲起，详细介绍了夜空中著名的恒星、行星、星团、星系以及彗星、流星和极光等，并介绍了各种观测方法，既包括目视观测，也包括使用双筒望远镜和天文望远镜观测；

2、马星垣等编著的《美丽星空》，书中丰富精美的天体图片、精确、翔实的星图以及内容充实的星座数据和天体资料，使《美丽星空》既可作为一部星空爱好者的认星入门读物，又是业余天文家观星必备的观星手册；

3、由多位师范院校地理系教师编著的《简明天文学教程》，介绍了天文基础知识，包括天球、太阳系、银河系、河外星系、总星系、行星、恒星、星系，以及宇宙学、天体起源与演化、地外文明等内容，反映了天文学的最新成就，使读者认识地球在宇宙中的环境，同时有助于人们树立正确的宇宙观和人生观。

（来源：文章屋网 ）

第5篇：天文学的认识范文

论文摘要:冥王星降级事件说明，社会因素乃是科学知识形成的必要条件，要完全避免社会因素的影响不可能也不必要。不过，社会因素影响的主要是科学知识的表现形式，并通过科学知识的表现形式对科学知识的内容施加影响。从根本上说，科学知识的内容主要源于自然界，受自然界的支配，而且，科学知识总是要朝着最大限度地反映自然界客观规律的方向发展的。应当看到，正视科学知识的社会性具有多方面的重要意义;(1)适应大科学时代科学与社会关系空前密切的现实;(2)有利于对科学认识过程中的社会因素区别对待和因势利导;(3)有利于发挥科学认识主体的主观能动性;(4)有利于引导公众按照科学的本来面貌尊重科学;(5)有助于为科学营造宽松的文化环境。等等。

20世纪70年代以来，随着科学知识社会学(SSK)的异军突起，科学知识的社会性问题逐渐成为学界关注的焦点。SSK一反科学哲学家从哲学的角度研究科学本质的套路，通过大量实验室研究、科学争论的案例研究，以及文本、话语分析研究等社会学、人类学的经验研究，就科学的本质尤其科学知识的社会性问题发表了一系列不同凡响的观点。以致20世纪90年代在科学的实践者(即科学家)和科学的评论者(即科学社会学家、科学哲学家和科学史家)之间引发了一场以如何看待科学知识的社会性为核心的、历时数年、波及全球的“科学大战”。在科学知识的社会性问题上，ASK所挑起的主要争端是:社会因素在科学知识的生产过程中起不起作用，起多大作用?简言之，科学知识是社会建构的吗?这个问题事关科学知识的客观真理性和科学划界的可能性等，是科学观中的大是大非问题，我们应予高度重视、认真对待。

碰巧的是，刚刚被评为2006年世界十大科技新闻的冥王星降级事件为讨论科学的社会性问题提供了一个极好的案例。为此，我们不妨就从这个案例说起:

前不久，天文学界曝出一桩新闻:在一个由外行参与的专门委员会长达两年多讨论和磋商的基础上，2006年8月24日第26届国际天文学联合会大会经过几轮投票，最后决定:将冥王星从行星中予以除名，同时修改原有的行星概念。

在全球众目睽睽之下，一次高规格的科学会议公开用投票表决和磋商的方式解决科学问题，令人咋舌。所以，消息传出，世界各地媒体竞相炒作，社会各界纷纷评论。有人叫好，有人声讨。12名天文学家联名在英国《自然》杂志网络版公开发表了《抗议冥王星降级请愿书》;另一些天文学家则主张全球天文学家通过电子投票对冥王星的行星资格重新进行公决;等等。一时间究竟如何看待冥王星事件成为公众关心的话题。

一些年来，人类在太阳系边缘区域发现了一些较大的天体，如谷神星(1801)、卡戌(1978)和编号为“2003UI3313”的“齐娜”(2003)等。对于这些天体是否可称之为行星，天文学界产生了严重分歧。这是因为，如果拒绝这些天体称为行星，由于它们的质量、体积和运行轨道状况都和冥王星比较接近，那么，冥王星的行星资格也应取消、自。年冥王星发现以来全世界公认的太阳系九大行星概念则将被颠覆;如果承认这些天体为行星，由于和这些天体运行轨道状况相接近、仅仅质量小一些的天体还有许许多多，而且今后还会继续发现大量类似的天体，那么，太阳系行星的数量将会剧增，太阳系行星的蓝图将会彻底改观。为此，国际天文学联合会成立了一个由天文学家、作家和史学家组成的七人委员会，专门研究行星的定义和冥王星的归属问题，经过两年多的讨论和反复磋商，该委员会拟出了一份决议草案。在捷克首都布拉格举行的第26届国际天文学联合会大会(IAU)上就这份决议草案进行投票表决。经过一番曲折，最后决定:(1)启用新的行星定义“行星乃围绕太阳运转，自身引力足以克服其刚体力而使天体呈圆球状，并且能够清除其轨道附近其他物体的天体”;(2)将冥王星逐出行星行列，降格为“矮行星”。皆因冥王星和“卡戌”大小接近，彼此绕着对方运动，同步绕太阳旋转，并且二者间的引力中心不在冥王星内部。就是说，它和“谷神星”、“卡戌”、“2003UB313”一样，不能清除其轨道附近的其他物体。

从哲学角度看，冥王星降级事件具有多重含义:

首先，它毕竟充分体现了科学的客观精神:(1)冥王星事件的出现是基于和冥王星相类似的一系列天体被连续发现的天文事实。整个事件的基本性质是科学界的纠错行为，即纠正过去对太阳系已知天体分类上的错误，让太阳系星体的分类更好地与天文事实相吻合、相协调。(2)国际天文学会议表决和磋商的不是冥王星和类冥王星的质量、体积、密度、形状和运行轨道等天文参数，而是太阳系天体的分类和冥王星的归属问题。正像 其它许多事物的分类和归属问题一样，天体的分类和个别天体的归属问题带有一定的人为约定性质似乎无可厚非。(3)科学界解决天体的分类和冥王星归属并没有仓促决定或以个别人的意志为指归，而是经过长时间充分的酝酿、磋商，并且选择了国际天文学联合会大会这样的场合，充分听取和高度尊重天文学界精英层的意见。

其次，特别令人感兴趣的是，这件事十分突出和典型地体现了科学知识的社会性。科学概念是人类认识的结晶，是科学理论体系之网的纽结。可行星概念的修正并没有象人们通常所期待的那样，按照科学事实或现有科学体系的特定要求，严格、精确地进行，而是在一种既可以包含天体“能够清除其轨道附近的其他物体”的条款，也可以不包含该条款的情况下通过投票表决和磋商的方式随机地进行的。而且，最终多数投票人主要以照顾人们多年来关于太阳系存在数大行星的习惯、避免让太阳系一下子有许许多多个大小不等的行星的结局为出发点，才决定索性连冥王星一起将大批“矮行星”和“小太阳系天体”拒之于行星门外。这种做法把科学知识的社会性异常鲜明地突出来了。“齐娜”的发现者迈克·布朗把这层意思一语道破:“‘行星’这个词既是科学用词，也有文化上的意义。科学家们并不需要‘行星’这个词的定义，只有文化需要，在我看来我们应该注意文化。”

应当说科学知识具有一定的社会性是不奇怪的。科学认识活动由科学家以及由科学家组成的科学共同体进行，而科学家和科学共同体是充满社会性和主观性的;科学认识活动所运用的工具和方法是人制造或创造的，内化着人的智慧、观念和目的;科学认识活动的对象是经过人的选择或加工过的自然现象或自然过程;作为科学认识活动成果的科学知识的表达所运用的语言是社会的、人为的;整个科学认识活动的过程基本上都是在社会中进行的。因此，诸如有关当事人的政治立场、宗教信仰、经济利益、专业背景、伦理观念、心理状态和价值目标之类的经济、文化、政治等社会因素必然会对科学知识的内容或表达方式发生这样或那样的影响。这些影响有些经过科学家的主观努力或合乎社会规范的行为而避免或减少，有些则无法避免甚至倒是应当主动予以考虑和加以利用的。此外，科学哲学界的探讨也已表明，中性观察不可能，严格的判决性实验不存在，等等。说到底，社会因素乃是科学知识形成的必要条件，要完全避免一切社会因素的影响是不可能的。就是说科学知识并不单纯由自然界决定，社会因素是科学知识面貌的影响因子，有时甚至是十分关键的支配性因素。正象这次行星概念的修正，人类有关太阳系认识的习惯和历史竟不期成为了裁定争论的重要祛码。

但是，当我们说社会因素影响科学知识的时候，并非像许多SSK学者所说的那样，是指科学知识之筐中所装的统统是社会因素这样一种情况，而是指:由于表达某个客观对象的理论或概念的形式常常不是唯一的。所以，究竟最终采取哪种形式，往往取决于社会因素。其实，不论哪种理论或概念形式都仍然是客观对象不同程度的真实反映。正像冥王星降级事件所涉及到的行星概念问题一样，不论是包含天体“能够清除其轨道附近的其他物体”条款的新定义，还是不包含该条款的旧定义，它们都不是空穴来风，而是对行星客体不同程度的反映。只不过较之旧定义，新定义更加精致，对行星客体反映得更全面、更深刻些罢了。就是说，社会因素对科学知识起作用，主要是影响其表现形式，并通过表现形式对科学知识的内容施加影响。 第三，冥王星降级事件还告诉我们，从效果上看，社会因素对于科学知识，既是带来真理的福音，也是造成错误的根源。对待社会因素正确的态度不是讳莫如深或视而不见，而是实事求是地予以正视、分析和利用，利用它促进真理的积极作用，祛除其造成错误的消极作用。真正的科学知识之所以可靠、值得人尊重，不是它毫不受社会因素的影响，乃是因为它是在不断排除社会因素所造成的偏差和错误的过程中进步的。一部科学史乃是不断以较正确的认识取代错误较多的认识的历史。行星概念的演化史就是这样的一部历史。行星的新定义优于旧定义，但新定义仍然有许多缺陷。例如，在地球、土星和火星的轨道之间都有许多的小行星，如果严格执行新的行星定义所规定的天体“能够清除其轨道附近的其他物体”标准，这些星体的行星资格也是有疑问的。事实上最近已有天文学家预测，随着一套由多台天文望远镜组成的小行星观测网络的投人使用和人们对行星认识的继续深人，此次通过的行星定义很可能在六年后下一届国际天文学联合会大会上被再次修订。

第6篇：天文学的认识范文

最能代表我国古代科学成就的还是天文学和数学，也就是古人所说的的天、算。这两门学科在我国古代联系得十分紧密，因为对日月五星运行规律的认识以及日食、月食的推测，都离不开数学上的计算。举一个例子，汉代已形成的“谈天三家”――也就是当时古人对宇宙的三种认识，分别是盖天说、浑天说与宣夜说。除了宣夜说有点玄奥抽象外，盖天说与浑天说均是由数学模型作为支撑的，尽管两者建构了不同的宇宙模型，但是有一条是共同坚守的，就是“日影千里差一寸”，也即八尺之表的日影在子午线方向上千里会差一寸。而“日影千里差一寸”最早源自《周髀算经》，该书既是一部数学著作，也是一部天文学著作。需要说明的是，千里差一寸的论证是错误的，一直到了唐代一行和尚通过实测才使它寿终正寝。

我国古代天文学的发展，深受古代数学的影响，尽管盖天说、浑天说都有数学模型建构，但是这种模型并不与推算日月五星运行的另一套数学模型（算的模型）相融洽，或者说是各行其是。因此我们也不可能像西方那样，从古希腊天体运行的圆周运动中解脱出来，发展出开普勒的椭圆轨道等近代天文学体系。我国古代天文学还把地上的事物都搬到天上，形成了独具特色的“三垣二十宿”体系。该体系是天上、人间对应比附的产物，是军国星占体系的一种反映，即为战争胜负、王室兴衰、年成丰歉等军国大事服务的，但这已经走出了科学的范畴。

中国古代的数学成就

我国古代数学的基调是由成书于汉代的《九章算术》确立的。那么《九章算术》的基调是什么呢？就是服务于实际生产生活的应用问题集：一题一答一术。“题”就是题目，“答”就是答案，“术”就是算法。那么推理、论证的过程呢？书中是查不到的，因为根本就没写。所谓“九章”，就是9大类应用题目，比如“方田”是计算土地面积的问题集，“商功”是计算各种工程（沟渠、仓窖等）的土方、人工等。

经常有人将《九章算术》与古希腊欧几里德的《几何原本》作对比，这两部书的确也代表了东西方不同的思维风格，一个是以“算”为特征的实用化体系，一个是以“证”为特征的演绎逻辑体系。我们的祖先一直缺少“证”的那根筋，直到明末徐光启与传教士利玛窦合作翻译《几何原本》（前6卷）时，徐光启被该书的体系所服膺，写道：“此书未译，则他书俱不可得。”

说到我国古代数学，大家都会联想到南朝祖冲之在圆周率上的贡献。不过，祖冲之的《缀术》已经失传，他对圆周率的推算，学界认为是在魏晋时期刘徽“割圆术”的基础上得到的。当时要计算出密率355/113的确是很了不起的成就，要知道那个年代要用算筹去计算开方在内的大数目运算，难度可想而知。

唐代中叶到元代中叶是我国古代数学发展的黄金时期，特别是宋元时期达到了顶峰。发展到高峰的标志有二：首先是数学著作繁兴，宋代前后不到300年竟出了50本之多;其次是水平高，就是在算法的改进与抽象化程度方面前进了许多。无论是高次方程的近似解法、多元一次方程组的解法、高阶等差级数、同余方程组解法等，都达到了当时世界上的最高水平。

从元中叶到明末，中国古代数学整体江河日下，以至于当时学界竟然连宋元时期的数学著作都读不懂了。到了明末，随着传教士的东来，西方的数学知识开始译介、引入;后来又经过清末第二次“西学东渐”，直到20世纪初我国数学才汇入世界数学发展的洪流。

农业技术的突出成就

农业技术创新方面，我国汉代创制的三件农事器具值得一提。其一是耧车，也叫耧，华北地区称之为耩子。耧车是一种北方用的条播器具，能够同时完成开沟和下种程序，后来又在耧车后面拖上覆盖种子的构件，就更加便于耕种了。耧车的发明，使得单位面积土地上播种量减少，并且有利于之后的田间作业。其次是翻车，也就是后世称之为“龙骨水车”的灌溉（或排涝）农具。到了元代，出现了多种形式的翻车，有脚踏翻车、牛转翻车、水转翻车等。明代《天工开物》提到一种轻巧的手摇翻车（也叫拔车）。翻车是我国古代江南地区应用最广泛的提水、排涝农具，也是世界上最早应用链传动的技术设施。还有一种是风扇车，也叫扇车，是一种清选农具，能够合理、有效地利用人为产生的风力把粮食籽粒与糠秕分开。

唐代诗人徐来军写有一首《调笑令》：“翻倒，翻倒，喝得醉来吐掉。转来转去自行，千匝万匝未停。停未？停未？禾苗待我灌醉。”这里描述的就是我国唐代时期出现的一种新式提水器具――筒车。大型的筒车远远望去就像现代的摩天轮，只不过轮的悬挂的是竹筒，在流水的冲击下，竹筒在低处兜水，转到高处时倾泻到水槽中，水槽通向田地里进行灌溉。到了宋代，筒车得到普遍应用。现在湖南西部、广西北部的溪流边，还能见到筒车的身影。

天文学引领技术高峰

宋元时期是我国古代技术发展的高峰。北宋曾公亮1044年完成的《武经总要》是我国古代军事技术全面、系统的反映;北宋李诫于1100年成书的《营造法式》是我国古代木构建筑技术达到纯熟的标志;元代王祯1313年写就的《农器图谱》是我国古代农事器具的集大成之作。特别值得一提的是北宋1092年由苏颂、韩公廉制成的水运仪象台，是我国古代最为复杂的天文仪器。该仪器集浑仪、浑象、圭表、计时与报时为一体，实物高12米，宽7米，蔚为大观。这部仪器不像魏晋南北朝那些“奇器”徒有盛名而无法得其传，因为苏颂留下了制造这部仪器的《新仪象法要》，并附有插图66幅，后人根据这本书完全可以进行复原。2012年8月国际天文联合会在北京召开大会期间，由中科院自然科学史研究所与清华大学等单位复原的模型（原物的1/3）在北京国家会议中心展出，轰动一时。

元代天文仪器上的改进最重要的当属郭守敬设计的简仪。简仪是针对浑仪而言，顾名思义，是简化了的浑仪。他改进的方法是把赤道装置与地平装置分开，去掉一些不必要的环，又在刻度上精细化，使得观测精度更加精准。

明末1637年宋应星完成的《天工开物》，系统总结了我国农业、手工业方面的技术成就。但是这就像是快下山的夕阳，在回光返照时眷恋了一下古老的，随后在西方世界轰轰烈烈的工业革命大潮下，中国则与主流技术前沿渐行渐远。

结束语

第7篇：天文学的认识范文

现代科学技术概论不但应该是现代科学技术成果的概论，而且也应该是现代科学技术发展历史和规律的概论。离开现代科学技术发生、发展的历史，静止、孤立地介绍现代科学技术的基本理论和成果，就会使现代科学技术概论这门课程变得零乱庞杂而不成体系。而如果把“史”与“论”有机地结合和统一起来，则不但能克服“零乱庞杂”的缺陷，而且还能为现代科学技术概论这门课程注入生机和活力。同时，把“史”与“论”结合起来，更是为思想政治教育专业学生开设这门课程的教学目的之所需。作为思想政治教育专业的学生，通过现代科学技术概论课程的学习，不但要了解现代科学技术的主要成果、历史演进和完整体系，而且要了解科学技术发生、发展的一般过程和规律，了解哲学产生的现代科学技术基础以及对于推动科学技术发展的重要作用和意义。因此，只有做到史论结合，才能达到开课的目的和要求。

2现代科学技术概论的教学内容与体系

根据上述三原则，笔者认为，思想政治教育专业现代科学技术概论课程的内容与体系可做如下安排。导言。概要介绍现代科学技术及其理论基础、前沿阵地、中心内容和综合体现。

第一章，现代物理学革命及其影响。介绍现代科学技术的理论基础———相对论和量子力学。引言，概述近代物理学的辉煌成就及其所遇到的“两朵乌云”。第一节，相对论的建立。根据逻辑与历史相统一的原则，具体讲授伽利略变换和力学相对性原理，迈克尔逊—莫雷实验，洛伦兹变换的提出，爱因斯坦的狭义相对论及其主要结论，广义相对论及其验证。第二节，量子力学的建立和发展。一、量子力学产生的历史背景，概要介绍黑体辐射理论和紫外灾难。二、量子力学的建立与发展，具体讲述普朗克的量子假说，爱因斯坦的光量子理论，玻尔对原子结构的量子解释，德布罗意的物质波，薛定谔的波动方程，海森伯的矩阵力学。第三节，现代化学理论的发展。主要讲授元素周期理论的新发展和现代化学键理论。

第二章，原子物理学的开发研究及应用。主要讲授从物质结构的研究到原子能的开发和应用。第一节，对微观世界的探索和认识。一、物质结构初探，复习回忆德谟克利特的原子论，道尔顿的原子说，门捷列夫的元素周期律。二、向原子世界的进军，主要讲授X射线、放射性元素及电子的发现，原子结构模型及其实验和发现，原子核结构模型及其实验和发现，对基本粒子家族的认识。第二节，原子能的开发研究及应用。一、原子能的开发研究:重点介绍原子能开发研究中的三大发现，即慢中子效应的发现、核裂变的发现和链式反应的发现。二、原子能的应用，包括能源方面的应用和放射性同位素的应用。能源方面的应用包括两个方面:一是军用三弹即原子弹、氢弹和中子弹的研制;二是核电站的发展，主要介绍从慢中子反应堆到快中子增殖堆再到核聚变反应堆的历史发展。放射性同位素的应用可概要介绍在生产、生活、科研、军事上的应用及其成果。

第三章，生物学与生物工程技术。生物学是研究生命的科学;生物工程技术是用人工的方法创造生命的技术。生命科学是现代科学的三大前沿阵地之一;生物工程技术是现代科学技术的主要内容。第一节，生命的起源和生物的进化。一、生命起源的化学进化历程:从无机小分子物质生成有机小分子物质;从有机小分子物质形成有机高分子物质;从有机高分子物质形成有机多分子体系;从有机多分子体系演化成原始生命物质。二、生物进化论，主要介绍拉马克的生物进化学说和达尔文的生物进化论。第二节，现代遗传学和分子生物学。一、遗传学:主要讲授孟德尔的豌豆实验及其遗传学说;摩尔根的果蝇实验及其遗传学说。二、分子生物学:重点介绍蛋白质的性质、结构和功能;核酸的性质、结构和功能。第三节，生物工程技术。生物工程包括酶工程、发酵工程、细胞工程和基因工程四个部分的内容。因学时限制，可重点介绍细胞工程和基因工程两个部分。一、细胞工程，应首先讲授细胞的全能性，然后在细胞全能性的基础上具体介绍植物组织培养技术、细胞融合技术、细胞折合和胚胎移植技术、克隆技术等内容。二、基因工程:(1)基因工程的基础研究，主要介绍限制性内切酶、连接酶和基因载体的发现和研制。(2)基因工程的基本程序和方法，包括获取目的基因DNA、获取载体基因DNA、目的基因DNA与载体基因DNA的重组、把重组的DNA转入受体细胞进行增殖和筛选转基因生物体五个步骤及方法。三、生物技术的应用前景。主要介绍生物医药的研制及应用、生化工业的迅速发展、转基因动植物的大量出现，人类基因组计划(HGP)及其广阔的应用前景。

第四章，天文学和天体演化学说。天体演化学说是现代科学的三大前沿阵地之一，本章在重点讲述天体演化学说之前，先把天文学的相关知识作一简单介绍。第一节，天文学及其产生和发展。一、概要介绍天文学的研究对象和分类;二、重点讲授天文学的产生和发展:具体介绍古代天文学、近代经典天文学和现代天文学的发展情况。第二节，获取天体信息的渠道和手段;可分三个大问题来讲述。一、获取天体信息的渠道，主要介绍电磁辐射、宇宙线和中微子三条途径;二、获取天体信息的物质手段和仪器设备，主要介绍人眼的构造和功能、光学望远镜、射电望远镜和天体摄谱仪;三、天文观测发展简史:依次介绍光学天文学、射电天文学和空间天文学。第三节，天体的起源和演化。一、宇宙的起源和演化:主要介绍牛顿“无限无边”宇宙模型及其疑难、爱因斯坦“有限无边静态”宇宙模型及其疑难、哈勃定律与大爆炸宇宙模型;二、星系的形成和演化:先对星系及其类型作一简单的介绍，然后在此基础上介绍星系的形成和演化;三、恒星的形成和演化:具体介绍恒星的形成，表征恒星演化过程的赫罗图，恒星演化过程的三阶段，即主序星阶段、红巨星阶段和恒星的三种归宿(白矮星、中子星和黑洞);四、太阳系的形成和演化:主要介绍太阳系的基本情况和太阳系的形成和演化两部分内容;五、地球的构造和演化:包括地球概况、地球的圈层构造和地球的形成和演化。

第五章，信息技术和激光技术。人类历史在经历了6000年的农业社会和近300年的工业社会以后，现在正在迅速走向第三个文明社会———信息社会。所谓信息社会，就是信息在社会生产和生活中起主导作用的社会。信息技术和信息产业，是信息社会的重要支柱。所谓信息技术，就是信息的获取、传递和处理技术。信息技术以微电子技术为基础，包括计算机技术、通信技术、光导技术和人工智能技术等。第一节，微电子技术。一、微电子技术的出现:具体介绍集成电路的诞生、集成电路的种类及其历史发展和集成电路的制作工艺;二、微电子技术的应用。第二节，计算机技术。一、计算机概述:具体介绍计算机的结构与功能、计算机的特点和计算机的历史发展;二、计算机的应用:主要包括数值计算或科学计算、数据处理或称信息处理、实时控制或称过程控制、计算机辅助系统、人工智能或称智能模拟等;三、信息高速公路。第三节，通信技术。一、电气通信:主要介绍电话通信和非电话通信及传真;二、光纤通信:具体介绍光纤通信的基本原理、光纤通信的优点、光纤通信的应用和发展;三、卫星通信。第四节，激光技术。一、激光与激光器:具体介绍激光产生的基本原理、激光的特点、激光器的构造等内容。二、激光技术的应用:概要介绍激光加工(包括激光铸模、激光切割、激光焊接、激光雕刻等)技术及其在农业、医疗、军事上的广泛应用。

第8篇：天文学的认识范文

了解和掌握文艺复兴的扩展，拉伯雷、塞万提斯、莎士比亚等文学巨匠的成就，近代科学的奠基，“天文学革命”，哥白尼的“太阳中心说”，伽利略对天文学的贡献，布鲁诺关于宇宙无限的理论，开普勒，哈维探明人体血液循环系统。

通过学习文艺复兴在欧洲各国的扩展和延伸到近代科学领域，使学生能够比较全面地掌握文艺复兴运动的全貌，更加深刻地领会文艺复兴运动地性质及其影响。

通过学习近代科学的奠基者，使学生认识到：新天文学的确立过程，说明自然科学是建立在反对封建神学的斗争中发展起来的，知识必然战胜愚昧，科学真理必然战胜封建迷信。同时，也要使学生认识到：知识战胜愚昧，科学真理战胜封建迷信不是一朝一夕的事情，它是一个艰难的过程。

教学建议

重点分析：

欧洲其他国家的文艺复兴是重点。14世纪开始于意大利的文艺复兴运动，很快扩展到了欧洲其他国家。这就使得文艺复兴运动在深刻性、广泛性等多方面与意大利文艺复兴运动都有明确的提高，这就使得文艺复兴运动已经发展成为波及整个欧洲、影响遍及世界的一股资产阶级文化的新潮流，以更加汹涌澎湃的怒潮冲击着封建神学，给封建制度以更为有力的打击。

难点分析：

近代科学的奠基者是难点。14世纪开始于意大利的文艺复兴运动，不但很快扩展到了欧洲其他国家，而且还冲击着其他领域尤其是近代自然科学领域的发展。造成这种情况的原因学生由于思维水平问题还一时间难于理解，需要教师的点播。

本节教材地位分析：

本节教材包括两个方面的内容：一是发源于意大利的文艺复兴向广度方面发展，二是发源于意大利的文艺复兴向深度方面发展。文艺复兴运动对欧洲乃至整个世界的历史发展进程产生了重大而深远的影响。

第9篇：天文学的认识范文

关键词： 儒家文化 古代科技 古代科学家

关于中国古代是否有科学的问题，学术界至今仍有不同意见。不少学者根据卷帙浩繁的古代文献，用历史事实证明中国古代有科学，甚至认为，中国古代曾有过居于世界领先地位的科学技术。正如英国著名的中国科技史家李约瑟所言，古代的中国人在科学技术的许多重要方面“走在那些创造出著名的‘希腊奇迹’的传奇式人物的前面，和拥有古代西方世界全部文化财富的阿拉伯人并驾齐驱，并在公元三世纪到十三世纪之间保持一个西方所望尘莫及的科学知识水平”，中国的科学发现和技术发明曾经“远远超过同时代的欧洲，特别是在十五世纪之前更是如此”[ ]。然而，也有一些学者则根据中国古代没有近代意义的“科学”，近代科学没有在中国产生，以证明中国古代没有科学。笔者持中国古代有科学的观点，并认为，中国古代的科技具有明显的儒学化特征，不同于近代意义的“科学”。这一看法对于理解中国古代科技曾有过辉煌但又没有能够实现向近代科学的转型，或许会有一定的帮助。

一．儒学化的中国古代科学家

从科技与社会相互关系的角度看，科学技术总是在一定的文化背景中孕育并得以发展的，因而必然会受到一定的文化的影响。儒家文化是中国传统文化的主流，儒家文化对于中国古代科技的发展不可能不具有重要的影响。这种影响首先表现为儒家文化对于古代科学家的影响，表现为大多数科学家都不同程度地与儒学有着密切的关系。

关于中国古代科学家，目前，国内有两部较为重要的传记著作，其一，由杜石然先生主编的《中国古代科学家传记》，[ ]共选入中国古代科学家235位，另有明清时期介绍西方科技的外国人14位，该书收录的古代科学家较全；其二，由卢嘉锡先生任总主编的《中国科学技术史》中有金秋鹏先生任主编的《中国科学技术史人物卷》，[ ]该书精选了春秋战国时期至清末的著名科学家77位（除汉代数学家张苍和清初地理学家刘献庭之外，大都包括在《中国古代科学家传记》之中），该书收录的古代科学家较精。以下就以杜石然先生所主编的《中国古代科学家传记》为依据，参照金秋鹏先生所主编的《中国科学技术史人物卷》，分析古代科学家与儒学之间的关系。

根据笔者分析，在《中国古代科学家传记》中所收录的科学家，大都与儒学有着程度不同的关系。依据这些科学家与儒学的关系的密切程度，可分为以下两个层次：

其一，在儒学发展史上具有较重要地位或撰有儒学研究著作的科学家。这类科学家有：汉代的张衡、崔寔，魏晋南北朝时期的陆玑、虞喜、何承天、祖冲之，隋朝的刘焯，宋代的沈括、黄裳，明代的罗洪先、宋应星、张履祥，清代的朱彝尊、戴震、阮元、汪莱、李锐，等等。其中汉代的天文学家张衡著《周官训诂》；东晋时期的天文学家虞喜“释《毛诗略》，注《孝经》”[ ]；南北朝时期的天文学家何承天对《礼论》进行整理，“删减合并，以类相从，凡为三百卷”[ ]，数学家、天文学家祖冲之“著《易》、《老》、《庄》义，释《论语》、《孝经》”[ ]；隋朝时期的天文学家刘焯著《五经述义》；宋代的科学家沈括撰《孟子解》，天文学家、地理学家黄裳撰《王府春秋讲义》；明清之际的科学家宋应星撰《谈天》、《论气》；清代的数学家汪莱撰有《十三经注疏正误》、《说文声类》等经学著作，数学家李锐协助阮元校勘《周易》、《谷梁》和《孟子》，并撰有《周易虞氏略例》、《召诰日名考》等等。

其二，明显受儒学影响、具有儒家理念或运用儒家经典中的知识进行科学研究的科学家。这类科学家较多，比如（按年代顺序），班固、刘洪、张仲景、皇甫谧、裴秀、刘徽、郦道元、贾思勰、王孝通、贾耽、杜佑、李吉甫、陆龟蒙、韩鄂、苏颂、唐慎微、刘完素、郑樵、张从正、李杲、宋慈、李冶、秦九韶、杨辉、郭守敬、朱世杰、王祯、朱震亨、鲁明善、戴思恭、马一龙、李时珍、徐春甫、程大位、朱载堉、陈实功、徐光启、张景岳、邢云路、方以智、王锡阐、梅文鼎、杨屾、徐大椿、陈修园，等等。

这些科学家与儒学都有着密切的关系。需要指出的是，以上所罗列的这些科学家几乎囊括了古代科技体系中数学、天文学、地理学、医学和农学五大学科的最著名的科学家，是科学史上各个时期最具代表的科学家。而且在事实上，除了以上科学家之外，还会有其他许多科学家与儒学有着直接的关系，比如，大多数官吏科学家必然要受到儒家思想的影响；一些道教、佛教科学家，在他们的成长过程中，在他们的科学研究中，也会与儒家思想有着这样或那样的关系。

古代科学家与儒学的这种关系，与儒家文化是中国传统文化的主流有关。在这样的文化背景下，古代中国人自小都学习过儒家经典。儒家经典是古代文化的载体，学习文化知识，不能不学习儒家经典；同时，儒家经典是培养理想人格的教科书，要成为有道德的人，也不能不学习儒家经典。而且，儒家经典是古代科举考试的重要内容，要进入仕途，也必须学习儒家经典。古代的绝大多数科学家当然也不例外。而且在社会交往中，古代科学家大都免不了与儒士交往。从家庭成员到老师，以至朋友同事，总会有儒家学者，或者有儒家背景的文人学士。宋朝时期的法医学家宋慈，先是师从朱熹弟子吴雉，又经常向朱熹弟子杨方、黄干、李方子、蔡渊、蔡沈等学习。入太学时，他的文章得到著名理学家真德秀的赏识，并拜师受学。清代科学家梅文鼎，他的父亲就是饱读儒家经典的书生；后来，他又与著名经学家朱彝尊、阎若璩、万斯同以及清初儒家李光地、著名儒家黄宗羲之子黄百家等等有过密切的交往；他的许多思想，包括一些科学思想的形成都或多或少地与他所交往过的儒家学者有关。又比如，清代的数学家李锐，曾师从于著名经学家钱大昕，在数学研究上与经学家焦循多有交往，与焦循、汪莱一起被称为“谈天三友”[ ]。

中国古代科学家在成长的过程中、在社会交往以及学术交往中，大都处于儒家文化的氛围之中，儒家文化是他们心灵、思想、学识、情感的不可分割的重要组成部分，从而使得中国古代科学家带有明显的儒学化特征。他们大都具有儒家的价值观念和道德品质，具备深厚的儒家文化知识，对儒家经典有着浓厚的学术情趣，以至于在他们的科学研究中，或是包含着对儒学的研究，或是运用了儒家经典的知识，或是蕴涵着儒家的情怀。

二．儒学化的古代科学研究

在儒家文化为主流的中国传统文化背景下，不仅科学家的价值观念、人格素质、知识学问要受到儒家文化的影响，而且在科学研究中，科学家的科研动机、基础知识乃至科研方法，都在很大程度上受到儒学的影响。

（1）儒家的价值观影响科学研究的动机

古代科学家研究科技的动机大致有三：其一，出于国计民生的需要；其二，出于“仁”、“孝”之德；其三，出于经学的目的。

古代科学家研究科学的动机首先出于国计民生的需要。北魏时期的农学家贾思勰在其所著的《齐民要术》中对此有很好的论述。该书的“序”在阐述作者研究农学的目的时说：“盖神农为耒耜，以利天下。尧命四子，敬授民时。舜命后稷，食为政首。禹制土地，万国作乂。殷周之盛。《诗》、《书》所述，要在安民，富而教之。”[ ]他还举了许多例子：“耿寿昌之常平仓，桑弘羊之均输法，益国利民，不朽之术也”；“任延、王景，乃令铸作田器，教之垦辟，岁岁开广，百姓充给”；“皇甫隆乃教作耧、犁，所省庸力过半，得谷加五”；“《书》曰：稼穑之艰难。《孝经》曰：用天之道，因地之利，谨身节用，以养父母。《论语》曰：百姓不足，君孰与足”。这些论述无非是要说明他撰著《齐民要术》的目的在于“益国利民”，为的是国计民生。元朝时期农学家的王祯在所著《农书》的“自序”中说：“农，天下之大本也。一夫不耕，或授之饥；一女不织，或授之寒。古先圣哲，敬民事也，首重农，其教民耕织、种植、畜养，至纤至悉。”他撰著《农书》的目的也在于国计民生。中国古代科技之所以在数学、天文学、地理学、医学和农学这些学科较为发达，概由于当时这些学科与国计民生密切相关。数学以解决实际问题为基本框架和内容，其中所涉及的问题大都与国计民生有关；天文学讲“敬授民时”，地理学讲治国安邦，医学讲治病救人，也都与国计民生相关联。

古代科学家研究科学的另一个动机是出于“仁”、“孝”之德。东汉时期医学家张仲景研究医学，旨在“上以疗君亲之疾，下以救贫贱之厄，中以保身长全，以养其生”，在于“爱人知物”、“爱躬知己”[ ]。魏晋时期医学家皇甫谧在所著《针灸甲乙经》的“序”中说：“若不精通于医道，虽有忠孝之心、仁慈之性，君父危困，赤子涂地，无以济之，此固圣贤所以精思极论尽其理也。”可见，他研究医学的动机在于落实“忠孝之心、仁慈之性”。唐朝时期的医学家孙思邈也在所著《备急千金要方》“本序”中指出：“君亲有疾不能疗之者，非忠孝也。”金代医学家张从正更是明确把自己的医学著作定名为《儒门事亲》，以表明他研究医学的动机在于“事亲”。事实上，科学研究的动机出于国计民生的需要与出于“仁”、“孝”之德，这二者是一致的，关注国计民生是“仁”、“孝”之德的进一步推广；所以，那些出于国计民生的需要的科学研究，同样也是出于“仁”、“孝”之德。

除此之外，古代科学家研究科学还有一个动机，这就是经学的动机。古代数学家大都把自己的数学研究与《周易》、《周礼》的“九数”以及儒家的“六艺”联系在一起。魏晋时期数学家刘徽在所撰《九章算术注》“序”中说：“昔在包牺氏始画八卦，以通神明之德，以类万物之情，作九九之数，以合六爻之变”，“周公制礼而有九数，九数之流，则《九章》是矣”；《孙子算经》认为数学是“六艺之纲纪”，能够“穷道德之理，究性命之情”；唐朝时期的数学家王孝通在《上缉古算经表》中说：“臣闻九畴载叙，纪法著于彝伦；六艺成功，数术参于造化”；这一切都是为了说明他们研究数学是对儒家经学的继承和发挥。宋朝时期的数学家秦九韶在《数书九章》的“序”中认为，数学“大则可以通神明、顺性命，小则可以经世务、类万物”，元朝时期的数学家朱世杰在《四元玉鉴》“卷首”中认为，数学“以明理为务，必达乘除升降进退之理，乃尽性穷神之学”，这里讲“通神明、顺性命”以及“明理”，无非是要说明数学与理学在根本上是一致的，而他们的数学研究的动机也正在于此。事实上，宋代以后的科学家较多地把科学研究与求“自然之理”联系在一起，所谓“数理”、“历理”、“物理”、“医理”之类；在他们看来，当时所谓的“自然之理”是包含在儒家“大道”中的“小道”，正如朱熹所言，“小道亦是道理”[ ]，所以，研究科学也是为了阐发儒家的道理。

从根本上说，古代科学家研究科学的以上三种动机都是围绕着儒家的价值观而展开的。出于国计民生的需要，就是为了落实儒家的民本思想；出于“仁”、“孝”之德，就是实践儒家的仁爱理念；出于经学的目的，就是要发挥儒家之道。因此，古代科学家的研究科学的动机最终都源自儒家的价值观。

（2）儒家经典成为科学研究的知识基础

科学研究需要有相当的知识基础和专业基础，而在儒家文化占主流的背景下，大多数科学家的基础知识甚至一些专业基础知识最初都是从儒家经典中获得的。儒家经典中包含了丰富的科技知识。就古代数学、天文学、地理学、医药学和农学五大学科而言，《周易》等著作中包含有某些数学知识，《诗经》、《尚书尧典》、《大戴礼记夏小正》、《礼记月令》以及《春秋》等著作中包含有某些天文学的知识，《尚书禹贡》、《周礼夏官司马职方》等著作中包含有某些地理学知识，《周易》、《礼记月令》等著作中包含了与医学有关的知识，《诗经》、《大戴礼记夏小正》、《礼记月令》等著作中包含有农学知识。应当说，儒家经典中具备了古代科学家从事科学研究所需要的基础知识以及一些专业基础知识。因此，儒家经典中的科技知识，实际上成为许多科学家的知识背景，成为他们的知识结构中非常重要的组成部分。

古代许多科学家的科学研究正是在儒家经典中所获得的科学知识的基础上，经过自己的进一步研究、发挥和提高，从而在科学上做出了贡献。从一些科学家的科学研究过程以及他们所撰著的科学著作中，可以发现，他们的科学研究与儒家经典中的知识密切相关，在一定程度上是对儒家经典中某些知识的发挥和提高。

古代数学家必定要讲《周易》。魏晋时期的著名数学家刘徽在为《九章算术》作注时说：“徽幼习《九章》，长再详览，观阴阳之割裂，总算术之根源。探赜之暇，遂悟其意。是以敢竭顽鲁，采其所见，为之作注。”[ ]也就是说，他是通过《周易》的阴阳之说“总算术之根源”，从而明白《九章算术》之意，并为《九章算术》作注。宋元时期的数学家讲河图洛书、八卦九畴。宋代著名的数学家秦九韶对《周易》揲蓍之法中的数学问题进行研究，从而引伸出一次同余组的解法，即“大衍求一术”，被认为达到了当时世界数学的最高水平；又有数学家杨辉对“洛书”的三阶纵横图进行研究，直至对十阶纵横图的研究；还有元代著名数学家朱世杰撰《四元玉鉴》，运用《周易》概念论述了多元高次方程组的求解问题，被美国科学史家乔治萨顿称为“中国数学著作中最重要的一部，同时也是中世纪最杰出的数学著作之一”[ ]。

古代天文学家必定要以《尚书尧典》为依据，同时结合《大戴礼记夏小正》、《礼记月令》、《诗经》、《春秋》“经传”等儒家经典中有关天象的纪录和天文知识，进行研究，同时，古代天文学家在编制历法时也经常运用《周易》中的概念。李约瑟说：“天文和历法一直是‘正统’的儒家之学。”[ ]充分揭示了中国古代天文学与儒学的关系。由于古代的天文历法研究需要涉及大量的儒家经典，所以，在历史上，大多数天文历法家都是饱读儒家经典的儒者，从汉唐时期的张衡、虞喜、何承天、祖冲之、刘焯到宋元时期的苏颂、沈括、黄裳、郭守敬，这些著名的天文历法家都曾经读过大量的儒家经典，他们所撰著的天文历法方面的著作采纳了儒家经典中大量的天文学知识。

古代的地理学则不可能不讲《尚书禹贡》、《周礼夏官司马职方》。东汉的班固所撰《汉书地理志》辑录了《尚书禹贡》的全文和《周礼夏官司马职方》的内容；魏晋时期的地图学家裴秀所制《禹贡地域图》主要是根据《尚书禹贡》。此后的地理学家郦道元、贾耽、杜佑、李吉甫都无不通晓《尚书禹贡》，并以此作为地理学研究的基本材料。

在农学方面，《周易》的“三才之道”是古代农学研究的思想基础。而且，以《礼记月令》为基本框架的月令式农书是古代重要的农书类型，先是有东汉的崔寔撰《四民月令》，又有唐朝韩鄂撰《四时纂要》，后来还有元朝的鲁明善撰《农桑衣食撮要》，等等。即使是其它类型的农书，其中也包含了大量从《诗经》、《尚书》、《周礼》、《礼记月令》、《尔雅》等儒家经典中引述而来的农学知识。

当然，作为科学家，他们的知识并不只是从儒家经典中所获得的那一部分科学知识，他们还拥有从前人的科技著作以及其它著作中获取的知识，更重要的，还有他们的经验知识以及他们通过科学研究所获得的知识。但无论如何，在他们的知识结构中，从儒家经典中所获得的知识是他们进行科学研究最基础的同时也是最重要的知识。

（3）儒家的经学方法成为重要的科学研究方法

在儒家文化的背景下，科学家在研究科学时，不仅研究动机与儒家思想有关，所运用的知识中包含着从儒家经典中所获得的知识，而且在研究方法上也与儒学的经学方法相一致。

中国古代科学家的科学研究往往是以读书为起点，然后用经验知识验证前人的理论和观点，并作适当的发挥、诠释和概括。与这样的研究程序相关，科学研究首先要求广泛地读书，博览群书，其中也必然包括儒家经典，这就是“博学以文”。在此基础上，科学家还要用亲身的实践对前人的知识进行验证，尤其是地理学家、医药学家、农学家更是如此，这就要求“实事求是”。因此，古代科学著作有不少都是对以往科技知识的整理和总结。

古代的科学研究由于与儒家的经学研究有许多相似之处，都是围绕着前人的著作而展开的，所以一直有尊崇经典的传统。古代科学家首先必须尊崇儒家经典，尤其是包含科技知识的那些儒家经典，《诗经》、《尚书尧典》、《尚书禹贡》、《大戴礼记夏小正》、《礼记月令》、《周礼》、《周易》以及《春秋》“经传”等都是古代科学家所必须尊崇的经典。此外，科学中的各个学科也都有各自的经典：数学上有“算经十书”，包括《周髀算经》、《九章算术》、《海岛算经》、《五曹算经》、《孙子算经》、《夏侯阳算经》、《张丘建算经》、《五经算术》、《缀术》、《缉古算经》；天文学上有《周髀算经》、《甘石星经》等；地理学上有《山海经》、《水经》等；医学上有《黄帝内经》、《神农本草经》、《难经》、《脉经》、《针灸甲乙经》等；农学上有《氾胜之书》、《齐民要术》、《耒耜经》等等。这些经典是各学科的科学家所必须尊崇的。

由于尊崇经典，所以科学研究只是在经典所涉及的范围内展开，只是在对经典的诠释过程中有所发挥。先有《九章算术》，后有《九章算术注》；先有《水经》，后有《水经注》；先有《神农本草经》，后有《神农本草经集注》，诸如此类。这与儒学的经学方法是一致的。尤其是，明清之际，西方科学传到中国，当时中国的科学家大都持“西学中源”的观点，并且采取引中国古代经典解释西方科学的方法进行研究。这一科学研究方式依然是承袭了儒学的经学方法。[ ]

三．儒家文化对古代科技特征的影响

由于古代科学家的科研动机、知识基础以及研究方法在很大程度上受到儒家文化的影响，因而中国古代科技所具有的实用性、经验性和继承性的特征，事实上也与儒家文化有着密切的关系。

在儒家文化的影响下，古代科学家进行科学研究的重要动机之一在于满足国计民生的需要，所以，大多数具有儒家价值理念的科学家在研究科技时，所注重的主要是科技的实际功用，这就决定了中国古代科技的实用特征，富有务实精神。虽然也曾有一些科学家对纯科学的问题进行过研究，但在总体上看，古代科技的实用性特征是相当明显的，是主要的。在论及中国古代数学史上最重要的经典著作《九章算术》与儒家文化的关系时，中国数学史家钱宝琮先生说：“《九章算术》的编纂者似乎认为：所有具体问题得到解答已尽‘算术’的能事，不讨论抽象的数学理论无害为‘算术’；掌握数学知识的人应该满足于能够解答生活实践中提出的应用问题，数学的理论虽属可知，但很难全部搞清楚，学者应该有适可而止的态度。这种重视感性认识而忽视理性认识的见解，虽不能证明它渊源于荀卿，但与荀卿思想十分类似。”[ ]如果对于中国古代数学发展具有重要影响的《九章算术》，其实用性的特征是受到儒家文化的影响，那么，整个古代数学的发展与儒家文化的密切联系，也就不言而喻的了。除此之外，中国古代的天文学、地理学、医学和农学的实用特征在很大程度上也与儒家文化的务实精神有着直接的关系。

与实用性特征相联系，古代科学家较为强调感觉经验，注重经验性的描述，因而使古代科技带有明显的经验性。在科学理论上，则主要是运用某些现成的、普遍适用的儒家理论以及诸如“气”、“阴阳”、“五行”、“八卦”、“理”之类的概念，经过思维的加工和变换，对自然现象加以抽象的、思辩的解释，只注重定性分析，而不注重定量分析。其结果是，科学研究仅仅停留在经验的层面上。比如，唐朝时期的天文学家僧一行，他在天文仪器制造、天文观测等诸方面多有贡献，他所编制的“大衍历”是当时最好的历法。然而，他在解释他的“大衍历”时则说：“《易》：天数五，地数五，五位相得而各有合，所以成变化而行鬼神也。天数始于一，地数始于二，合二始以位刚柔。天数终于九，地数终于十，合二终以纪闰余。天数中于五，地数中于六，合二中以通律历。……故爻数通乎六十，策数行乎二百四十。是以大衍为天地之枢，如环之无端，盖律历之大纪也。”[ ]再比如，宋代科学家沈括在解释黄河中下游陕县以西黄土高原成因时，他说：“今关、陕以西，水行地中，不减百余尺，其泥岁东流，皆为大陆之土，此理必然。”[ ]他还说：“五运六气，冬寒夏暑，旸雨电雹，鬼灵厌蛊，甘苦寒温之节，后先胜复之用，此天理也。”[ ]由于停留在经验性的描述和思辩性的解释上，科学在理论上相对较为薄弱。

由于古代科学家的科学研究较多地受到儒家经学方法的影响，因此对科学家来说，不仅儒家思想是不可违背的，而且，各门学科的“经典”也是不可违背的。这种崇尚经典的学风使得后来的科学家在科学研究中更多的是对前人著作中的科学知识和科学理论的继承、沿袭或注疏、诠释，并在此基础上有所补充、改进。因此，古代的科学著作大都少不了引经据典，广泛吸取前人的多方面、多学科的知识，因而表现出明显的继承性。即使有所创新和发展，也主要是在既定的框架内做出适当的改变和发挥。

中国古代科技的实用性、经验性和继承性的特征实际上正是在科技的层面上对儒家思想的延伸和展开。由于要实践儒家之道，所以古代科技重视实用，重视经验，在实用科技方面较有优势，而在科学理论上则相对薄弱；同时，又是由于要尊崇儒家之道，所以古代科学家总是把自己的研究与儒家学说、儒家经典联系在一起，重视知识的积累，表现出明显的继承性。由此可见，中国古代科技的特征与儒家思想密切相关，儒家文化对于中国古代科技特征的形成具有重要的影响。

综上所述，在以儒家文化为主流的中国传统文化背景下，中国古代科技的发展在很大程度上受到儒家文化的影响，甚至在某种意义上可以说，中国古代的科学家大都是儒学化的科学家，中国古代的科学研究大都是儒学化的研究，中国古代科技大体上带有明显的儒学特征，中国古代的科学是儒学化的科学。

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