中一中天文社25屆第3次社課簡報 主講:楊富喬 時間:2016/11/18

1. 天文史 楊富喬

2. 天文學史是一趟時間回溯之旅，觀看與今日現代思想迥異的文化，
並且嘗試透過這些文化的看法和想法來觀看這個世界。為天文學史
帶來獨特魅力的，事實上是他的研究對象────史前時代、古代與中
世紀的諸文化試圖理解的，也是現代天文學家所要探索的────天空。
《劍橋插圖天文史》
什麼是天文史？

3. 目次
史前天文學01
古代天文學02
天文史的啟示03

4. 史前天文學

5. 歐洲

6. 英國：
巨石陣(Stonehenge)

7. 愛爾蘭：
紐格萊奇(Newgrange)

8. 美洲

9. 印加帝國：
Ceques系統

10. 馬雅：
烏斯馬爾王宮

11. 古代天文學

12. 巴比倫

13. 巴比倫
六十進位→角度、角分、角秒
算術
《Enuma預言集》
泥板文書

14. 埃及

15. 埃及
12個月x 3星期x 10天+ 5天= 365天
曆法
幾何尺寸精準，三大金字塔──獵戶座腰帶、
胡夫金字塔──天龍座右樞
金字塔

16. 古希臘

17. 亞里斯多德
透過觀察地球投影在月球上的陰影
地圓說
四元素說
天球模型
地球是靜止的→弓箭手之喻
穩固的大地
同心球層
行星運動模型
Aristotle(384-322BC)

18. 阿里斯塔克
歷史上第一位！
日心說
Aristarchus(310-230BC)
疑問：恆星視運動
→解釋：距離太遠，難以察覺

19. 泛希臘化
希臘幾何+巴比倫算術

20. 阿波羅尼奧斯
偏心圓
本輪均輪
(可解釋逆行)
問題：不能完全吻合觀測到的五大行星運動
Apollonius(262-190BC)
→現實：軌道為接近正圓的橢圓

21. 埃拉托色尼
簡易的方法，挺準的！
測量地球周長
Eratosthenes(276-195BC)

22. 喜帕恰斯
1~6等
視星等
100年移動一度→實際：70年
發現歲差
有800多顆！
→亡佚，唯一記載在托勒密的《至大論》中
恆星表
Hipparchus(190-120BC)

23. 托勒密
→問題：月球視直徑
地心說體系
包含了偏心點、地心說、星表，可計算太
陽、月亮、五大行星未來任何時刻的運動
不朽的《天文學大成》(至大論Almagest)
Ptolemy(90-198AD)

24. 伊斯蘭

25. 伊斯蘭天文
巴格達翻譯《至大論》
翻譯天文著作
占星學與宗教對立、受贊助者影響
烏魯柏格建撒馬爾罕天文台──
成就：1000多顆恆星的星表
建造天文台

26. 文藝復興

27. 重要事件
校正手抄本的錯誤，還原著作的原意，通行到歐洲各地活字版印刷術
描述托勒密的行星模型，促使哥白尼進行研究波伊巴赫《行星新理論》
與雷格蒙塔努斯合作節錄《至大論》，
使其廣泛流傳
貝薩里翁《至大論綱要》
哥倫布利用此書預測的月蝕，
嚇退雅買加土著
雷格蒙塔努斯《天文年曆》

28. 哥白尼
突破藩籬！
日心說
死前出版、誤導的前言、革命性宇宙觀
《天體運行論》
Copernicus(1473-1543)
「太陽，位在萬物的中心。
因為在這最壯麗的神殿，誰能將這盞明燈放到比這裡更合適的其他地方，而讓它可以一瞬間照亮整個宇宙？
事實上，再也沒有比稱它為宇宙的明燈更加貼切的了；再者，它也是宇宙的心，而且，也是宇宙的統治者。
太陽就像坐在王座之上，統治著圍繞它旋轉的行星家族。」 哥白尼

29. 轉變
幾何→物理、狀態→原理

30. 第谷
不斷修正儀器和精準度
對觀測精度的要求
天堡&星堡，累積了大量且精確的觀測資料
汶島上的天文台
打破亞里斯多德的球殼模型
1572年新星 1577年大彗星
日心說+地心說
第谷體系
Tycho(1546-1601)

31. 克卜勒
第谷的觀測精度迫使他放棄正圓軌道，開創新局
圓形→橢圓
行星的軌道為橢圓，太陽位於其中一個焦點上
行星第一運動定律
在相同時間內，行星與太陽的連線掃過面積會相等
原版：(v正比1/r)
行星第二運動定律
行星的週期平方與軌道半徑立方有固定比值
行星第三運動定律
Kepler(1571-1630)
天空的立法者

32. 伽利略
發現木星四大衛星、觀察月球表面、太陽黑子、銀河
改良望遠鏡
與教會槓上！
倡導哥白尼學說
托勒密v.s.哥白尼
《關於兩大世界體系的對話》
1616年違背教令遭懲處
遭軟禁，度過餘生
Galileo(1564-1642)

33. 笛卡爾
宇宙不可能有無物質的空間
太陽只是一顆普通的恆星，每個渦流中都
有一個恆星，如此連綿下去
《哲學原理》同質空間、無限宇宙
恆星穿入另一渦流形成行星，或形成彗星
穿過一個個渦流，因此彗星只會經過一次
渦流、彗星理論Descartes(1596-1650)
→準備被哈雷彗星打臉XD

34. 新時代

35. 虎克
《試證地球之運動》裏頭提出了三個假設：
所有的天體，都有一種稱之為重力的力量指向其自身中心，而這引力中
心不僅吸引住天體本身的各個部分，並防止他們飛離，就像我們從地球
所看到的那樣，而且也會吸引其活動區域內的其他天體。
假設一
所有不管哪種正在進行簡單直線運動的物體，都將會繼續沿著直線向前
運動，直到受到其他影響力的作用，才會偏移或彎曲成圓周運動、橢圓
運動或是其他更複雜的曲線運動。
假設二
當物體離它的引力中心越近，其所受的引力就越大。
假設三
→“其活動區域”表示他沒有想到引力是遍及全面
→這是對於行星軌道的運動動力學第一個正確的主張！
→引力究竟是與距離成反比還是距離平方成反比？
Hooke(1635-1703)

36. 牛頓
家鄉的蘋果樹
萬有引力
將克卜勒的假說提升成定律
力學系統
以精確的數學推導，為定量性預測開出一條路
《自然哲學的數學原理》
證明牛頓打敗笛卡爾
1758年哈雷彗星的回歸
Newton(1643-1727)
「自然及其規律隱於暗夜之中，
上帝說，讓牛頓去吧！
於是一切充滿光明。」
詩人 波普

37. 後續
1801年，皮亞齊發現榖神星
1846年，加勒發現海王星
天文學家開始往恆星、星雲等方面做研究
1781年，威廉赫歇爾發現天王星

38. 天文史的啟示
宇宙學的歷史，並非拒絕荒謬觀念、接受看來(或稍須經思考)顯然
無誤的真理這樣簡單，
而是艱辛戰勝「抗拒真理、接受荒謬之行為」的英雄傳奇。正因
如此而賦予宇宙學的歷史迷人的魅力。
《劍橋插圖天文史》
那你認為呢？

39. Thank You