在個人成長的多個環(huán)節(jié)中，說到論文，大家肯定都不陌生吧，論文一般由題名、作者、摘要、關(guān)鍵詞、正文、參考文獻和附錄等部分組成。那么你知道一篇好的論文該怎么寫嗎？

天文學論文 1

關(guān)鍵詞：高中；數(shù)學教學；數(shù)學史

高中階段是學生學習數(shù)學知識比較重要的時期，是學生進入高等數(shù)學階段學習的基石。為能促進教育水平有效提升，教師需要改變傳統(tǒng)的教學模式，以學生綜合素養(yǎng)? 教師可改變教學方法和思路，將數(shù)學史教育滲透到數(shù)學教學當中，以學生素養(yǎng)?

一、高中數(shù)學教學中數(shù)學史教育的價值以及現(xiàn)狀

（一）數(shù)學史教育價值。高中數(shù)學教學中教師為促進學生綜合素養(yǎng)提升，在教學中滲透數(shù)學史教育顯得尤為重要，本文從以下幾點就其滲透價值進行闡述：1.有助于強化學生意志力數(shù)學教學中涉及的數(shù)學史素材比較多，教師在實際教學當中可以利用教材中數(shù)學史的素材，也可拓展數(shù)學史的教學素材，激發(fā)調(diào)動學生對數(shù)學史學習的動力，助力強化學生意志力，為學生的可持續(xù)學習數(shù)學知識打下堅實的基礎(chǔ)。數(shù)學發(fā)展史上有諸多成果是前人經(jīng)過艱辛的努力奮斗獲取的，如我國魏晉時期的著名數(shù)學家劉徽通過割圓術(shù)，算到了192邊形得到π的近似值3.14，又算到3072邊形，得到π=3.1416，稱為“徽率”。如數(shù)學家歐拉二十八歲時左眼失明，五十八歲時雙目失明。這些都并沒有妨礙其對數(shù)學的癡迷。他運用心算研究以及寫作，發(fā)表了幾百篇論文[1]。這些數(shù)學史教育對培養(yǎng)學生意志力有著非常積極的作用，還能夠?qū)W生未來學習數(shù)學知識起到促進作用。2.有助于提高學生道德品質(zhì)教師在數(shù)學教學中通過數(shù)學史的滲透，可對學生道德品質(zhì)培養(yǎng)起到積極作用，讓學生受到啟發(fā)，從而能為學生道德品質(zhì)的培養(yǎng)提供素材。如數(shù)學家哥德巴赫和歐拉通過來探討學術(shù)問題，長達35年。在交流過程中，雙方相互促進，并形成了深厚的友情。通過這一案例可以讓學生認識到交流的重要性，從而有助于學生道德品質(zhì)快速提升。

(二)現(xiàn)狀表現(xiàn)。目前，教師在數(shù)學教學當中對數(shù)學史教育的滲透存在著諸多問題，主要體現(xiàn)在沒有轉(zhuǎn)變教育的觀念，教學中只注重為學生灌輸理論知識，忽視學生思維品質(zhì)的培養(yǎng)。沒有滲透數(shù)學史來啟發(fā)學生思維，從而影響著學生綜合素質(zhì)能力提升[2]。教師在實際數(shù)學課堂教學當中，未對數(shù)學史有全面系統(tǒng)的了解，對數(shù)學史教學的重要性缺乏全面認識，未結(jié)合新課改教學的要求進行積極優(yōu)化，這就必然會對教學綜合質(zhì)量提升產(chǎn)生不利影響。

二、高中數(shù)學教學中數(shù)學史教育的措施實施

高中階段的數(shù)學教學過程中，教師可從不同的角度滲透數(shù)學史，將數(shù)學史教育的價值充分體現(xiàn)出來。以下措施可供參考：

（一）品質(zhì)培養(yǎng)中滲透數(shù)學史。教學不只是為學生傳授理論知識，更重要的是培養(yǎng)學生形成良好的精神品質(zhì)，為學生未來的學習發(fā)展奠定基礎(chǔ)。因此，良好的精神品質(zhì)，可促進學習能力的提高[3]。教師在數(shù)學教學中滲透數(shù)學史的內(nèi)容是針對學生精神品質(zhì)的培養(yǎng)，它能為提升學生綜合學習能力打下堅實基礎(chǔ)，為學生可持續(xù)學習發(fā)展起到積極促進作用。前人推導(dǎo)以及探索數(shù)學公理、定理的過程并非都是順利的，很多數(shù)學家要有多次的探索、嘗試才能得到相應(yīng)的成果。一些定理的證明可能需要花費畢生的時間和精力。數(shù)學家身上的堅韌不拔等品質(zhì)是值得學生進行學習的良好精神品質(zhì)。例如，數(shù)學教學中為學生滲透我國的數(shù)學家華羅庚學習中每天只睡五六小時，堅持每天做大量題目，而題海戰(zhàn)術(shù)也是對數(shù)學學習的重要方式，別人看一本書需要十天，華羅庚可能只需要一兩個晚上。在其毅力的支撐下才能獲得好的成績。教師向?qū)W生講述相類似的勵志故事后，學生能從中受到啟發(fā)，對學生精神品質(zhì)的培養(yǎng)起到了非常積極的作用。

（二）數(shù)學定義中滲透數(shù)學史。教師在數(shù)學課堂中會講到諸多的概念性的內(nèi)容，教師在這一教學內(nèi)容中，科學地滲透數(shù)學史，可有效地促進數(shù)學教學質(zhì)量的提升。在講述到新課內(nèi)容時，通過數(shù)學史加以科學滲透，可加深學生對知識點了解認識，提高學生對定義的理解水平，讓學生從故事當中記憶概念定義內(nèi)容，這對提高學生數(shù)學知識學習的質(zhì)量能打下堅實基礎(chǔ)[4]。例如，教學中講述余弦函數(shù)的知識點時，為促進學生對余弦函數(shù)的定義有深刻認識，可將相關(guān)數(shù)學史加以滲透，“三角函數(shù)并不是最先運用在數(shù)學領(lǐng)域，而是在天文學領(lǐng)域最先運用的，由于其他的數(shù)學知識已經(jīng)不能滿足天文學研究，所以推算出這一三角函數(shù)定理，而最先應(yīng)用在天文學領(lǐng)域，所以三角學是球面學，古希臘天文學家門納勞斯在《球面學》當中提到這一基本問題概念，經(jīng)過后來的發(fā)展，三角學才從球面學當中脫離出形成獨立數(shù)學中的分支。”教師在為學生講述數(shù)學史的內(nèi)容中，學生對數(shù)學史內(nèi)容的了解興趣比較濃厚，

（三）數(shù)學公式推導(dǎo)中滲透數(shù)學史。教師在滲透數(shù)學史內(nèi)容中，要充分注重從不同的角度出發(fā)，為學生滲透數(shù)學史內(nèi)容，提升學生學習質(zhì)量。數(shù)學是符號的學科，學生在實際學習過程中，教師要能夠為學生提供輔助，促進學生在具體的數(shù)學知識學習當中能夠運用公式推導(dǎo)的方式，鍛煉學生思維能力，讓學生在學習數(shù)學知識過程中能夠積累經(jīng)驗，學生在掌握方法的過程中，學習數(shù)學知識的動力也會比較充足。例如，教師在為學生講述推導(dǎo)兩角和差公式的內(nèi)容中，教材當中采用之前公式等量代換，邏輯清晰，效率高，但學生可能 所以教師在這一教學過程中為能加深學生對公式推導(dǎo)產(chǎn)生深刻的印象和理解，這就可將公式推導(dǎo)史進行引入，兩角和差公式最早是在天文學領(lǐng)域，和幾何學有很大聯(lián)系，兩角和與差在天文學家看來是對幾何圖形的解，通過引導(dǎo)學生明確推理過程，從幾何當中推導(dǎo)，這就能夠強化學生對兩角和差記憶，能夠為促進學生高效學習打下基礎(chǔ)[5]。

（四）數(shù)學思想方法中滲透數(shù)學史。高中數(shù)學教學中滲透數(shù)學史，可對培養(yǎng)學生數(shù)學思想、靈活運用數(shù)學方法起到積極作用。數(shù)學史當中很多科學、巧妙的方法，在對這些方法科學運用能幫助學生解決實際的學習問題，為學生數(shù)學核心素養(yǎng)的提升打下堅實基礎(chǔ)。如笛卡爾《幾何學》當中將問題轉(zhuǎn)化成代數(shù)方程，人們常說的解析法、換元法等，這些思想方法都是從數(shù)學史的記錄當中所得[6]。教師在實際數(shù)學史的教學過程中，引導(dǎo)學生掌握數(shù)學思想方法，可對提高學生解決問題的能力能起到促進作用。

三、結(jié)束語

教師在數(shù)學課堂教學過程中，為能從整體上提升學生的數(shù)學核心素養(yǎng)，這就需要在教學方法的創(chuàng)新應(yīng)用層面加強重視，將數(shù)學史加以科學化的滲透，可為提升學生學習的質(zhì)量起到促進作用，對學生綜合素質(zhì)進行有效培養(yǎng)，從而實現(xiàn)高效的學習目標。文中通過對數(shù)學史滲透的探究分析，提出相應(yīng)的措施，這對實際教學工作實施有著積極的意義，有助于促進學生高效學習，達成學習目標。

參考文獻：

[1]崔健巍。淺談在中職數(shù)學教學中滲透數(shù)學史教育[J].科技信息，2019(8):613-614.

[2]曹勇，孫龍。高中數(shù)學教學應(yīng)滲透數(shù)學史教育強化數(shù)學學科的人文色彩[J].新西部(下半月),2019(4):237.

[3]李志林。高等數(shù)學教學中滲透數(shù)學史教育的探討[J].化工高等教，2019(01):62-63,66.

[4]韋蘭英，張振強。談?wù)剶?shù)學史教育在高等數(shù)學教學中的滲透[J].中國科技信息，2019(23):268-269.

[5]譚金鋒。在高等數(shù)學教學中滲透數(shù)學史教育的要求[J].工科數(shù)學，2019(3):3-5.

天文學論文 2

一。 天文學研究的歷程

朱熹對天文現(xiàn)象的思考很早就已開始。據(jù)朱熹門人黃義剛“癸丑（1193年，朱熹63歲）以后所聞”和林蘷孫“丁巳（1197年，朱熹67歲）以后所聞”，朱熹曾回憶說：“某自五、六歲，便煩惱道：‘天地四邊之外，是什么物事？’見人說四方無邊，某思量也須有個盡處。如這壁相似，壁后也須有什么物事。其時思量得幾乎成病。到而今也未知那壁后是何物？”[ ]可見，朱熹從小就關(guān)心天文，直到晚年仍對此難以忘懷，并孜孜以求。

然而，朱熹在其早期的學術(shù)生涯中，并沒有進行天文學的研究。朱熹早年除讀儒家經(jīng)典外，“無所不學，禪、道文章，楚辭、詩、兵法，事事要學”[ ]。紹興三十年（1160年，朱熹30歲），朱熹正式拜二程的三傳弟子李侗為師，開始潛心于儒學，并接受李侗以“默坐澄心”于“分殊”上體認“理一”的思想。

據(jù)《朱文公文集》以及當今學者陳來先生所著《朱子書信編年考證》[ ]，朱熹最早論及天文學當在乾道七年（1171年，朱熹41歲）的《答林擇之》，其中寫道：“竹尺一枚，煩以夏至日依古法立表以測其日中之景，細度其長短。”[ ]

測量日影的長度是古代重要的天文觀測活動之一。最簡單的方法是在地上直立一根長八尺的表竿，通過測量日影的長短來確定節(jié)氣；其中日影最短時為夏至，最長時為冬至，又都稱為“日至”。與此同時，這種方法還用于確定“地中”。《周禮•地官》載：“以土圭之法測土深，正日景以求地中。……日至之景，尺有五寸，謂之地中。”意思是，在夏至日中午測得日影為一尺五寸的地方，此地便是“地中”。而且，從“地中”向北，每一千里則影長增一寸；向南，每一千里則影長減一寸。這就是《周髀算經(jīng)》所謂“周髀長八尺，勾之損益寸千里”。這一說法到南朝以后受到懷疑；唐朝的一行和南宮說通過不同地區(qū)日影的測量，進一步予以糾正。朱熹要其弟子林擇之協(xié)助測量日影，顯然是要比較不同地區(qū)日影的長短，其科學精神可見一斑。

在同年的《答蔡季通》中。朱熹寫道：“歷法恐亦只可略說大概規(guī)模，蓋欲其詳，即須仰觀俯察乃可驗。今無其器，殆亦難盡究也。”[ ]

蔡季通，即蔡元定（1135～1198年）；建陽（今屬福建）人，學者稱西山先生；精于天文、地理、呂律、象數(shù)，著作有《律呂新書》、《大衍詳說》等；為朱熹“四大弟子（ 蔡元定、黃干、劉爚、陳淳）”之首。蔡元定的年齡僅比朱熹小5歲，并在天文學等科學上有所造詣，很受朱熹的器重。從以上所引《答蔡季通》可知，當時朱熹正與蔡元定討論天文歷法，并且認為，研究歷法必須用科學儀器進行實際的天文觀測。

淳熙元年（1174年，朱熹44歲），朱熹在《答呂子約》中寫道：“日月之說，沈存中筆談中說得好，日食時亦非光散，但為物掩耳。若論其實，須以終古不易者為體，但其光氣常新耳。”[ ]顯然，朱熹在此前已研讀過北宋著名科學家沈括的《夢溪筆談》，并對沈括的有關(guān)天文學的觀點進行分析。胡道靜先生認為，在整個宋代，朱熹是最最重視沈括著作的科學價值的唯一的學者，是宋代學者中最熟悉《夢溪筆談》內(nèi)容并能對其科學觀點有所闡發(fā)的人。[ ]

淳熙十三年（1186年，朱熹56歲），朱熹在《答蔡季通》中寫道：“《星經(jīng)》紫垣固所當先，太微、天市乃在二十八宿之中，若列于前，不知如何指其所在？恐當云在紫垣之旁某星至某星之外，起某宿幾度，盡某宿幾度。又記其帝坐處須云在某宿幾度，距紫垣幾度，赤道幾度，距垣四面各幾度，與垣外某星相直，及記其昏見，及昏旦夜半當中之星。其垣四面之星，亦須注與垣外某星相直，乃可易曉。……《星經(jīng)》可付三哥畢其事否？甚愿早見之也。近校得《步天歌》頗不錯，其說雖淺而詞甚俚，然亦初學之階梯也。”[ ]可見，當時朱熹正與蔡元定一起研究重要的天文學經(jīng)典著作《星經(jīng)》和以詩歌形式寫成的通俗天文學著作《步天歌》，并就如何確定天空中恒星的位置問題進行討論，其中涉及三垣二十八宿星象體系。

同年，朱熹在《答蔡伯靜》中寫道：“天經(jīng)之說，今日所論乃中其病，然亦未盡。彼論之失，正坐以天形為可低昂反復(fù)耳。不知天形一定，其間隨人所望固有少不同處，而其南北高下自有定位，政使人能入于彈圓之下以望之，南極雖高，而北極之在北方，只有更高于南極，決不至反入地下而移過南方也。但入彈圓下者自不看見耳。蓋圖雖古所創(chuàng)，然終不似天體，孰若一大圓象，鉆穴為星，而虛其當隱之規(guī)，以為甕口，乃設(shè)短軸于北極之外，以綴而運之，又設(shè)短軸于南極之北，以承甕口，遂自甕口設(shè)四柱，小梯以入其中，而于梯末架空北入，以為地平，使可仰窺而不失渾體耶？”[ ]在這里，朱熹設(shè)想了一種可進入其中觀看天象的龐大的渾天儀。

淳熙十四年（1187年，朱熹57歲），朱熹在《答廖子晦》中寫道：“日之南北雖不同，然皆隨黃道而行耳。月道雖不同，然亦常隨黃道而出其旁耳。其合朔時，日月同在一度；其望日，則日月極遠而相對；其上下弦，則日月近一而遠三。如日在午，則月或在卯，或在酉之類是也。故合朔之時，日月之東西雖同在一度，而月道之南北或差遠，于日則不蝕。或南北雖亦相近，而日在內(nèi)，月在外，則不蝕。此正如一人秉燭，一人執(zhí)扇，相交而過。一人自內(nèi)觀之，其兩人相去差遠，則雖扇在內(nèi)，燭在外，而扇不能掩燭。或秉燭者在內(nèi)，而執(zhí)扇在外，則雖近而扇亦不能掩燭。以此推之，大略可見。”[ ]在這里，朱熹對月亮盈虧變化的原因作了探討。

淳熙十六年（1189年，朱熹59歲），朱熹在《答蔡季通》中寫道：“極星出地之度，趙君云福州只廿四度，不知何故自福州至此已差四度，而自此至岳臺，卻只差八度也。子半之說尤可疑，豈非天旋地轉(zhuǎn)，閩浙卻是天地之中也耶？”[ ]在這里，朱熹試圖通過比較各地北極星的高度及其與地中岳臺的關(guān)系，以證明大地的運動。

朱熹在一生中最后的十年里，在天文學研究上下了較多的功夫，并取得了重要的科學成就。南宋黎靖德所編《朱子語類》卷一“理氣上•太極天地上”和卷二“理氣下•天地下”編入大量朱熹有關(guān)天文學的言論，其中大都是這一時期朱熹門人所記錄的。例如：《朱子語類》卷二朱熹門人陳淳“庚戌（1190年，朱熹60歲）、己未（1199年，朱熹69歲）所聞”：“天日月星皆是左旋，只有遲速。天行較急，一日一夜繞地一周三百六十五度四分度之一，而又進過一度。日行稍遲，一日一夜繞地恰一周，而於天為退一度。至一年，方與天相值在恰好處，是謂一年一周天。月行又遲，一日一夜繞地不能匝，而於天常退十三度十九分度之七。至二十九日半強，恰與天相值在恰好處，是謂一月一周天。月只是受日光。月質(zhì)常圓，不曾缺，如圓毬，只有一面受日光。望日日在酉，月在卯，正相對，受光為盛。天積氣，上面勁，只中間空，為日月來往。地在天中，不甚大，四邊空。……”[ ]

《朱子語類》的其它卷中也有此類記錄。例如：《朱子語類》卷二十三黃義剛“癸丑（1193年，朱熹63歲）以后所聞”：安卿問北辰。曰：“北辰是那中間無星處，這些子不動，是天之樞紐。北辰無星……。”義剛問：“極星動不動？”曰：“極星也動。只是它近那辰后，雖動而不覺。……今人以管去窺那極星，見其動來動去，只在管里面，不動出去。向來人說北極便是北辰，皆只說北極不動。至本朝人方去推得是北極只是北辰頭邊，而極星依舊動。又一說，那空無星處皆謂之辰……。”又曰：“天轉(zhuǎn)，也非東而西，也非循環(huán)磨轉(zhuǎn)，卻是側(cè)轉(zhuǎn)。”義剛言：“樓上渾儀可見。”曰：“是。”……又曰：“南極在地下中處，南北極相對。天雖轉(zhuǎn)，極卻在中不動。”[ ]

《朱文公文集》卷七十二朱熹所著《北辰辨》（大約寫成于1196年，朱熹66歲）以及卷六十五朱熹所注《尚書》之《堯典》、《舜典》（大約寫成于1198年，朱熹68歲）都包含有豐富的天文學觀點。《北辰辨》是朱熹專門討論天球北極星座的論文；在所注的《堯典》中，朱熹討論了當時天文學的歲差、置閏法等概念；在所注《舜典》中討論了早期的渾天說、渾天儀的結(jié)構(gòu)，并詳細記錄了當時的渾天儀結(jié)構(gòu)。

這一時期朱熹所編《楚辭集注》（成書于1195年，朱熹65歲）之《天問》中也有一些注釋反映了他在天文學方面的研究和造詣。

二。 天文學的成就

就朱熹研究天文學的方法而言，其最根本的研究方法是[ ]：

其一，細心觀察各種天文現(xiàn)象。朱熹是重視親身觀察、善于觀察的人。他經(jīng)常運用儀器觀察天文現(xiàn)象；并運用觀察所得驗證、反駁或提出各種見解。

其二，用“氣”、“陰陽”等抽象概念解釋天文現(xiàn)象。朱熹所采用的這一方法與中國古代科學家普遍采用的研究方法是一致的。

其三，運用推類獲取新知。朱熹經(jīng)常運用“以類而推”的方法，用已知的東西、直觀的東西，對天文現(xiàn)象進行類推解釋。

其四，闡發(fā)前人的天文學研究成果。朱熹研讀過包括沈括《夢溪筆談》在內(nèi)的大量科學論著，對前人的天文學觀點均予以評述，并提出自己的看法。

從現(xiàn)代科學的角度看，朱熹的天文學研究方法，固然有其不足之處，這主要是由于古代科學所處的階段而導(dǎo)致的。在古代科學的范疇中，朱熹的天文學研究方法應(yīng)當屬于合理。更為重要的是，朱熹運用這些方法在天文學上取得了重要的成就。

朱熹在天文學方面的科學成就主要反映在他最后十年里有關(guān)的言論中。概括起來主要有三個方面：

第一，提出了以“氣”為起點的宇宙演化學說。朱熹曾經(jīng)說：“天地初間只是陰陽之氣。這一個氣運行，磨來磨去，磨得急了便拶許多渣滓；里面無處出，便結(jié)成個地在中央。氣之清者便為天，為日月，為星辰，只在外，常周環(huán)運轉(zhuǎn)。地便只在中央不動。不是在下。”[ ]這里描繪了一幅宇宙演化途徑的圖景。

在朱熹看來，宇宙的初始是由陰陽之氣構(gòu)成的氣團。陰陽之氣的氣團作旋轉(zhuǎn)運動；由于內(nèi)部相互磨擦發(fā)生分化；其中“清剛者為天，重濁者為地”[ ]，重濁之氣聚合為“渣滓”，為地，清剛之氣則在地的周圍形成天和日月星辰。朱熹還明確說：“天地始初混沌未分時，想只有水火二者。水之滓腳便成地。今登高而望，群山皆為波浪之狀，便是水泛如此。只不知因什么時凝了。初間極軟，后來方凝得硬。……水之極濁便成地，火之極輕便成風霆雷電日星之屬。”[ ]他根據(jù)直觀的經(jīng)驗推斷認為，大地是在水的作用下通過沉積而形成的，日月星辰是由火而形成的。

將宇宙的初始看作是運動的氣，這一思想與近代天文學關(guān)于太陽系起源的星云說有某些相似之處。1755年，德國哲學家康德提出了太陽系起源的星云說；1796年，法國天文學家拉普拉斯也獨立地提出星云說。星云說認為，太陽系內(nèi)的所有天體都是由同一團原始星云形成的。然而，在他們500多年之前，朱熹就提出了類似之說；盡管尚缺乏科學依據(jù)和定量的推算，但其通過思辯而獲得的結(jié)果則是超前的。

對此，英國科學史家梅森在其《自然科學史》一書中予以記述：“宋朝最出名的新儒家是朱熹。他認為，在太初，宇宙只是在運動中的一團渾沌的物質(zhì)。這種運動是漩渦的運動，而由于這種運動，重濁物質(zhì)與清剛物質(zhì)就分離開來，重濁者趨向宇宙大旋渦的中心而成為地，清剛者則居于 ……”[ ]

第二，提出了地以“氣”懸空于宇宙之中的宇宙結(jié)構(gòu)學說。朱熹贊同早期的渾天說，但作了重大的修改和發(fā)展。早期的渾天說認為：“天如雞子，地如雞中黃，孤居于天內(nèi)，天大而地小。天表里有水，天地各乘氣而立，載水而行”[ ]但是，當天半繞地下時，日月星辰如何從水中通過？這是困擾古代天文學家的一大難題。朱熹不贊同地載水而浮的說法，他說：“天以氣而依地之形，地以形而附天之氣。天包乎地，地特天中之一物爾。天以氣而運乎外，故地搉在中間，隤然不動。”[ ]這就是說，地以“氣”懸空在宇宙之中。

至于地如何以“氣”懸空在宇宙中央，朱熹說：“天運不息，晝夜輾轉(zhuǎn)，故地搉在中間。使天有一息之停，則地須陷下。惟天運轉(zhuǎn)之急，故凝結(jié)得許多渣滓在中間。”[ ]又說：“地則氣之渣滓，聚成形質(zhì)者；但以其束于勁風旋轉(zhuǎn)之中，故得以兀然浮空，甚久而不墜耳。”[ ]朱熹認為，宇宙中“氣”的旋轉(zhuǎn)使得地能夠懸空于宇宙中央。朱熹的解釋克服了以往天文學家關(guān)于宇宙結(jié)構(gòu)學說的弱點，把傳統(tǒng)的渾天說發(fā)展到了一個新水平。[ ]

關(guān)于地之外的天，朱熹說：“天之形，……亦無形質(zhì)。……天體，而實非有體也。”[ ]“天無體，只二十八宿便是天體。”[ ]又說：“星不是貼天。天是陰陽之氣在上面”；“天積氣，上面勁，只中間空，為日月來往。地在天中，不甚大，四邊空，”[ ]這顯然是吸取了傳統(tǒng)宣夜說所謂“天了無質(zhì)，……日月眾星，自然浮生虛空之中，其行無止，皆須氣也”[ ]的思想。

第三，提出了天有九重和天體運行軌道的思想。朱熹認為，屈原《天問》的“圜則九重”就是指“九天”，指天有九重。事實上，在朱熹之前，關(guān)于“九天”的說法可見《呂氏春秋•有始覽》：中央曰鈞天，東方曰蒼天，東北曰變天，北方曰玄天，西北曰幽天，西方曰顥天，西南曰朱天，南方曰炎天，東南曰陽天；后來的《淮南子•天文訓》等也有類似的說法；直到北宋末年洪興祖撰《楚辭補注》，其中《天文章句》對“九天”的解釋是：東方皞天，東南方陽天，南方赤天，西南方朱天，西方成天，西北方幽天，北方玄天，東北方變天，中央鈞天。顯然，這些解釋都不包括天有九重的思想。

朱熹則明確地提出天有九重的觀點，并且還說“自地之外，氣之旋轉(zhuǎn)，益遠益大，益清益剛，究陽之數(shù)，而至于九，則極清極剛，而無復(fù)有涯矣”[ ]；同時，朱熹贊同張載所謂“日月五星順天左旋”的說法。他進一步解釋說：“蓋天行甚健，一日一夜周三百六十五度四分度之一，又進過一度。日行速，健次于天，一日一夜周三百六十五度四分度之一，正恰好。比天進一度，則日為退一度。二日天進二度，則日為退二度。積至三百六十五日四分日之一，則天所進過之度，又恰周得本數(shù)；而日所退之度，亦恰退盡本數(shù)，遂與天會而成一年。月行遲，一日一夜三百六十五度四分度之一行不盡，比天為退了十三度有奇。進數(shù)為順天而左，退數(shù)為逆天而右。”[ ]《朱子語類》卷二朱熹的門人在闡釋所謂“天左旋，日月亦左旋”時說：“此亦易見。如以一大輪在外，一小輪載日月在內(nèi)，大輪轉(zhuǎn)急，小輪轉(zhuǎn)慢。雖都是左轉(zhuǎn)，只有急有慢，便覺日月似右轉(zhuǎn)了。”朱熹贊同此說。[ ]

對此，英國著名科學史家李約瑟說：“這位哲學家曾談到‘大輪’和‘小輪’，也就是日、月的小‘軌道’以及行星和恒星的大‘軌道’。特別有趣的是，他已經(jīng)認識到，‘逆行’不過是由于天體相對速度不同而產(chǎn)生的一種視現(xiàn)象。”[ ]因此李約瑟認為，不能匆忙假定中國天文學家從未理解行星的運動軌道。

在天文學研究中，朱熹除了提出以上新見外，還對沈括有關(guān)天文學的觀點做過詳細的闡述。例如：沈括曾說：“月本無光，猶銀丸，日耀之乃光耳。光之初生，日在其傍，故光側(cè)，而所見才如鉤；日漸遠，則斜照，而光稍滿。如一彈丸，以粉涂其半，側(cè)視之，則粉處如鉤；對視之，則正圓。”[ ]朱熹贊同此說，并接著說：“以此觀之則知月光常滿，但自人所立處視之，有偏有正，故見其光有盈有虧。”[ ]他還說：“月體常圓無闕，但常受日光為明。初三、四是日在下照，月在西邊明，人在這邊望，只見在弦光。十五、六則日在地下，其光由地四邊而射出，月被其光而明。……月，古今人皆言有闕，惟沈存中云無闕。”[ ]

三。 對后世的影響

中國古代的天文學大致包括宇宙結(jié)構(gòu)理論和歷法兩大主要部分，尤以歷法最為突出。宇宙結(jié)構(gòu)理論自漢代形成蓋天說、渾天說和宣夜說之后，也經(jīng)歷了不斷的發(fā)展，主要表現(xiàn)為占主導(dǎo)地位的渾天說不斷吸取各家學說之長而逐步得到完善。

朱熹的天文學研究側(cè)重于對宇宙結(jié)構(gòu)理論的研究。他通過自己的天文觀測和科學研究，以渾天說為主干，吸取了蓋天說和宣夜說的某些觀點，提出了較以往更加完善的宇宙結(jié)構(gòu)理論，把古代的渾天說推到一個新的階段，這應(yīng)當是朱熹對于古代天文學發(fā)展的一大貢獻。

但是，由于朱熹的天文學研究只是專注于宇宙的結(jié)構(gòu)，對于當時在天文觀測和歷法方面的研究進展關(guān)注不夠，在這些方面的研究稍顯不足。因此，他的宇宙結(jié)構(gòu)理論在某些具體的細節(jié)方面，尤其是定量方面，尚有一些不足之處，有些見解和解釋是欠妥當?shù)摹?/p>

然而，他畢竟對宇宙結(jié)構(gòu)等天文學問題作了純科學意義上的研究，代表了宋代以至后來相當長一段時期中國古代天文學在宇宙結(jié)構(gòu)理論研究方面的水平。而且，朱熹的宇宙結(jié)構(gòu)理論在后來直至清代一直受到了不少學者的重視和引述。

朱熹之后宋末的重要學者王應(yīng)麟(1223～1296年，字伯厚，號深寧居士)撰《六經(jīng)天文編》六卷，記述了儒家經(jīng)典中大量有關(guān)天文學方面的重要論述，《四庫全書•六經(jīng)天文編》“提要”說：“是編裒六經(jīng)之言天文者，以易、書、詩所載為上卷，周禮、禮記、春秋所載為下卷。”該著作也記述了朱熹的許多有關(guān)天文學方面的論述。

元代之后科舉考試以“四書五經(jīng)”為官定教科書。其中《尚書》以蔡沈的《書集傳》為主。蔡沈（1167～1230年，字仲默，號九峰）曾隨其父蔡元定從學于朱熹。他的《書集傳》是承朱熹之命而作，其中包含了朱熹所注《尚書》之《堯典》、《舜典》等內(nèi)容，涉及不少有關(guān)天文學方面的論述。另有元代學者史伯璿（生卒不詳）著《管窺外篇》；《四庫全書•管窺外篇》“提要”說：該書中“于天文、歷學、地理、田制言之頗詳，多能有所闡發(fā)。”在論及天文學時，該書對朱熹的言論多有引述，并認為“天以極健至勁之氣運乎外，而束水與地于其中”。這與朱熹的宇宙結(jié)構(gòu)理論是一致的。

明初的胡廣等纂修《性理大全》，其中輯錄了大量朱熹有關(guān)天文學的論述。明末清初的天文學家游藝（生卒不詳，字子六，號岱峰）融中西天文學于一體，撰天文學著作《天經(jīng)或問》，后被收入《四庫全書》，并流傳于日本。該書在回答地球何以“能浮空而不墜”時說：“天虛晝夜運旋于外，地實確然不動于中……天裹著地，運旋之氣升降不息，四面緊塞不容展側(cè)，地不得不凝于中以自守也。”這里吸取了朱熹關(guān)于氣的旋轉(zhuǎn)支撐地球懸于空中的宇宙結(jié)構(gòu)理論；在解釋地震的原因時，該書又明確運用了朱熹的這一觀點，說：“地本氣之渣滓聚成形質(zhì)者，束于元氣旋轉(zhuǎn)之中，故兀然浮空而不墜為極重亙中心以鎮(zhèn)定也。”在論及日月五星的運行方向和速度時，該書說道：“日月之行，宋儒言之甚詳”，并且還直接引述朱熹關(guān)于五星運行方向和速度的觀點予以說明。

清代著名學者李光地（1642～1718年，字晉卿，號榕村）曾奉命主編《朱子大全》，其中“卷四十九理氣一”有“總論、太極、天地、陰陽、時令”，“卷五十理氣二”有“天文、天度、地理、雷電、風雨雪雹霜露”，收錄了朱熹有關(guān)天文學的不少論述。李光地所著的《歷象本要》引述了朱熹所謂“地在中央不動，不是在下”，“天包乎地”以及“天有九重”等，用以說明朱熹的天文學思想中包含了西方天文學有關(guān)宇宙結(jié)構(gòu)的知識[ ]。他在所撰的《理氣》篇說：“朱子言天，天不宜以恒星為體，當立有定之度數(shù)記之。天乃動物，仍當于天外立一太虛不動之天以測之，此說即今西歷之宗動天也。其言九層之天。近人者最和暖故能生人物。遠得一層，運轉(zhuǎn)得較緊似一層。至第九層則緊不可言。與今西歷所云九層一 一吻合。”[ ]他的《御定星歷考原》六卷，也引述了朱熹有關(guān)宇宙結(jié)構(gòu)的言論，并且認為，朱熹所說的“天包乎地，地特天中之一物爾”就是指“天渾圓地亦渾圓”，而與西方天文學的宇宙結(jié)構(gòu)理論相一致。

李光地與被譽為清初“歷算第一名家”的梅文鼎（1633～1721年，字定九，號勿庵）[ ]交往甚密，并且對當時的西方科學都持“西學中源”說。梅文鼎在所著《歷學疑問》中多處引用朱熹有關(guān)宇宙結(jié)構(gòu)的言論。該書認為，朱熹已經(jīng)具有西方天文學所謂“動天之外有靜天”、“天有重數(shù)”和“以輪載日月”的觀點，并且說：“朱子以輪載日月之喻，兼可施諸黃、赤，與西說之言層次者實相通貫。”[ ]

除此之外，清代還有黃鼎（生卒不詳）的《天文大成管窺輯要》八十卷，其中也包括朱熹有關(guān)天文學的不少論述。

朱熹是古代的大哲學家，代表了中國古代哲學發(fā)展的一座高峰。也許正是這個原因，他在天文學上所取得的成就一直沒有能引起人們足夠的注意。但是，這并不能否認他在天文學上確實做出過卓越的貢獻，他的宇宙結(jié)構(gòu)理論對后世產(chǎn)生過重大的影響。

注釋：

[ ] 李約瑟：《中國科學技術(shù)史》第四卷《天學》，北京：科學出版社1975年版，第2頁。

[ ] 〔宋〕黎靖德編：《朱子語類》，北京：中華書局1986年版，卷第九十四。

[ ] 《朱子語類》，卷第一百四。

[ ] 陳來：《朱子書信編年考證》，上海人民出版社1989年版。

[ ] 《答林擇之》，《晦菴先生朱文公文集》（四部叢刊初編），以下簡稱《文集》，卷四十三。

[ ] 《答蔡季通》，《文集》續(xù)集卷二。

[ ] 《答呂子約》，《文集》卷四十七。

[ ] 胡道靜：《朱子對沈括科學學說的鉆研與發(fā)展》，《朱熹與中國文化》，學林出版社1989年版。

[ ] 《答蔡季通》，《文集》卷四十四。

[ ] 《答蔡伯靜》，《文集》續(xù)集卷三。

[ ] 《答廖子晦》，《文集》卷四十五。

[ ] 《答蔡季通》，《文集》續(xù)集卷二。

[ ] 《朱子語類》，卷第二。

[ ] 《朱子語類》，卷第二十三。

[ ] 樂愛國、高令印《朱熹格物致知論的科學精神及其歷史作用》，《廈門大學學報》，1997年第1期。

[ ] 《朱子語類》，卷第一。

[ ] 《朱子語類》，卷第一。

[ ] 《朱子語類》，卷第一。

[ ] 梅森：《自然科學史》，上海譯文出版社1980年版，第75頁。

[ ] 《晉書•天文志上》。

[ ] 《朱子語類》，卷第一。

[ ] 《朱子語類》，卷第一。

[ ] 朱熹：《楚辭集注》，上海古籍出版社1979年版，第51頁。

[ ] 杜石然等：《中國科學技術(shù)史稿》（下），科學出版社1982年版，第106頁。

[ ] 朱熹：《楚辭集注》，第51頁。

[ ] 《朱子語類》，卷第二。

[ ] 《朱子語類》，卷第二。

[ ] 《晉書•天文志上》。

[ ] 朱熹：《楚辭集注》，第51頁。

[ ] 《朱子語類》，卷第二。

[ ] 《朱子語類》，卷第二。

[ ] 李約瑟：《中國科學技術(shù)史》第4卷，科學出版社1975年版，第547頁。

[ ] 沈括：《夢溪筆談》卷七《象數(shù)一》。

[ ] 朱熹：《楚辭集注》，第53頁。

[ ] 《朱子語類》，卷第二。

[ ] 樂愛國：《李光地的中西科技觀述評》，載《李光地研究》，廈門大學出版社1993年版。

[ ] 《榕村語錄》卷二十六《理氣》

天文學論文 3

關(guān)鍵詞：儒家文化古代科技古代科學家

關(guān)于中國古代是否有科學的問題，學術(shù)界至今仍有不同意見。不少學者根據(jù)卷帙浩繁的古代文獻，用歷史事實證明中國古代有科學，甚至認為，中國古代曾有過居于世界領(lǐng)先地位的科學技術(shù)。正如英國著名的中國科技史家李約瑟所言，古代的中國人在科學技術(shù)的許多重要方面“走在那些創(chuàng)造出著名的‘希臘奇跡’的傳奇式人物的前面，和擁有古代西方世界全部文化財富的阿拉伯人并駕齊驅(qū)，并在公元三世紀到十三世紀之間保持一個西方所望塵莫及的科學知識水平”,中國的科學發(fā)現(xiàn)和技術(shù)發(fā)明曾經(jīng)“遠遠超過同時代的歐洲，特別是在十五世紀之前更是如此”[]。然而，也有一些學者則根據(jù)中國古代沒有近代意義的“科學”,近代科學沒有在中國產(chǎn)生，以證明中國古代沒有科學。筆者持中國古代有科學的觀點，并認為，中國古代的科技具有明顯的儒學化特征，不同于近代意義的“科學”。這一看法對于理解中國古代科技曾有過輝煌但又沒有能夠?qū)崿F(xiàn)向近代科學的轉(zhuǎn)型，或許會有一定的幫助。

一。儒學化的中國古代科學家

從科技與社會相互關(guān)系的角度看，科學技術(shù)總是在一定的文化背景中孕育并得以發(fā)展的，因而必然會受到一定的文化的影響。儒家文化是中國傳統(tǒng)文化的主流，儒家文化對于中國古代科技的發(fā)展不可能不具有重要的影響。這種影響首先表現(xiàn)為儒家文化對于古代科學家的影響，表現(xiàn)為大多數(shù)科學家都不同程度地與儒學有著密切的關(guān)系。

關(guān)于中國古代科學家，目前，國內(nèi)有兩部較為重要的傳記著作，其一，由杜石然先生主編的《中國古代科學家傳記》,[]共選入中國古代科學家235位，另有明清時期介紹西方科技的外國人14位，該書收錄的古代科學家較全；其二，由盧嘉錫先生任總主編的《中國科學技術(shù)史》中有金秋鵬先生任主編的《中國科學技術(shù)史？人物卷》,[]該書精選了春秋戰(zhàn)國時期至清末的著名科學家77位(除漢代數(shù)學家張蒼和清初地理學家劉獻庭之外，大都包括在《中國古代科學家傳記》之中),該書收錄的古代科學家較精。以下就以杜石然先生所主編的《中國古代科學家傳記》為依據(jù)，參照金秋鵬先生所主編的《中國科學技術(shù)史？人物卷》,分析古代科學家與儒學之間的關(guān)系。

根據(jù)筆者分析，在《中國古代科學家傳記》中所收錄的科學家，大都與儒學有著程度不同的關(guān)系。依據(jù)這些科學家與儒學的關(guān)系的密切程度，可分為以下兩個層次：

其一，在儒學發(fā)展史上具有較重要地位或撰有儒學研究著作的科學家。這類科學家有：漢代的張衡、崔寔，魏晉南北朝時期的陸璣、虞喜、何承天、祖沖之，隋朝的劉焯，宋代的沈括、黃裳，明代的羅洪先、宋應(yīng)星、張履祥，清代的朱彝尊、戴震、阮元、汪萊、李銳，等等。其中漢代的天文學家張衡著《周官訓詁》;東晉時期的天文學家虞喜“釋《毛詩略》,注《孝經(jīng)》”[];南北朝時期的天文學家何承天對《禮論》進行整理，“刪減合并，以類相從，凡為三百卷”[],數(shù)學家、天文學家祖沖之“著《易》、《老》、《莊》義，釋《論語》、《孝經(jīng)》”[];隋朝時期的天文學家劉焯著《五經(jīng)述義》;宋代的科學家沈括撰《孟子解》,天文學家、地理學家黃裳撰《王府春秋講義》;明清之際的科學家宋應(yīng)星撰《談天》、《論氣》;清代的數(shù)學家汪萊撰有《十三經(jīng)注疏正誤》、《說文聲類》等經(jīng)學著作，數(shù)學家李銳協(xié)助阮元校勘《周易》、《谷梁》和《孟子》,并撰有《周易虞氏略例》、《召誥日名考》等等。

其二，明顯受儒學影響、具有儒家理念或運用儒家經(jīng)典中的知識進行科學研究的科學家。這類科學家較多，比如(按年代順序),班固、劉洪、張仲景、皇甫謐、裴秀、劉徽、酈道元、賈思勰、王孝通、賈耽、杜佑、李吉甫、陸龜蒙、韓鄂、蘇頌、唐慎微、劉完素、鄭樵、張從正、李杲、宋慈、李冶、秦九韶、楊輝、郭守敬、朱世杰、王禎、朱震亨、魯明善、戴思恭、馬一龍、李時珍、徐春甫、程大位、朱載堉、陳實功、徐光啟、張景岳、邢云路、方以智、王錫闡、梅文鼎、楊屾、徐大椿、陳修園，等等。

這些科學家與儒學都有著密切的關(guān)系。需要指出的是，以上所羅列的這些科學家?guī)缀跄依斯糯萍俭w系中數(shù)學、天文學、地理學、醫(yī)學和農(nóng)學五大學科的最著名的科學家，是科學史上各個時期最具代表的科學家。而且在事實上，除了以上科學家之外，還會有其他許多科學家與儒學有著直接的關(guān)系，比如，大多數(shù)官吏科學家必然要受到儒家思想的影響；一些道教、佛教科學家，在他們的成長過程中，在他們的科學研究中，也會與儒家思想有著這樣或那樣的關(guān)系。

古代科學家與儒學的這種關(guān)系，與儒家文化是中國傳統(tǒng)文化的主流有關(guān)。在這樣的文化背景下，古代中國人自小都學習過儒家經(jīng)典。儒家經(jīng)典是古代文化的載體，學習文化知識，不能不學習儒家經(jīng)典；同時，儒家經(jīng)典是培養(yǎng)理想人格的教科書，要成為有道德的人，也不能不學習儒家經(jīng)典。而且，儒家經(jīng)典是古代科舉考試的重要內(nèi)容，要進入仕途，也必須學習儒家經(jīng)典。古代的絕大多數(shù)科學家當然也不例外。而且在社會交往中，古代科學家大都免不了與儒士交往。從家庭成員到老師，以至朋友同事，總會有儒家學者，或者有儒家背景的文人學士。宋朝時期的法醫(yī)學家宋慈，先是師從朱熹弟子吳雉，又經(jīng)常向朱熹弟子楊方、黃干、李方子、蔡淵、蔡沈等學習。入太學時，他的文章得到著名理學家真德秀的賞識，并拜師受學。清代科學家梅文鼎，他的父親就是飽讀儒家經(jīng)典的書生；后來，他又與著名經(jīng)學家朱彝尊、閻若璩、萬斯同以及清初儒家李光地、著名儒家黃宗羲之子黃百家等等有過密切的交往；他的許多思想，包括一些科學思想的形成都或多或少地與他所交往過的儒家學者有關(guān)。又比如，清代的數(shù)學家李銳，曾師從于著名經(jīng)學家錢大昕，在數(shù)學研究上與經(jīng)學家焦循多有交往，與焦循、汪萊一起被稱為“談天三友”[]。

中國古代科學家在成長的過程中、在社會交往以及學術(shù)交往中，大都處于儒家文化的氛圍之中，儒家文化是他們心靈、思想、學識、情感的不可分割的重要組成部分，從而使得中國古代科學家?guī)в忻黠@的儒學化特征。他們大都具有儒家的價值觀念和道德品質(zhì)，具備深厚的儒家文化知識，對儒家經(jīng)典有著濃厚的學術(shù)情趣，以至于在他們的科學研究中，或是包含著對儒學的研究，或是運用了儒家經(jīng)典的知識，或是蘊涵著儒家的情懷。

二。儒學化的古代科學研究

在儒家文化為主流的中國傳統(tǒng)文化背景下，不僅科學家的價值觀念、人格素質(zhì)、知識學問要受到儒家文化的影響，而且在科學研究中，科學家的科研動機、基礎(chǔ)知識乃至科研方法，都在很大程度上受到儒學的影響。

(1)儒家的價值觀影響科學研究的動機

古代科學家研究科技的動機大致有三：其一，出于國計民生的需要；其二，出于“仁”、“孝”之德；其三，出于經(jīng)學的目的。

古代科學家研究科學的動機首先出于國計民生的需要。北魏時期的農(nóng)學家賈思勰在其所著的《齊民要術(shù)》中對此有很好的論述。該書的“序”在闡述作者研究農(nóng)學的目的時說：“蓋神農(nóng)為耒耜，以利天下。堯命四子，敬授民時。舜命后稷，食為政首。禹制土地，萬國作乂。殷周之盛。《詩》、《書》所述，要在安民，富而教之。”[]他還舉了許多例子：“耿壽昌之常平倉，桑弘羊之均輸法，益國利民，不朽之術(shù)也”;“任延、王景，乃令鑄作田器，教之墾辟，歲歲開廣，百姓充給”;“皇甫隆乃教作耬、犁，所省庸力過半，得谷加五”;“《書》曰：稼穡之艱難。《孝經(jīng)》曰：用天之道，因地之利，謹身節(jié)用，以養(yǎng)父母。《論語》曰：百姓不足，君孰與足”。這些論述無非是要說明他撰著《齊民要術(shù)》的目的在于“益國利民”,為的是國計民生。元朝時期農(nóng)學家的王禎在所著《農(nóng)書》的“自序”中說：“農(nóng)，天下之大本也。一夫不耕，或授之饑；一女不織，或授之寒。古先圣哲，敬民事也，首重農(nóng)，其教民耕織、種植、畜養(yǎng)，至纖至悉。”他撰著《農(nóng)書》的目的也在于國計民生。中國古代科技之所以在數(shù)學、天文學、地理學、醫(yī)學和農(nóng)學這些學科較為發(fā)達，概由于當時這些學科與國計民生密切相關(guān)。數(shù)學以解決實際問題為基本框架和內(nèi)容，其中所涉及的問題大都與國計民生有關(guān)；天文學講“敬授民時”,地理學講治國安邦，醫(yī)學講治病救人，也都與國計民生相關(guān)聯(lián)。

古代科學家研究科學的另一個動機是出于“仁”、“孝”之德。東漢時期醫(yī)學家張仲景研究醫(yī)學，旨在“上以療君親之疾，下以救貧賤之厄，中以保身長全，以養(yǎng)其生”,在于“愛人知物”、“愛躬知己”[]。魏晉時期醫(yī)學家皇甫謐在所著《針灸甲乙經(jīng)》的“序”中說：“若不精通于醫(yī)道，雖有忠孝之心、仁慈之性，君父危困，赤子涂地，無以濟之，此固圣賢所以精思極論盡其理也。”可見，他研究醫(yī)學的動機在于落實“忠孝之心、仁慈之性”。唐朝時期的醫(yī)學家孫思邈也在所著《備急千金要方》“本序”中指出：“君親有疾不能療之者，非忠孝也。”金代醫(yī)學家張從正更是明確把自己的醫(yī)學著作定名為《儒門事親》,以表明他研究醫(yī)學的動機在于“事親”。事實上，科學研究的動機出于國計民生的需要與出于“仁”、“孝”之德，這二者是一致的，關(guān)注國計民生是“仁”、“孝”之德的進一步推廣；所以，那些出于國計民生的需要的科學研究，同樣也是出于“仁”、“孝”之德。

除此之外，古代科學家研究科學還有一個動機，這就是經(jīng)學的動機。古代數(shù)學家大都把自己的數(shù)學研究與《周易》、《周禮》的“九數(shù)”以及儒家的“六藝”聯(lián)系在一起。魏晉時期數(shù)學家劉徽在所撰《九章算術(shù)注》“序”中說：“昔在包犧氏始畫八卦，以通神明之德，以類萬物之情，作九九之數(shù)，以合六爻之變”,“周公制禮而有九數(shù)，九數(shù)之流，則《九章》是矣”;《孫子算經(jīng)》認為數(shù)學是“六藝之綱紀”,能夠“窮道德之理，究性命之情”;唐朝時期的數(shù)學家王孝通在《上緝古算經(jīng)表》中說：“臣聞九疇載敘，紀法著于彝倫；六藝成功，數(shù)術(shù)參于造化”;這一切都是為了說明他們研究數(shù)學是對儒家經(jīng)學的繼承和發(fā)揮。宋朝時期的數(shù)學家秦九韶在《數(shù)書九章》的“序”中認為，數(shù)學“大則可以通神明、順性命，小則可以經(jīng)世務(wù)、類萬物”,元朝時期的數(shù)學家朱世杰在《四元玉鑒》“卷首”中認為，數(shù)學“以明理為務(wù)，必達乘除升降進退之理，乃盡性窮神之學”,這里講“通神明、順性命”以及“明理”,無非是要說明數(shù)學與理學在根本上是一致的，而他們的數(shù)學研究的動機也正在于此。事實上，宋代以后的科學家較多地把科學研究與求“自然之理”聯(lián)系在一起，所謂“數(shù)理”、“歷理”、“物理”、“醫(yī)理”之類；在他們看來，當時所謂的“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，研究科學也是為了闡發(fā)儒家的道理。

從根本上說，古代科學家研究科學的以上三種動機都是圍繞著儒家的價值觀而展開的。出于國計民生的需要，就是為了落實儒家的民本思想；出于“仁”、“孝”之德，就是實踐儒家的仁愛理念；出于經(jīng)學的目的，就是要發(fā)揮儒家之道。因此，古代科學家的研究科學的動機最終都源自儒家的價值觀。

(2)儒家經(jīng)典成為科學研究的知識基礎(chǔ)

科學研究需要有相當?shù)闹R基礎(chǔ)和專業(yè)基礎(chǔ)，而在儒家文化占主流的背景下，大多數(shù)科學家的基礎(chǔ)知識甚至一些專業(yè)基礎(chǔ)知識最初都是從儒家經(jīng)典中獲得的。儒家經(jīng)典中包含了豐富的科技知識。就古代數(shù)學、天文學、地理學、醫(yī)藥學和農(nóng)學五大學科而言，《周易》等著作中包含有某些數(shù)學知識，《詩經(jīng)》、《尚書？堯典》、《大戴禮記？夏小正》、《禮記？月令》以及《春秋》等著作中包含有某些天文學的知識，《尚書？禹貢》、《周禮？夏官司馬？職方》等著作中包含有某些地理學知識，《周易》、《禮記？月令》等著作中包含了與醫(yī)學有關(guān)的知識，《詩經(jīng)》、《大戴禮記？夏小正》、《禮記？月令》等著作中包含有農(nóng)學知識。應(yīng)當說，儒家經(jīng)典中具備了古代科學家從事科學研究所需要的基礎(chǔ)知識以及一些專業(yè)基礎(chǔ)知識。因此，儒家經(jīng)典中的科技知識，實際

古代許多科學家的科學研究正是在儒家經(jīng)典中所獲得的科學知識的基礎(chǔ)上，經(jīng)過自己的進一步研究、發(fā)揮和提高，從而在科學上做出了貢獻。從一些科學家的科學研究過程以及他們所撰著的科學著作中，可以發(fā)現(xiàn)，他們的科學研究與儒家經(jīng)典中的知識密切相關(guān)，在一定程度上是對儒家經(jīng)典中某些知識的發(fā)揮和提高。

古代數(shù)學家必定要講《周易》。魏晉時期的著名數(shù)學家劉徽在為《九章算術(shù)》作注時說：“徽幼習《九章》,長再詳覽，觀陰陽之割裂，總算術(shù)之根源。探賾之暇，遂悟其意。是以敢竭頑魯，采其所見，為之作注。”[]也就是說，他是通過《周易》的陰陽之說“總算術(shù)之根源”,從而明白《九章算術(shù)》之意，并為《九章算術(shù)》作注。宋元時期的數(shù)學家講河圖洛書、八卦九疇。宋代著名的數(shù)學家秦九韶對《周易》揲蓍之法中的數(shù)學問題進行研究，從而引伸出一次同余組的解法，即“大衍求一術(shù)”,被認為達到了當時世界數(shù)學的最高水平；又有數(shù)學家楊輝對“洛書”的三階縱橫圖進行研究，直至對十階縱橫圖的研究；還有元代著名數(shù)學家朱世杰撰《四元玉鑒》,運用《周易》概念論述了多元高次方程組的求解問題，被美國科學史家喬治？薩頓稱為“中國數(shù)學著作中最重要的一部，同時也是中世紀最杰出的數(shù)學著作之一”[]。

古代天文學家必定要以《尚書？堯典》為依據(jù)，同時結(jié)合《大戴禮記？夏小正》、《禮記？月令》、《詩經(jīng)》、《春秋》“經(jīng)傳”等儒家經(jīng)典中有關(guān)天象的紀錄和天文知識，進行研究，同時，古代天文學家在編制歷法時也經(jīng)常運用《周易》中的概念。李約瑟說：“天文和歷法一直是‘正統(tǒng)’的儒家之學。”[]充分揭示了中國古代天文學與儒學的關(guān)系。由于古代的天文歷法研究需要涉及大量的儒家經(jīng)典，所以，在歷史上，大多數(shù)天文歷法家都是飽讀儒家經(jīng)典的儒者，從漢唐時期的張衡、虞喜、何承天、祖沖之、劉焯到宋元時期的蘇頌、沈括、黃裳、郭守敬，這些著名的天文歷法家都曾經(jīng)讀過大量的儒家經(jīng)典，他們所撰著的天文歷法方面的著作采納了儒家經(jīng)典中大量的天文學知識。

古代的地理學則不可能不講《尚書？禹貢》、《周禮？夏官司馬？職方》。東漢的班固所撰《漢書？地理志》輯錄了《尚書？禹貢》的全文和《周禮？夏官司馬？職方》的內(nèi)容；魏晉時期的地圖學家裴秀所制《禹貢地域圖》主要是根據(jù)《尚書？禹貢》。此后的地理學家酈道元、賈耽、杜佑、李吉甫都無不通曉《尚書？禹貢》,并以此作為地理學研究的基本材料。

在農(nóng)學方面，《周易》的“三才之道”是古代農(nóng)學研究的思想基礎(chǔ)。而且，以《禮記？月令》為基本框架的月令式農(nóng)書是古代重要的農(nóng)書類型，先是有東漢的崔寔撰《四民月令》,又有唐朝韓鄂撰《四時纂要》,后來還有元朝的魯明善撰《農(nóng)桑衣食撮要》,等等。即使是其它類型的農(nóng)書，其中也包含了大量從《詩經(jīng)》、《尚書》、《周禮》、《禮記？月令》、《爾雅》等儒家經(jīng)典中引述而來的農(nóng)學知識。

當然，作為科學家，他們的知識并不只是從儒家經(jīng)典中所獲得的那一部分科學知識，他們還擁有從前人的科技著作以及其它著作中獲取的知識，更重要的，還有他們的經(jīng)驗知識以及他們通過科學研究所獲得的知識。但無論如何，在他們的知識結(jié)構(gòu)中，從儒家經(jīng)典中所獲得的知識是他們進行科學研究最基礎(chǔ)的同時也是最重要的知識。

(3)儒家的經(jīng)學方法成為重要的科學研究方法

在儒家文化的背景下，科學家在研究科學時，不僅研究動機與儒家思想有關(guān)，所運用的知識中包含著從儒家經(jīng)典中所獲得的知識，而且在研究方法上也與儒學的經(jīng)學方法相一致。

中國古代科學家的科學研究往往是以? 與這樣的研究程序相關(guān)，科學研究首先要求廣泛地讀書，博覽群書，其中也必然包括儒家經(jīng)典，這就是“博學以文”。在此基礎(chǔ)上，科學家還要用親身的實踐對前人的知識進行驗證，尤其是地理學家、醫(yī)藥學家、農(nóng)學家更是如此，這就要求“實事求是”。因此，古代科學著作有不少都是對以往科技知識的整理和總結(jié)。

古代的科學研究由于與儒家的經(jīng)學研究有許多相似之處，都是圍繞著前人的著作而展開的，所以一直有尊崇經(jīng)典的傳統(tǒng)。古代科學家首先必須尊崇儒家經(jīng)典，尤其是包含科技知識的那些儒家經(jīng)典，《詩經(jīng)》、《尚書？堯典》、《尚書？禹貢》、《大戴禮記？夏小正》、《禮記？月令》、《周禮》、《周易》以及《春秋》“經(jīng)傳”等都是古代科學家所必須尊崇的經(jīng)典。此外，科學中的各個學科也都有各自的經(jīng)典：數(shù)學上有“算經(jīng)十書”,包括《周髀算經(jīng)》、《九章算術(shù)》、《海島算經(jīng)》、《五曹算經(jīng)》、《孫子算經(jīng)》、《夏侯陽算經(jīng)》、《張丘建算經(jīng)》、《五經(jīng)算術(shù)》、《綴術(shù)》、《緝古算經(jīng)》;天文學上有《周髀算經(jīng)》、《甘石星經(jīng)》等；地理學上有《山海經(jīng)》、《水經(jīng)》等；醫(yī)學上有《黃帝內(nèi)經(jīng)》、《神農(nóng)本草經(jīng)》、《難經(jīng)》、《脈經(jīng)》、《針灸甲乙經(jīng)》等；農(nóng)學上有《泛勝之書》、《齊民要術(shù)》、《耒耜經(jīng)》等等。這些經(jīng)典是各學科的科學家所必須尊崇的。

由于尊崇經(jīng)典，所以科學研究只是在經(jīng)典所涉及的范圍內(nèi)展開，只是在對經(jīng)典的詮釋過程中有所發(fā)揮。先有《九章算術(shù)》,后有《九章算術(shù)注》;先有《水經(jīng)》,后有《水經(jīng)注》;先有《神農(nóng)本草經(jīng)》,后有《神農(nóng)本草經(jīng)集注》,諸如此類。這與儒學的經(jīng)學方法是一致的。尤其是，明清之際，西方科學傳到中國，當時中國的科學家大都持“西學中源”的觀點，并且采取引中國古代經(jīng)典解釋西方科學的方法進行研究。這一科學研究方式依然是承襲了儒學的經(jīng)學方法。[]

三。儒家文化對古代科技特征的影響

由于古代科學家的科研動機、知識基礎(chǔ)以及研究方法在很大程度上受到儒家文化的影響，因而中國古代科技所具有的實用性、經(jīng)驗性和繼承性的特征，事實上也與儒家文化有著密切的關(guān)系。

在儒家文化的影響下，古代科學家進行科學研究的重要動機之一在于滿足國計民生的需要，所以，大多數(shù)具有儒家價值理念的科學家在研究科技時，所注重的主要是科技的實際功用，這就決定了中國古代科技的實用特征，富有務(wù)實精神。雖然也曾有一些科學家對純科學的問題進行過研究，但在總體上看，古代科技的實用性特征是相當明顯的，是主要的。在論及中國古代數(shù)學史上最重要的經(jīng)典著作《九章算術(shù)》與儒家文化的關(guān)系時，中國數(shù)學史家錢寶琮先生說：“《九章算術(shù)》的編纂者似乎認為：所有具體問題得到解答已盡‘算術(shù)’的能事，不討論抽象的數(shù)學理論無害為‘算術(shù)’;掌握數(shù)學知識的人應(yīng)該滿足于能夠解答生活實踐中提出的應(yīng)用問題，數(shù)學的理論雖屬可知，但很難全部搞清楚，學者應(yīng)該有適可而止的態(tài)度。這種重視感性認識而忽視理性認識的見解，雖不能證明它淵源于荀卿，但與荀卿思想十分類似。”[]如果對于中國古代數(shù)學發(fā)展具有重要影響的《九章算術(shù)》,其實用性的特征是受到儒家文化的影響，那么，整個古代數(shù)學的發(fā)展與儒家文化的密切聯(lián)系，也就不言而喻的了。除此之外，中國古代的天文學、地理學、醫(yī)學和農(nóng)學的實用特征在很大程度上也與儒家文化的務(wù)實精神有著直接的關(guān)系。

與實用性特征相聯(lián)系，古代科學家較為強調(diào)感覺經(jīng)驗，注重經(jīng)驗性的描述，因而使古代科技帶有明顯的經(jīng)驗性。在科學理論上，則主要是運用某些現(xiàn)成的、普遍適用的儒家理論以及諸如“氣”、“陰陽”、“五行”、“八卦”、“理”之類的概念，經(jīng)過思維的加工和變換，對自然現(xiàn)象加以抽象的、思辯的解釋，只注重定性分析，而不注重定量分析。其結(jié)果是，科學研究僅僅停留在經(jīng)驗的層面上。比如，唐朝時期的天文學家僧一行，他在天文儀器制造、天文觀測等諸方面多有貢獻，他所編制的“大衍歷”是當時最好的歷法。然而，他在解釋他的“大衍歷”時則說：“《易》:天數(shù)五，地數(shù)五，五位相得而各有合，所以成變化而行鬼神也。天數(shù)始于一，地數(shù)始于二，合二始以位剛?cè)帷Ｌ鞌?shù)終于九，地數(shù)終于十，合二終以紀閏余。天數(shù)中于五，地數(shù)中于六，合二中以通律歷。……故爻數(shù)通乎六十，策數(shù)行乎二百四十。是以大衍為天地之樞，如環(huán)之無端，蓋律歷之大紀也。”[]再比如，宋代科學家沈括在解釋黃河中下游陜縣以西黃土高原成因時，他說：“今關(guān)、陜以西，水行地中，不減百余尺，其泥歲東流，皆為大陸之土，此理必然。”[]他還說：“五運六氣，冬寒夏暑，旸雨電雹，鬼靈厭蠱，甘苦寒溫之節(jié)，后先勝復(fù)之用，此天理也。”[]由于停留在經(jīng)驗性的描述和思辯性的解釋上，科學在理論上相對較為薄弱。

由于古代科學家的科學研究較多地受到儒家經(jīng)學方法的影響，因此對科學家來說，不僅儒家思想是不可違背的，而且，各門學科的“經(jīng)典”也是不可違背的。這種崇尚經(jīng)典的學風使得后來的科學家在科學研究中更多的是對前人著作中的科學知識和科學理論的繼承、沿襲或注疏、詮釋，并在此基礎(chǔ)上有所補充、改進。因此，古代的科學著作大都少不了引經(jīng)據(jù)典，廣泛吸取前人的多方面、多學科的知識，因而表現(xiàn)出明顯的繼承性。即使有所創(chuàng)新和發(fā)展，也主要是在既定的框架內(nèi)做出適當?shù)母淖兒桶l(fā)揮。

中國古代科技的實用性、經(jīng)驗性和繼承性的特征實際上正是在科技的層面上對儒家思想的延伸和展開。由于要實踐儒家之道，所以古代科技重視實用，重視經(jīng)驗，在實用科技方面較有優(yōu)勢，而在科學理論上則相對薄弱；同時，又是由于要尊崇儒家之道，所以古代科學家總是把自己的研究與儒家學說、儒家經(jīng)典聯(lián)系在一起，重視知識的積累，表現(xiàn)出明顯的繼承性。由此可見，中國古代科技的特征與儒家思想密切相關(guān)，儒家文化對于中國古代科技特征的形成具有重要的影響。

綜上所述，在以儒家文化為主流的中國傳統(tǒng)文化背景下，中國古代科技的發(fā)展在很大程度上受到儒家文化的影響，甚至在某種意義上可以說，中國古代的科學家大都是儒學化的科學家，中國古代的科學研究大都是儒學化的研究，中國古代科技大體上帶有明顯的儒學特征，中國古代的科學是儒學化的科學。

參考文獻：

[英]李約瑟。中國科學技術(shù)史(第一卷)總論[M].北京：科學出版社。1975.3.

杜石然。中國古代科學家傳記[M].北京：科學出版社。1992.

金秋鵬。中國科學技術(shù)史？人物卷[M].北京：科學出版社。1998.

晉書？虞喜傳[A].中華書局本。

宋書？何承天傳[A].中華書局本。

南史？祖沖之傳[A].中華書局本。

[清]阮元。疇人傳？李銳[A].北京：商務(wù)印書館。1955.

[北魏]賈思勰。齊民要術(shù)？序[A].文淵閣四庫全書本。

[9][唐]孫思邈。備急千金要方？本序[A].文淵閣四庫全書本。

[10][宋]黎靖德。朱子語類[Z].北京：中華書局。1986.卷49.

[11][晉]劉徽。九章算術(shù)注？序[A].文淵閣四庫全書本。

[12]杜石然。朱世杰研究[A].宋元數(shù)學史論文集[C].北京：科學出版社。1966.

[13]李約瑟。中國科學技術(shù)史(第四卷)天學[M].北京：科學出版社。1975.2.

[14]樂愛國。從儒家文化的角度看西學中源說的形成[J].自然辯證法研究，2002(10).

[15]錢寶琮。九章算術(shù)及其劉徽注與哲學思想的關(guān)系[A].錢寶琮科學史論文選集[C].北京：科學出版社。1983.

[16]新唐書？歷志三上[A].中華書局本。

天文學論文 4

航空航天類專業(yè)的應(yīng)用對象包括衛(wèi)星、飛機、導(dǎo)彈、炮彈甚至還包括艦船和潛艇。在世界范圍內(nèi)，所有的工科教育都是基礎(chǔ)教育和應(yīng)用基礎(chǔ)教育的結(jié)合，航空航天類專業(yè)亦不例外。這一特點引導(dǎo)著高校教師在航空航天類專業(yè)的研究領(lǐng)域和研究方向，也決定了高校教師必然與軍方及大型的航空航天研究院所聯(lián)系密切。從上述應(yīng)用對象可以看出，除了為數(shù)不多的民用產(chǎn)品外，大都與關(guān)系國家國防安全的軍用產(chǎn)品有關(guān)，尤其一些尖端科技產(chǎn)品更是如此。事實上，即便是那些民用產(chǎn)品，其核心技術(shù)也往往涉及國家秘密或者商業(yè)秘密，如民航飛機發(fā)動機的設(shè)計和制造技術(shù)一直為幾個軍事強國所把持。這些特點意味著許多高校航空航天類專業(yè)的研究場所和實驗場所必須遵守人員出入受限、接觸范圍受限的法令法規(guī)，為“卓越計劃”的充分實施帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

2航空航天教學實驗室建設(shè)的必要性

很多航空航天類專業(yè)的課程都是與實際工程緊密結(jié)合的，以航空航天類專業(yè)本科生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課自動控制原理來說［12］，不僅要講授基礎(chǔ)理論知識，還要引導(dǎo)學生運用所學的自動控制知識進行飛行器制導(dǎo)控制系統(tǒng)的設(shè)計，這需要基于實驗室的實踐教學來進行輔助。雖然各航空航天高校均已建立了各級別的專業(yè)實驗室，但這些實驗室仍主要為研究生所用，且其承擔的多是一些國防科研任務(wù)，不一定適合本科生接觸和參與。這也是導(dǎo)致航空航天類專業(yè)本科生實踐能力不足的另一個因素。隨著我國航空航天事業(yè)的持續(xù)發(fā)展，國家和地方的支持力度也不斷增強，開設(shè)航空航天類專業(yè)的高校越來越多，不管是研究型高校(985工程大學)，還是教學研究型高校(211工程大學)都唯恐落于人后，爭相設(shè)立與航空航天方向相關(guān)的學院或?qū)I(yè)。這在造成每年畢業(yè)的本科生數(shù)量與日遞增的同時，配套設(shè)施建設(shè)尤其是本科生教學實驗室建設(shè)的進度滯后，也使得這些專業(yè)的畢業(yè)生質(zhì)量參差不齊，進一步凸顯了他們動手實踐能力不足的問題。隨著“卓越計劃”的推進，教學實驗室在高校教學、科研和學生培養(yǎng)方面的作用會越來越大，加強專業(yè)教學實驗室的建設(shè)，并建立有效、開放的運行機制，將是切實提高學生工程實踐能力的重要抓手。因此，有必要建立航空航天類專業(yè)的本科生教學實驗室，用以承擔本科生的實驗教學和各類競賽、創(chuàng)新計劃等任務(wù)。

3航空航天教學實驗室的建設(shè)經(jīng)驗

北京理工大學(以下簡稱我校)建于1940年，是中國共產(chǎn)黨創(chuàng)辦的第一所理工科大學。建校70多年來，一直以建設(shè)強大的國防力量為己任，秉承“實事求是，不自以為是”的校風，在航空航天領(lǐng)域取得了諸多輝煌成果。結(jié)合我校航空航天類專業(yè)的前述特殊性，以我校相關(guān)專業(yè)的教學實驗室建設(shè)經(jīng)驗為例進行說明。

3.1立足校內(nèi)，建立實驗教學基地本科生教學仍以高校校內(nèi)為主要場所，在校園內(nèi)建設(shè)高水平的專業(yè)實驗教學基地是重中之重。我校與航空航天類專業(yè)本科生培養(yǎng)相關(guān)的專業(yè)教學實驗室或工程教學中心有三個，即航空航天工程北京市實驗教學示范中心、基礎(chǔ)力學北京市實驗教學示范中心和北京理工大學宇航學院學生課外科技創(chuàng)新基地。宇航學院學生課外科技創(chuàng)新基地是學校的“985”計劃項目，已持續(xù)投資近200萬元，2002年開始組建，2005年建設(shè)完成后至今仍不斷補充和完善。面向全校尤其是航空航天類專業(yè)的本科生、研究生開設(shè)了近20門實驗選修課程，每年平均接納學生1000多人。同時承擔國家教育部、北京市創(chuàng)新項目研究5項，參與學生30多人，為全國大學生電子競賽、北京市電子競賽培訓八屆學生計300多人，獲獎15? 該實驗教學基地為航空航天類專業(yè)學生的實踐能力培養(yǎng)起到了重要的作用。

3.2科教互融，掌握技術(shù)前沿教學與科研的交互融合，不僅有助于培養(yǎng)學生的專業(yè)興趣，同時有助于學生了解工程技術(shù)的難點和前沿領(lǐng)域，這需要確立具有實用性和創(chuàng)新性的實驗教學內(nèi)容。原有實驗教學方式存在的不足主要是：實驗內(nèi)容陳舊，多是原理性的驗證實驗，學生和老師均缺乏動力和興趣。為此，航空航天類專業(yè)的責任教授和管理、實驗人員一起重新規(guī)劃了實驗教學模式。在實驗教學中，注意發(fā)揮學生的積極主動性和創(chuàng)新思維，在原理性驗證實驗的基礎(chǔ)上，更注重在強化基礎(chǔ)理論的情況下結(jié)合學科發(fā)展前沿，鼓勵學生分組、分工完成課題。既培養(yǎng)學生的動手能力，又培養(yǎng)學生團隊協(xié)作的精神。同時，充分發(fā)揮學科優(yōu)勢，鼓勵教師把最新的科研成果融入實驗教學環(huán)節(jié)中，甚至鼓勵教師把自己的在研項目經(jīng)過處理后引入實驗教學。經(jīng)過幾年的運行和完善，已經(jīng)形成了一批特色鮮明的專業(yè)實驗課，并在飛行器現(xiàn)代設(shè)計方法、飛行力學、飛行器制導(dǎo)控制系統(tǒng)設(shè)計等專業(yè)課程的實驗教學中取得了優(yōu)異的成績。

3.3興趣牽引，建設(shè)專業(yè)社團我校航空航天類專業(yè)一直注重培養(yǎng)學生的專業(yè)興趣，認為這是讓學生由被動學習向主動學習轉(zhuǎn)變的良好催化劑，同時也是激勵創(chuàng)新的原動力。針對航空航天類專業(yè)的特點，2001年成立了學生科技創(chuàng)新社團———航模隊，共有隊員100余人。為了更好地引導(dǎo)和鼓勵科技創(chuàng)新，學校還定期舉辦與此相關(guān)的講座和競賽，并為每組參賽選手配備專業(yè)的指導(dǎo)教師。經(jīng)過多年的探索實踐，航空航天類專業(yè)在人才培養(yǎng)，尤其是拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面形成了系統(tǒng)的學生科技實踐創(chuàng)新體系：加強實踐創(chuàng)新基地建設(shè)，引導(dǎo)科研一線教師積極參與，培養(yǎng)學生科技創(chuàng)新團隊，培育和支持學生科技創(chuàng)新作品，激發(fā)大學生科技創(chuàng)新和實踐探索意識，發(fā)揚吃苦耐勞、團結(jié)合作的精神，使更多的大學生了解科技創(chuàng)新，熱愛科技創(chuàng)新，投身科技創(chuàng)新。自2005年以來，多項學生作品在國內(nèi)外科技創(chuàng)新競賽中獲得大獎，尤其是在被譽為當代大學生科技創(chuàng)新“奧林匹克”盛會的“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術(shù)科技作品競賽上，已獲得三個全國一等獎。

3.4校企合作，打造部級實踐中心為了更好地了解用人單位的需求，更切實地貫徹落實“卓越計劃”，我校一直注重航空航天類專業(yè)的校企合作。每屆學生大三學習結(jié)束的暑假，都會安排兩周～三周的畢業(yè)實習，針對學生的專業(yè)特點，精心遴選實習單位，讓學生親臨生產(chǎn)第一線，感受工程產(chǎn)品的真實生產(chǎn)過程和生產(chǎn)工藝。經(jīng)過多年的堅持發(fā)展，實習地點已覆蓋諸多大型航空航天及兵工企業(yè)，并在兵器工業(yè)第二〇三研究所、兵器工業(yè)西北工業(yè)集團、中航工業(yè)西安飛機工業(yè)集團、8359所、航天519廠、中國空間技術(shù)研究院等單位建立了北京理工大學工程實踐教育中心。在“卓越計劃”的推動下，飛行器設(shè)計與工程專業(yè)從2012年開始每年選派4名學生，在學校及企業(yè)雙導(dǎo)師的指導(dǎo)下，于兵器工業(yè)第二〇三研究所完成畢業(yè)設(shè)計，充分體現(xiàn)了企業(yè)深度參與培養(yǎng)的特色。中國兵器第二〇三研究所一直是學校航空航天類專業(yè)尤其是飛行器設(shè)計與工程專業(yè)的實習基地，近十年運行下來，積累了豐富的操作經(jīng)驗。目前，我校已與該研究所合作建立了部級的工程實踐教育中心，并獲批為部級大學生校外實踐教育基地。同時，學校還與中國空間技術(shù)研究院合作建立了部級的工程實踐教育中心。這些部級教育中心或?qū)嵺`基地的建設(shè)，為校企深度合作及學生實踐能力的培養(yǎng)提供了良好的平臺。

3.5國際合作，拓寬學生視野學校航空航天類專業(yè)一直注重培養(yǎng)學生的國際視野，鼓勵學生到海外著名大學的實驗室學習和完成畢業(yè)設(shè)計。以宇航學院為例，每年到海外高校做畢業(yè)設(shè)計的本科生比例為10左右，包括薩馬拉航空航天大學、鮑曼大學、慕尼黑工業(yè)大學、代爾夫特理工大學、香港科技大學、弗萊堡大學、馬德里理工大學等均與我校建立了良好的合作關(guān)? 從運行十多年來的成果積累及參與該項計劃的學生的發(fā)展來看，達到甚至超過了預(yù)期目的。在“卓越計劃”實施的五年內(nèi)，計劃將每年去海外做畢業(yè)設(shè)計的學生比例推進到30左右，同時制定了去海外高校進行畢業(yè)設(shè)計、去海外大型企業(yè)參觀、再直接進入國外企業(yè)實習的三步走方針。并積極引進海外大學實驗室的建設(shè)經(jīng)驗，完善學校相關(guān)專業(yè)實驗室的建設(shè)工作。

4航空航天教學實驗室的建設(shè)思考

結(jié)合航空航天類專業(yè)的教學實驗室建設(shè)經(jīng)驗和已經(jīng)取得的成果，今后航空航天類專業(yè)教學實驗室的建設(shè)應(yīng)該加強以下三個方面的工作。

4.1加強實驗室的體系建設(shè)航空航天類專業(yè)盡管名稱和方向各異，但卻是一個圍繞應(yīng)用對象不同功能的有機整體。從學生的培養(yǎng)角度來說，尤其是本科生的培養(yǎng)，需要全面了解和通盤考慮。如北京理工大學航空航天工程北京市實驗教學示范中心已經(jīng)構(gòu)建完成或部分完成了包括飛行器總體設(shè)計、制導(dǎo)與控制技術(shù)、半實物仿真等在內(nèi)的多套與飛行器設(shè)計相關(guān)的實驗系統(tǒng)，就是一個很好的嘗試。

4.2加強實驗教學團隊的建設(shè)教師是實驗體系的主體，實驗教師隊伍的水平和能力，在整個實驗體系運行中起決定性的作用。必須建設(shè)一支結(jié)構(gòu)合理、人員精干、專兼結(jié)合的實驗教師隊伍，這支隊伍應(yīng)在培養(yǎng)本科生的實驗與創(chuàng)新能力方面發(fā)揮主導(dǎo)作用。學校應(yīng)充分意識到師資隊伍在實驗教學以及人才培養(yǎng)中的地位，制定相應(yīng)的政策法規(guī)保障實驗教學隊伍的發(fā)展和壯大。

4.3加強合作與開放力度航空航天類的本科教學實驗室不應(yīng)該僅僅著眼于自身校園內(nèi)的若干平臺，而更應(yīng)該把目光放眼于整個高校圈、相關(guān)企業(yè)及相關(guān)的國外大學實驗室和企業(yè)。作為教學實驗室建設(shè)的一部分，在加強學校不同專業(yè)之間合作的同時，更加切實地加強校校合作、校企合作和國際合作力度，同時加大開放力度，真正做到設(shè)備共享、人員共享和資源共享。

5結(jié)束語

天文學論文 5

天然藥物化學實驗教學的主要目的是通過中藥有效成分的提取、分離和鑒定等基本操作技能的訓練，使理論與實踐密切結(jié)合，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，訓練嚴格的科學的工作態(tài)度，并為藥劑等后期課程和將來從事藥劑專業(yè)崗位工作奠定基礎(chǔ)。

因天然藥物化學實驗性質(zhì)所決定，從提取分離到成分鑒定，周期較長，特別是實驗中有些步驟重復(fù)性操作占用時間長，但又必須等待這一步驟完成后，才能進行下一步驟的操作，如從中藥粉防己中提取防己堿、防己諾林堿、輪環(huán)藤酚堿，回流提取裝置安裝后，用EtOH回流提取2～3次，每次1～2h；又如從中藥大黃中提取蒽醌苷元，先用20%H2SO4水解（大黃粉末）3～4h后，再用CHCl3連續(xù)回流提取3～4h［1］，類似這樣重復(fù)性操作時間較長而又是必須的實驗步驟，學生要在實驗室等待，存在著較大的時間浪費。

根據(jù)2007年衛(wèi)生職業(yè)教育教學指導(dǎo)委員會編制的《全國中等衛(wèi)生職業(yè)教育藥劑專業(yè)教學計劃和教學大綱》-“天然藥物化學基礎(chǔ)教學大綱”［2］（以下簡稱《大綱》）中教學時間分配和實驗項目與學時安排，按實驗指導(dǎo)相應(yīng)項目內(nèi)容操作，時間是不夠的（見表1，表2），而且有些重要實驗項目或技能，《大綱》中沒有安排或未包含（見表3）。中專學制短，課程設(shè)置較多，每門課程所必須的基本操作技能和實需實驗時間不可能全滿足。《大綱》明確規(guī)定：“要培養(yǎng)學生具有規(guī)范、熟練的天然藥物化學所必須的基本操作技能”，要達到《大綱》要求，就必須保證重要實驗項目或技能的學習落實，這樣，《大綱》的實驗學時安排與要求就有矛盾了，怎樣化解這個矛盾，本文作者在實驗教學中，根據(jù)天然藥物化學實驗特點，以充分利用重復(fù)性實驗操作時間為課題進行了一些探索，取到了一定的效果。

1方法

1.1預(yù)習實驗內(nèi)容

實驗前，要求學生全面預(yù)習實驗內(nèi)容，弄清實驗?zāi)康摹⒃砗筒襟E，特別強調(diào)為什么這一步驟要這樣做，還可用哪些方法能達到相同實驗?zāi)康模ㄟ^預(yù)習和思考，使學生將理論與實踐有機結(jié)合起來，靈活運用所學知識，全面系統(tǒng)了解本次實驗內(nèi)容，以便在實驗中合理分配和利用實驗時間，避免或減少實驗差錯和不必要的時間浪費。

1.2利用課外時間

用相同的方法提取2～3次的實驗步驟，由學生進行儀器安裝并完成第一次實驗操作，以后各次的重復(fù)性操作步驟或不同實驗項目的重復(fù)性操作技能，由實驗指導(dǎo)老師完成或派同學輪流利用課外時間完成。

1.3兩個班級套作

如有兩個相同專業(yè)的班級，對方法步驟相同而需反復(fù)多次操作的實驗，可由兩個班級分別完成，如提取兩次時，第1個班級進行第1次提取實驗操作，下一步驟實驗產(chǎn)物由實驗指導(dǎo)老師提供；第2個班級進行第2次提取實驗操作，合并第一個班級第一次提取的實驗產(chǎn)物，進行下一步驟的實驗。

1.4穿插理論教學

對于單次時間較長的實驗操作步驟，如上述大黃蒽醌苷的水解和蒽醌苷元的提取等，由學生安裝儀器，操作0.5～1h，余下重復(fù)性操作除參照“1.2”方法完成外，還可將各類型成分的提取、分離、檢識和實例的理論教學，選擇性地在實驗室利用這些等待時間較長的間隙進行。

1.5時間套用安排

任課教師和實驗指導(dǎo)老師，注意對每一個實驗項目各技能步驟作好時間上的套用安排，如利用回收溶劑時的等待時間鋪制薄層色譜硬板或配制試劑，利用薄層（紙）色譜展開或柱色譜洗脫的等待時間作化學檢識反應(yīng)等。

1.6開展問題討論

不易套用安排的實驗等待時間，由任課老師或?qū)嶒炛笇?dǎo)老師出一些有關(guān)實驗方面的討論題目，也可以以學生的實驗結(jié)果或?qū)嶒炛械腻e誤操作步驟為題，引導(dǎo)學生進行對比分析，查找問題，展開討論，如用20%H2SO4加熱水解蕓香苷時，為什么會出現(xiàn)渾濁澄清渾濁或沉淀現(xiàn)象？為什么有的實驗組產(chǎn)率高，有的實驗組產(chǎn)率低？薄層色譜時，容器空間飽和后，將容器蓋子打開來調(diào)整薄板位置，沒有重新飽和而直接展開，對色譜結(jié)果有什么影響？討論以實驗小組為單位進行。

1.7填寫實驗報告

還可利用這些空閑時間填寫實驗報告，實驗報告要求書寫規(guī)范，體會與討論部分針對實驗中出現(xiàn)的不同現(xiàn)象、失敗結(jié)果、成功的經(jīng)驗或存在問題等提出自己的觀點或看法。

2結(jié)果

《大綱》中安排的實驗項目學時與實際需要學時相差近68%，而改革后所用學時不到《大綱》中安排時間的82%，是實際需要時間的47%（見表1）。表1《大綱》實驗項目時間安排與實際需用時間（略）

黃酮類化合物（槐花中蕓香苷的提取、分離與檢識）6126萜類和揮發(fā)油（八角茴香油的提取與檢識）262天然藥物化學成分的研究（預(yù)試驗）462合計223818

1.《大綱》中綜合操作練習內(nèi)容記載不明確；

2．黃柏中小檗堿的提取按滲漉法需用操作時間計算

《大綱》中已安排或包含的單次重要實驗技能，改革后所用學時只需所需時間的61%（見表2）。

《大綱》中未安排或未包含的單次重要實驗技能，改革后所用學時只需所需時間的50%（見表3）。

改革后，重要實驗技能項目單次用時共22學時（見表2～3）。

3討論

天然藥物化學新《大綱》安排教學總學時為72學時，其中實驗22學時，約占總學時的30%；2001年《大綱》安排教學總學時為76學時，其中實驗26學時，約占總學時的34%［3］；1994年《大綱》安排教學總學時為114學時，其中實驗48學時，約占總學時的42%［4］。根據(jù)天然藥物化學課程性質(zhì)與特點，實驗最好占總學時的40%左右，1994年《大綱》安排的實驗學時比例較恰當，新《大綱》實驗學時比例偏低，改革后重要實驗技能項目單次用時共22學時（見表2，表3），加上不同實驗項目所必須的相同操作技能，共需30學時左右，若適當增加實驗學時，再如上述諸法進行實驗安排，主要實驗項目和技能是可以完成的，因有些理論課可在實驗室利用實驗等待時間講授，故不影響理論課時。表2《大綱》中有安排或包含的重要實驗技能項目單次所需時間（略）

天然藥物化學實驗重要基本操作技能較多（見表2，表3），中藥中化學成分的提取、分離和檢識是選擇性地應(yīng)用這些操作技能完成的，《大綱》中有些重要操作技能在所安排的實驗項目中沒有包含（見表2），因此，老師在實驗項目安排和實驗方法設(shè)計時應(yīng)注意這些重要操作技能安排。表3《大綱》中未安排或未包含的重要實驗技能項目單次所需時間（略）

所需學時合計不包括不同實驗項目中相同技能步驟所需時間（未重復(fù)計學時）

天然藥物化學實驗不僅周期長，而且溶劑用量大，如果是重復(fù)性的操作步驟，按上述班級套用安排或由實驗指導(dǎo)老師提供下一步驟實驗產(chǎn)品，還可節(jié)約一定量的溶劑。

4小結(jié)

通過對天然藥物化學實驗的改革表明，必須的重復(fù)性操作步驟，學生在實驗室等待浪費的較長時間，可通過多種途經(jīng)得到充分利用。

天然藥物化學是藥學專業(yè)的一門重要專業(yè)課程，實踐性很強，其操作技能還將要為后期多學科實驗和專業(yè)崗位工作奠基。新《大綱》計劃總學時大幅下調(diào)，實驗學時也權(quán)重不夠，因此，任課教師應(yīng)根據(jù)學校實際情況，對實驗項目進行適當調(diào)整和巧安排，再按上述改革方法運作，天然藥物化學主要實驗項目和重要實驗技能是能夠完成的。

【參考文獻】

［1］王寧。天然藥物化學（第1版）［M］.北京：人民衛(wèi)生出版社，2006：149.

［2］衛(wèi)生職業(yè)教育教學指導(dǎo)委員會。藥劑專業(yè)教學計劃和教學大綱（第1版）［M］.北京：人民衛(wèi)生出版社，2007：51.

天文學論文 6

聞名于世的“諾貝爾獎”，每年一次授予在物理學、化學、生理學或醫(yī)學，以及一些人文領(lǐng)域做出卓越貢獻的人，至今已有100多年的歷史。然而，諾貝爾并沒有設(shè)立專門的天文學獎項，這導(dǎo)致了20世紀前70年天文學的成就與諾貝爾獎無緣。由于天體物理學的發(fā)展，特別是天文觀測所發(fā)現(xiàn)的許多物理特性和物理過程是地面上的物理學實驗所無法實現(xiàn)的，宇宙及各種天體已成為物理學的超級實驗室。天體物理學的一些突出成果有力地推進了物理學的發(fā)展，這樣，天文學成就獲得“諾貝爾物理學獎”就成為很自然的事了。

諾貝爾獎與天文學的尷尬

諾貝爾獎是以瑞典著名化學家阿爾弗雷德·貝恩哈德·諾貝爾（Alfred Bemhard Nobel，1833年10月21日～1896年12月10日）的部分遺產(chǎn)作為基金創(chuàng)立的。諾貝爾獎包括金質(zhì)獎?wù)隆⒆C書和獎金支票。諾貝爾在他的遺囑中提出，將部分遺產(chǎn)（920萬美元）作為基金，以其利息分設(shè)物理、化學、生理或醫(yī)學、文學及和平5種獎金，授予世界各國在這些領(lǐng)域內(nèi)對人類做出重大貢獻的學者。1968年，瑞典中央銀行于建行300周年之際，提供資金增設(shè)諾貝爾經(jīng)濟學獎，并于1969年開始與其它5種獎同時頒發(fā)。諾貝爾獎還有一個規(guī)定，即只有先前的諾貝爾獎獲得者、諾貝爾獎評委會委員、特別指定的大學教授、諾貝爾獎評委會特邀教授才有資格推薦獲獎的候選人。

由于沒有設(shè)立諾貝爾天文學獎，在很多年里，天文學家既沒有推薦權(quán)，也不會被人推薦。在這個世界公認的科學界最高獎面前，天文學和天文學家的處境不免有些尷尬。

天文學與物理學相互促進

天文學是研究地球之外天體和宇宙整體的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、運動和演化的科學，物理學是研究物質(zhì)世界基本規(guī)律的科學。研究各種物質(zhì)形態(tài)都會形成相應(yīng)的物理學分支，其中包括研究天體形態(tài)和特性的天體物理學。很顯然，天文學與物理學的關(guān)系十分密切，相互關(guān)聯(lián)，密不可分。天文學成就可以歸入諾貝爾物理學獎的范圍是在情理之中的，但是要使這個道理得到公認很不容易，花費了好幾十年的時間。

20世紀初，物理學家根據(jù)物理學規(guī)律提出了許多天文學預(yù)言：如廣義相對論預(yù)言星光在太陽引力場中的彎曲、水星近日點的運動規(guī)律和引力場中的光譜紅移現(xiàn)象；預(yù)言中子星、微波背景輻射、星際分子和黑洞的存在等。這些預(yù)言在證實的過程中曾走過艱難的歷程甚至彎路，這些偉大的預(yù)言推動著天文學家和物理學家們?yōu)橹?a href=http://m.uhomedc.com/jiaoyu/19582.html target=_blank class=infotextkey>奮斗，并且發(fā)展了一個個新的分支學科。

天文觀測為物理學基本理論提供了認識地球上實驗室無法得到的物理現(xiàn)象和物理過程的條件。開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運動三定律以后，牛頓為解釋這些經(jīng)驗規(guī)律才導(dǎo)出萬有引力定律，而在地球上的物理實驗室中是總結(jié)不出萬有引力定律的。此后，從對太陽及恒星內(nèi)部結(jié)構(gòu)和能量來源的研究中獲得了熱核聚變反應(yīng)的概念；對星云譜線的分析提供了原子禁線理論的線索；從恒星演化理論發(fā)展出了元素形成理論。天文學觀測的新發(fā)現(xiàn)也給物理學以巨大的刺激和桃戰(zhàn)：中子星的發(fā)現(xiàn)推動了致密態(tài)物理學的發(fā)展，而類星體、星系核、Y射線暴等現(xiàn)象的能量來源迄今還很難從現(xiàn)有的物理學規(guī)律中找到答案。

隨著物理學的發(fā)展，物理學家必然要把宇宙及各種天體作為物理學的實驗室。物理學家涉足天文學領(lǐng)域的研究成為一種必然。而天文學家也會密切地注視著物理學的發(fā)展，以期用物理學原理來解釋宇宙的過去、現(xiàn)在和將來。

一批歷史性天文學成就無緣諾貝爾獎

在1901年開始頒發(fā)諾貝爾獎以后，天文學上有很多重大的發(fā)現(xiàn)，其科學價值可與獲得諾貝爾物理學獎的一些項目媲美。1912年，美國女天文學家勒維特（Henrietta Swan Leavitt）發(fā)現(xiàn)造父變星的周光關(guān)系，從而得出一種估計天體距離的方法，這直接導(dǎo)致了河外星系的發(fā)現(xiàn)；1911年～1913年，丹麥天文學家赫茨普龍（Ejnar Hertzsprung）和美國天文學家羅素（Henry Norris Russell）各自獨立地得到了恒星光度和光譜型的關(guān)系圖，即赫羅圖，赫羅圖在恒星起源和演化的研究中起到了舉足輕重的作用；1918年，美國天文學家沙普利（Harlow Shapley）發(fā)現(xiàn)銀河系中心在人馬座方向，糾正了太陽是銀河系中心的錯誤看法；1924年，美國天文學家哈勃（Edwin P.Hubble）確認“仙女座大星云”是銀河系之外的恒星系統(tǒng)，繼而在1929年發(fā)現(xiàn)了著名的哈勃定律，證明宇宙在膨脹；1926年，英國天文學家愛丁頓（ArthurStanley Eddington）出版專著《恒星內(nèi)部結(jié)構(gòu)》，這本 然而，這些成果無一例外地被諾貝爾物理學獎拒之門外。

就像1927年諾貝爾物理學獎得主威爾遜發(fā)明的云霧室成為研究微觀粒子的重要儀器一樣，望遠鏡的發(fā)展使我們能夠觀測到更遙遠、更暗弱的天體及天體現(xiàn)象。但是沒有一項光學望遠鏡的成就獲獎。其中如美國天文學家海爾（Alan Hale）研制的口徑1.53米、2.54米和5.08米三架大型反射望遠鏡，1930年施密特研制的折反射望遠鏡，以及20世紀90年代研制完成的10米口徑凱克Ⅰ號和Ⅱ號望遠鏡等，它們都代表了天文學觀測手段的歷史性成就。獲諾貝爾物理學獎的與天文相關(guān)的課題

隨著物理學的發(fā)展，物理學家必然要把宇宙及各種天體作為物理學的實驗室。在宇宙中所發(fā)生的物理過程比地球上所能發(fā)生的多得多，條件往往更為典型或極端。在地球上做不到的物理實驗，在宇宙中可以觀測到。物理學家涉足天文學領(lǐng)域的研究成為必然。

赫斯發(fā)現(xiàn)宇宙線191 1年～1912年，奧地利物理學家赫斯（Victor Francis Hess）用氣球把“電離室”送到距離地面5000多米的高空進行大氣導(dǎo)電和電離的實驗，發(fā)現(xiàn)了來自地球之外的宇宙線。1936年，赫斯因此獲得諾貝爾物理學獎。實際上，宇宙線的發(fā)現(xiàn)既是一項物理學實驗，更是天文學觀測成果。

貝特提出太陽的能源機制1938年美國物理學家貝特（Hans Bethe）研究核反應(yīng)理論的過程中，提出太陽和恒星的能量來源于核心的氫核聚變所釋放出的巨大能量。1967年，他因此項研究成果獲得諾貝爾物理學獎。

湯斯開創(chuàng)分子譜線天文學美國物理學家湯斯（Charles Townes）利用氨分子受激發(fā)射的方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電子線路放大，研制出了波長為1，25厘米的氨分子振蕩器，簡稱為脈澤。他由地球上的“脈澤”聯(lián)想到太空中的分子，預(yù)言星際分子的存在。并計算出羥基（-OH）、一氧化碳（CO）等17種星際分子譜線頻率。1963年，年輕的博士后巴瑞特觀測到了預(yù)言中的羥基分子譜線，成為轟動全球的20世紀60年代四大發(fā)現(xiàn)之一。湯斯由此成為分子譜線天文學的拓荒人和首創(chuàng)者。1964年，他因氨分子振蕩器成功研制而獲該年度的諾貝爾物理學獎，而這項研究的副產(chǎn)品開創(chuàng)了一門新興的天文學科，其科學意義不遜于氨分子振蕩器的研制成功。

物理學家涉足天文學的研究所取得的成果能夠登上諾貝爾獎的大雅之堂，那么天文學家的研究成果，自然也應(yīng)該被諾貝爾物理學獎容納。

天文學理論首先與諾貝爾獎結(jié)緣

天文學家們密切注視著物理學的發(fā)展，并在天文學的研究過程中發(fā)展了物理學。瑞典天文學家阿爾文首先于1970年用他的“太陽磁流體力學”的出色成果叩開了諾貝爾物理學獎的大門，接著又有錢德拉塞卡的“恒星結(jié)構(gòu)和演化”和福勒等幾人合作的“恒星演化元素形成理論”的獲獎。這三項諾貝爾物理學獎的理論性很強，但都是建立在深入細致的天文觀測基礎(chǔ)上的。光學望遠鏡的長期觀測提供了極其寶貴的資料，所獲得的統(tǒng)計規(guī)律給理論研究指明了方向，提供了解決問題的線索。這三個項目也體現(xiàn)了物理學理論和天文學最完美的結(jié)合。

首次獲諾貝爾獎的天文學家在太陽上發(fā)生的一切物理過程都與磁場和等離子體有關(guān)。磁流體力學成為太陽物理最重要的理論基礎(chǔ)。瑞典的阿爾文（Hannes Alfv6n）是磁流體力學的奠基人，他首先應(yīng)用這個理論研究太陽，因此 由于這一理論也適用于宇宙中其它天體和星際介質(zhì)，因而也就成為宇宙磁流體力學。阿爾文因為對宇宙磁流體動力學的建立和發(fā)展所做出的卓越貢獻而榮獲1970年度諾貝爾物理學獎，這是歷史上第一次以天文學研究成果獲諾貝爾物理學獎。

印度裔美國天文學家錢德拉塞卡奮斗終生的成就在錢德拉塞卡（Subrahmanyan Chandrasekhar）還是劍橋大學研究生的時候，就獲得了“白矮星質(zhì)量上限”這一研究成果。這一成果意味著超過白矮星質(zhì)量極限的老年恒星的演化歸宿可能是密度比白矮星更大的中子星或者黑洞，其意義不同尋常。但由于受到權(quán)威學者錯誤的壓制，這一成果未能得到進一步深入研究。在這之后，他仍幾十年如一日地研究恒星結(jié)構(gòu)和演化理論。1983年，他在73歲高齡時以特別豐碩的成就獲得該年度的諾貝爾物理學獎。

B2FH元素形成理論宇宙中存在的各種元素是怎樣來的？這是個天文學家應(yīng)該回答、卻很難回答的問題。但是由天文學家霍伊爾（Fred Hoyle）、伯比奇（G.Geoffrey Burbidge）夫婦和核物理學家福勒（William Fowler）合作完成的研究課題卻揭示了這個自然之謎。人們按論文作者姓氏字母順序稱之為B2FH元素形成理論。這篇論文解決了在恒星中產(chǎn)生各種天然元素的難題，被視為經(jīng)典科學論文。這是天文學家和核物理學家合作研究天文學重大課題的典型例子。

1983年，上述論文的第三作者福勒獲得了諾貝爾物理學獎，這個結(jié)果顯得很不公平，備受質(zhì)疑。福勒的貢獻的確很大，但是另外三位天文學家的貢獻也不是可有可無的，特別是霍伊爾作為這個研究課題的提出者和組織者，其前期的研究已經(jīng)提出“恒星內(nèi)部聚變產(chǎn)生元素”的創(chuàng)新思想，把他排除在諾獎之外很有些匪夷所思。

射電天文學成為諾貝爾獎的搖籃

射電天文學是20世紀30年展起來的天文學新分支，其特點是利用射電天文望遠鏡觀測天體的無線電波段的輻射。和光學望遠鏡400多年的歷史相比，它僅有幾十年歷史，但卻很快就步入了鼎盛時期。20世紀60年代射電天文學的“四大發(fā)現(xiàn)”，即脈沖星、星際分子、微波背景輻射、類星體，成為20世紀中最耀眼的天文學成就。射電天文已成為重大天文發(fā)現(xiàn)的發(fā)祥地和諾貝爾物理學獎的搖籃。

賴爾的突破物理學中因發(fā)明新器件而獲諾貝爾物理學獎的事例屢見不鮮。然而在20世紀前幾十年當中，光學天文望遠鏡的發(fā)展很快，導(dǎo)致了不少重要的天文發(fā)現(xiàn)，但卻沒有一項得獎。1974年，英國劍橋大學的賴爾（Martin Ryle）教授因發(fā)明綜合孔徑射電望遠鏡而獲得了諾貝爾物理學獎，這是天文學家終于實現(xiàn)因研制天文觀測設(shè)備而獲諾獎的突破。射電望遠鏡開辟了觀測的新波段，但是剛剛發(fā)展起來的射電天文十分幼稚，最大的問題是空間分辨率很低，且不能給出射電源的圖像。1952年，賴爾提出綜合孔徑望遠鏡理論，這是一種化整為零的射電望遠鏡，用兩面或多面小天線進行多次觀測就可以達到大天線所具有的分辨率和靈敏度。而且，還能得到所觀測的天區(qū)的射電圖像。1971年，劍橋大學建成的等效直徑為5千米的綜合孔徑望遠鏡，其分辨率已和大型光學望遠鏡相當，獲得了一大批射電源的圖像資料。

休伊什和貝爾發(fā)現(xiàn)脈沖星脈沖星的發(fā)現(xiàn)證實了中子星的存在。中子星具有和太陽相當?shù)馁|(zhì)量，但半徑只有約10千米。因此具有非常高的密度，是一種典型的致密星。中子星還具有超高壓、超高溫、超強磁場和超強輻射的物理特性，成為地球上不可能有的極端物理條件下的空間實驗室。它不僅為天文學開辟了一個新的領(lǐng)域，而且對現(xiàn)代物理學發(fā)展也產(chǎn)生了重大影響，導(dǎo)致了致密物質(zhì)物理學的誕生。英國劍橋大學的天文學教授休伊什（AntonyHewish）和他的研究生喬絲琳·貝爾（Jocelyn BellBurnell）女士一起發(fā)現(xiàn)了脈沖星。休伊什因發(fā)現(xiàn)脈沖星并證認其為中子星而榮獲1974年的諾貝爾物理獎是當之無愧的，但貝爾博士未能和休伊什一起獲得諾貝爾獎卻是一件憾事，目前天文學家公認她是發(fā)現(xiàn)脈沖星的第一人。

彭齊亞斯和威爾遜發(fā)現(xiàn)宇宙微波背景輻射1963年初，彭齊亞斯（Arno Allan Penzias）和威爾遜（Robert Woodrow Wilson）把一臺衛(wèi)星通訊接收設(shè)備? 在觀測過程中意外發(fā)現(xiàn)了多余的3.5開溫度的輻射。這種輻射被確認是宇宙大爆炸時的輻射殘余，成為宇宙大爆炸理論的重要觀測證據(jù)。由此，他們獲得了1978年度的諾貝爾物理學獎。彭齊亞斯和威爾遜發(fā)現(xiàn)宇宙微波背景輻射，所獲得的黑體譜并不精確，而且他們得到的微波背景輻射的空間分布是各向同性的，這與大爆炸宇宙學的理論有著明顯的差別。

赫爾斯和泰勒發(fā)現(xiàn)射電脈沖雙星繼1974年休伊什教授因發(fā)現(xiàn)脈沖星而獲得諾貝爾物理學獎之后，1993年美國普林斯頓大學的赫爾斯（RussellA.Hulse）和泰勒（Joseph H.Taylor）兩位教授又因發(fā)現(xiàn)射電脈沖雙星而共同獲得該年度諾貝爾物理學獎，引起了全世界的轟動。他們發(fā)現(xiàn)的脈沖雙星系統(tǒng)之所以重要，不 他們經(jīng)過近20年堅持不懈的努力，上千次的觀測，終于以無可爭辯的觀測事實，間接證實了引力波的存在，開辟了引力波天文學的新領(lǐng)域。

新世紀天文觀測再續(xù)輝煌

觀測是天文學研究的主要方法。觀測手段越多、越好，所能得到的信息就越豐富。進入21世紀僅僅10余年，已有4個天文項目獲得了諾貝爾物理學獎，分別屬于X射線、中微子、射電和光學觀測研究領(lǐng)域。

賈科尼創(chuàng)立x射線天文學

1901年，倫琴（Wilhelm Conrad R6ntgen）因為發(fā)現(xiàn)X射線榮獲諾貝爾物理學獎。時隔102年，X射線天文學的創(chuàng)始人里卡爾多·賈科尼（Rieeardo Giaeeoni）又獲諾獎殊榮。由于地球大氣對X射線和Y射線的強烈吸收，只能把探測器送到大氣層外才能接收天體的X射線和Y射線輻射。20世紀30年代以后，特別是到了90年代，空間探測的發(fā)展使得X射線天文學得到了發(fā)展，實現(xiàn)了天文學觀測研究的又一次飛躍。美國天文學家賈科尼由于對X射線天文學的突出貢獻榮獲2002年度諾貝爾物理學獎。

賈科尼對X射線天文學的貢獻是全面的，瑞典皇家科學院發(fā)表的新聞公報把他的貢獻歸納為“發(fā)明了一種可以放置在太空中的探測器，從而第一次探測到了太陽系以外的X射線源，第一次證實宇宙中存在著隱蔽的X射線背景輻射，發(fā)現(xiàn)了可能來自黑洞的X射線，他還主持建造了第一臺X射線天文望遠鏡，為觀察宇宙提供了新的手段，為x射線天文學奠定了基礎(chǔ)”。賈科尼被稱為“X射線天文學之父”當之無愧。

戴維斯和小柴昌俊發(fā)現(xiàn)太陽中微子中微子是組成自然界的最基本的粒子之一，中微子不帶電，質(zhì)量只有電子的百萬分之一，幾乎不與任何物質(zhì)發(fā)生作用，因此極難探測。理論推測，在太陽核心發(fā)生的氫核聚變?yōu)楹さ姆磻?yīng)中，每形成一個氦原子核就會釋放出2個中微子。太陽每秒鐘消耗5，6億噸氫，要釋放1.4×1038個中微子。太陽究竟會不會發(fā)射如此多的中微子？只能由觀測來回答。

美國物理學家戴維斯（Raymond Davis）是20世紀50年代唯一敢于探測太陽中微子的科學家。他領(lǐng)導(dǎo)研制的中微子氯探測器，放置在地下深1500米的一個廢棄金礦里。在30年漫長的探測中，他們共發(fā)現(xiàn)了來自太陽的約2000個中微子，平均每個月才探測到幾個中微子。而日本東京大學的小柴昌俊（Masatoshi Koshiba）教授創(chuàng)造了另一種中微子探測器。探測器放在很深的礦井中，并于1983年開始探測，1996年擴建，探測到了來自太陽的中微子。1987年，在鄰近星系大麥哲倫云中出現(xiàn)了一次超新星爆發(fā)（SNl987A），理論預(yù)測在超新星爆發(fā)過程中會產(chǎn)生數(shù)量驚人的中微子。令人興奮不已的是，他們成功地探測到了12個中微子。戴維斯和小柴昌

馬瑟和斯穆特發(fā)現(xiàn)宇宙微波背景輻射黑體譜和各向異性的空間分布美國宇航局戈達德空間飛行中心的馬瑟（John C.Mather）和加利福尼亞大學伯克利研究中心的斯穆特（George Fitzgerald SmootⅢ），為了精確測定微波背景輻射的黑體譜和檢測其各向異性的特性進行了專門空間觀測。他們組織領(lǐng)導(dǎo)了“宇宙背景探測者”衛(wèi)星（簡稱COBE）的研制，衛(wèi)星攜帶了毫米波、亞毫米波和紅外波段的觀測設(shè)備，進行了4年的觀測。最終確認，宇宙微波背景輻射譜與溫度為2.726開的黑體譜驚人地一致。還發(fā)現(xiàn)宇宙微波背景輻射各向異性現(xiàn)象的存在。2006年，馬瑟和斯穆同獲得了該年度的諾貝爾物理學獎。

天文學論文 7

一、女性權(quán)利的爭取者

第一個階段，20世紀三四十年代的武則天形象，可以概括為女性權(quán)利的爭取者。“”作為我國現(xiàn)代歷史的開端標志，是一場人的發(fā)現(xiàn)、人的解放的運動，一代新知識分子積極思考人生的價值，要求社會尊重個人的人格，倡導(dǎo)男女平等。到了20世紀三四十年代，人文主義思潮在文化思想界不斷深入發(fā)展，嶄新的“女人”——武則天的形象也隨著時代的大潮躍出水面。1937年6月，宋之的出版歷史劇本《武則天》，此后田漢又創(chuàng)作了以武則天為主角的名為《謝瑤環(huán)》的京劇劇本。宋之的說，他從小接受了祖輩對武則天“淫婦大娘們”的定論，他還說：“等到自己的思想逐漸形成，……祖父的論斷自然就使我懷疑了！”新一代的文學青年，自然不會再站在男人的立場上罵武則天為“淫婦大娘們”，宋、田兩人劇本的主題都不是分析武則天的歷史功過，也不在于展示具體的歷史細節(jié)，而是把? 作家是利用文學的手段來表現(xiàn)這個非凡的女人是否獲得了解放，是否帶動了她周圍的女人獲得解放的問題。劇本都只寫了武則天一生中的幾個片段，有寂寥清凈的尼庵，也有爭權(quán)奪利的后宮，作為女人的武則天與擁有各種勢力的男人不斷沖突斗爭，她的奮斗目標就是徹底改變自己受欺壓的女人命運。武則天憑借聰明才智和政治手段取得了成功：控制了高宗皇帝，得到了如意的情人，并以高傲的女人姿態(tài)，迫使衛(wèi)道大臣拜倒在石榴裙下。但武則天并沒有感到自己超越了男人，在男尊女卑的社會里，她的成功絲毫不能改變女人作為一個整體的命運，她還要以犧牲女朋友利益的手段來獲得成功，這已經(jīng)不是針對男人的斗爭，而是女人內(nèi)部的相互傾軋了。

二、英明的領(lǐng)導(dǎo)者

第二個階段是20世紀60年代，武則天的形象變成了為百姓謀利益的英明的領(lǐng)導(dǎo)者。五六十年代是我國政治文化生活的一個嶄新的時期，政治功利目的在文學中的表現(xiàn)非常突出，武則天形象在這個新形勢下發(fā)生了極大變化，從一個“性別人物”變成了一個“政治人物”。這一時期最有代表性的作品首推郭沫若的歷史劇本《武則天》。四幕話劇《武則天》展示了徐敬業(yè)反叛前后的一段歷史，塑造了一個為民操勞的“圣君”形象。高宗調(diào)露元年（679年），太子李賢、詩人駱賓王、宰相裴炎等籌劃反叛。早已被武則天處死的詩人上官儀的孫女上官婉兒和其母鄭十三娘、太子戶奴趙道生也參與陰謀。適逢上官婉兒因詩才被武則天招在身? 然而，上官婉兒目睹了武則天為天下百姓日夜操勞，在獲知祖父之死是罪有應(yīng)得之后，站在了武則天一邊。不久，趙道生感激武后對自己殺人罪的寬赦，鄭十三娘得知裴炎反叛的真相，都相繼揭發(fā)他們反叛的陰謀。孤注一擲的太子李賢、駱賓王、裴炎被抓獲。武則天滿懷信心地宣布朝廷要獎勵耕讀，廣開言路，重用人才，使四海如一家。

耐人尋味的是，1961年田漢在舊戲本基礎(chǔ)上改編出京劇劇本《謝瑤環(huán)》。其中的武則天與郭沫若在話劇中塑造的形象有異曲同工之妙，而與田漢自己在十幾年前塑造的那個張揚女性個性的武則天大不相同。金輪圣神皇帝武則天派宮女謝瑤環(huán)女扮男裝赴太湖懲辦貪官污吏，反被自己的親信矯旨審問致死。武則天親幸江南，執(zhí)法不避族親，為謝瑤環(huán)報仇，招還逃亡百姓，赦免罪行，獎勵耕織。此劇的武則天不再關(guān)心女人的地位和權(quán)利等問題，而是關(guān)注百姓的安居樂業(yè)。在60年代的武則天身上，我們可以找到新時代領(lǐng)導(dǎo)人具備的很多品質(zhì)，她那體察民情的作風和發(fā)展國家的思想，顯然是作者按照時代的要求重塑了千年以前的古人。

三、豐滿的人

20世紀80年代是第三個階段，武則天其人得到了最全面的表現(xiàn)。此時，文學創(chuàng)作思潮再次發(fā)生根本的轉(zhuǎn)變，現(xiàn)實主義的創(chuàng)作手法得到充分的發(fā)展，人物得到歷史的具體描繪，藝術(shù)形象空前地豐滿起來。歷史文學以長篇小說《李自成》為標志，進入一個新的發(fā)展時期，即多側(cè)面塑造人物，全面反映社會歷史圖景的時期。輝煌的唐 80年代，以武則天為題材的歷史小說、劇本有十幾部之多，文學創(chuàng)作取得了空前的成就。不同作者的歷史文學創(chuàng)作成就不一，武則天形象各呈異彩，但在基本的創(chuàng)作思想和藝術(shù)手法上，都屬于傳統(tǒng)現(xiàn)實主義的范疇。本文將以吳因易的四卷“武則天系列”為藍本，探討人物形象與歷史文學創(chuàng)作觀念的關(guān)系。#p#分頁標題#e#

“武則天系列”為《皇天精魄》、《崔巍乾坤》、《絕代天后》、《則天大帝》。作品開卷從武則天14歲制服異母兄長、初顯睿智寫起，直至武則天終老上陽宮，記述了她無與倫比的一生。情節(jié)在史實的基礎(chǔ)上，又進行大量擴充，包括日本、高麗、百濟各國的內(nèi)部政治斗爭和與唐朝的軍事交鋒、外交關(guān)系，上下幾十年，縱橫幾萬里。有武則天家鄉(xiāng)利州女孩潑辣機敏的斗技游戲，有宮廷宴樂宏大的歌舞場面；有文人墨客縱情的吟哦，有瞬息萬變的宮廷斗爭；有緊張激烈的朝會，有煙焰張?zhí)斓膲验煈?zhàn)場，還有大和民族守舊與改新的反復(fù)交戰(zhàn)。本書囊括政治、軍事、文化、藝術(shù)等多方面的盛唐風貌，藝術(shù)視野十分開闊。在這幅宏大的盛唐風貌畫卷中，武則天的形象也比以往任何時候更加豐滿復(fù)雜：在入宮的路上阻刑縣尉狄仁杰，顯示膽識和滿腔正義；治理國力強盛的大唐數(shù)十年，英名遠揚，表現(xiàn)了卓越的政治才能；迷信佛教，重用親信，濫殺無辜則暴露了另一面昏聵卑劣；摯愛丈夫、兒子，陶醉天倫之樂，不失中國婦女的美德；貪權(quán)冷酷，殺死兒女在內(nèi)的十多位親人，令人惶懼……她也是女人，但在展現(xiàn)整個人物形象時，性別并不是關(guān)鍵；她也殺人如麻，但也做了許多充滿人情味的善事；她也是明君，但又故意殺死許多臣民……作者對武則天這一歷史人物進行了多角度、多側(cè)面的藝術(shù)展示，不再局限于某一個有針對性的目的，是立體的再現(xiàn)，有血有肉地塑造，真正把人當作了“社會關(guān)系的總和”，充分實現(xiàn)了現(xiàn)實主義的創(chuàng)作成果。

以上談到的作品塑造了多個不同的武則天形象，但在對待歷史的態(tài)度上，又表現(xiàn)出尊重歷史，探尋歷史規(guī)律的積極態(tài)度。首先是尊重歷史，就是按照歷史應(yīng)該具有的邏輯講述歷史。歷史文學的“虛”與“實”的問題曾經(jīng)引起過廣泛的討論，最終達成了基本共識，即寫作可以虛構(gòu)，但又要遵守“七實三虛”的標準。歷史文學要盡最大可能地獲得讀者的信任，使虛構(gòu)具有“真實感”的效果。其次是主題的功利性。在中華民族的歷史上，近現(xiàn)代以來救亡圖存、發(fā)展自強一直是時代的“主旋律”，知識分子自覺地把自己的思想精力投入到民族大業(yè)之中。文學創(chuàng)作是一項偉大的集體事業(yè)，其主題和形式都要符合主流強音的要求，要用偉大的民族歷史激發(fā)創(chuàng)業(yè)的激情，要在偉大的民族歷史中探尋發(fā)展的方向，歷史文學創(chuàng)作可以說都具有“借古鑒今”的功利目的。三四十年代，人文主義思潮方興未艾，那些剛步入文壇的青年們高舉解放人、解放婦女的大旗，因此，武則天就被當作女性個人奮斗的典型。宋之的和田漢以文學創(chuàng)作表達自己的思想：婦女解放必須是全社會所有婦女擁有自己的權(quán)益，并不取決于個別女性的成績。60年代初，中國人民遭受了巨大的物質(zhì)困難，當務(wù)之急是放寬政策，安撫民心，激發(fā)斗志，發(fā)展新興的社會主義事業(yè)。這 新時期以來，思想界掀起實事求是的運動，尊重歷史，尊重客觀規(guī)律成為普遍的共識，反思之潮深入歷史。

“武則天系列”等作品正是這種反思的表現(xiàn)，既展示偉大民族的歷史輝煌，又批判集權(quán)制和換湯不換藥的改朝換代，呼喚根本的社會變革。這些不同的創(chuàng)作目的有廣有狹，但都可以與某種社會集體利益緊緊相連，表達了普遍關(guān)注的社會意識，也可以說都帶有一定的功利色彩。四、講述的目標20世紀90年代以后，武則天這一形象得到了形式上空前豐富地講述，但在有的文本中又成了支離破碎的殘片。1994年初，五位年輕的作家同時發(fā)表了武則天題材的歷史小說：蘇童的《紫檀木球》、北村的《武則天——迷津中的中國王》、趙玫的《則天大圣皇帝》、須蘭的《誰想毒死我》四部長篇和格非的中篇《武則天》。

這次“組團創(chuàng)作”曾是文壇的一件新聞，但更應(yīng)該引起重視的是作者們創(chuàng)作觀念的個性化和藝術(shù)表現(xiàn)上的新突破。我們首先來看蘇童的《紫檀木球》。《紫檀木球》的敘述視野也是從武則天14歲入宮開始，到終老上陽宮結(jié)束，但文本的內(nèi)在節(jié)奏卻和以往任何敘述都相去甚遠。幾十年的歷史過程被分割成一個個相互獨立的單元，人物都是遂現(xiàn)遂隱，整個情節(jié)就是片段的連綴。對具體人物來說，則是從興到亡，你來我往，如蒼穹的繁星明明滅滅。榮耀一時的老宮女凄涼死去；大將軍李君羨糊里糊涂地被一向英明的太宗斬首示眾；母儀天下的王皇后竟被投入酒缸泡死；倍受寵愛的貓兒一夜之間銷聲后宮；皇位在望的太子神秘地死在母親安排的家宴上；徐敬業(yè)轟轟烈烈地起義，卻不堪一擊；紅極一時的馮小寶失蹤，竟無人問津……才智過人的國家棟梁，不學無術(shù)的草野匹夫，或野心勃勃，或深思熟慮，或莽撞顢頇，最終都迷失了自己，他們像武則天手中那個紫檀木球一樣，被外力支配著不停地旋轉(zhuǎn)。武則天本人也被分成許多不相干的段落，起起伏伏，升沉難料。《紫檀木球》里的大唐歷史，像一條永不停息的河流，蕩滌了渣滓，也淹沒了英雄。

蘇童在歷史文學創(chuàng)作中表現(xiàn)的人生體驗曾被人總結(jié)為歷史悲劇觀，“對歷史素材的結(jié)構(gòu)重組和對人性的開掘”兩方面都體現(xiàn)出一種悲劇精神：歷史是無意義的重復(fù)，人性是丑惡的淵藪。相比之下，北村的《武則天——迷津中的中國王》則是另一番不同的景象。孩提時的武則天就聽說后宮乃群狼之所，她不但不怕，還聲言自己也要當一頭不吃虧的狼。小說的前一半即表現(xiàn)了武則天兇殘淫蕩的狼性，而且是最赤裸夸張的表現(xiàn)。小小年紀且剛?cè)雽m的武則天就陷害其他宮女，致使宮女被挖眼砍手，最后被亂刀砍死，其心狠手辣，令人不寒而栗；她被太宗初次寵幸即發(fā)揮出非凡的性力，以后又多次勾引當時的太子李治；她還把王皇后和蕭淑妃砍掉手腳浸入酒缸泡死、把女兒捂死、把兒子毒死……小說后一章寫武則天攫取了江山以后，才發(fā)現(xiàn)自己成了異常孤獨的孤家寡人，為了排遣孤獨，只好沒日沒夜地與男寵鬼混，試圖使惶恐的靈魂平靜下來，但直到死去她也沒有得到一絲慰藉。北村在20世紀90年代“轉(zhuǎn)型”放棄先鋒式的敘述游戲之后，更執(zhí)著于用文學來揭示人的精神危機。他作為一名基督徒，教義就是文學創(chuàng)作的基本思想。“迷津中的中國王”正是一個教徒對一個不信教人的悲憫稱呼，“王”是權(quán)勢和榮耀的頂峰，但可惜人陷于迷津之中，并沒有得到最重要的心靈安息。文本對武則天的貪欲進行了漫畫化的描繪，像選牲口一樣選男妃，登上寶座屁滾尿流等等，都刻意強化欲望過大以致墮落的悲慘趨勢。不可一世的女皇成了一口警鐘，警醒那些現(xiàn)世貪欲而不顧靈魂歸宿的人，塵世的地位越高，心靈越空虛，越容易陷入迷? 在這里也可以說北村創(chuàng)作《武則天——迷津中的中國王》懷有強烈的“功利目的”，但這個功利目的顯然是作者個性化的人生觀念強行灌注歷史的結(jié)果，而不是社會普遍意識的要求。反觀幾十年前另一個基督徒林語堂的長篇小說《女皇武則天》，可以發(fā)現(xiàn)在文學創(chuàng)作觀念上這兩人息息相通，都對權(quán)勢和貪欲進行了無情的批判。不過，林語堂沒有進行漫畫和夸張，《女皇武則天》是通過武則天的一件件罪惡行徑來表現(xiàn)人物，塑造了相當豐滿可信的形象。#p#分頁標題#e#

天文學論文 8

顯赫的彭加勒家族

130年前的4月29日，昂利•彭加勒出生在法國南希(Nancy)。他的祖父曾在拿破侖軍隊中供職，隸屬于圣康坦(SaintQuentin)部隊醫(yī)院。1817年，祖父在魯昂(Rouen)定居，并結(jié)婚成家，后有兩個兒子。大兒子萊昂•彭加勒(LéonPoincaré)生于1828年，他是一位第一流的生理學家兼醫(yī)生、南希醫(yī)科大學教授。二兒子安托萬•彭加勒(AntoinePoincaré)，曾升遷為國家道路橋梁部的檢查官。

萊昂的妻子是一個善良、機敏、聰明的女性，她生有一子一女，兒子就是后? 安托萬有兩個兒子：一個是昂利的堂弟雷蒙•彭加勒(RaymondPoincaré)，他曾于1911年、1922年和1928年幾度組閣，出任總理兼外交部長。1913年1月至1920年初，榮任法蘭西第三共和國第九屆總統(tǒng)。安托萬的另一個兒子呂西安•彭加勒(LucienPoincaré)是中等教育局局長，并在大學擔任高級行政職務(wù)。昂利就是這個顯赫的彭加勒家族中的成員。

據(jù)說，昂利不喜歡Poincaré這個姓。因為在法語中，Point是“點”的意思，而Carré是意為“正方形”或“平方”的名詞、形容詞。在這位著名的數(shù)學家看來，Poincaré意味著“點的平方”，這顯然是毫無意義的。可是，有人認為，Caré是quarré的后綴，法國古詩中有“揮起正方形的拳頭(poingquarté)……”這樣的句子，Poincaré這個姓也許由此而來。

走上生活之路

從彭加勒家族成員的顯赫名單中，人們也許會想，昂利•彭加勒可能會顯示出某些行政管理才能。可是出乎預(yù)料的是，他除在童年時代和妹妹以及其他小朋友作政治游戲時做過高官外，從未表現(xiàn)出這方面的能耐。在這些政治游戲中，他總是秉公辦事，合理待人，他的每一個伙伴都能從他的“衙門”獲取應(yīng)得的報償。俗話說，從小看大，三歲看老。昂利•彭加勒后來沒有象雷蒙那?

昂利•彭加勒的童年是不幸的。在幼兒時，他的運動神經(jīng)共濟官能就缺乏協(xié)調(diào)。他的兩手后來雖說都能寫字畫圖，但他的字、畫都不好看。乍看起來，他也沒有什么超人的天才，這可由一件趣聞佐證。當他后來被公認是他所處時代的第一流數(shù)學家時，他接受了比內(nèi)(Binet，法國心理學家)試驗，結(jié)果他被斷定是一個笨人。由于在他的孩提時代，母親把全部心血傾注到子女的教育上，所以他的智力發(fā)展較快，很早就學會了講話，不過開始也不大順利，他思考得很快，而遲遲找不到要說的恰當詞語。

五歲時，白喉病把他折磨了整整九個月，從此留下了喉頭麻痹癥。這次疾病使得他長時期身體虛弱、缺乏自信。他無法和小伙伴們作粗野的游戲了，只好另找娛趣。

他的主要娛樂是讀書，在這個廣闊的天地里，他的天資通過鍛煉逐漸顯露出來。大約從七八歲時起，他對博物學發(fā)生了興趣，《大洪水前的地球》一書給他留下了深刻的印象。他讀書速度之快令人難以置信，而且過目不忘，往往能說出那頁那行講了些什么。他在自己的一生中都保持著這種視覺記憶(空間記憶)能力。他的時間記憶——以不可思議的準確性回憶往事一一能力也非常強。大多數(shù)數(shù)學家好像通常通過眼睛看來記憶公式和定理，彭加勒視力極差，他上課時看不到老師在黑板上寫的東西，也不好記筆記，全憑耳朵聽，這大大增進了他的聽覺記憶能力。到后來，他在頭腦中能夠完成復(fù)雜的數(shù)學運算，他能夠迅速地寫出一篇論文而無需大改。人們對此覺得不可理解，在他看來，這卻是自然而然的。這種“內(nèi)在的眼睛”大大有益于他的工作，因為抽象的數(shù)學研究正需要豐富的想象和敏銳的直覺。

幼年的殘疾弄得他手指不大聽使喚，從而妨礙了實驗技巧的訓練。盡管他后來教過實驗物理課程，也掌握了一些實驗技能，但總的說來仍比較遜色，這也是他后來主要從事理論研究的原因。有人說，假使他在實驗科學方面和在理論科學方面的興趣一樣強烈的話，他也許

彭加勒十分喜愛動物。他初次玩***時，無意中射死了一只小鳥。他為此深感內(nèi)疚，再也不愿摸槍支了(除在戰(zhàn)爭期間強制進行的軍事訓練而外)。九歲時，他寫了一篇出色的作文，法文老師認為，彭加勒的作文在形式和內(nèi)容方面都有獨創(chuàng)性，它是一篇“小杰作”。這篇作文第一次表明彭加勒將?

彭加勒在初等學校的學業(yè)成績是優(yōu)秀的。但是他并沒有一天到晚爬在桌子上死啃書本，像其他孩子一樣，他也樂于游戲和玩耍。他喜歡跳舞，還自編自演過一出詩劇。功課對他來說就像呼吸一樣容易，他把許多時間用來娛樂和幫母親干活。從小時候起，彭加勒就具有“心不在焉”的性格：他每每忘記吃飯，幾乎從未記清他是否吃過早餐。這種性格直到成年也未改，比如離開旅館時，他有時便稀里糊涂地把房間的臺布、床單之類的小物件卷進自己的行李中。

在15歲前后，奇妙的數(shù)學緊緊地扣住了彭加勒的心弦。一開始，他就顯示出終生的怪癖：當他不停地來回踱步時，那正是在聚精會神地思考數(shù)學問題，只有徹底想好了，他才把結(jié)果記在紙上。他工作時，各種外界干擾對他來說毫無影響。有一次，一位芬蘭數(shù)學家長途跋涉到巴黎與彭加勒商討問題，當女仆告訴彭加勒有客來訪時，他似乎沒有聽到，還在繼續(xù)來回踱步，整整踱了三個鐘頭。

1870年，普法戰(zhàn)爭爆發(fā)了，當時彭加勒才16歲。他年幼體弱，沒有服兵役，可是也經(jīng)受了風險。德國侵略者占領(lǐng)了他的家鄉(xiāng)南希，他在戰(zhàn)地巡回醫(yī)院協(xié)助父親工作。后來，他隨母親到阿蘭瑟(Arrancy)的外婆家去，他童年時代最幸福的日子就是在那里渡過的。阿蘭瑟位于圣普里瓦(SaintPrivat)戰(zhàn)場附近，母子三人忍饑挨餓，在滴水成冰的天氣里越過一個個淪為焦土的村鎮(zhèn)。到達目的地，映入他們眼簾的只是一片殘垣頹壁，侵略者的鐵蹄蹂躪了美好的家園。敵人的獸行促使彭加勒終生成為一名熱情的愛國主義者。但是，他從來也沒有把敵國的數(shù)學和敵國軍隊的野蠻行徑混同起來。正像埃爾米特(C．Hermite，法國數(shù)學家)沒有反對高斯(C．P．Gauss，德國數(shù)學家)一樣，彭加勒也從未敵視過庫默(E．Kummer，德國數(shù)學家)。可是，彭加勒的堂弟雷蒙卻迥然不同，每當他提起德國人時，總是伴隨著憎恨的尖叫聲。在戰(zhàn)爭期間，彭加勒為了聽懂德國兵的交談和閱讀德文報紙，他通過自學掌握了德語。

按照法國通常的習慣，彭加勒在17歲(1871年)進入專業(yè)訓練之前接受了首次學位(文學和理學學土)考試。在考數(shù)學時，他由于遲到而心神不安，連證明收斂幾何級數(shù)求和公式的簡單試題都作錯了。由于平時成績優(yōu)秀，他還是在數(shù)學不及格的情況下通過了學位考試。主考人說：“彭加勒是一個例外，若是其他任何學生，無論如何也不會被錄取。”

他進入福雷斯(Forestry)學校學習，在沒有記一頁課堂筆記的情況下贏得了一次數(shù)學獎金，這使他的同學驚訝不已。他們以為彭加勒是個吊兒郎當?shù)娜耍泗[了個惡作劇，哄騙他代表四年級學生參加數(shù)學競賽，解一個十分難對付的數(shù)學題。彭加勒似乎沒有怎么思考就直接寫出了答案，然后揚長而去，那些垂頭喪氣的戲弄者還在納悶：“他究竟是怎樣作出來的？”在彭加勒的整個一生中，其他人經(jīng)常詢問同樣的問題。的確，當一個數(shù)學難題擺在他面前時，他的答案就像剛剛離弦的箭一樣飛來。

1871年底，彭加勒進入高等工業(yè)學校深造。據(jù)說，在入學考試時，一位主考入得知彭加勒是“數(shù)學巨怪”，故意把考試推遲了三刻鐘，想用一個經(jīng)過精心推敲的試題難倒他。結(jié)果，彭加勒回答得很出色，得到了最高分數(shù)。他盡管在數(shù)學上名列前茅，但體育成績很不好，繪畫得了零分。按當時的規(guī)定，零分意味著淘汰。主考人熟知他的情況，還是破例錄取了他。

彭加勒1875年從高等工業(yè)學校畢業(yè)，其時21歲。他接著到礦業(yè)學校學習，打算做一名工程師。他滿懷信心地攻讀工程技術(shù)課程，一有閑空，就勁頭十足地鉆研數(shù)學，并在微分方程一般解的問題上初露鋒芒。1878年，他向巴黎科學院提交了這個課題的“異乎尋常”的論文，為此于第二年8月1日得到了數(shù)學博土學位。

彭加勒并非命中注定要成為一個礦業(yè)工程師，但是在見習期間，他卻表現(xiàn)出一個真正的工程師的勇氣。在一次礦井爆炸時，他奮不顧身地沖進去營救16個遇難的同事，為此深得礦工們的信賴。然而，這個職業(yè)與他的志趣不相投，他又想作一個職業(yè)數(shù)學家。得到博士學位后不久(12月1日)，他應(yīng)聘到卡昂(Caen)大學作數(shù)學分析教師。兩年后，他升遷到巴黎大學執(zhí)教，講授力學和實驗物理學等課程。除了在歐洲參加科學會議和1904年應(yīng)邀到美國圣路易斯博覽會講演外，他一生的其余時間都是在巴黎作為法國數(shù)學界乃至世界數(shù)學界的領(lǐng)袖而度過的。

堪與高斯媲美的大數(shù)學家

1789年的法國大革命推? 在這里，只需提一下拉格朗日，蒙日、拉普拉斯、傅里葉、柯西等著名數(shù)學家的名字就可想而知法國科學的盛況了。可是，由于啟蒙主義在德國的活躍和以普魯土為中心的各諸侯國的統(tǒng)一，德國在世界舞臺上嶄露頭角，后來居上，在19世紀后半期奪得了科學的主導(dǎo)權(quán)。盡管如此，由于彭加勒等人的繼往開來，仍使法國有能力自立于世界科學之林。彭加勒被認為是19世紀最后四分之一和本世紀初期的數(shù)學主宰，并且是對數(shù)學和它的應(yīng)用具有全面知識的最后一個人。要知道，當時的許多數(shù)學分支都變成了封閉的體系，它們各有其特殊的術(shù)語和專門的研究方法，要同時跨越幾個領(lǐng)域?qū)嵲诓灰祝鱾€通才，更是難上加難。可是，彭加勒就是這樣的通才，人們公認他是堪與高斯相媲美的大數(shù)學家。

在彭加勒出生后的第二年，高斯(1777~1855)就去世了。高斯是德國著名的數(shù)學家，被譽為“數(shù)學家之王”。他的研究遍及所有數(shù)學部門，也是非歐幾何學的創(chuàng)始人之一。可以說，19世紀數(shù)學的發(fā)展一開始就在數(shù)學巨人高斯身影的籠罩之下，而后來卻在同樣一位數(shù)學大師彭加勒的支配之中。他們兩人是最高意義上的廣博的數(shù)學家，并且都在物理學和天文學上做出了重要貢獻。事實上，彭加勒在數(shù)學的四個主要部門——算術(shù)、代數(shù)、幾何、分析——中的成就都是開創(chuàng)性的。洛夫(Love)在評價彭加勒時說過：“他的權(quán)威現(xiàn)在已被公認，他能夠進入所有時代最偉大的數(shù)學家行列之中，未來的幾代人將不可能修改這一論斷。”

彭加勒的首次成功是在微分方程理論方面。這項工作開始于1880年，其時他年方26歲。對于常微分方程的研究促使彭加勒從事超越函數(shù)新類系——自守函數(shù)——的探討，自守函數(shù)是橢圓函數(shù)的推廣。彭加勒把自己發(fā)現(xiàn)的一類自守函數(shù)命名為富克斯函數(shù)。克萊因(F．Klein)倒是考慮了富克斯函數(shù)，但富克斯(L．Fuchs)卻沒有考慮過，為此克萊因就優(yōu)先權(quán)問題向彭加勒提出了抗議。彭加勒的回答是把自己緊接著發(fā)現(xiàn)的一類自守函數(shù)命名為克萊因函數(shù)，因為這類函數(shù)正像有人所幽默地注視到的，克萊因也從未想到過。

1884年，彭加勒在《數(shù)學學報》前五卷發(fā)表了關(guān)于自守函數(shù)的五篇重要論文，這一劃時代的發(fā)現(xiàn)使不到30歲的彭加勒聞名于世。從此，他一生事業(yè)的魔杖被抓住了，阿拉丁的神燈被擦亮了。可是，當這組論文的第一篇發(fā)表時，克隆尼克(L．Kronecker)卻警告編輯說，這篇不成熟的和隱晦的論文會把期刊扼殺掉。

自守函數(shù)的研究和微分方程定性理論的研究一樣，促使彭加勒重視拓撲學。1887年，33歲的彭加勒被選人巴黎科學院，像這樣年輕的新人進入科學院實屬罕見。大多數(shù)數(shù)學家在簽署意見時認為，“彭加勒的工作成就超過了通常的贊揚，這必然使我們想起雅可畢(C．C．J．Jacobi)描述阿貝爾(N．Abe)的情況——他解決了在他之前未曾設(shè)想過的問題。事實上必須承認，由于橢圓函數(shù)的成功，我們正在目睹數(shù)學領(lǐng)域里的一次革命，這次革命在每一個方面都可以和半個世紀前出現(xiàn)的革命相比較。”

彭加勒說過，數(shù)學家具有兩種截然相反的傾向。有的人具有不斷擴張版圖的興趣，在攻克某個難題后，便拋開這個問題，急著出發(fā)進行新的遠征。另外的人則專心致志地圍繞著這個問題，從中引出所有能夠引出的結(jié)果。前者像一個乘汽車的旅行家，后者則象一個徒步游客。彭加勒本人就是這樣一個在數(shù)學新版圖上乘車馳騁的旅行家。法國數(shù)學家、彭加勒的傳記作家達布(G．Darboux)談到彭加勒這一特點時說：“他一旦達到絕頂，便不走回頭路。他樂于迎擊困難，而把沿著既定的寬闊大道前進、肯定更容易到達終點的工作留給他人。”彭加勒屬于庫恩所說的發(fā)散式思維的科學家，對于一個科學開拓者來說，這的確是不可或缺的素質(zhì)。

就這樣，彭加勒接二連三地出擊，雄心勃勃地進行新的征服。在函數(shù)論方面，他的每個貢獻都是拓廣的領(lǐng)域的出發(fā)點，他在1883年的一個結(jié)果導(dǎo)致了整函數(shù)和亞純函數(shù)的龐大理論，該理論在80年之后仍未窮竭。他對阿貝爾函數(shù)和代數(shù)幾何學也十分感興趣。從1881年到1911年，他就這個課題寫的論文和自守函數(shù)的一樣多，他的一些證明方法在1965年之前還未有人超過，這些方法在其他現(xiàn)代問題上也有價值，看來其有效性還遠未挖盡。在數(shù)論領(lǐng)域，他給出了整數(shù)型虧格的第一個普遍定義，給出“秩”(rank)的概念，這個概念的許多問題仍未得到解答，更深入地鉆研他的論文也許會導(dǎo)致新的結(jié)果。關(guān)于代數(shù)學，他研究了次數(shù)≥3的算術(shù)理論、非交換代數(shù)、包絡(luò)代數(shù)，發(fā)現(xiàn)了李代數(shù)中的基本定理：彭加勒-柏克霍夫-維特定理。微分方程及其在動力學上的應(yīng)用顯然處于彭加勒數(shù)學思想的中心地位，他幾乎每年都要發(fā)表這個課題的論文。在這方面最突出的貢獻是微分方程定性理論，其中許多都是前人未曾觸及到的。關(guān)于代數(shù)拓撲學，他從1894年開始研究，在十年內(nèi)發(fā)表了六篇奠基性的論文。他定義了貝蒂數(shù)，發(fā)明了單形的同調(diào)論的一整套方法，推廣了歐拉多面體定理(現(xiàn)稱歐拉-彭加勒公式)，提出了流形同調(diào)的著名的對偶定理，引進了撓率概念。有人正確地說過，直到1933年發(fā)現(xiàn)高階同倫群之前，代數(shù)拓撲學的發(fā)展完全基于彭加勒的思想和方法。在關(guān)于概率論的大量論著中，他最先使用了“遍歷性”的概念，這成為統(tǒng)計力學的基礎(chǔ)。他在數(shù)學基礎(chǔ)等領(lǐng)域也作了許多工作。盡管如此，彭加勒并不十分滿意他已有的成果，他甚至說過，他從來沒有發(fā)表過一篇既不后悔它的內(nèi)容、也不后悔它的形式的論文。

在數(shù)學哲學方面，彭加勒在發(fā)現(xiàn)了邏輯悖論的情況下復(fù)活了直覺主義，并且形成了廣泛的運動，他的立場使 他批判了羅素、皮亞諾(G．Peano)等人為代表的邏輯主義和以希爾伯特等人為代表的形式主義，但也不是完全排斥它們。他極力主張，如果不求助于直覺，要從已經(jīng)接受的邏輯原理推導(dǎo)出全部數(shù)學真理是不可能的。他多次強調(diào)直覺在數(shù)學發(fā)明中的重大作用。他說，對于純粹數(shù)學家而言，直覺本領(lǐng)是必不可少的。邏輯用于論證，直覺用于發(fā)明。知道如何批判固然不錯，知道如何創(chuàng)造當然更好。數(shù)學創(chuàng)造并不在于用已知的數(shù)學實在構(gòu)成新的組合。任何一個人都會做出組合，但是這種組合的數(shù)目是無限的，它們中的大多數(shù)毫無意義。創(chuàng)造恰恰在于不作無用的組合，而作有用的、為數(shù)極少的組合。發(fā)明就是辨認和選擇。可是，你如果沒有在所有組合中選擇的技巧，就無法辨認一個組合是否正確。邏輯可以告訴我們走這條路或那條路保證不遇見任何障礙，但是它不能告訴我們那一條路能引導(dǎo)我們到達目的地。為此，必須從遠處了望目標，教導(dǎo)我們了望的本領(lǐng)是直覺。沒有直覺，數(shù)學家便會像這樣一個作家：他只是按語法寫詩，但卻毫無思想。彭加勒還形象地比喻了專注于邏輯和受直覺指引這樣兩種截然相反的思想類型。他說前者“步步進逼，效法符邦(Vauban)，挖壕筑壘，穩(wěn)扎穩(wěn)打，沒有給機遇留下任何余地”；而后者“象勇敢的前衛(wèi)騎兵，迅猛出擊，以速制勝，但有時也要冒幾分風險”。在科學的疆場上，彭加勒這位直覺主義者正是扮演了沖鋒陷陣的“前衛(wèi)騎兵”。

彭加勒認為，整數(shù)是不可定義的，整個數(shù)學的基礎(chǔ)是數(shù)學歸納原理，它的可靠性被直覺地認可，也就是說，是綜合的、先驗的。他嘲笑羅素在《數(shù)學原理》(1903年)中把1定義為α{x•α＝i’x}，他說，對于從未聽說過數(shù)目1的人來說，這是一個“令人贊嘆的”定義。

彭加勒認為，數(shù)學創(chuàng)造的產(chǎn)生是一個使心理學家十分感興趣的問題，它是人類思想似乎從外面所得最少的能動性，通過了解這一過程，我們有希望達到人類精神的最基本之處。他說：“潛在的自我無論如何也不比自覺的自我低下，它不是純粹自動的，它能夠辨認，它機智、敏銳，它知道如何選擇、如何憑直覺推測。”他通過自己發(fā)現(xiàn)富克斯函數(shù)的經(jīng)歷，詳細地說明了這個問題。他說他怎樣在冥思苦想、一無所獲的情況下，晚上偶爾喝了黑咖啡，久久不能入睡，構(gòu)成了穩(wěn)定的結(jié)合。他說他在地質(zhì)旅行時，腳踩上汽車踏板的一剎那，一種想法突然闖入心頭。他說他在海邊的懸?guī)r邊散步，是怎樣突然頓悟的。他說他沿大街散步時，一個相當困難的問題怎樣霎時呈現(xiàn)在他的面前。彭加勒總結(jié)了這種無意識工作的條件：“如果—方面有意識的工作在它之前，另一方面又被有意識的工作尾隨其后，那么這就是可能的，而且肯定是富有成果的。”

開辟了理論天文學的新紀元

自牛頓以來，天文學向數(shù)學家提出了許多問題。直到19世紀之前，天文學家在處理天文學問題時所用的武器實際上是牛頓、歐拉、拉格朗日和拉普拉斯所發(fā)明的武器的改良。但是，從19世紀開始，柯西發(fā)展了復(fù)變函數(shù)論，他本人和其他人對無窮級數(shù)收斂問題進行了研究，天文學的武庫通過數(shù)學家的努力正在擴充起來。對于彭加勒來說，他很自然地想到自己的解析學，他把這種從未運用過的數(shù)學新武器用來進攻天文學。他所發(fā)動的戰(zhàn)役在當時是如此地現(xiàn)代化，以致在40多年后，還沒有幾個人能夠掌握他的銳利武器。

在19世紀，法國在理論物理學和其他學科方面失去了霸主地位，但在理論天文學方面仍然領(lǐng)先一步。彭加勒是這一光榮傳統(tǒng)的繼承人，他站在他的同胞克萊勞(A.Clairaut)、拉普拉斯、勒維烈(U．LeVerrier)這些天文學巨人的肩上，當然會看得更遠一些。他的主要工作有三個方面：旋轉(zhuǎn)流體的平衡形狀(1885年)，太陽系的穩(wěn)定性即n體問題(1899年)，太陽系的起源(1911年)。

彭加勒對第一個問題的興趣是被威廉•湯姆孫和泰特(P．G．Tait)的《論自然哲學》一書中的一節(jié)激起的。此外，他在講授流體力學時也對標準教材中關(guān)于旋轉(zhuǎn)流體的處理感到不滿。

彭加勒在1885年發(fā)表的長篇論文中討論了由雅科畢橢球體派生出來的、角動量漸增的新體系的平衡形狀，這種形狀后? 彭加勒認為，這種體系演化的下一個階段可能是一大一小彼此繞著旋轉(zhuǎn)的兩個天體的平衡狀態(tài)，該假設(shè)肯定不能用于太陽系，某些雙星必然會呈現(xiàn)出這樣的過渡形式。后來，俄國數(shù)學家李亞普諾夫(A.M．Lyapunov)和英國天文學家金斯(J．Jeans)分別在1905年和1915年證明，梨形是不穩(wěn)定的。當然，現(xiàn)在有些人不再相信，彭加勒的梨形能在宇宙演化中起任何作用。但是，至今仍然有人研究，流質(zhì)經(jīng)過旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)定后發(fā)生的分裂可能導(dǎo)致形成雙星體系，甚至有

彭加勒在天文學上的最大成功表現(xiàn)在對“n體問題”的處理上，這是瑞典國王奧斯卡二世(OscarⅡ)在1887年提出的懸賞問題。設(shè)n個質(zhì)點以任意方式分布在空間中，所有質(zhì)點的質(zhì)量、初始運動和相互距離在給定的時刻假定都是已知的。如果它們之間按照牛頓萬有引力定律相吸引，那么在任何時刻，它們的位置和運動(速度)怎樣呢？對于數(shù)學天文學來說，一群星系中的每個恒星都可以視為這樣的質(zhì)點，于是n體問題就相當于今后天空的情況將是什么樣子，假使我們有足夠的觀察資料描述目前天空的普遍結(jié)構(gòu)的話。顯然，這個天文學問題不僅具有數(shù)學特色，而且具有物理學特色。關(guān)于“兩體問題”(n＝2)，已被牛頓完滿地解決了。著名的“三體問題”(n＝3)后來受到人們的注意，因為地球、月亮和太陽就是三體問題的典型例子。自歐拉以來，人們把它視為整個數(shù)學領(lǐng)域最困難的問題之一。從數(shù)學上講，該問題歸結(jié)為解九個聯(lián)立微分方程組(每個都是線性二階的)。拉格朗日成功地把這個問題加以簡化，可是其解即使存在，也不能用有限個項來表示，而是一個無窮級數(shù)。如果級數(shù)在形式上滿足方程組，并且對于變數(shù)的某些值收斂，那么解將存在。彭加勒在他1889年的論文中提出了一種新的強有力的技巧，其中包括漸近展開和積分不變性，并且在微分方程的接近奇點附近的積分曲線行為方面做出了根本性的發(fā)現(xiàn)。

盡管彭加勒沒有解決n體問題，但在三體問題上卻獲得了明顯的突破，因此評審團還是把奧斯卡獎——2500瑞典克朗和金質(zhì)獎?wù)隆谟杷７▏活櫲鸬鋰醯淖钄r，也授予彭加勒憲兵團榮譽騎士的稱號。彭加勒在寫給奧斯卡獎評審團的信中說：“你們可以告訴你們的君主，這項工作不能看作是對所提出的問題提供了完美的答案，然而它具有這樣的意義：它的公布將在天體力學上開創(chuàng)一 因此，陛下所期望的公開競賽的結(jié)果可 ”

彭加勒在數(shù)學天文學方面的早期工作匯集在他的專題巨著《天體力學的新方法》(三卷本，1892、1893、1899年)中。接著該書出版的是1905~1910年出版的另外三卷著作《天體力學教程》，它具有更為實用的性質(zhì)。稍后又有講演集《流體質(zhì)量平衡的計算》和一本歷史-批判著作《論宇宙假設(shè)》。

彭加勒的傳記作者達布斷言(他的觀點受到許多人的支持)：這些著作中的頭一部事實上開辟了天體力學的新紀元，它可與拉普拉斯的《天體力學》和達朗貝爾(D.D’Alembert)關(guān)于二分點歲差的工作相媲美。喬治•達爾文爵士在評論《天體力學的新方法》》時說：“很可能，在即將來臨的個半世紀內(nèi)，一般研究人員將會從這座礦山發(fā)掘他們的寶藏。”達布在評價彭加勒的這些工作時寫道：“在50年間，我們生活在著名德國數(shù)學家的定理上，我們從各個角度應(yīng)用并研究它們，但是沒有添加任何基本的東西。正是彭加勒，第一個粉碎了這個似乎是包容一切的僵硬的理論框架，設(shè)計出展望外部世界的新窗戶。”

彭加勒的《論宇宙假設(shè)》普遍地被這個領(lǐng)域的研究者看作是經(jīng)典的，書中對建立在拉普拉斯星云說上的模型的性質(zhì)作了全面的分析和認真的嘗試。這本書作為回顧太陽系起源的各種理論，即使在今天也值得一讀，但是由于忽略了20世紀初其他天文學家提出的一些理論，因而有某些不足之處。彭加勒關(guān)于宇宙演化的觀點是19世紀末有代表性的，真實世界的進程是漸變的，不可逆的，不連續(xù)的變化也明顯地發(fā)生，但只是在確實需要時才發(fā)生，而且不是以大變動的形式。這種觀點顯然與今天流行的“大爆炸”宇宙學格格不入。

像一個直覺主義者所作的那樣，彭加勒在天文學研究中的不少工作與其說是定量的，還不如說是定性的，這種特點導(dǎo)致他研究分析學。在這方面，他發(fā)表了六篇著名的論文，使該課題起了革命性的變革。分析學方面的工作又轉(zhuǎn)而順利地應(yīng)用到天文學的數(shù)學之中。

通過研究天文學，彭加勒深深體會到：“天文學是有用的，因為它能使我們超然自立于我們自身之上，它是有用的，因為它是宏偉的，這就是我要說的。天文學向我們表明，人的軀體是何等渺小，而人的精神又是何等偉大，因為人們的理性能夠包容星辰燦爛、茫無際涯的宇宙，并且享受到它的無聲的和諧，在它那里，人的軀體只不過是滄海之一粟而已。于是我們意識到我們的能力，這是一種花費越多收效越大的事業(yè)，由于這種意識能使我們更加堅強有力。”彭加勒意味深長地說：“星星不僅發(fā)出可見光，射入我們的眼睛，而且它們也向我們發(fā)出一種極為微妙的光，照亮我們的精神。”

作為相對論先驅(qū)的理論物理學家

彭加勒講授物理學達20年以上，他以特有的求全性和充沛的精力完成這項任務(wù)，結(jié)果使得 他研究了三維連續(xù)統(tǒng)的振幅，弄清了許多導(dǎo)熱問題，以及勢論方面的電磁振蕩問題，論證了狄利克雷原理。

說實在的，在物理學方面，彭加勒的運氣并不怎么好。為了使他的才能得到體現(xiàn)，他應(yīng)該晚生30年或多活20年。恰恰在經(jīng)典物理學進入它的衰老期時，他卻處于精力充沛的時期；當物理學重新煥發(fā)青春——以普朗克1900年量子論的提出和愛因斯坦1905年狹義相對論論文“論動體的電動力學”的發(fā)表為標志——之時，他的頭腦卻被19世紀的經(jīng)典理論所充塞，以致于在他逝世前，他幾乎沒有多少時間消化那些令人驚奇的新事物。盡管如此，他還是在物理學革命的三個領(lǐng)域中作出了重要貢獻。鑒于這個問題作者已有專文敘述，此處只扼要地介紹一下。

1895年底，德國物理學家倫琴在維爾茨堡大學實驗室發(fā)現(xiàn)了X射線，這一發(fā)現(xiàn)在西方科學界引起很大的轟動。倫琴當即把關(guān)于發(fā)現(xiàn)X射線通報的印刷品寄給了一些同行，其中包括彭加勒。彭加勒曾參與過陰極射線本性的爭論，力圖證明它們是由粒子構(gòu)成的。倫琴的發(fā)現(xiàn)對彭加勒的激勵比對其他任何法國科學家都要大。

彭加勒是科學院的成員，有參加科學院周會的習慣。在1896年1月20日的周會上，他展示了倫琴寄給他的第一張X射線照片。當他的科學院同事貝克勒耳問他，射線從管子的哪部分發(fā)出時，他回答說，射線似乎是從管子中與陰極相對的區(qū)域發(fā)出的，在這個區(qū)域，玻璃變得發(fā)熒光了。貝克勒耳立即想到，X射線可能和熒光有關(guān)，第二天就開始試驗熒光物質(zhì)是否會發(fā)出X射線，他在幾周內(nèi)進行了一系列實驗，從而導(dǎo)致了放射性的發(fā)現(xiàn)。放射性的發(fā)現(xiàn)又引起連鎖反應(yīng)，促使居里夫人發(fā)現(xiàn)了放射性更強的新元素釙和鐳。彭加勒對這些新發(fā)現(xiàn)滿腔熱忱，他把鐳甚至譽為“當代偉大的革命家”，他看到了科學的巨大革命力量。

彭加勒和洛倫茲一樣，也是相對論的先驅(qū)。早在愛因斯坦之前，他就提出了建造相對論的一切必需的材料(相對性原理和光速不變原理)。

在1895年，彭加勒就對當時以太漂移實驗的研究狀況表示不滿。他雖然認為洛倫茲理論是現(xiàn)有理論中最好的，但對洛倫茲針對每一個實驗事實都要引入孤立的假設(shè)的作法進行了批評。他極力強調(diào)，人們應(yīng)該針對以太漂移實驗的零結(jié)果引入一個更為普遍的觀點。這時他已意識到：“不可能測出有重物質(zhì)的絕對運動，或者更明確地說，不可能測出有重物質(zhì)相對于以太的相對運動。人們所能提供的一切證據(jù)就是有重物質(zhì)相對于有重物質(zhì)的運動。”1904年9月，在美國圣路易斯國際技術(shù)和科學會議的講演中，他完整地提出了相對性原理，并把它作為物理學六個普遍原理之一列舉出來。他說：“根據(jù)這個原理，物理現(xiàn)象的定律應(yīng)該是相同的，不管觀察者處于靜止還是處于勻速直線運動。于是我們沒有、也不可能有任何手段來辨別我們是否作這樣一種運動。”

在彭加勒1898年發(fā)表的“時間的測量”一文中，他首次提出了光速在真空中不變的公設(shè)。他寫道，光速不變是一個公設(shè)，沒有這個公設(shè)，就無法測量光速。他認為，我們無論對于同時或兩個時間間隔的相等均不能有直覺，我們自信有此直覺只不過是幻想而已。在1902年出版的《科學與假設(shè)》中，他再次強調(diào)了他的觀點：“絕對空間是沒有的，我們所理解的只不過是相對運動而已”，“絕對時間是沒有的，所謂兩個歷時相等，本身只是一種毫無意義的斷語”；“不僅我們沒有兩個相等的時間的直覺，而且也沒有發(fā)生在不同地點的兩個事件同時性的直覺。”彭加勒在1904年圣路易斯的講演中甚至驚人地預(yù)見了新力學的大致圖景：“……慣性隨速度而增加，光速會變?yōu)椴豢捎庠降臉O限。原來的力學依然保持一級近似，……”

饒有興味的是，彭加勒在1905年還詳細地討論了利用光信號使時鐘同步的問題。彭加勒的討論不完全等價于愛因斯坦的描述，因為彭加勒在這里安排了兩個觀察者而不是一個觀察者，然而他也得出相同的結(jié)果。彭加勒沒有達到相對論，除了科學上的原因之外，也有認識論方面的原因。國外學者認為，這是由于他未能把他的約定主義貫徹到底—一在理論上他是一位約定論者，在實踐上他卻是一位經(jīng)驗論者。

彭加勒對量子論的發(fā)展也有過貢獻，我們將在下面敘述。不用說，彭加勒也有失誤，例如在世紀之交關(guān)于原子實在性的爭論中，他對原子論持中立態(tài)度。但是，當有了確鑿的實驗證據(jù)后，他公開修正了自己的觀點。這種態(tài)度是光明磊落的。

邏輯經(jīng)驗主義的始祖之一

彭加勒對科學和數(shù)學的哲學意義一直興味盎然，但只是在本世紀初，當他作為一個專門數(shù)學家的偉大形象被牢固地樹立起來之后，才喚起了他對非專業(yè)領(lǐng)域的附帶熱情。他于1902、1905、1908年先后出版了《科學與假設(shè)》、《科學的價值》》和《科學與方法》三本書，它們既是暢銷一時的科學哲學著作，也是內(nèi)容豐富、語言優(yōu)美的科普讀物。在那些年代，經(jīng)常可以看到工人和店員們在巴黎的公園和咖啡館貪婪地閱讀彭加勒的通俗著作，盡管這些書籍印刷低劣，封面破舊。在法國的圖書館或閱覽室，彭加勒的書都用手指翻臟了，顯然有許多人借閱過。這些書被譯成英、德、俄、西班牙、匈牙利、瑞典、日，中等文字，幾乎傳遍了整個文明世界。由于他的文字才華，彭加勒得到了一個法國作家所能得到的最高榮譽。人們稱他為“法國的散文大師”，文學研究院接納他為會員。一些妒忌心強的小說家心懷不滿地散布說，彭加勒作為科學家能夠獲得這種獨一無二的榮譽，是因為文學研究院經(jīng)常要編輯權(quán)威性的法語字典，興趣廣泛的彭加勒顯然能在工作中幫助文學研究院的詩人和語法學家，告訴他們自守函數(shù)是什么。但是眾人卻公正地認為，彭加勒已經(jīng)得到的榮譽并不比他應(yīng)該得到的多。

彭加勒在科學哲學上繼承了馬赫和赫茲的傳統(tǒng)，并汲取了康德的一些思想，他的思想顯然受到數(shù)學研究的影響。他有些接近馬赫主義，但并不是一個徹頭徹尾的馬赫主義者，他被認為是邏輯經(jīng)驗主義的始祖之一。愛因斯坦稱他是“敏銳的深刻的思想家”。

在《科學與假設(shè)》中，彭加勒堅持“實驗是真理的唯一源泉”，明確表示了他的經(jīng)驗主義的哲學立場。從這種立場出發(fā)，他仿效馬赫，批判了經(jīng)典力學的一些基本概念和原理。但是他不像馬赫那樣僅從哲學和邏輯的角度進行批判，他還依據(jù)了當時的一些實驗事實，而且批判矛頭也涉及到經(jīng)典物理學。他強調(diào)假設(shè)在科學中不僅是必要的，而且是合理的，并把假設(shè)分為三類——極其自然的假設(shè)，中性假設(shè)和真正的推廣——進行論述，并指出假設(shè)要經(jīng)常經(jīng)受檢驗和不可濫用假設(shè)。彭加勒對科學的統(tǒng)一性和簡單性也很感興趣。 關(guān)于自然界的統(tǒng)一性，這是不成問題的，至于自然界的簡單性，卻不是一個容易解答的問題，不過人們可以把它看作如此而無危險。在該書中，彭加勒通過對非歐幾何學的分析提出了約定主義哲學。 約定主義是彭加勒的創(chuàng)造，它后來和馬赫的經(jīng)驗主義成為邏輯經(jīng)驗主義興起的哲學基礎(chǔ)。值得注意的是，愛因斯坦在“奧林比亞科學院”時期讀過《科學與假設(shè)》，該書給他以極強烈的印象，愛因斯坦后來的某些科學哲學思想可能淵源于此。

《科學的價值》引人注目的有三點。其一是關(guān)于物理學危機的論述。彭加勒通過對物理學歷史和現(xiàn)狀的考察指出，物理學已處于危機之中，這種危機是好事而不是壞事，它能加速物理學的改造，是物理學革命的前兆。其二是比較系統(tǒng)地闡述了他的科學觀。 其三是毫不隱晦地表白了他的唯心主義哲學前提。

《科學與方法》分為“科學與科學家”，“數(shù)學推理”、“新力學”和“天文學”四部分。使人感興趣的是第一部分，這部分除論述了科學創(chuàng)造的心理學外，還集中論述了科學美。在彭加勒看來，科學美是潛藏于自然的感性美之后的理性美，而理性美要由具有理性的人去把握，因而科學美必然帶有濃厚的主觀色彩。他用“雅致”、“和諧”、“對稱”、“平衡”、“秩序”、“統(tǒng)一”、“方法的簡單性”、“思維經(jīng)濟”等詞語來描述科學美的特征。彭加勒不僅把科學美作為選擇事實和理論的一個標準，而 他這樣說過：“一個科學家，尤其是一個數(shù)學家，他在工作中體驗到和藝術(shù)家相同的印象，他的樂趣像藝術(shù)家的樂趣那樣大，而且具有相同的性質(zhì)。”

在彭加勒逝世后的第二年，還出版了他的一本科學哲學著作《最后的沉思》(1913年)，該書是由勒邦(G．LeBon)集其遺著編輯而成的。該書由九個短篇組成，其內(nèi)容涉及到規(guī)律的進化、空間和時間、數(shù)學和邏輯、量子論、物質(zhì)與以太的關(guān)系、倫理學和科學等。關(guān)于科學和倫理學的關(guān)系問題，其他三本書基本上沒有涉及。彭加勒認為，科學能在道德教育中起十分有用和十分重要的作用，科學能促使我們以特殊利益服從普遍利益，能把人們改?

彭加勒的科學哲學思想中包含著唯心主義的糟粕，但也不乏閃光的珍珠，值得人們探討、發(fā)掘。作者曾就彭加勒的哲學傾向、科學觀、方法論等寫過幾篇文章，此處不擬贅述。

為追求真理奮斗到最后一息

彭加勒說：“熱愛真理是偉大的事情”，“唯有真理才是美的”，“追求真理應(yīng)該是我們活動的唯一目標，這才是活動的唯一價值”。彭加勒言行一致，為追求真理，他一直奮斗到生命的最后一息。

彭加勒富有創(chuàng)造力的時期是從1878年的博士論文開始的，在短暫的34年科學生涯中，他卻寫出了將近500篇論文和30本科學專著，這些論著囊括了數(shù)學、物理學和天文學的許多分支。當我們考慮到那些開創(chuàng)性工作的重重困難時，不能不欽佩他高度的創(chuàng)造性和堅忍不拔的毅力。由于他的杰出貢獻，他贏得了法國政府所能給予的一切榮譽，也受到英國、俄國、瑞典、匈牙利等國政府的獎賞。

進入20世紀，彭加勒的聲望急劇地增長。1906年，他當選為巴黎科學院主席，1908年，他被選為法國科學院院士，這是一個法國科學家所能達到的最高地位。當時，他蜚聲國際學術(shù)界，受到同行們的稱頌，一些有志干一番事業(yè)的年輕人都想拜他為師。特別是在法國，他被視為大智者，他在各種問題——從科學到哲學，從政治到倫理——上的見解總是直率的、明快的，被公眾當作決定性的意見而接受。

在最后的四年中，除了惱人的疾病期外，彭加勒的生活總的來說是安定的、幸福的。他有一個美滿的小家庭，溫厚的賢妻、一個兒子和三個女兒。他喜歡他的子女，特別是當他們還是小孩子的時候。他也愛好交響樂。

可是，彭加勒既沒有沉湎于小家庭的脈脈溫情，更沒有躺在榮譽和地位上高枕而臥。他說：“經(jīng)驗并非一切，而且學者也不是被動的，他沒有等待真理跑來找他，或者期待真理碰到他鼻子尖上的機會。他必須去迎接真理，正是他的思考向他揭示出通向真理的道路”。作為一個永不滿足、永遠進擊的學者，他忘我地向新的未知版圖挺進。在生命的最后征途上，他依然留下堅實的足跡。

在1908年的羅馬國際數(shù)學會議上，彭加勒因病未能宣讀激動人心的講演：“數(shù)學物理學的未來”。他的病是前列腺腫大，意大利的外科醫(yī)生為他作了手術(shù)，這似乎可以看作是痊愈了。回到巴黎后，他像以往那樣不知疲倦地工作著。但是到1911年，他覺得自己身體不適，精力減退，他說他在世上的日子不會長了。可是，他不愿放下手頭的工作去休息，他頭腦蘊育的新思想太多了，他不愿讓它們和自己一塊葬入墳?zāi)埂?/p>

1911年10月30日至11月3日，彭加勒應(yīng)邀參加了在布魯塞爾召開的第一屆索耳未會議，歐洲21位最著名的科學家出席了會議，會議的中心議題是“輻射理論和量子”。在這之前不久，彭加勒對量子論是完全陌生的，通過參加會議，他變成新理論的倡導(dǎo)者和發(fā)展者，從而在量子論的歷史上留下了光輝的一頁。洛倫茲后來回憶說，彭加勒在討論中表現(xiàn)出“他的思想的全部活力和洞察力，人們佩服他精力充沛地進入那些對他來說是全新的物理學問題的才干。”

從布魯塞爾返回巴黎后，奇異的量子使彭加勒難以安靜下來。在生命的最后時刻里，他完全沉浸在這個奇妙的世界里，他以難以置信的毅力和速度從事這項困難的研究。1911年12月4日，即布魯塞爾會議結(jié)束后一個月，彭加勒向科學院提交了關(guān)于量子論的長篇論文的縮寫本（全文發(fā)表在1912年1月的《物理學雜志))上)。他在文章中指出，量子論并不是相對論的擴展，新的沖擊比過去的沖擊更為使人倉皇失措，這無疑是自牛頓以來自然哲學所經(jīng)歷的最偉大最深遠的革命。這篇論文的思想在英國物理學界引起很大的反響。

與此同時，彭加勒還在思考一個新的數(shù)學定理，這就是把狹義三體問題的周期解的存在問題歸結(jié)為平面的連續(xù)變換在某些條件下不動點的存在問題，這可能是分析中根據(jù)代數(shù)拓撲學所做出的存在性證明的第一個例子。他感到自己沒有時間和精力來證明這個定理了，于是在1911年12月9日一反通常的習慣，寫信給《數(shù)學雜志》的編輯，詢問是否能接受一篇未經(jīng)深究和修改的專題論文。他在信中寫道：“……在我有生之日，我無法解決它們了。不過，它們的最后結(jié)果能夠把研究引向新的、未曾料到的路線上，在我看來，它們似乎具有十分充分的發(fā)展前途。不管它們使我遭到什么蒙騙，我仍將順從地把它們奉獻出來。……”在彭加勒的這一“未完成的交響樂”發(fā)表后不久，所需要的證明由美國年輕的數(shù)學家伯克霍夫(G．D．Birkhoff)在幾個月之后給出了。

1912年春，彭加勒再次患病，可是他還是頑強地奮斗著。同年4月，在法國物理學會的一次講演中，他又談到量子論問題，他要求人們不要為推翻根深蒂固的舊見解而煩惱。就在當月公開發(fā)表的一篇評述性文章中，他再次強調(diào)：“把不連續(xù)性引入自然定律”，“這樣一個非同尋常的觀點能夠成立”。他依次討論了熱力學和幾率、輻射定律、能量量子、作用量子、普朗克的新理論等。他寫道，盡管量子假設(shè)面臨著一些困難，我們也必須拯救它，否則我們就不會有可供建筑的基礎(chǔ)了。他對普朗克的“倒退”感到困惑，認為“堅持最初的觀點是比較合適的”。彭加勒猜想，宇宙萬物象電子一樣，都應(yīng)當經(jīng)歷量子躍遷。由于在普遍的躍遷之間的不運動狀態(tài)內(nèi)具有無法區(qū)分的瞬時，因此必然存在著“時間原子”(atomoftime)。這就是逝世前幾個月，彭加勒在頭腦中醞釀的大膽思想。

臨終前三周，即1912年6月26日，彭加勒抱病在法國道德教育聯(lián)盟成立大會上發(fā)表了最后一次公開講演。他說：“人生就是持續(xù)的斗爭”，“如果我們偶爾享受到相對的寧靜，那正是我們先輩頑強地進行了斗爭。假使我們的精力、我們的警惕松懈片刻，我們就將失去先輩為我們贏得的斗爭成果。”他還指出：“強求一律就是死亡，因為它對一切進步都是一扇緊閉著的大門；而且所有的強制都是毫無成果的和令人憎惡的。”彭加勒本人的一生就是自由思考、持續(xù)斗爭的一生。

7月9日，醫(yī)生為彭加勒施行了第二次前列腺手術(shù)，手術(shù)是成功的。7月17日，他在穿衣時因栓子(堵塞血管使血管發(fā)生栓塞的物質(zhì))而十分突然地去世了。他僅僅活了58歲，這正是他的能力的高峰時期。

在茫茫的夜空中，一顆“智多星”隕落了：這顆“智多星”發(fā)出了他所能發(fā)出的熠熠光亮，給人類帶來了一線光明，即使在墜入大地時，也要把最后一道余光毫無保留地奉獻出來。彭加勒的所作所為，得到了能夠鑒賞他的成就的人的贊譽。據(jù)說有這樣一件軼事。在第一次世界大戰(zhàn)期間，一些英國軍官問他們國家的大數(shù)學家和大哲學家羅素：“誰是當代最偉大的人？”羅素不加思索的回答：“彭加勒！”“噢，是那個人I”這些對科學一竅不通的軍官以為羅素指的是法國總統(tǒng)雷蒙•彭加勒，一個個興奮得呼叫起來。當羅素得知呼叫的緣由時，便解釋道：“我指的不是雷蒙•彭加勒，而是他的堂兄昂利•彭加勒。”

可是，彭加勒也曾被一些人所誤解，蒙受了不白之冤。長期以來，在蘇聯(lián)、東歐、日本和我國出版的許多書刊中，他竟被描繪成在科學史上“興風作浪”的反面人物。當我們用事實拭去抹在他臉上的油彩和塵埃時，難道不應(yīng)當作一點歷史的沉思嗎？

主要參考文獻

[1]H.Poincaré，TheFoundationsofScience，AuthorizedTranslationbyG.B.Halsted，TheSciencePress，NewYorkandGarrison，N.Y.,1913.

[2]H.Poincaré，MathemalicsandScience：LastEssays，TranslatedbyTohn.W.Bolduc，DorerPublications，Inc，NewYork，1963.

[3]彭加勒(H.Poincaré)；《科學家と詩人》，平林初之輔訳，巖波書店，1927.

[4]E.T.Bell,MenofMathematics,DoverPublicationsPress,NewYork,1937.

天文學論文 9

三、天生犯罪人論（一） 前期思想切薩雷•龍勃羅梭的犯罪原因思想，經(jīng)歷了一個由單一到復(fù)雜的發(fā)展過程。在早期的著述中，龍勃羅梭主要注意遺傳等先天因素對犯罪的影響。作為一名監(jiān)獄醫(yī)生，他對幾千名犯人作了人類學的調(diào)查，并進行了大量的尸體解剖。1870年12月，在意大利帕維亞監(jiān)獄，龍勃羅梭打開了意大利著名的土匪頭子維萊拉尸體的頭顱，發(fā)現(xiàn)其頭顱枕骨部位有一個明顯的凹陷處，它的位置如同低等動物一樣。得出結(jié)論：這種情況屬于真正的蚯突（vermis）肥大，可以說是真正的正中小腦。這一發(fā)現(xiàn)觸發(fā)了他的靈感，由此他認為，犯罪者與犯罪真相的神秘帷幕終于被揭開了，原因就在于原始人和低等動物的特征必然要在我們當代重新繁衍，從而提出了他的天生犯罪人理論。天生犯罪人成為龍勃羅梭早期著作中一個核心命題。龍勃羅梭的天生犯罪人理論包括四個方面的主要內(nèi)容：1、犯罪者通過許多體格和心理的異常現(xiàn)象區(qū)別于非犯罪人。2、犯罪人是人的變種，一種人類學類型，一種退化現(xiàn)象。3、犯罪人是一種返祖現(xiàn)象，是蛻變到低級的原始人類型。4、犯罪行為有遺傳性，它從犯罪天賦中產(chǎn)生。天生犯罪人是龍勃羅梭早期犯罪原因思想的一個核心命題。龍勃羅棱對天生犯罪人的特征作了如下的描述：1、生理特征：扁平的額頭，頭腦突出，眉骨隆起，眼窩深陷，巨大的頜骨，頰骨同聳；齒列不齊，非常大或非常小的耳朵，頭骨及臉左右不均，斜眼，指頭多畸形，體毛不足等。2、精神特征：痛覺缺失，視覺敏銳；性別特征不明顯；極度懶惰，沒有羞恥感和憐憫心，病態(tài)的虛榮心和易被激怒；迷信，喜歡紋身，慣于用手勢表達意思等。作為犯罪原因先天因素，龍勃羅梭從種族和遺傳這兩方面展開。關(guān)于種族和犯罪之間的關(guān)系的論述，是建立在對一些犯罪現(xiàn)象直觀地認識基礎(chǔ)上，沒有直接的科學依據(jù)。龍勃羅梭側(cè)重研究了遺傳因素對犯罪的影響，從調(diào)查個案入手肯定了隔世遺傳規(guī)律，還提出了天然類聚說，認為兩個犯罪家庭聯(lián)姻后，遺傳的影響更大。龍勃羅梭在1876年《犯罪人論》一書中推出天生犯罪人論的時，認為通過對成千上萬的罪犯進行觀察獲得的第一手資料是可信的，自稱是“基因的奴隸”，認為有些基因即使當時看起來是無足輕重的，而以后也可能發(fā)展成為一個普遍適用的理論。[12]如何評價龍勃羅梭的這一觀點呢，美國犯罪學家勞倫斯•泰勒的論斷也許是公正的：“他們（早期天性學說支持者）只能依靠自己的觀察做出結(jié)論，只能根據(jù)當時的科學知識狀況提出理論。按現(xiàn)代標準衡量，那時的知識是原始的，所以那時的理論當然也只能是原始的。因此，那時許多理論雖然反映了樸素的真理，但在今天看來也不乏荒謬之處。” [13]（二）后期思想龍勃羅梭的天生犯罪人理論一經(jīng)傳播，馬上遭到來自各方面的抨擊。當看到龍勃羅梭搜集的那些相貌不對稱和有特征的罪犯畫像時，法國人類學家保羅•托皮納德尖刻地挖苦說：“這些肖像看起來與龍氏朋友們的肖像一模一樣。” [14]英國犯罪學家查爾斯•巴克曼•格林（1870-1819）經(jīng)過12年的工作，領(lǐng)導(dǎo)一項研究計劃，根據(jù)96種特征考察了3000名以上罪犯，個人還進行了1500次觀察，并作了300次其他補充觀察。指出：“事實上，無論是在測量方面還是在犯罪人中是否存在身體異常方面，我們的統(tǒng)計都表現(xiàn)出與那些對守法者的類似統(tǒng)計有驚人的一致。我們的必然結(jié)論是，不存在犯罪人身體類型這種事情” [15]在科學驗證的事實之上，戈林斷言，不存在天生犯罪類型，犯罪不是由遺傳而來的，他呼吁犯罪學家把心理特征，特別是智力缺陷作為犯罪行為的原因來加以研究。意味深長的是，格林一方面批判天生犯罪人論，一方面則不自覺地接受了龍勃羅梭倡導(dǎo)的生物學研究方法。在這種情況下，龍勃羅梭在后期的著作中也修正了自己的觀點，從只注重犯罪的遺傳等先天因素，到把犯罪原因擴大到墮落等后天因素的影響，而這種墮落是與一定地理環(huán)境與社會環(huán)境分不開，因此，龍勃羅梭分別研究了地理與社會因素對犯罪的影響，強調(diào)智力、情感、本能、習慣、下意識反應(yīng)、語言、模仿力等心理因素與政治、經(jīng)濟、人口、文化、教育、宗教、環(huán)境等社會因素與自然因素的作用，天生犯罪人在罪犯總數(shù)中的比例也一再降低。在1893年出版的《犯罪：原因和救治》一書中，天生犯罪人占33%，由此形成綜合的犯罪原因論。[16]他在《犯罪：原因和救治》中指出：“導(dǎo)致犯罪發(fā)生的原因是很多的，并且往往纏結(jié)糾紛。如果不逐一加以研究，就不能對犯罪原因遽下斷語。犯罪原因的這種復(fù)雜狀況，是人類社會 所常有的，決不能認為原因與原因之間毫無關(guān)系，更不能以其中一個原因代替所有原因。”對于什么是真正的犯罪原因，他說：“實言之，每一現(xiàn)象中的真正特殊原因何在，即使是善于觀察的人，亦不能下一斷語。” [17]

天文學論文 10

1天文學學術(shù)期數(shù)據(jù)來源與施引文獻和參考文獻情

統(tǒng)計源期刊

中國天文學學術(shù)期刊由中國天文學會、國內(nèi)各主要天文臺主辦，包括國家天文臺、中國天文學會主辦的《ResearchinAstronomyandAstrophys-ics》(以下簡稱RAA)，中國天文學會、紫金山天文臺主辦的《天文學報》，上海天文臺、中國天文學會主辦的《天文學進展》及云南天文臺主辦的《天文研究與技術(shù)》。其中RAA為英文SCI統(tǒng)計源期刊，由英國物理學會(IOP)出版社負責海外出版與發(fā)行；《天文學報》為中國最早創(chuàng)辦的天文學學術(shù)期刊，發(fā)表天文學科各領(lǐng)域研究成果，目前為雙月刊，中文出版。我們選擇RAA作為統(tǒng)計源期刊。本工作中另一本統(tǒng)計源期刊為英譯版刊物，刊名為《ChineseAstronomyandAstrophysics》(以下簡稱ChA＆A)”。為了便于向國際同行宣傳中國天文學科研成果，早在1977年就由華裔愛爾蘭天文學家江濤先生創(chuàng)辦該刊物。它從國內(nèi)主要天文刊物(目前選刊范圍含《天文學報》、《空間科學學報》及《天文學進展》)選譯文章，其中近90%的文章從《天文學報》選譯，由Elsevier出版社出版。該刊物的選稿、翻譯、校稿等工作目前由天文學報編輯部承擔。ChA＆A和RAA為本文的兩個統(tǒng)計源期刊。它們均為英文刊，由知名出版社負責海外出版與發(fā)行。兩刊可在海外天文機構(gòu)查閱，所以國外同行查詢該期刊文獻時不存在語言障礙。兩刊論文的施引文獻和參考文獻情況具可比性。

ADS數(shù)據(jù)庫及研究方法

ADS由美國國家航空航天局(NASA)授權(quán)史密森天體物理天文臺管理并運行，是物理學、天文學研究人員使用的在線圖書館。ADS的數(shù)據(jù)涵蓋了天文、天體物理、物理學出版物及預(yù)出版平臺。經(jīng)出版方授權(quán)，ADS上的數(shù)據(jù)包含收錄期刊文獻的摘要或全文。不同于JCR只收錄SCI期刊，而國內(nèi)如中國知網(wǎng)僅收錄國內(nèi)期刊，ADS收錄了絕大多數(shù)的天文學及其相關(guān)學科期刊。ADS中每條檢索文獻中含有簡稱為A、E、F、X、R、C等多個項目，點擊C(Citationstothearticle)列出引用該篇文獻的論文信息，點擊R(Referencesinthearti-cle)列出文獻中引用的參考文獻，后者由出版社或期刊編輯部提供數(shù)據(jù)。通過ADS，可以方便檢索每篇文獻被引用的情況及參考文獻情況。以2012年中國科學院南京天文光學技術(shù)研究所崔向群院士為第1作者在RAA上發(fā)表的有關(guān)郭守敬望遠鏡(LAMOST)主題的綜述文章［12］為例，截止2016年7月12日，中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫顯示其總被引數(shù)為69，WebofScience數(shù)據(jù)庫(簡稱WOS)中總被引數(shù)為161次，而ADS數(shù)據(jù)庫中總被引數(shù)為175次。該文在WOS、ADS兩數(shù)據(jù)庫中按年統(tǒng)計被引用數(shù)分別為2、26、37、74、22和2、22、36、78、37(數(shù)據(jù)按2012、2013、2014、2015、2016年順序錄入)。其中2016年ADS多出的施引文獻主要來自預(yù)出版平臺arXiv的貢獻及最新出版但WOS數(shù)據(jù)庫中尚未計入的統(tǒng)計源期刊，包括RAA、天體物理雜志(AstrophysicalJournal)、天文和天體物理(Astronomy＆Astrophysics)、經(jīng)典和量子引力(ClassicalandQuantumGravity)等期刊。因此，ADS的選刊范圍、時效都足以衡量文獻的被引情況，適用于本文的統(tǒng)計。

2分析與討論

統(tǒng)計結(jié)果基于ADS數(shù)據(jù)庫，我們將近5年ChA＆A論文施引文獻數(shù)(包含自引)和其中國內(nèi)作者以及國內(nèi)刊物貢獻比例，與對應(yīng)的參考文獻數(shù)和其國內(nèi)作者以及國內(nèi)刊物貢獻比例進行比較分析，見表1。作為對比，我們采用同樣的方式和數(shù)據(jù)來源分析了RAA，統(tǒng)計結(jié)果如表2所示。國外作者及國外期刊貢獻比例(國外作者貢獻占比=100%－國內(nèi)作者貢獻占比，國外期刊貢獻占比=100%－國內(nèi)期刊貢獻占比)可由此推算，受表格大小所限，未在兩表中列出。施引文獻數(shù)統(tǒng)計截止2014年12月31日。從表1和表2，可得出：1)ChA＆A和RAA論文偏向于引用國外期刊文獻及國外作者撰寫的文獻，這與引言中提到的其他學科的統(tǒng)計結(jié)果一致。2)ChA＆A論文的施引期刊文獻中國內(nèi)作者貢獻比例高達80%，施引期刊中國內(nèi)占比也高于半數(shù)(58%);相比ChA＆A，RAA論文的施引期刊文獻中國內(nèi)作者貢獻占比接近半數(shù)(49．7%)，而施引期刊中國內(nèi)刊物占比僅為20．2%。3)ChA＆A主要引用國外期刊文獻及國外作者撰寫的文獻，但其施引文獻主要源自國內(nèi)作者的貢獻和國內(nèi)期刊的貢獻。引用和被引不對等的程度由此可見一斑。4)相比ChA＆A，RAA施引期刊文獻中國外期刊和國外作者的比例有明顯提高，第3條中所提引用和被引不對等的程度顯著緩解。

討論

由于眾所周知的原因，近年來國內(nèi)優(yōu)秀的研究論文逐漸流向國外刊物，從而導(dǎo)致國內(nèi)特別是中文學術(shù)刊物的影響力下降，以致人們對中文期刊存在的必要性產(chǎn)生了質(zhì)疑。當然，我們必須面對的現(xiàn)實是：中國的學術(shù)研究和國外相比起步較晚，總體水平存在較大差距。另一方面，隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展，科研方面的投入包括科研條件和人員待遇等均有大幅提高，并且吸引了不少高水平的發(fā)達國家科研人員、具有海外留學經(jīng)歷人員的參與。至少目前在部分學科或部分領(lǐng)域的研究水平和國外的差距日漸縮小，甚至達到國際領(lǐng)先水平［13］。由于數(shù)理天文等基礎(chǔ)學科的國際化程度較高，同時缺少實際應(yīng)用的評價依據(jù)，的被引數(shù)自然成為評價個人、項目、單位，以及學術(shù)刊物的一個重要數(shù)據(jù)。以下將進一步分析引用文獻時國內(nèi)作者和刊物的論文可能被忽略的原因，從以下6個方面闡述：1)國內(nèi)刊物上發(fā)表的論文水平不能反映中國真實的科研水平，國內(nèi)刊物與國際一流刊物的差距客觀存在。這也是造成上文所述引用和被引不對等的主要原因。2)國內(nèi)天文學期刊相比國外期刊占比很少。JCR公布的2015年數(shù)據(jù)中，“天文與天體物理”學科總共61個刊物，其中中國刊物僅一個，即RAA;而天文學中文核心刊物僅《天文學報》與《天文學進展》兩個刊物［14］。3)期刊及審稿人導(dǎo)向。作者在向國際期刊投稿時，渴望論文盡早被接受，會應(yīng)期刊的要求，或受審稿人的提醒，引用國外刊物上發(fā)表的論文。4)體現(xiàn)研究深度和廣度。作者通過引用大量國外刊物上的論文，力圖表現(xiàn)出對本領(lǐng)域或本課題有全面、深入的了解，從而體現(xiàn)該研究工作和論文的學術(shù)水平。5)國外特別是發(fā)達國家對中國科研現(xiàn)狀不夠了解。這也是中國科研水平和發(fā)達國家之間差距的客觀反映，應(yīng)該隨中國科技發(fā)展而逐漸好轉(zhuǎn)。6)中國作者對國內(nèi)作者和刊物的引用不夠重視。這里除了作者自身原因之外，刊物編輯部的宣傳和引導(dǎo)不夠也有一定的影響。以ChA＆A為例，過去極少數(shù)作者對自己的論文被選譯不知情，部分作者不知道自己的在ChA＆A卷、期、頁的具體信息，當然也就無從引用，對此我們現(xiàn)在已及時把有關(guān)信息通知作者。表1(ChA＆A)和表2(RAA)的施引文獻數(shù)據(jù)中國內(nèi)作者貢獻占比有約30%的差距，主要是由于RAA全方位的國際接軌，吸引一批國外作者的投稿(和引用)所致。此外RAA至少有兩類稿源使其被引數(shù)明顯高于ChA＆A:一是介紹中國重大天文儀器的系列論文，如2012年大約有10篇關(guān)于郭守敬望遠鏡的論文，被引數(shù)約占當年的50%;二是一批高質(zhì)量和高引用率的評述性論文［15］。需要說明的是表1和表2中的國內(nèi)作者僅根據(jù)姓氏拼寫來判斷，不能排除其中外籍華人的貢獻，可能會導(dǎo)致表1和表2所涉及的國內(nèi)作者的數(shù)據(jù)被高估，但不會影響有關(guān)施引文獻和參考文獻中的國內(nèi)作者份額的相對比較。這里可能存在的深層次原因包括：國外學者對國內(nèi)研究現(xiàn)狀不夠了解，對一些原創(chuàng)性成果優(yōu)先權(quán)的爭議，乃至各種原因所造成的學術(shù)偏見等。類似的矛盾不僅存在于中國，在發(fā)達國家和俄羅斯(前蘇聯(lián))之間也是由來已久的。

對策

中國天文期刊論文的施引文獻中國內(nèi)作者及國內(nèi)刊物貢獻的比例遠大于參考文獻中對應(yīng)值的現(xiàn)狀，歸根到底是中國科技發(fā)展水平、期刊影響力與質(zhì)量及作者民族自尊心等多方面的體現(xiàn)。改善這一狀況，需要至上而下，從管理部門、學會團體、高校與研究所、期刊出版單位、科研人員等多方面的努力。結(jié)合天文學科及天文刊物的現(xiàn)狀，提出如下對策：1)國內(nèi)刊物多發(fā)優(yōu)秀論文。首先，必須撥正政策導(dǎo)向，從源頭上改變目前國內(nèi)過度依賴SCI及影響因子評定單位及個人工作績效的現(xiàn)狀。正如國家天文臺汪景琇院士的呼吁“希望大家把一部分較好的(不用說最好的)科研成果發(fā)表在自己的刊物上”，改善中國期刊低迷的發(fā)展態(tài)勢。只有刊物發(fā)表的論文質(zhì)量上去了，才有更多的被引用可能。2)國內(nèi)刊物注重向青年學者宣傳期刊，發(fā)展?jié)撛谧髡摺＠吓浦形钠诳k刊歷史悠久，往往老一輩科學家對它們充滿感情。比如紫金山天文臺熊大閏院士多次將原創(chuàng)成果發(fā)表在英譯刊物ChA＆A上，而將其中文翻譯稿發(fā)表在《天文學報》上。期刊需要吸納引進年青一代一線科研人員擔任學科編委乃至主編，提高他們辦刊的參與度，并注重利用多種平臺加強與青年學者間的聯(lián)系。青年學者在國內(nèi)刊物上發(fā)表的文章，才有更多被引用的機會。3)加強與中國天文學會的聯(lián)系，發(fā)揮其作用。與數(shù)理學部中的物理、化學等學科相比，天文學科體量較小，從業(yè)人員少，期刊數(shù)也少。天文學科期刊集群尚未組建。編輯部資源小、散、弱。期刊編輯部分散在各研究所，缺乏學科全局發(fā)展的定位與思考。中國天文學會是RAA、《天文學報》等刊物的主辦單位。利用學會平臺規(guī)劃學科發(fā)展、實現(xiàn)資源整合，推進期刊的可持續(xù)性發(fā)展。4)鼓勵作者引用國內(nèi)刊物上發(fā)表的文獻。中國作者應(yīng)該在尊重國際權(quán)威研究成果的同時，也要尊重自己(包括本國作者，特別是中文刊物上發(fā)表)的研究成果。

天文學論文 11

1材料與方法

1.1數(shù)據(jù)來源。數(shù)據(jù)來源于2013—2015年版《中國學術(shù)期刊影響因子年報（自然科學與工程技術(shù)）》（簡稱“中國知網(wǎng)《年報》”）中的期刊綜合類他引總引比，統(tǒng)計年分別為2012、2013和2014年，每個學科取平均值，學科總類為63個，涉及期刊數(shù)量2015年版為4013種，2014年版為3947種、2013年版為3943種。1.2數(shù)據(jù)處理。自引率=1－他引總引比，對每年的不同學科平均自引率進行升序排列。對63個學科進行分析時，制作散點圖；學科期刊平均自引率表示本學科內(nèi)所有期刊的平均自引率，平均學科自引率為所有學科期刊的平均自引率，方差分析、相關(guān)性分析、頻率計算以及正態(tài)分布檢驗都使用spss軟件，多重比較使用LSD比較方法，相關(guān)性分析使用pearson相關(guān)性分析法。圖片制作使用excel、spss自帶作圖軟件等。

2結(jié)果與分析

2.12012—2014統(tǒng)計年63個學科平均自引率分布情況。2012—2014統(tǒng)計年63個學科期刊平均自引率見圖1。圖1是將63個學科內(nèi)期刊每年的平均自引率進行升序排列，然后作圖。可以看出，3個統(tǒng)計年中63個學科期刊平均自引率具有相似散點圖分布特征，不同學科期刊平均自引率主要分布在0.05～0.20之間，物理學和天文學學科在3個統(tǒng)計年中都超過了0.20，在2012統(tǒng)計年中大氣科學學科平均自引率也超過了0.20，表現(xiàn)出自身學科的特點。圖12012—2014年不同學科期刊平均自引率散點圖為了進一步分析每個統(tǒng)計年63個學科期刊平均自引率分布情況，對每個統(tǒng)計年不同學科的平均自引率進行了頻度分析和描述性統(tǒng)計（見圖2）。從圖2中可以看出，2012—2014統(tǒng)計年間63個學科期刊平均自引率均值分別為0.1417、0.1200、0.1213，通過單樣本K-S正態(tài)分布檢驗，3個統(tǒng)計年63個學科的期刊平均自引率具有正態(tài)分布的特點（檢驗值分別為p=0.193,0.128,0.143>0.050）。由圖2明顯看出，天文學和物理學超過了每個統(tǒng)計年期刊平均自引率的3倍標準差的范圍。同時為了考察這3個統(tǒng)計年之間的自引率是否具有顯著性差異，對3個統(tǒng)計年63個學科期刊平均自引率作方差分析，發(fā)現(xiàn)3個統(tǒng)計年間63個學科期刊平均自引率具有顯著性差異（p=0.004<0.050），通過LSD的多重比較，2012統(tǒng)計年的期刊平均自引率與2013和2014統(tǒng)計年相比具有顯著性差異，而2013和2014統(tǒng)計年差異不顯著（見圖2）。2.22012—2014統(tǒng)計年63個學科期刊平均自引率與學科期刊數(shù)量的關(guān)系。為了考察這3個統(tǒng)計年63個學科期刊平均自引率與每個學科期刊數(shù)量的關(guān)系，對每個學科的期刊數(shù)量和學科期刊平均自引率的相關(guān)性進行了分析，結(jié)果如表1所示。表1中的數(shù)值為pearson相關(guān)性雙尾檢驗的p值。從相關(guān)性分析中可以看出，在2012統(tǒng)計年時，63個學科期刊平均自引率與期刊數(shù)量具有顯著的相關(guān)性，而2013和2014統(tǒng)計年時卻不具有相關(guān)性，在這兩個統(tǒng)計年中，每個學科期刊平均自引率并不會受到本學科期刊數(shù)量的影響，而2012統(tǒng)計年時受到了學科內(nèi)期刊數(shù)量的影響，這可能正是2013和2014統(tǒng)計年與2012統(tǒng)計年的學科期刊平均自引率具有顯著性差異的一個原因。2.33個統(tǒng)計年中期刊平均自引率最高學科和最低學科分析從圖1中看出，不同學科期刊平均自引率主要分布在0.05～0.20之間，這種分布在3個統(tǒng)計年中都表現(xiàn)出了相似的現(xiàn)象。方差分析結(jié)果顯示，3個統(tǒng)計年間63個學科期刊平均自引率存在顯著差異，每個統(tǒng)計年內(nèi)有些學科的期刊平均自引率也存在顯著性差異。例如天文學和物理學在3個統(tǒng)計年的學科期刊平均自引率都超出了當年平均學科期刊自引率的置信區(qū)間。為了研究這兩個學科期刊平均自引率過高產(chǎn)生的原因，筆者將每個統(tǒng)計年中期刊平均自引率最高和最低的3個學科列出，如表2所示。可以看出，2012統(tǒng)計年時，期刊平均自引率最高的學科為大氣科學、天文學和物理學，2013和2014統(tǒng)計年時均為物理學、天文學和核科學技術(shù)，進一步查看2012統(tǒng)計年4個自引率最高的學科，包含了核科學技術(shù)學科。從自引率最低的學科看，2013和2014統(tǒng)計年期刊平均自引率最低的3個學科均為醫(yī)學類，2012統(tǒng)計年除了系統(tǒng)科學外，也均為醫(yī)學類期刊，如果進一步分析每個統(tǒng)計年自引率最低的5個學科仍然主要為醫(yī)學類期刊，出現(xiàn)這種情況可能與學科范圍以及學科本身的封閉性有關(guān)。例如天文學學科包含了5本期刊，這5本期刊均為涉及天文以及天文研究技術(shù)等內(nèi)容的期刊，其他學科的期刊很難引用此學科的內(nèi)容，從而出現(xiàn)了較高的自引率。由于學科封閉造成了學科自引率較高，這也可以由學科期刊平均被引集中度的調(diào)查體現(xiàn)出來，從表2看，具有低自引率的幾個學科都具有較高的期刊平均被引集中度，而高自引的學科具有較低的期刊平均被引集中度。這在系統(tǒng)科學學科上有較好的體現(xiàn)，2012統(tǒng)計年時，系統(tǒng)科學雖然只有8本期刊，但是學科期刊平均被引集中度達到了22個，物理學學科雖然有43～44本期刊，但是期刊平均被引集中度卻僅為5～6個，這表明物理學學科內(nèi)部只有個別期刊才有交叉現(xiàn)象，物理學科本身具有較高的封閉性，這可能與現(xiàn)代物理學主要為理論物理學以及物理學內(nèi)部期刊分科明顯有關(guān)。

天文學論文 12

航空航天生理學實驗課可分為驗證性實驗課、人體體驗課和討論課三類。這些實驗與其他學科的實驗相比較，有其自身的特點。首先是在這些實驗中，體驗性人體實驗所占比例較大，且會涉及一些異常的環(huán)境因素；另外，除了在實習中會采用普通生理學實驗設(shè)備外，還會使用一些航空航天醫(yī)學所特有的大型實驗設(shè)備，如低壓艙、殲擊機供氧裝備等。而且每一類實驗課都有其自身的特點，下面就三類實驗課的特點和改進意見進行詳細論述。

1.1驗證性實驗課驗證性實驗課主要是通過實驗加深學員對航空航天生理學重點、難點理論的理解，更好地掌握理論課內(nèi)容。以低氣壓對小動物機體的影響為例，該實驗課通過實驗要求學生：①觀察高空減壓病、高空胃腸脹氣以及體液沸騰的表現(xiàn)特征；②了解高空減壓病、高胃腸脹氣以及體液沸騰的發(fā)生與大氣壓力和氣壓高度之間的關(guān)系。該實驗每4－8人一組。各實驗組進行合理分工：主持實驗、減壓操作、時間掌握、上升高度觀察、動物解剖、上升與下降過程中動物情況觀察與報告，以及實驗記錄等。讓學員分別觀察：①18000m高度上升實驗：觀察高空低氣壓后血管內(nèi)氣泡的形成及特征。取一只正常大鼠放入低壓艙，快速上升至18000m并停留6min，在氣壓高度上升過程中觀察動物缺氧致死的表現(xiàn)。快速下降后解剖動物，仔細觀察血管內(nèi)有無氣泡形成。②25000m高度上升實驗：觀察高空胃腸脹氣及皮下氣腫。取正常大鼠一只放入低壓艙，快速上升至25000m并停留6min，在上升過程中觀察動物腹部膨脹的情況。注意觀察皮下氣腫發(fā)生的時間、部位，是否擴張及擴張的順序和停止擴張的時間。待低壓艙降至地面后，取出動物剪開氣腫部位皮膚，觀察皮膚剝離后形成的空腔。③25000m高度上升實驗：直接觀察高空胃腸脹氣及血液沸騰現(xiàn)象。將第2步中解剖過的大鼠直接剪破其心房、血管，使血液流出積聚在胸腔內(nèi)在將其放入低壓艙。快速上升，觀察胃腸脹氣和血液沸騰的發(fā)生與氣壓高低的關(guān)系。然后緩慢下降低壓艙并觀察上述現(xiàn)象消失與氣壓高度的關(guān)系。通過實驗使學員直觀地看到高空減壓病的發(fā)病機制，以及高空胃腸脹氣和體液沸騰的發(fā)生與大氣壓力和氣壓高度之間的關(guān)系。真正做到理論聯(lián)系實際，加強了學員在航空軍醫(yī)實際工作中處理問題的能力。隨著航空航天事業(yè)的發(fā)展，航空保障工作不僅要求航醫(yī)要掌握一定的專業(yè)技術(shù)知識，更要具有一定自主學習能力和探究問題的精神。我們將改進現(xiàn)有的驗證性實驗課，通過啟發(fā)教育，設(shè)置一至兩個開放課程，積極鼓勵學員自己提出需要驗證的現(xiàn)象，教員只提供實驗設(shè)備和必要的指導(dǎo)，真正提高學生自主學習和探究學習的能力。

1.2人體體驗課人體體驗課使學員親身體驗航空特殊環(huán)境因素(如缺氧)對人體的影響，使學員了解書本上不能精確描述的個人感受，并對難以理解掌握的知識點如缺氧和加壓呼吸訓練，通過親身體驗加深理解。以低壓艙模擬上升體驗與觀察為例。本系建有低壓艙，并配備了相關(guān)設(shè)備，可在缺氧耐力的檢查時測定呼吸、脈搏、血壓、心電、腦電、血氧飽和度等生理指標，旨在通過低壓艙模擬上升，讓學員：①體驗和觀察低氣壓對人體的物理性影響；②體驗和觀察高空缺氧對人體的影響。該實驗每艙上升由6－9人分為3組進行。低壓艙上升時采用我教研室制定的上升方案。上升人員地面高度吸純氧排氮10分鐘后，開始以20m/s的速度上升至8000m，短暫停留后以同樣的速度上升至11000m，短暫停留完成低氣壓體驗后，以15m/s的速度下降至7500m進行缺氧體驗與缺氧耐力檢查。完成后以10－15m/s的速度下降到4000m，再以10－15m/s速度降至地面高度。通過該實驗使學員對抽象的知識點有了主觀感受，加深了理解并且認識到學習航空航天生理學對航空軍醫(yī)工作的重要性，激發(fā)學員學習積極性。在學校和本系的支持下，人體體驗課的教學設(shè)備投入越來越大，我們力爭做到每個學員都能成為人體體驗課的被試，使學員對理論課的學習內(nèi)容及時溫故知新，對航空中不利因素對人體有哪些影響、影響的危害性及防護手段，以及對航空中常用儀器設(shè)備有一個充分認識。

1.3討論課討論課是通過實例引導(dǎo)和教員指導(dǎo)下的課堂討論、資料查詢、自學等方式啟發(fā)學生分析、討論有關(guān)航空航天生理學問題，學習航空航天生理學知識。這種授課方式既加深了學員對大課內(nèi)容的理解，又增強了學員解決實際問題的能力。該實驗課以學員宣講為主。教員提出與大課理論相關(guān)，并且與航空軍醫(yī)實際工作密切聯(lián)系的實際問題，由學員自己運用所學到的知識解決實際問題，并且親自講述解決問題的思路、方法。學員通過宣講真正做到了知識的融會貫通，并且由被動學習轉(zhuǎn)為充分發(fā)揮自身的主觀能動性解決問題，提高了學員在未來工作中解決問題的能力，鍛煉了作為航醫(yī)的主要工作內(nèi)容航衛(wèi)保障宣講的能力，并為以后的宣講積累了經(jīng)驗和原始材料。隨著戰(zhàn)斗機性能的不斷提升以及防護裝備的不斷改進，原有的討論案例已經(jīng)不能完全滿足課程的需要。這就要求我們教員要努力尋找更新、更好的討論素材。討論課需要學員自己花大量的時間，查閱相關(guān)資料，這些資料的來源又大多依靠學校圖書館的現(xiàn)存藏書作為保證。但就學校現(xiàn)存的有關(guān)書籍來看，還不能完全滿足學員的需要。此外最新、最前沿的討論素材也需要教員通過網(wǎng)絡(luò)資源才能得到。因此，學校完善網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、開放網(wǎng)絡(luò)資源并且給學員更多的自由時間就顯得尤為重要。

2總結(jié)

天文學論文 13

據(jù)目前已發(fā)現(xiàn)的記載，1639年的金星凌日有兩人目睹：在英國利物浦附近的霍爾（Hoole）小村進行觀測的Jeremiah Horrocks，和他的朋友、在曼徹斯特的家中進行觀測的william crabtree。然而到了1761年的金星凌日時，就有了數(shù)百位天文學家遠征世界各地觀測這一奇觀。

埃德蒙多·哈雷（1656年～1742年）是引發(fā)這次遠征浪潮的人。哈雷在許多研究領(lǐng)域都頗有建樹，其中最著名的就是成功預(yù)報了哈雷彗星于1682年回歸，故而后來用他的名字予以命名。而1761年的金星凌日觀測熱潮，則緣起于他在1716年向倫敦的皇家學會提交的一篇論文。

1677年11月7日，哈雷在大西洋的圣赫勒拿島上觀測到了一次水星凌日。這是歷史上記載的人類第四次觀測到這顆內(nèi)行星的凌日，更是第一次從頭至尾觀測到水星凌日的全過程。在此期間，哈雷產(chǎn)生了一個想法：對未來的金星凌日進行精確計時，利用這些數(shù)據(jù)可以算出天文單位（即日地平均距離）的值。難得的機遇終于來臨了——時隔121.5年后，金星將于1761年6月6日再次穿過太陽的表面。

激動人心的描述

在哈雷那個時代，太陽系到底有多大，這個問題仍舊籠罩在重重迷霧之中。開普勒第三定律使得天文學家可以測定行星與太陽之間的相對距離，但是測定其絕對距離則是一個完全不同的問題。為此需要知道至少一顆行星與太陽之間的真實距離，而最方便的候選行星自然是地球。于是，測定天文單位的值就成了18世紀天文學最緊迫的任務(wù)之一。

哈雷的方案后來得到了法國天文學家JosephNicolas Delisle的改進，它要求在全球范圍內(nèi)很大的間距上部署許多觀測者。每位觀測者都要以最高的精度記錄下金星輪廓完全進人太陽圓面的時刻（凌始內(nèi)切或第二切），以及即將離開日面的時刻（凌終內(nèi)切或第三切）。由于視差作用，不同觀測者記錄下的第二切與第三切的時間間隔會稍有不同，而金星在日面上通過的路徑對于不同的觀測者也有微小的差異。

水星凌日的出現(xiàn)遠比金星凌日頻繁，平均每世紀發(fā)生13.4次。而金星距離地球更近，所以從地球上不同的地方看去，它在恒星背景上的視位置變化更大，即視差更大。從原理上說，在金星可見的每個晴朗夜晚，天文學家都可以測定其視差，但是它強烈的光芒卻導(dǎo)致了這種測量無法實現(xiàn)。而在凌日期間，黑色的金星輪廓卻能夠在明亮的日面上清晰地呈現(xiàn)出來。

哈雷的方案能否實現(xiàn)，主要取決于兩個因素：是否能準確地知道每位觀測者的地理位置；是否能對凌日的第二切和第三切精確計時。地理位置的測定不是很困難，用標準的航海導(dǎo)航設(shè)備就能完成，在凌日前或凌日后進行皆可。而凌日計時，則是一個非成即敗的工作：它必須在凌日過程中實時完成。哈雷估計，第二切和第三切的計時誤差若能在1秒以內(nèi)，則推算天文單位就能達到1/500的精度。

可是，哈雷提出這個方案的時候，已經(jīng)60歲了，他很清楚，此時距離1761年金星凌日還有45年，那時他早已不在人世。于是，他力勸后輩天文學家全力以赴去觀測那次凌日，要前往盡可能多的相隔足夠遙遠的不同地點。這就需要各國政府的通力合作和充裕的資金支持，由才干卓著的科學家組織領(lǐng)導(dǎo)跨洋或跨大陸的遠征隊，并配備足夠的望遠鏡和導(dǎo)航儀器。這將成為歷史上第一次全面的國際性科學工作。哈雷在論文結(jié)尾激動人心地描述道：

在我故去后，有好奇心的天文學家們將遇到觀測這些現(xiàn)象的機會，因此，我一次又一次地向大家推薦這個方案，讓他們能夠牢牢記住我的告誡，到時候全力以赴地完成這項觀測，我無比誠摯地祝福他們一切順利：愿他們從一開始就不會遇到陰云阻隔，擁有最清晰的視野，最終能更準確地測定各行星的軌道尺度，這將帶給他們不朽的聲名和榮耀。

1742年1月14日，哈雷以85歲高齡辭世。在他的漫長人生中有過一項又一項的科學成就，但他未能親眼見證兩件為他帶來世界級聲譽的事件：屬于他的那顆彗星于1798年至1759年期間的回歸，以及3年后金星在太陽的圓面上出現(xiàn)。

戰(zhàn)爭的陰影

在金星凌日即將來臨之際，好幾個國家組織了遠征觀測隊，其中包括兩支英國的和四支法國的。但是哈雷期望的國際合作卻成了夢幻泡影。英法兩國以及他們各自的盟友，此時在“七年戰(zhàn)爭”中酣戰(zhàn)到了最高潮。在美國，這場戰(zhàn)爭又叫做“法國與印第安戰(zhàn)爭”。

有一支英國觀測隊準備奔赴蘇門答臘島的Bencoolen（今印度尼西亞的明古魯省），由天文學家Charles Mason（1728年～1786年）領(lǐng)導(dǎo)。他的副手是地理勘測員Jeremiah Dixon（1733年～1779年）。這對搭檔后來因劃分了賓夕法尼亞州和馬里蘭州之間的Mason Dixon線（劃分于18世紀60年代，通常被視為美國南北文化的分界線。——譯者注）而聞名于世。他們于1761年1月8日從樸茨茅斯港起航，僅僅一天后，他們乘坐的軍艦“皇家海馬”（HMS Seahorse）號就遭遇到了法國快速軍艦L’Grand號的攔截。在海戰(zhàn)中，11名英國水手戰(zhàn)死。“皇家海馬”號則遭到重創(chuàng)，被迫返航回到普利茅斯港。

Mason受到了嚴重的驚嚇，他通知皇家學會：“我們沒辦法再出航了，事情該怎么樣就怎么樣吧。”皇家學會為此發(fā)出了嚴厲的指責：“他們已經(jīng)公開接受了此項任務(wù)，此事天下皆知，現(xiàn)在卻拒絕繼續(xù)其航程……這將令國家蒙羞，特別是給我學會帶來恥辱，這更是他們本人的奇恥大辱。”這項工作“以他們的身份地位，決不能失敗，否則將成為重大的丑聞，甚至可能徹底葬送他們的人生。”

皇家學會的嚴詞訓誡產(chǎn)生了效果。在“皇家海馬”號修復(fù)后，Mason和Dixon于2月3日再度出航，趕往蘇門答臘。但是在途中船長意識到，在金星凌日前及時抵達明古魯已不可能。4月下旬，他們抵達了南部非洲的開普敦，經(jīng)當?shù)睾商m殖民當局的許可登岸。經(jīng)過數(shù)周時間架設(shè)儀器、進行準備后，Mason和Dixon從云層的縫隙中觀測了金星凌日的后半程。這是南半球唯一的成功觀測。

不可思議的旅程

在法國的四支遠征隊中，有一支以其首領(lǐng)令人難以置信的厄運故事而被載入史冊。這位領(lǐng)導(dǎo)遠征隊的天文學家名字很長，叫做GuillauineJoseph Hyacinthe Jean—Baptiste Le Gentil de laGalaisiere（1725年～1792年），人們通常稱之為LeGentil，他們的目的地是印度東南海岸的旁迪切里。在金星凌日發(fā)生的一年多以前，這支遠征隊便于1760年3月26日離開了法國。7月10日，他們到達了印度洋上的毛里求斯島（當時叫“法蘭西島”），Le Gentil聽到了一個壞消息：旁迪切里遭到了英軍的圍攻。這時，他還得了痢疾，康復(fù)后，他聽說法國護衛(wèi)艦La Sylphide號準備開往旁迪切里解圍。1761年3月11日，他們隨La Sylphide號起航，但是印度洋上的季風耽擱了數(shù)周的航程。季風停息后，又受困于風力不足。到了5月24日，該艦艦長在印度的外海聽說旁迪切里已被英國人攻克，于是不得不駛返毛里求斯。

糟糕的是，此時對于遠征隊而言，趕回毛里求斯島已經(jīng)來不及了。Le Gentil在茫茫海上獲得了觀測金星凌日的晴好天氣，很利于對人凌和出凌進行準確計時。可是，此時艦只正在印度洋的波濤中顛簸，而且也無法精確測定所處的經(jīng)度，使得他的觀測在科學上毫無價值。

然而Le Gentil決心在惡劣的環(huán)境中等待并干一番事業(yè)，而不是返回法國。下次金星凌日將于1769年6月3日來臨，在漫長的8年等待期間，他廣泛考察了毛里求斯和馬達加斯加的動植物群和地質(zhì)狀況。

最后，他認定菲律賓首府馬尼拉在凌日時天氣晴好的機會較大。在得知有一艘西班牙軍艦將要駛往那里后，他說服了艦長，帶他上艦，于1766年8月10日抵達目的地。可是11個月以后，法國科學院傳來了命令，要他前往旁迪切里（此時該城又回到了法國人手里），而在那里只能看到出凌。1768年3月，他到達了指定地點，此時距離金星凌日還有一年多的時間，于是他進行了一些預(yù)備性的測量。

在凌日前那晚，Le Gentil遇到了如水晶股的晴好天氣，見到了一輪滿月。關(guān)于接下來的事情，西蒙·紐康在1880年的著作《大眾天文學》中則是這樣描述的：

1769年6月3日，當這位百折不撓的天文學家滿懷希望地正準備觀測金星凌日時，一朵令人頭痛的烏云遮住了太陽，使得Le Gentil極度沮喪地失去了多年耐心和汗水所應(yīng)得的回報。他沒有觀測到出凌，也就是金星從日面上離開的時刻，這一瞬間要到105年后才會再現(xiàn)天穹。然而更今他深感挫折、痛心悔恨的是，他后來得知，馬尼拉，也就是他原先挑選的目的地，當日萬里無云。兩個星期后，這位厄運纏身的天文學家才打起精神，執(zhí)筆書信，向巴黎的朋友痛陳自己的悲慘遭遇。

但是Le Gentil的厄運在這里還遠遠沒有畫上句號。又一次經(jīng)受痢疾的折磨后，他終于在1770年3月1日離開了旁迪切里，登船前往毛里求斯。12月，在航返故鄉(xiāng)法國的旅途中，他乘坐的海船在好望角遭遇了風暴襲擊，桅桿折斷，又不得不折回毛里求斯。1771年3月末，他登上了一艘西班牙軍艦，終于在8月1日抵達西班牙的加的斯（Cadiz）港。在加的斯休整一個月后，Le Gentil徒步穿越比利牛斯山脈，歷經(jīng)艱險，回到法國，結(jié)束了他的海外旅程。

1771年10月，闊別故土十一年半后，Le Gentil回到了巴黎。可是，他的親友們以為他已經(jīng)客死異鄉(xiāng)，并且瓜分了他的財產(chǎn)。而法國皇家科學院 不過萬幸的是，Le Gentil的故事有一個令人欣慰的結(jié)局。他最后恢復(fù)了在巴黎天文臺的級別和職位，但是還要打官司來索回個人財產(chǎn)。后來他結(jié)婚了，事業(yè)再度興旺。在余下的20年生命歷程中，撫養(yǎng)了一個可愛的女兒，撰寫了很多論著。他在1792年10月辭世，享年67歲。

發(fā)現(xiàn)金星大氣

俄羅斯天文學家們也觀測了1761年的金星凌日，其中一人獲得了歷史性的重大發(fā)現(xiàn)，可是卻在將近2個世紀后才獲得了應(yīng)有的承認。米哈伊爾·瓦西里耶維奇·羅蒙諾索夫（1711年～1765年），生于北冰洋港口阿爾漢格爾斯克附近，祖上都是目不識丁的漁民。他渴望接受高等教育，在19歲時離開家鄉(xiāng)，前往莫斯科，自稱是貴族后裔而獲準進入了學校。其學業(yè)最終是在德國完成的。

羅蒙諾索夫是物質(zhì)由單個微小粒子（分子）構(gòu)成、熱是機械能的一種形式、光以波的形式傳播等物理學說的早期倡導(dǎo)者，多年以后，這些學說才成為物理學的主流。他曾被選為圣彼得堡科學院院士，對1755年建立莫斯科大學做出了卓越貢獻，后來，這所著名學府的全名就是國立莫斯科羅蒙諾索夫大學。這位俄羅斯大科學家從貧寒中崛起的經(jīng)歷 盡管兩人遠隔重洋從未會面，但都為對方的科學成就而相互欽佩不已。

羅蒙諾索夫在圣彼得堡用一具11.5厘米口徑的折射望遠鏡觀測了1761年的金星凌日，在第二切結(jié)束和第三切開始時，他兩次看到金星黑色輪廓的周圍有一圈黯淡的光暈。他認為，這是陽光從金星大氣中折射而過造成的。羅蒙諾索夫在一篇論文中報告了這一發(fā)現(xiàn)，并做出結(jié)論：“金星這顆行星被明顯的大氣層包圍，類似干（即使并不超過）我們地球周圍的大氣層。”

其他觀測者也報告了這一光暈，但是他們的關(guān)注點集中于凌日計時上，而非物理效應(yīng)。羅蒙諾索夫的論文很快被翻譯成了德文，在歐洲有200余份抄本流傳。但是直到20世紀中葉，他的這篇論文在西方仍舊知者寥寥，未能贏得發(fā)現(xiàn)金星大氣的應(yīng)得榮譽。此前，發(fā)現(xiàn)金星大氣被記為Johalm Schr（Ster或威廉·赫歇爾的功勞，而羅蒙諾索夫比他們早發(fā)現(xiàn)30多年。

最終的結(jié)果

科學家們在遍布全球的逾70個地點觀測了1761年的金星凌日。但是，花費多年時光對諸多觀測數(shù)據(jù)進行比較和分析后，結(jié)果卻令人失望：得到的天文單位值的下限為1.25281170億千米，上限1.54759090億千米，誤差范圍遠遠超過了哈雷的期望。

罪魁禍首是一條幽靈般的黑絲，在第二切和第三切的時候，它看上去會將金星的外緣和太陽的邊緣連接在一起，并存在若干秒鐘的時間，就好像微微漏水的水龍頭上就要下墜的一滴水。

幾乎所有觀測者都記載了這一黑滴效應(yīng)，不管他們當時身在何處。這個效應(yīng)幾乎可以令所有努力都毀于一旦：它會嚴重干擾對于凌日過程中關(guān)鍵時刻的計時工作。對于該效應(yīng)持續(xù)時間進行估計的嘗試同樣困難重重，從幾秒鐘到整整一分鐘的估計都有。在1769年、1874年和1882年的金星凌日時，都有同樣的麻煩出現(xiàn)。盡管凌日觀測提高了天文單位值的精度，可以視作取得了部分成功，但黑滴效應(yīng)使天文學家們不得不相信：必須另尋其它方法測定日地距離的值。考慮到人們?yōu)橛^測金星凌日付出的辛勤勞動和花費的巨額資金，在那時，這樣的結(jié)果不免有些讓人失望。

——譯自《天空與望遠鏡》（2012年6月號）

天文單位的值最終是如何測定的