邮票
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天文学邮票发展史1840年5月1日,邮政历史上第一枚由国家发行用作预付邮资凭证的黑便士邮票开始发售,大不列颠博物馆的约翰格雷博士当天就去邮局购买了黑便士四方联并收藏起来,此人堪称世界上第一位集邮者,距今已170年。
然而天文学的源源流长是集邮史所远远不能比拟的:人类对天文学的认知早在古巴比伦游牧民族在夜晚辨星识方向时就开始了,几千年来,奥妙无穷的宇宙世界吸引着无数有智慧的先驱探索它的起源与发展,也吸引着普通公众的好奇心和求知欲。
在邮票这一小小方寸世界上折射出宇宙的壮丽与奇美,也就成为古老天文学与近代邮政史的美妙结合。
下面我将以时间为轴,介绍天文学的邮票发展史。
一、古希腊的天文学贡献欧洲人称古代希腊文化为“古典文化”。
当然这种古典文化不是孤立发展起来的,而是继承和吸收了埃及和巴比伦文化的精华。
希腊地处巴尔干半岛的南部,三面临海,这种地理位置使它容易接受古代的东方文明。
希腊第一个著名自然哲学家泰勒斯(公元前640~前560年),据说曾在埃及获得了几何学知识,后来又到美索不达米亚学到了天文学。
从泰勒斯到托勒密为止的近800年间,希腊天文学得到了迅速发展,著名天文学家不胜枚举,先后形成许多大学派,其中有毕达哥拉斯学派,其创始人是著名几何学家毕达哥拉斯(公元前560~前490年)。
他的名字与“毕达哥拉斯定理”同样不朽。
可以说是希腊所产生的最伟大的数学家。
他认为数本身、数与数之间的关系构成宇宙的基础。
毕达哥拉斯主张地圆说,并且他是人类科技史上第一个主张“太阳、月亮、行星遵循着和恒星不同的路径运行”的人。
该学派中另一位伟大学者是德谟克利特(公元前460~前370年),他提出了著名的原子学说。
德谟克利特认为万物都是由原子组成的,原子是不可分割的最小微粒,它既不生也不灭,永远处在运动状态。
德谟克利特推测出太阳远比地球庞大;月亮本身并不发光,靠反射的太阳光才显得明亮;银河是众多恒星集合而成的。
无疑,这是完全正确的。
但他认为地球是宇宙的中心。
二、天文学革命(太阳系理论)16世纪初,杰出的波兰天文学家哥白尼(Nicolaus Copernicus)经过长期的观测、研究,发现托勒密的地心说有根本性的错误。
他对星空,尤其是对行星的运动状况做了将近40年的观测计算,提出了一种全新的宇宙理论---日心说。
哥白尼还是非常谨慎的,他想出了先发制人的巧妙计策,大胆地将他的书题献给了当时在位的教皇保罗三世,求他庇护。
这篇献词(原序)用语委婉恳切,是哥白尼费尽苦心写出来的。
公元1543年,经过了一番周折之后,《天体运行论》终于在纽伦堡印刷完毕,公开发行了。
哥白尼认为,处于宇宙中心的不是地球而是太阳,地球和别的行星一道绕太阳运转,只有月亮绕地球运转。
日月星辰每天东升西落是由于地球的自转所引起的。
从现在的观点来看,哥白尼的宇宙体系是有局限的,但他彻底推翻了千百年来承袭的错误的宇宙观念,第一次透过表面现象,正确地揭示了地球和其它行星围绕太阳运转的客观规律,发现了真正的太阳系。
《天体运行论》发表后70年间,旧教当局没有给予注意,可是自马丁·路德开始,新教徒却起劲地反对。
所谓新教是指德国家教改革家马丁·路德所创立的路德教。
这一教派抨击教皇出售赎罪卷,反对罗马教皇对各国教会的控制,反对教会拥有地产。
标榜《圣经》为信仰的最高准则,不承认教会享有解释教义的绝对权威,强调所谓教徒个人直接与上帝相通,反对必须由神父做中介人等。
显然他们斗争的矛头是直指封建主义精神支柱——天主教,企图建立一个符合资产阶级要求的新教。
但是非常遗憾的是,他们在对待自然科学的态度上比旧教更反动。
公元1572年秋季,一颗新星在宇宙太空闪烁发光。
这成为科学史上的一件大事。
这颗星叫做“超新星”,也就是超级明亮的新星,即使在大白天也可以看到它。
人们努力去测定它的距离。
如果这个天体距离地球不远,当它在黑夜天空经过的时候,应该对于它附近的恒星发生方位的移动。
例如月球从天顶到地平时,便对其周围的恒星移动了1度。
可是,当时最有权威的天文观测者也不能测出这颗新星的一点儿位移。
这意味着这颗新星要比月球远得多。
所以它应该是恒星之类的星辰,而恒星一向被视为永恒不变的天体。
可见这与亚里士多德“天不变”的基本原则相矛盾。
于是旧天文学的基础发生了动摇,这大大帮助了哥白尼理论的确立。
第谷出身于丹麦的一个贵族家庭里,超新星的出现对第谷的一生来说有决定性影响,第谷的声望和观测才能,得到了丹麦国王腓特列的赏识。
公元1576年他被聘为皇室天文学家,受到优厚的待遇。
国王下令拨出巨款,由第谷本人亲自指导在海滨的一个岛上修建了一座富丽堂皇的天文台,第谷称之为观天堡。
第谷在那里工作了21个年头,第谷对天文学的贡献是不可磨灭的。
精密的天文观测是他的主要擅长。
他创制了新的观天仪器,对旧的天文仪器也做了不少改进。
他所做的观测精度之高,是他同时代的人望尘莫及的。
他编制的一部恒星表相当准确,至今仍然有使用价值。
第谷在布拉格的最后几个月觅得了一位德国青年作为他的助手,从而使哥白尼的理论更进一步地建立在坚固的基础之上.这位德国青年人就是开普勒。
德国天文学家开普勒(公元1571~1630年)和哥白尼一样,也受到当时在欧洲复兴的毕达格拉斯思想的影响。
他认为,上帝找一个简单的图案创造世界,如果人们能以忍耐和智慧去寻求,是会发现这个图案的。
公元1596年,开普勒撰写了《宇宙的神秘》一书,这是一部因袭毕达格拉斯理论的著作,全书充满了神秘的气息,可是却主张哥白尼的体系。
这本书得到了第谷的赏识。
他和亚里土多德等古代科学家一样,认为物体除非不断地受力,否则就会停止运动。
于是他想象从太阳出来的力线像从车轮的毂(车轮的中心部)伸出周围的辐条那样,当太阳自转的时候,这些力线就推动了行星。
距离太阳愈远的行星,受到的力就愈弱,因而运动也愈缓慢。
在这个假设下,根据第谷遗留下来的大批资料,于公元1609年提出了行星运动的第一定律(行星的运行轨道是椭圆)、第二定律(在单位时间内,太阳中心到行星中心的连线所扫过的面积却是不变的)10年后又提出了行星运动的第三定律(行星的公转周期与行星到太阳的距离之间的关系T2=a3)。
这三大定律正是牛顿推导万有引力定律的出发点。
公元1608年6月伽利略听人说,有一位荷兰人做了个玩具,他把一片凹镜和一片凸镜放在一起时,可以放大要看的东西。
这件事引起了伽利略的浓厚兴趣,他深思熟虑了整整一夜,终于悟出了其中的奥秘,后来终于做成了放大32倍的望远镜。
1609年,伽利略(Galileo)用望远镜巡视星空,获得了一系列的重要发现--银河是由无数单个的恒星组成的,木星有4颗卫星,金星有圆缺变化,这些观测事实有力地支持了日心说。
按亚里士多德的看法,运动需要一个持续的推动力,如果没有一个永恒的力起作用,偌大的地球怎么会如风驰电掣般地运动呢?伽利略用实验的方法,发现叫做惯性定律:即物体一经运动,便循着一定方向,以一定的速度永远运行不息;要使这物体的运动缓慢、停止或改变方向,就应该在它上面施加外力。
在我们周围运动的物体,如果听其自然便会停止,这是因为它们受到了摩擦力的影响。
物体既然具有惯性,天体的运动自然就没有什么神秘可言了,行星系一旦能够运动,就无需什么力来维持,便可以持续地永恒地运动不息。
这就澄清了哥白尼的理论,扫清了它的力学上的障碍。
教会非常恐慌,将伽利略传到罗马的宗教法庭受审,并宣判他有罪,直到300多年后的1984年,这一冤案才得以昭雪。
他从开普勒的行星运动定律中得到他所需要的资料,从而找到了引力随距离变化的规律。
但是,牛顿不愿意和别人(胡克)争发明权,他把自己的研究成果隐藏起来。
有一天他的朋友哈雷,偶然发现牛顿已经得到了了不起的成果,于是就极力敦促他尽快把它写出来。
这样,牛顿又花费了18个月高度集中的脑力劳动,写成了一部千古不朽的巨著《自然哲学的数学原理》,这本书奠定了近代力学的坚实基础。
哈雷根据引力定律,计算了公元1682年大彗星(这颗彗星后来被命名为哈雷彗星)的轨道,并且他预言公元1759年这颗大彗星将再次出现,届时这颗大彗星果然来临了。
19世纪40年代英国天文学家亚当斯(公元1819~1892年)和法国天文学家勒威耶(公元1811~1877年)又从天王星所受到的摄动中计算出海王星的存在,人们把这称之为“笔尖上的发现”。
哥白尼的日心说终于得到了完全的证实。
所以占星术自16世纪以来就日落西山了。
虽然占星术还被第谷所研究,不幸的开普勒还靠占星术维持过生活,但是,严肃的天文学家们已经不再把占星当作职业了。
近代力学宇宙观确立起来了!三、天文学的发展18世纪以前,天文学家们的研究对象,都不逃出太阳系范围。
虽说17世纪法国业余天文学家法布里许斯(公元1564~1617年)首测变星,德国天文学家默耶尔(公元1570~1624年)始测仙女座大星云,荷兰天文学家惠更斯(公元1629~1695年)初见猎户座大星云,但这些不过是零星片段,不成系统。
到18世纪,哈雷发现恒星自行,布拉德雷发现光行差,恒星天文学萌芽了。
20世纪以来,天文学家们建立起多种宇宙模型。
一类叫演化态模型,它认为宇宙在大尺度上的物质分布和物理性质是随时间在变化的。
这是1922年,苏联数学家弗里德曼(Friedmann)在解爱因斯坦引力场方程时得到的。
在众多的宇宙模型中,目前影响较大的是伽莫夫于1946年创建的热大爆炸宇宙学说。
20世纪60年代天文学中的四大发现之一的微波背景辐射认为,星空背景普遍存在着2.7K微波背景辐射,这种辐射在天空中是各向同性的。
这同由理论预言的热大爆炸遗留下的余热相符,有利地支持了大爆炸宇宙学的观点。
随后各国探索太空的步伐开始起步了。
1957年10月前苏联首次发射地球卫星。
1961年,前苏联宇航员加加林飞入太空。
1969年7月"阿波罗"11号飞船登月成功,指令长尼尔·阿姆斯特朗第一个登上月球。
当代空间技术基本上由三大部分组成:一是空间飞行器,如卫星、飞船、探测器。
二是运载工具,如火箭、航天飞机以及航天发射场。
卫星上天,必须由运载火箭来发射,只有得到足够的速度,卫星才能够在天上按预定的轨道进行飞行,所以要有运载工具和航天发射场;三是地面支持系统,如地面站、测控系统,用户系统等。
载人航天。
目前已经有400多人次进入过太空。
美国的“阿波罗”号飞船与前苏联的“联盟号”飞船,1974年在太空中实现了空间对接。
目前又发展大型的空间站。
深空探测主要是对太阳系各大行星和它的环境进行探测,世界上已发射100多颗深空探测器,已有许多重大发现。
从地球周围来看,已发现地球周围的内、外辐射带,了解了地磁场的分布,太阳系各大行星周围的环境、大气环、小卫星等。
美国的“旅行者”号太空飞船,带着地球文明的各种标志,如人类各国语言的录音等,能保存几万年。