发布时间 : 星期六 文章南京大学-天文学史-选修课更新完毕开始阅读
T22 （M+m2） R23 （6）一些重要天文现象的解释
（i）行星绕轴自转成为扁球体。 (ii) 岁差的成因。 (iii) 潮汐的成因。 4．牛顿成就原因简析
（1） 异常勤奋，继承前人成果。牛顿说：“如果说我比笛卡尔看得远一点，那是因为我站
在巨人的肩上。”
（2） 科学的研究方法。继承培根（F．Bacon, 1561—1626）重视归 纳法的传统。
二、万有引力定律的证实 1． 哈雷彗星回归的预言
1705年哈雷发表《彗星天文学概论》，以万有引力定律计算历史上24颗彗星轨道。发现1682、1607、1531的彗星轨道根数几乎相同。预言1758回归。 2． 孤立大山的引力使铅垂线偏转
1774年格林尼治天文台台长马斯基林（N.Maskelyne, 1732—1811）测苏格兰希哈里恩山南北纬度差。天文观测值为54.6″，大地测量为42.94″。证实大山的引力使铅垂线偏转。
3． 万有引力常数的测定
万有引力定律的表达式为 F＝GMm/r2
1798年英国物理学家卡文迪许（H．Cavendish, 1731—1810）通过扭秤实验求得G。 4． 海王星的发现
1781年由英国天文学家威廉·赫歇尔（William Herschel, 1738—1822）发现了天王星。它的位置的理论值与观测值产生偏差。
1845年9月J．C．亚当斯（J．C．Adams, 1819—1892）算出未知行星轨道。先后向查利斯（J．Challis, 1803—1882）和艾里（G. B. Airy, 1801—1892）报告。
1846年8月法国勒威耶（U. J．J．Le Verrier, 1811—1877）发表“论使天王星失常的行星，它的质量、轨道和现在位置的决定”。9月写信给柏林天文台的伽勒（J. G. Galle, 1812—1910）。9月23日发现。被命名为海王星。 证实了哥白尼日心体系和万有引力定律。 5． 对恒星暗伴星的预言和发现 1834年贝塞尔（F. W. Bessel, 1784—1846）发现天狼星自行不是直线，预言有伴星。1840年发现南河三亦然。
1862年A. G. 克拉克（A. G. Clark，1832－1897）发现天狼星暗伴星。 1892年，舍伯尔（J. M. Sch?berle, 1853—1824）发现南河三暗伴星。 证实万有引力定律适用于恒星世界。
第十讲 康德和拉普拉斯的星云说
一、 早期的太阳系起源说和形而上学的自然观 1．笛卡尔的太阳系起源的涡动说
1644年法国哲学家、数学家兼物理学家笛卡尔（R. Descartes, 1596—1650）在其《哲学原理》（Principia Philosophi?）一书中提出太阳系起源的涡动学说。
此学说在思想上具有进步性，在学术上有局限性。
17
2．牛顿关于太阳系起源的考虑
1692年12月和1693年1月牛顿在致本特利主教的两封信中提出关于太阳、恒星和行星形成和开始运动的设想。认为是上帝的有意设计和给予的“第一次推动”。 3．布封的太阳系形成学说
1745年法国动物学家布封（G. L. L. Buffon, 1707—1788）提出太阳系形成学说，认为曾经有一个彗星掠碰太阳，形成了太阳系。 4．17－18世纪形而上学自然观的特点 （1） 自然界绝对不变
天文学上。
生物学上。瑞典博物学家林耐（C. Linnaeus, 1707—1778）.
（2） 哲学上的目的论
宇宙不变论最后必然导致神学。
二、康德的太阳系星云假说
康德(I. Kant, 1724—1804), 德国哲学家。
1754年提出潮汐摩擦导致地球自转变慢。与形而上学思想对立，体现天体发展变化。 1755年发表《自然通史和天体论》（Allgemeine Naturgeschichte und Theorie des Himmels）(又译《宇宙发展史概论》)。提出了太阳系起源的星云说。
批判了牛顿的“第一推动”和神创论，表达了朴素辩证法观点： （1）关于物质的必然的、自己运动的观点； （2）关于引力相互作用的观点；
（3）关于宇宙在空间和时间上无限性的观点；
（4）关于事物的发生、发展和灭亡的普遍规律的观点； （5）关于人类是物质发展到一定阶段上的产物的观点。 这是自然观的一场革命。
三、拉普拉斯的太阳系起源的星云说
法国数学家、天文学家拉普拉斯（P. S. Laplace, 1749—1827)在1796年出版《宇宙体系论》提出太阳系起源的星云说。
比康德的假说更进步：
（1）运用角动量守恒原理，避免斥力概念。 （2）提出温度变化，为天体演化开创新起点。 （3）排斥上帝的作用。 四、星云说的历史意义
突破了形而上学的宇宙观。
在天文学上开创了一个新领域——天体演化学。
第十一讲 恒星距离的测定和奠基期的天体力学
一、 恒星距离的测定 1．斯特鲁维的工作
俄国天文学家B.Я. 斯特鲁维（B.Я.Струве, 1793—1864)于1836年用24 cm消色差望远镜对织女星（αLyr）和近旁的一颗10．5等星作相对观测，测得视差为0.125″(今值0.121″)。
2．贝塞尔的工作
德国天文学家贝塞尔（F. N. Bessel, 1784—1846）选天鹅座61（61 Syg）为观测目标，以两颗距离8′和12′的暗星为参照星。1838年发表视差值0．314″（今值0.294″）。
18
3．亨德森的工作
英国天文学家亨德森（T. Henderson, 1798—1844）,在1831－1833期间测量半人马座α（αCen），1839年归算处理，宣布视差1.16″(今值0.76″)。
4. 恒星距离测定的意义 ①破除对日心体系责难； ②开创对恒星世界探索。 二、经典天体力学及其基础
1．经典天体力学的对象和方法 2．经典天体力学的力学和数学基础
1687年牛顿出版巨著《自然哲学的数学原理》。 17世纪下半叶牛顿和德国数学家莱布尼茨（G. W. Leibniz, 1646—1716）各自独立创立了微积分。
18世纪中叶欧拉和拉格朗日等人创立了分析力学。 三、欧拉的工作
瑞士数学家兼力学家欧拉（L. Euler, 1707—1783）。1744年出版《行星和彗星的运动理论》。这是经典天体力学的第一部著作。 1．月球运动理论
1753年提出第一个较完整的月球运动理论。 1772年提出改进的月球运动理论。 2．创立摄动理论
行星运动=太阳引力作用（开普勒运动）+ 摄动?轨道根数变化
1748－1752年期间，欧拉在研究木星和土星的相互摄动时首创根数变易法。 四、拉格朗日的工作
拉格朗日(J. L. Lagrange, 1736—1813)法国数学家兼力学家。1788年刊布巨著《分析力学》。
1. 太阳系稳定性问题的研究
1774－1776讨论了行星轨道的半长轴a和偏心率e是否有长期摄动。证明a的变化是周期的。
2. 建立拉格朗日方程组，探讨三体问题的解
发展了欧拉的根数变易法，导出在摄动力作用下行星轨道根数 随时间变化的微分方
程组。
以此研究三体问题，推动了此问题的研究。
求出了平面圆型限制性三体问题的特解，得到5个平动解。
1906年沃尔夫（M. Wolf, 1863—1932）发现脱罗央群和希腊群小行星。
五、拉普拉斯的工作
1．关于行星轨道的周期变化
1773年证明木星和土星的轨道具有周期性。给出拉普拉斯定理。 2．《天体力学》的出版
1799－1825年出版5卷16册《天体力学》（Mécanique Celeste）。是天体力学的奠基工作。 六、其他的重要工作 1．达朗贝尔的工作
法国数学家达朗贝尔（J. L. D'Alembert, 1717—1783）于1749年用天体力学方法建立岁差、章动理论。 2．克雷洛的工作
19
法国数学家兼力学家克雷洛(A.-C. Clairaut, 1713—1765)。在月球运动理论的创立和天体形状和自转理论的创立上有重要贡献。 3．高斯的工作
德国数学家兼天文学家高斯（J. G. F. Gauss, 1777—1855），率先开展小行星运动研究。创立用三次观测决定天体运动轨道的计算方法。
1794年发明最小二乘法后应用于轨道计算。1809年出版《天体按照圆锥曲线运动的理论》。
4．亚当斯和勒威耶的工作
两人独立发现海王星。
勒威耶修订行星理论，编算行星表。发现水星近日点进动反常，实际值大于理论值38″／世纪（今值43″／世纪）。
17世纪末到19世纪上半叶，天体力学诞生并取得重要成就。使天文学从单纯描述天体的视位置和几何关系进入到研究天体的相互作用，即从单纯的天体状态进入到研究天体运动原因。这是人类认识宇宙的一次重大飞跃。
第十二讲 银河系概念的初步确立
一、关于恒星系统认识的演进 1．从古希腊到伽利略
关于“恒星天”的观念。
15世纪中叶古萨的尼古拉大主教。
16世纪下叶英国学者迪格斯，意大利学者布鲁诺。 17世纪初意大利科学家伽利略。 2．恒星自行的发现和距离的估计
1717年英国天文学家哈雷把天狼（αCMa）、大角（αBoo）、南河三（αCMi）等恒星的位置与古希腊测定的位置比较发现恒星自行。
1727年英国天文学家布拉德雷（J. Bradley, 1693—1762）发现光行差，在之后的测量中发现恒星与地球的距离应大于6－8光年。 3．关于银河系的假设
（1）18世纪20至30年代，瑞典哲学家斯维登堡（E. Swedenborg, 1688—1772）最早推测银河系是宇宙中完整的力学体系。
（2）1750年英国天文学家赖特（T. Wright, 1711—1786）提出银河系概念及其形状（《新颖的宇宙理论或新宇宙假设》）。
（3）1755年康德在《自然通史和天体论》中发展了赖特的思想。
（4）1761年德国学者朗伯（J. H. Lambert, 1728—1777）出版《宇宙论书简》，对恒星世界结构提出无限阶梯式的宇宙模型。 二、赫歇尔家族的工作
英国天文学家威廉·赫歇尔（F. W. Herschel, 1738—1822）.
卡罗琳·赫歇尔（C. L. Herschel, 1750—1848）。 约翰·赫歇尔（J. Herschel, 1792—1871）。 1．太阳系本动的发现
1783年威廉·赫歇尔考察7颗亮星：天狼（αCMa）、北河二（αGem）、北河三（βGem）、南河三（αCMi）、轩辕十四（αLeo）、大角（αBoo）、河鼓二（αAql）的自行。发现太阳向武仙座方向的本动。
同年又用14颗恒星的自行，求出太阳本动方向在武仙座λ附近空间。
20