史前的农夫利用天上的星辰判断季节的更替；古希腊天文学与古巴比伦天文学合流；17世纪，牛顿提出万有引力定律；19世纪中期，天体物理学迅猛发展；二战后，天文学家展开对星际空间的探索；托勒密、哥白尼、伽利略、开普勒、哈雷和牛顿在这段历史长河里熠熠生辉。由于天文学的特点，天文学史比其他学科史有更多的趣味性和更多为人乐道的故事。而迈克尔·霍斯金著的这本《天文学简史》里便能让你了解全部，一起来看看吧！

迈克尔·霍斯金，剑桥大学科学史和科学哲学系主任。教授天文学史逾30年。1970年创办《天文学史》，并一直担任主编。曾任国际天文学联合会天文学委员会副主任，并曾作为的历史学家受邀在该联合会讲学。2001年，该联合会将12223号小行星命名为“霍斯金星”。

史前的天空
古代天文学
中世纪的天文学
天文学的转变
牛顿时代的天文学
探索恒星宇宙
后记
索引
英文原文

天文学作为一门自然科学，有着与其他学科非
常不同的特点。例如，它的历史是如此悠久，以至
于它完全可以被视为现今自然科学诸学科中的大哥
（至少就年龄而言是如此）。又如，它又是在古代
世界中唯一能够体现现代科学研究方法的学科。再
如，它一直具有很强的观赏性，所以经常能够成为
业余爱好者的最爱和首选；而其他许多学科——比
如数学、物理、化学、地质等等——就缺乏类似的
观赏性。
由于天文学的上述特点，天文学的历史也就比
其他学科的历史具有更多的趣味性，所以相比别的
学科，许多天文学书籍中会有更多令人津津乐道的
故事。例如，法国著名天文学家弗拉马利翁的名著
《大众天文学》里面充满了天文学史上的遗闻轶事
——事实上，此书几乎可以当做天文学史的替代读
物。
西人撰写的世界天文学通史性质的著作，被译
介到中国来的相当少，据我所知此前只有三部。这
三部中最重要的那部恰恰与本书大有渊源——那就
是由本书作者霍斯金主编、被西方学者誉为“天文
学史唯一权威的插图指南”的《剑桥插图天文学史
》（The Cambridge Illustrated History of
Astronomy）。
霍斯金（Michael Hoskin）是剑桥丘吉尔学院
的研究员。退休前曾在剑桥为研究生讲授天文学史
30年。在此期间他还曾担任科学史系系主任。1970
年他创办了后来成为权威刊物的《天文学史》杂志
（Jrournal for the History of Astronomy）并
任主编。在国际天文学联合会（Inteiaaational
Astronomical Union）和国际科学史与科学哲学联
合会（International Union for the}
tistoⅣand Philosophy of Science）的共同赞
助下，他还担任由剑桥大学出版社出版的多卷本《
天文学通史》（General History of Astronomy）
的总主编。而这本《天文学简史》则可以视为上述
多卷本《天文学通史》的一个纲要。
天文学的历史非常丰富，但是在传统观念支配
下撰写的天文学史，则总是倾向于“过滤”掉许多
历史事件、人物和观念，“过滤”掉人们探索的过
程，“过滤”掉人们在探索过程中所走的弯路，“
过滤”掉失败，“过滤”掉科学家之间的钩心斗角
……最终只留下一张“成就清单”。通常越是篇幅
较小的通史著作，这种“过滤”就越严重，留下的
“成就清单”也越简要。本书正是这样一部典型作
品。
这种作品的好处是，读者阅读其书可以比较省
力地获得天文学历史发展的大体脉络，知道那些在
传统观念中最重要的成就、人物、著作、仪器、方
法等等。这类图书简明扼要，读后立竿见影，很快
有所收获。
这种作品的缺点是，读者阅读其书所获得的历
史图景必然有很大缺失——归根结底一切历史图景
都是人为建构的，故历史哲学家有“一切历史都是
思想史”、“一切历史都是当代史”这样的名言。
人为建构的历史图景，永远与“真实的历史”——
我们可以假定它确实存在过——有着无法消除的距
离。
历史图景之所以只能是人为建构的，根本原因
之一就在于史料信息的缺失。而历史的撰写者，无
论他撰写的史书是如何卷帙浩繁、巨细靡遗，都不
可能完全避免上面谈到的“过滤”，这就进一步加
剧了史料信息的缺失。况且每一个撰写者的过滤又
必然不同，结果是每一次不同的过滤都会指向一幅
不同的历史图景。
所以，历史永远是言人人殊的。
2010年3月25日
于上海交通大学科学史系

在由迈克尔·霍斯金著的这本《天文学简史》中，我们将追随自古以来的观测者和理论家了解天体——它们是什么，以及它们怎样表现。
全书共分6个部分：史前的天空、古代天文学、中世纪的天文学、天文学的转变、牛顿时代的天文学、探索恒星宇宙。

在本书中，我们追随自古以来的观测者和理论
家了解了天体——它们是什么，以及它们怎样表现
。不管观测者是否意识到，他们的信息都是来自从
这些天体发出现在正抵达地球的光：他们观测到的
是光，而不是天体本身。
并非所有这样的光都是一样的。例如有的恒星
闪耀着灿烂的白光，而其他恒星则有微红的色彩。
距离我们最近的恒星太阳的白光和颜色之间的关系
是1666年由艾萨克·牛顿建立的。他在剑桥三一学
院居室的百叶窗上开了一个小孔，太阳光的光束通
过一个棱镜照了进来。不出所料，他看到了具有彩
虹全部颜色的熟悉的光谱。公认的理论是，白光是
简单而基本的，而颜色则源于白光的某种修改：从
白光开始，对白光作了一些修改，就得到了一种颜
色。通过仔细实验，牛顿发现恰恰相反，颜色才是
基本的，当重新并在一起时，它们会再次形成白光
。太阳光就是由彩虹的颜色组成的。
牛顿正研究光本身，而不是作为光源的太阳。
威廉·赫歇尔是好奇地研究其他恒星光谱的第一位
观测者，那架具有充分“聚光能力”的望远镜使他
的工作成为了可能。早在1783年，当他将20英尺反
射望远镜指向一颗亮星时，他曾几次将棱镜放在望
远镜的一个或另一个目镜上，但是直到1798年4月9
日，他才对6颗最亮的恒星作了短暂的研究。他发现
，“天狼星的光由红、橙、黄、绿、蓝、紫红和紫
色组成”。另一方面，“大角星按比例比天狼星包
含更多的红色和橙色，更少的黄色”等等。但是这
些差别意味着什么，他并不知道。
从对太阳光的仔细得多的分析中，答案逐渐被
找了出来。1802年，威廉·海德·沃拉斯登（1766
—1828）重复了牛顿的实验，用一个只有1／20英寸
宽的夹缝代替了牛顿在他的百叶窗上开的小孔。他
惊奇地发现，太阳光谱上有7条暗线，他将它们认定
为颜色之间的分界线。但是当望远镜的制造者约瑟
夫·夫琅和费在玻璃棱镜上作测试时，他惊讶地发
现事实上存在着几百条这样的线。他还发现在实验
室里可以产生不同的光谱，由稀疏的亮线以及它们
之间的暗区所组成（与太阳和恒星的连续光谱形成
对照的一种“亮线”光谱）。
在紧接着的30年间，情况逐渐明朗，其深远意
义也变得显而易见。其间，化学家威廉·本生
（1811—1899）和物理学家基尔霍夫（1824—1887
）这两个德国入起到了核心作用。1859年他们证实
了灼热的固体和液体能产生连续光谱，太阳光谱就
是熟悉的例子，而灼热的气体则产生亮线光谱。[结
果，当英国天文学家威廉·哈金斯（1824—1910）
在1864年从天龙座的一个星云中获得了可见的亮线
光谱时，他终止了延续了几个世纪的关于“真正的
”（气体的）星云是否存在的辩论。]每个元素有它
自己的特征线位置。令人惊奇的是，连续光谱在通
过一种气体时显示为“暗线光谱”，其暗线为气体
的特征。结果，一旦一种元素的谱线位置在实验室
中被确定以后，研究者就能够证实该元素在恒星、
星云或从天体来的光所通过的任一气体中的存在或
者缺失。
一个潘多拉盒子被打开了。正如伟大的美国观
测者詹姆斯·基勒所评述的：“光向我们显示了天
体的存在也包含了它们的构造和物理状态的秘密。
”1835年，奥古斯特·康特宣告了人类知识的局限
，认为我们永远无法研究天体的化学组成，这一著
名的论断在情感上很难让人接受。变革是如此深刻
，以至于天文学失去了它的独立性，变成了物理学
（以及化学）的一个分支，正如哈金斯所说的：
然后，天文台第一次变成了实验室。放出有害
气体的原电池在窗外排列着；一个巨大的感应线圈
连同一块带有莱顿瓶的电池安放在轮子上面的架子
上，以便跟随望远镜的目端位置作出调整；搁板上
本生炉、真空管、化学瓶（特别是纯金属样品）靠
墙排列着。
天体的性质、结构和演化变成了“天体物理学
家”而不是天文学家的研究领域。开普勒给取的名
称，“新天文学”，再一次被援引。同时，传统天
文学与天体物理学一同兴旺和发展起来。
任何一门科学的历史是永无止境的，当从业者
的数目逐级上升时，学科的范围也随之扩展。19世
纪中期，天文学的变革标志着我们已开始讲述的故
事的终止和（始终是）另一个故事的开始。
天文学研究现在成了科学家和工程师小组的团
队工作。射电望远镜在人眼看不见的波长处截取辐
射——信息。这样的望远镜组合可以等价于直径达
几百公里的单个“抛物面天线”。镜面不断增大的
光学望远镜建在山顶，高出绝大部分的地球大气，
并且主要是在南半球，在那儿，大多数有意义的深
空天体有待观测。计算机驱动了望远镜并且依靠“
主动光学”对镜面的误差以及仪器上方大气中的微
妙变化作出连续的补偿。新的技术极大地增加了获
得的信息量。从哈勃空间望远镜及行星探测器等当
代最先进的仪器中可以获取这些信息。看着从宇宙
飞船通过无线电连接传输到地球的图像，就很容易
理解为什么对天文学家来说这是一个最激动人心的
时刻。

全世界能够描绘出如此宏伟画卷的专家屈指可
数，博学多识的迈克尔·霍斯金是其中一位。他从
繁浩的史料中理出了一条主线。他的叙述严谨、明
晰、详略得当。
——哈佛大学天文学史教授欧文·金格里奇

现代天文学的开端最初在公元前第三个和第二个千年的史前迷雾中浮现，起始于在埃及和巴比伦发展起来的日趋复杂的文化。在埃及，一个辽阔王国的有效管理依赖于一部得到认可的历法，而宗教仪式要求有在夜间获知时刻以及按基本方向定出纪念物（金字塔）方位的能力。在巴比伦，王位和国家的安全依赖于正确解读征兆，包括那些在天空中被见到的征兆。
因为在太阴月或太阳年中没有精确的日数，同样在一年中也没有精确的月数，所以历法历来是，现在也依然是难以制定的。我们自己月长度的异常杂乱正说明这是自然界向历法制定者提出的一大难题。在埃及，生活为一年一度的尼罗河泛滥所主宰。当人们注意到这种泛滥总是发生在天狼星偕日升前后，也就是当这颗恒星在经历几周的隐匿后再度出现于破晓的天空中时，他们就找到了历法问题的一种解决方案。因此，这颗恒星的升起可以被用来制定历法。
每年由12个朔望月和大约11天构成，埃及人从而制定出一种历法，其中天狼星永远在第12个月中升起。倘若在任一年中，天狼星在第12个月中升起得早，来年就还会在第12个月中升起；但若在第12个月中升起得晚，则除非采取措施，否则来年天狼星将在第12个月过完之后才升起。为了避免这样的事发生，人们就宣布本年有一个额外的或“插入的”月。
这样一种历法对于宗教节庆而言是适宜的，但对于一个复杂的和高度组织化的社会的管理而言则不然。所以，为了民用目的，人们制定了第二种历法。它非常简单，每年都是精确的12个月，每个月由3个10天的“星期”组成。在每年的末尾，人们加上额外的5天，使得一年的总日数为365天。因为这种季节年实际上稍长数小时（这就是为什么我们有闰年），所以该行政历法按照季节缓慢地周而复始，但是为了管理上的方便而采用这样一种不变的模式还是值得的。
因为有36个10天构成的“星期”，所以人们在天空中选用36个星群或“旬星”使得每10天左右有一颗新的“旬星”偕目升起。当黄昏在任一夜晚降临时，许多旬星将在头顶显现；到了夜晚，地平线上将每隔一段时间出现一颗新的旬星，标志着时间的流逝。
天空在埃及的宗教中起着重要的作用，因为在其中神祗以星座的形式出现，埃及人在地球上花费了巨大的人力，以保证统治着他们的法老有朝一日会位列其中。公元前第三个千年，法老的殡葬金字塔几乎精确地按南北方向排列成行，我们从中看到了一些端倪，至于这一排列是如何实现的，已有诸多争论。一个线索来自排列的微小误差，因为这些误差随建造日期而有规律地变化。最近有人提出，埃及人有可能是参照一条虚拟的线，这条线连接两颗特殊的恒星。在所有时间里，这两颗恒星都可以在地平线上见到（拱极星），当该线垂直时，就取朝向这条线的方向为正北。如其如此，由于地轴摆动（称为进动）所致的天北极的缓慢运动就可以解释这种有规律的误差。
埃及人为他们几何学和算术上的原始状态所制约，对恒星和行星的更难以捉摸的运动不甚了了，尤其是他们的算术几乎是无一例外地用分子为1的分式来运算。
相比之下，在公元前两千年，巴比伦人发展了一套算术符号，这一项了不起的技术成为他们在天文学上获得显著成就的基础。巴比伦的抄写员取用一种手掌大小的软泥版，在上面用铁笔刃口向外侧刻印表示1，平直地刻印表示10，按需要多次刻印，他就可以写出代表从1到59的数字，但是到60时，他就要再次使用1的符号，就像我们表示10这个数字那样，类似地可以表示60×60，60×60×60，等等。在这个60进制的计数系统中，可以书写的数字的精确性和用途是没有限定的，甚至在今天我们仍然在继续使用60进制来书写角度以及用时、分和秒来计算时间。
P6-8