天文學

天文之學,格致之大宗也。專以究察六合、測步天體為務。凡星辰之躔度、行列、狀貌、理致、造端、歸宿,乃至寰宇異觀,若客星之出、欻忽異芒、六合遺暉等,皆其所司。又有宇宙之學,與之表裏,專以窮極大化之源。
蓋形理、質學,多藉實驗以立論;唯天文一科,獨憑仰觀以知微。古人敬授民時,曆象推步,皆本乎此。
自西曆二十稘以降,斯學衍為二支:曰測候,曰推步。測候者,仰觀星斗,收采真形,而以格物之律析之;推步者,則藉電腦演筭,以擬造化之跡。此二者相輔而行,推步釋測候之疑,測候驗推步之實。
近世星學大盛,民間好之者眾,每藉窺管仰望,輒得新賾。其有功於此學亦鉅,凡蒼穹瞬息之變、暫存之象,多賴草野之士發微焉。
史
[纂]觀天測緯,其來尚矣,源眇邈而歷數千年。埃及、巴比倫、希臘、華夏、天竺、波斯、瑪雅諸邦,皆有考步之學。顧亭林《日知錄》云:「三代以上,人人皆知天文:『七月流火』,農夫之辭也;『三星在戶』,婦人之語也;『月離於畢』,戍卒之作也;『龍尾伏辰』,兒童之謠也」[一]。蓋昔者初民,皆以疇人曆象為先。古人仰觀日月星辰,以辨方而正時,又造曆以授農作,此測天之濫觴也。由是占星之術興,觀列宿以卜吉凶,測災異、斷王氣、窺天命焉。
西曆二稘(當漢桓、靈之世),希臘曆算家托勒密,倡地心之論,謂地居宇宙之中,萬星皆環而運。後為泰西教會所宗,群盲信之者千有餘載。迨西曆十六稘(當明中葉),波蘭疇人哥白尼,始倡日心之理。越十數載,意大里亞人伽利略證之,並仰觀以千里鏡,始察太陽黑子、太陰表面之貌、遊星盈虧,乃至歲星四衛。其後英吉利人牛頓,發明萬物相吸之理,肇創重學,由是天體力學以生。蓋疇昔唯測幾何躔度,至此乃得推其牽引之故矣。及西曆十九稘中葉,始有攝星、剖光之技,得窺星辰之本性、構造、動態及演變之律,天體形理,自此肇基斯學。

及天下大戰既息,始作電波望遠鏡以窺穹蒼,不復泥於目力所及之光。所謂微波背景輻射、脈衝星、類星體、星際官品,乃時人所稱「天文四察」也[二]。
今者技藝日新,航天之學大興,能觀天於大氣之外,以收宇宙諸般輻射。窺天之鏡,日臻精良,所獲益豐,而新象新星,愈出而不窮矣。
究法
[纂]天文之理,端賴測候。蓋其所觀,率皆寥廓遐邈,廣踰六合,曠以千載;又有極炎、至密、強磁之域,皆非人力所能摹擬。故治斯學者,必先立說以釋星象,復益之以測候以驗之。察有舛誤,則加釐正,或廢而更以新理。且夫穹壤積氣,常蔽潛波,遂乃仰賴升發浮囊、飛箭、造星、星槎諸器以助考求,庶可盡窮全譜之奧矣。
畛域
[纂]夫天文之學,所以究詰列宿也。術業日進,所測之境益廣。
其微者,考緯星之屬:蓋有緯星、月孛,及微細天體若小星、孛星、飛星、星際微塵者。今能以器徑測者,獨日之眷屬耳。然宇宙浩渺,類此者多矣。
其大者,及於經星:所測經星何止億萬,而太陽亦不過其中一星爾。
更大者,及於星系:如吾人所仰之星漢,擁星數百億,乃一尋常旋渦星系也。天漢之外,河外星系繁若恆沙,聚則為群、為團、乃至極團。
至大者,極宇宙之尺度:於極團之上,或有總系者,乃人力觀望之極,其徑動輒百億光歲矣。
迢迢列宿,其光抵於地,歷時甚邈。十億光歲外之星光,實乃十億年前之舊貌,適足以顯其本初,映其演變。故考今日之天象,即可溯造化之絡,得演化之理也。
寰宇始末,疇人尤好探賾。西曆一九四八年,花旗國伽莫夫首倡太初震爆之說。謂天地初開於一爆,其後宇內膨脹而漸冷,化生原素,聚為星辰,宇宙遂成,歷百億載乃有今貌。
今視界既闊,所議之題實繁,臚列於左:
| 疇人所議 | 疇人所議 | 疇人所議 |
|---|---|---|
| 微子振盪之疑 | 類星、躍動星核 | 微波遺照 |
| 太陽之震、恆星之震 | 黑洞、聚積之盤 | 重力透鏡 |
| 客星 | 伽馬駃射 | 測引力之波 |
| 脈動之星、中子之星、奇異之星 | 星系之團 | 闇質、闇能 |
| 倫琴射線雙星 |
支派
[纂]天文之學,厥分有二:一曰理論,二曰觀測。蓋仰觀星象,推步以成理也。
就其觀測,則涵光學、射電、紅外、倫琴、伽傌、太虛、紫外諸科。
茲具列細目於左:
| 分科 | 分科 | 分科 |
|---|---|---|
| 天學史 | 輿地測天 | 後牛頓力學 |
| 草澤天學 | 行星物理 | 基幹測量 |
| 宇宙之學 | 磁流體力學 | 考古天學 |
| 星系之學 | 宇宙質理 | 太虛測量 |
| 超星系之學 | 宇宙氣動 | 步算曆象 |
| 遠紅外 | 察月之學 | 球面天學 |
| 伽傌 | 月質之學 | 射電測量 |
| 高能天體 | 宇宙動理 | 射電物理 |
| 無綫電 | 留影測量 | 實測物理 |
| 太陽系 | 微子天學 | 實用天學 |
| 紫外 | 辨方之學 | 太陽物理 |
| 倫琴 | 航海天學 | 太陽系質理 |
| 太虛地質 | 航空天學 | 星系動力 |
| 等離子物理 | 河外星系 | 太虛生物 |
| 相對論物理 | 恆星之學 | 天體演化 |
| 微子物理 | 恆星物理 | 地動天學 |
| 天學動力 |
占星
[纂]占星之術,候星曜之變以卜人事吉凶,非推步格致之正道。迨西元一九七五年,美利堅有格致之士百餘人,連署斥之,以為妄學[三]。
蓋二者雖肇乎同源,然天文乃仰觀法象,以究造化之理;若夫占星,則牽強附會,妄徵人事,了無實證之確據也。
未解
[纂]夫觀象授時之學,所測雖廣,然造化幽微,尚多未解之謎。欲窮其理,或賴璣衡之新製,或待格致之創見矣。茲列懸幽如次:
- 經星質重之分佈,其源何在?群星肇生,稟賦固應有異,然測其分佈,何以齊一如斯(此即始質函數)[四]?欲解此惑,須深究列星化生之理。
- 六合之外,可有天外生機?果若有之,亦稟靈智乎?既稟靈智,何以杳無音訊(此即費米之惑)?探求天外生靈,於格致哲理皆有大義[五][六]——我日局,果獨異於群星乎?
- 天地何由而肇生?造化微調之說,信有之乎?果若如是,乃天擇之必然乎?太初暴脹,何以致六合均一?且重子之數,何以陰陽失衡?
- 玄質、玄能者,本屬何物?此二者實判天宇演化之運數,然其體性至今未詳[七]。而天地之終局,又將何如[八]?
- 太初星系,何由凝聚?超巨淵洞,何由化生?
- 極高能宇宙射線,又發乎何處?
攷
[纂]- ↑ 《日知錄》卷三十
- ↑ 二十世紀四大發現- 中國數字科技館 - 存於二〇一七年九月六日自原本。
- ↑ The Humanist 互聯網檔案館存錄,時二〇一一年十月七日。, volume 35, no.5 (September/October 1975); pp. 4–6. The statement is reproduced in 'The Strange Case of Astrology' by Paul Feyerabend, published in Grim (1990) pp.19–23.
- ↑ Kroupa, Pavel. The Initial Mass Function of Stars: Evidence for Uniformity in Variable Systems. Science. 2002, 295 (5552): 82–91. [一]. [二]. [三]. 11778039
- ↑ Rare Earth: Complex Life Elsewhere in the Universe? - 存於二〇一一年六月二十八日自原本。
- ↑ The Quest for Extraterrestrial Intelligence - 存於二〇〇六年八月十八日自原本。
- ↑ 11 Physics Questions for the New Century - 存於二〇〇六年二月三日自原本。
- ↑ What is the Ultimate Fate of the Universe? - 存於二〇〇七年五月二十九日自原本。
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