天文学的早期起源

前言

几千年前，夜空比现在更像是日常生活的一部分。没有路灯的光污染，任何人都可以看到成千上万的星星或银河穿过的天空。

星星的轨迹运行为预测天气提供了不少的帮助，因此古人对天上的一切都十分关注。这些古老的观测为后来的现代天文学奠定了基础，也是科学思想在社会上的最初表现。

通过观察，我们可以了解宇宙是如何运行的。构成一门成功的科学哲学的要素不是一下子构思出来的，而是在整个历史进程中逐渐发展起来的。

古人如何了解天文

古人永远不可能事先知道科学方法是哪些原理，最终都会一实践证明真实性。在研究初期，人们跌跌撞撞地穿过黑暗，去了解这个世界，去发现他们并教会他们宇宙是什么样子，去识别理性和迷信之间的界限。

世界各地文化中科学发展的故事不仅揭示了世界的本质和真理，而且更广泛地揭示了人性。

研究学者发现，2万年前的旧石器时代的古代器物可能与天文学有关，但对于对这些器物的解释是一个有争议的主题。

最著名的例子是法国拉斯科洞穴中发现的器物，那里发现了各种旧石器时代的艺术品，一些标本上可能描绘了昴星团或黄道带。附近的动物骨头上有标记，它们可能被用作农历。

尽管旧石器时代的文物稀少且模棱两可，但这种稀少并不一定意味着该时期的人们对天空不感兴趣。反观现代土著文化传承的仪式就具有强烈的天文象征意义，这在考古器物中是无法观察出来的。

科学推理的一个核心原则是，世界本质上是有序的，能够被理解。通过观察，我们可以了解宇宙是如何运行的。然而，宇宙并不需要有什么意义，它也不需要被人类理解。人类之所以信任科学方法背后的理念，是因为科学运行的成功。

新石器时代的器物特征明显不同，因为在早期的时代，人们就发现了天空对农业文化显然具有重要的意义。天体的运动对人类产生了深远的影响，这种影响表现在对天象的宗教解释和对行星的崇拜中，也就是占星术和天文学的起源。

考古学家和历史学家认为，古代的纪念碑和标志表明了早期人类对天空的兴趣。这一时期的许多坟墓都与主方向一致。

古代的纪念碑和祭祀祭坛面向东、南或西，误差只有几度——这清楚地表明新石器时代的人们很早就开始有了最基本识别天文学的认知。

最著名的古代遗迹是巨石阵，纪念碑的石头标记了夏至日出的位置。

巨石阵是世界上最古老的天文台之一

星期的来源

从古时人类就开始尝试并了解行星，熟知的天体通常非常明亮，它们游走在固定的恒星之间。这些人被希腊人称为planontons，意为“流浪者”。

古人知道7个“行星”:太阳、月亮、水星、金星、火星、木星和土星。一周七天的名字来自北欧诸神:星期天(太阳)，星期一(月亮)，星期二(火星/Tiw)，星期三(水星/Wodan)，星期四(木星/Thor)，星期五(金星/Frigg)和星期六(土星/Soeternes)。

早在公元前3000年，古巴比伦的美索不达米亚文明就出现了对天空仔细观测的记录。巴比伦人还发明了最早的计时仪器，但在美索不达米亚更有意义的是占星术诞生。

巴比伦的占星术家是第一个假设天上和地上的事件之间存在因果关系的人，也是第一个想象出自然界的基本秩序的人——尽管人类和天上的事件之间并不存在真正的联系，占星术的预言是现代科学预测的祖先。

早期的天文学家对他们周围的世界了解甚多，在亚里士多德时代，许多人就相信地球是圆的。

他们从几个证据来源得知这一点:当船只驶出地平线时，从陆地上观察的人会先看到船体消失，然后才会看到帆消失。水手们首先看到陆地下沉到地平线以下。

据此，他们推断出世界的表面是弯曲的，而这艘船是绕着地球的弧度移动的。

而古人认为月食是地球的影子。月食期间看到的影子总是圆的。唯一能投射出圆形阴影的形状是球体。这表明地球是球形的。

旅行者注意到，当他们在旅途中移动时，新的恒星变得可见。当旅行者向北移动时，北极星和北方星座在天空中上升。古人认为这意味着地球是弯曲的。

地球是圆还是方？

亚里士多德在他的著作中提到，他那个时代的一些思想家认为地球是平的，而另一些人则认为它是圆形的。他本人坚定地认为地球是一个球体。

在亚里士多德时代之后，几乎所有的西方作家都宣称地球是一个球体。

公元前3世纪，希腊化的埃及学者埃拉托斯特尼(Eratosthenes)担任亚历山大港图书馆馆长，在那里他研究和写作了各种各样的主题。

埃拉托色尼从塞尼城了解到，太阳在夏至的正午不会投下影子。埃拉托色尼在亚历山大观察到太阳确实会投下阴影，他测量到当太阳在天空中最高的时候，太阳和天顶之间的夹角大约是7度。

埃拉托色尼知道可以通过测量亚历山大和塞尼之间的距离来测量地球的周长，假设太阳同时处于两个城市的最高点。因为7度是一个圆的7/360度，所以Syene和Alexandria之间的距离一定是地球周长的7/360(或相当于大约1/50)。

埃拉托斯特尼估计塞尼到亚历山大之间的距离大约是5000个体育场，并得出结论，地球的周长大约是这个距离的50倍，即25万体育场。

体育场在古代是一种常用的距离单位，在现代的用法中相当于公里或英里;体育场的确切长度因历史和地区的不同而不同，因此很难将埃拉托斯特尼的估计与现代进行比较。

当科学开始在西方文明中成长时，它也同样在世界其他地方生根发芽。古代和中世纪的中国、印度和美国一直是科学世界的中心。

印度的科学史是世界上历史最悠久、记录最完整的科学史之一。印度在其早期历史的大部分与世界其他地方隔绝，也就意味着他们可以按照自己的节奏，自由发展自己独特的天文学实践风格，不会受外界的影响。

古印度没有占星术系统，但天文计时很早就开始流行。第一批天文学家通过印度黄道十二宫(nakshatra)来监测一年的进展，从而追踪太阳、月亮和行星的运动。

与此同时，天文学在哥伦布发现新大陆之前就已然蓬勃发展，人们对天空的兴趣非常广泛。天文学在玛雅文明中占有很高的地位，在欧洲人到来之前，玛雅文明统治了中美洲两千年。玛雅人相信自然界的模式是非常重要的，应该可以利用占星术来根据过去的经验预测未来。

这使得对天体周期的观察变得非常重要，因为它们可以提前预知未来的事件，玛雅人尽职尽责地记录着太阳和月亮的运动。经过几个世纪的观察积累，玛雅天文学家能够很好地预测日食和测量天周期的长度。

类似做法也在美洲各地生根发芽。整个美洲建造的纪念碑、建筑物、土墩和寺庙都与重要星星的起落点或月亮的位置对齐。

虽然魔法和迷信是早期思想的重要组成部分，很难与新兴的科学追求分离开来。科学精神，即通过观察宇宙来了解宇宙的原则，从最早的时代就明显存在，从古至今科学思想一直较为广泛。