4000年中国天文史 - (EPUB全文下载)

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书名:4000年中国天文史
作者:[法]让-马克·博奈-比多
译者:李亮
ISBN:9787521713527
推荐序
有着悠久历史和灿烂文化的中国，为世界文明做出了重要的贡献。古代中国也是天文学最为发达的国家之一。中国先民关注天空的变化，早在四千多年以前就十分重视“观象授时”等天文实践活动，发展出“天人合一”的宇宙观和哲学思想。
天文学在中国古代具有官办的性质，天文与帝王及朝廷有着紧密的联系。历代帝王的中央集权在组织、人事、物力乃至法律等方面，为天文学的发展提供了长期且可靠的支持，使其一直保持着领先的地位。历代皇家天文台都聚集了数百名学者，他们日复一日地观测天空，一切异常的天象都会被发现、追踪和记录下来。这些天象观测记录不但年代连续，而且内容相当丰富，在世界上也是首屈一指。这些记录成了珍贵的科学和文化遗产宝库，也为解决和验证一些现代天文学问题提供了诸多重要的历史依据。
天体物理学家让-马克·博奈-比多的这本著作，通过回顾中国天文学的历史及其科学贡献向中国天文学致敬。中国是在何时何地发展出天文学的？推动天文学发展的这些人是谁，他们使用了哪些严谨的科学方法？为什么他们对异常的天象如此关注？他们在观测中使用了哪些天文仪器？他们又是如何持之以恒地进行数量惊人的天象记录的？这本书精彩地回答了这些问题，带我们穿越回一个又一个朝代，踏上中国天文四千年发展之旅。
如今，现代天文学家都知道，天空中发生的一切变化都会揭示不寻常的宇宙现象。例如，持续时间非常短暂的伽马射线暴就能揭示大质量恒星在生命终结时的过程。伽马射线暴的信号非常强烈，它可以在宇宙尺度的距离上被探测到。除了射线本身，时空的结构也会因为黑洞或致密恒星的合并而发生扭曲，并以引力波的形式到达我们这里。人们已经可以在地球上通过激光干涉仪来探测引力波的存在。
所以，我们如今可以从转瞬即逝的太空中获知很多信息。探测这些宇宙现象正是中法合作的SVOM太空望远镜项目的主要目标，计划于2021年发射的SVOM太空望远镜也是中法两国在空间科学领域的第二次合作。
通过探测、定位和精确地记录这些瞬间的宇宙现象，可以更好地解释我们的宇宙，就像汉朝的天文学家在两千多年前所做的那样。同样是对天空中异常天象的关注和探索，如今得益于SVOM项目，中法两国追求合作共赢，延续着中国千百年以来“精观细测”的传统。这本书以一位欧洲人的视角，对中国历史上的天文成就进行了非常好的阐述，这也是对中国悠久天文学传统最好的颂扬！
贝特朗·科尔迪耶
中法SVOM项目法国首席科学家
魏建彦中法SVOM项目中国首席科学家
序言
为天数者，必通三五。终始古今，深观时变，察其精粗，则天官备矣。
——司马迁《史记·天官书》
这本书源于我的个人经历，倘若要让一个欧洲人来理解中国的天文学发展及中国古代的科学，这显然不是一件容易的事。在欧洲，中国的古代天文学一直被误解为极为肤浅和无关紧要的学问，并且它还时常作为奇闻趣事，出现于充满异国情调的版画中。中国的古代天文有时还被当成一门非常初级的历法学问及一种令人费解的星官系统而呈现于世人面前。
对于我来说，揭开它的面纱需要一个特殊的机缘。很快我就意识到，中国天文学家的天象观测活动竟然持续了近五千年，其中的一些重要发现即便在全世界也是极为突出的。
作为一位天体物理学家，我研究恒星的死亡，这是人类发展历程中极为罕见的天体物理现象之一。如今我们知道，能够产生超新星的恒星的质量至少要大于8个太阳的质量，这类恒星的寿命大约为2000万年。然而当恒星内部的“燃料”耗尽时，它的寿命就会在极短的时间内结束。这时就会出现一种天体现象，那就是超新星爆炸——恒星会在几秒内自行坍塌，发生非常壮观的大爆炸。爆炸产生的明亮光芒可以使恒星在一个月里被持续观测到，超新星有时甚至还会像满月一样耀眼。爆炸之后，恒星的中心通常会产生致密物质的内核，它像一个疯狂的陀螺一样快速地旋转，成为一颗“脉冲星”。恒星还会被炽热的气体和尘埃包围，这是大爆炸的残留物，但它们却很难被探测到，因为数百年之后，它们发射出的可见光已经相当少了。由于这些气体和尘埃也会发射电磁波，近几十年来，天文学家可以据此确定它们的位置。特别是1967年以来，由于能够精确地探测到X射线和伽马射线，天文学家对它们的定位有了最新的手段。超新星爆炸的残留物对现代天体物理学而言至关重要，因为它们不仅产生了生命所必需的各种化学元素，而且带来了关于这些恒星的基本信息，这是地球上的人工实验室无法模拟和实现的。
北宋时期的天象记录：1054年的“客星”
1968年，人们在金牛座发现了一颗引人注目的“脉冲星”，这是恒星大爆炸的遗迹，其周围还弥漫着所谓的“蟹状星云”。“蟹状星云”之所以叫这个名字，是因为它的形状很容易让人联想到螃蟹这种动物。天体物理学家认为，如果想要知道这次恒星爆炸的确切日期，不但需要精确的现代天文学计算，还需要大约一千年前的中国“同行”来提供帮助。具体来说，生活在公元1054年的北宋皇家天文学家记录了这次恒星大爆炸过程中的所有细节，这些记载大概与法国的卡佩王朝

和英国的“征服者威廉”

处于同一时期。当时除了一些同时期的日本天文学家目睹了这次恒星爆炸并提及该事件，它几乎没有引起任何关注，中国的天文学家却不但观察到了这种异常的“客星”现象，还详细记录了其过程

。他们的记录精确且严谨，完全能够被用来准确地推算恒星爆炸的具体日期，以及复原大爆炸的整个过程。
图0.1 1054超新星遗迹“蟹状星云”及中国文献中的记载。2009年，钱德拉卫星

拍摄到“蟹状星云”的X射线图像。《宋史》中记载了1054年7月的这次恒星爆炸（灰色文字部分）
这一发现对我来说是一次深刻的启发。我们通常会联想到古希腊、古巴比伦、古埃及、古波斯和阿拉伯的天象记录，而在中国的史料记载中，我们却可以找到几千年来最为全面的天象资料。中国的古代天文学家何以做到如此精确呢？他们是否和我们今天一样已经有了某种严谨的科学方法？他们的动机是什么，又是在什么样的环境下开展这些工作的，并且用 ............

书籍插图：

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