晴朗的夜晚，我们仰望苍穹：点点繁星，迢迢河汉，广袤无垠的宇宙以它神秘的色彩展现在我们眼前。亘古至今，经历了几十万年的岁月，人类不懈地观测它、探索它、研究它，历尽千辛万苦，从而创建了一门叫做“天文学”的科学。
宇宙到底是一个什么概念呢?在西方，一直到19世纪，还认为宇宙只是一个包罗万象的空间及其中的一切天体。到了20世纪，爱因斯坦才提出了“四维时空”的见解：其中“三维”是指长、宽、高三个方向度量的空间，另“一维”是指时间，指出了宇宙是空间和时间的统一。我国这个观点的出现，却比西方早了两干多年。古籍《淮南子·原道训》中就有记载：“四方上下曰宇，古往今来曰宙，以喻天地。”人们一般把宇宙作为天地万物的总称，实质上它包含了无穷无尽的空间、无始无终的时间和无限的运动着变化着的物质。
人类对自然的认识首先就是从观测天空开始的。人们都知道，动物对于季节的变化有一种本能的反应，例如紫韶和雪韶一到冬季就会长出浓密保温的长毛；松鼠入冬前一定会备足松果；大雁开春才会返回北方；大马哈鱼却在春末夏初要上溯到黑龙江上游产卵……而人类是不同于动物的，逐渐脱离茹毛做血时代的远古人类，已经开始有意识地去观测天空、观测周围、留心寒暑易节的更替。他们为了生存，需要比较准确地掌握自然界变化的规律。进入新石器时代以后，更因为农牧业生产实践的需要，对于天空的观测成了他们生活中一项极为重要的内容，作为自然科学的率先学科——天文学的幼苗，正是在这种原始的观测中破土而出的。恩格斯在《自然辩证法》一书中指出：“首先是天文学——单单为了定季节，游牧民族和农业民族就绝对需要它。”有趣的是，地理上相距很远的各个古老民族中，天文学都是独立发展起来的：古埃及重视对“天狼星”的观测，因为它与太阳一起东升的那天，尼罗河就开始泛滥，泛滥后的沃土正是播种的好地方。因此马克思说：“计算尼罗河水涨落期的需要，产生了埃及的天文学”；古代巴比伦则特别看重“五车二”这颗星，因为大约五千年以前，五车二晨升时，标示着春天的来临；住在爱琴海半岛和岛屿上的古希腊民族最重视观测所谓“航海九星”，它们是轩辕十四、角宿一、心宿二、河鼓二、北落师门、室宿一、娄宿三、毕宿五和北河三。这九颗星中的八颗(除北落师门外)，当时它们依次的“赤经差”大致相等，这无疑地成为了航海者们的天然“灯塔”；我国古代非常注意“大火”星(即“心宿二”)在黄昏出现。那时的黄河流域，大火昏见正好与春耕播种的日子相吻合。又由于我国的纬度位置很容易看到拱极星的运动，于是自古以来就有以北斗七星的回旋来定四时的办法，这就是所谓“斗柄东指，天下皆春；斗柄南指，天下皆夏；斗柄西指，天下皆秋；斗柄北指，天下皆冬(见《鹃冠子》)”。
人们观测天体、测量太阳、月亮、星星在天空的位置，研究它们的位置随时间变化的规律，古代天文工作者日复一日年复一年地为此倾注自己的心血，于是确立了时间，制定了节气．编写了历法，创建了最初的“天体测量学”。早在16世纪以前，中国的天象观测就已经达到了非常精确的程度。中国古代天文学家如落下闳、张衡、祖冲之、一行、郭守敬等人，设计出了十分精的天文观测仪器，他们通过对恒星的观测，制定岁时，上百次地改进历法。在西方，古代天文学家则以极木的热情和力量，去研究行星在星空背景中的运动，最终导致了中世纪哥白尼“日心学说”的创立。
日心学说的发展在17世纪达到了高峰，英国科学家艾萨克。牛顿也是那个时代一颗璀灿的天文学明星，他总结了当时力学和天文学方面的一系列重大发现，科学地把力学概念应用于行星运动的研究。还是在20岁左右的时候，牛顿就已经开始思索行星运动的原因，那时他还是英国剑桥大学的学生。这之前，开普勒和胡克等学者已经提出过天体相互吸引的概念，并且猜测过“引力与距离平方成反比”的规律。牛顿花了差不多20年的时间，在他45岁的时候，终于令人信服地证明了地球和其它天体间的引力也确实是按照这个规律变化的。他提出了著名的牛顿万有引力定律：
任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。
于是，天文学上一个崭新的分支——“天体力学”诞生了，它使天文学从单纯描述天体的几何关系进入到研究天体之间相互作用的阶段，或者说，从单纯研究天体的运动状况，进入到了研究这些运动的原因。牛顿创立的天体力学带来了天文的第一次飞跃。那个时代的牛顿真正是硕果累累：研究万有引力使他创立了科学的天文学；他进行光的分解使新型的光学得以问世；二项式定理和无限理论的建立，使数学领域别开生面；而认识力的本性又使力学研究大放光芒!牛顿无疑地是一个彪炳千秋的伟人，而这位科学伟人却十分谦逊地说：“如果我所见的比笛卡尔要远一点，那就是因为我是站在巨人的肩上的缘故”，“但真理的大海，我还是没有发现。”
天体之间的引力作用虽然解释了许多天文现象，如地球运动、潮汐现象、太阳系天体乃至星团、星系的动力学现象等等，但却不足以说明天体的本质。19世纪中叶开始，物理学上的一系列重大发现又把天文学推向了一个新的阶段：以测定天体亮度和分析天体光谱为起点的“天体物理学”成为了天文学科的一个新生长点。19世纪末到20世纪初，量子论、相对论、原子核物理学和高能物理学的创立，更给了天文学以新的理论工具。这样一来，研究天体的化学组成、物理性质、运动状态和演化规律等课题都相继展开了，人类对天体的认识逐渐深入到了问题的本质，天文学家们从此可以有根有据地谈论着天体的演化，这是天文科学的第二次飞跃，它标志着现代天文学的起点。
随着天文学的进展，天文观测的手段也在日新月异。17世纪以前，天文工作者在漫长的岁月里只是靠肉眼来观测天象，能看到的星星加起来不过六、七干颗而已。17世纪，伽利略首创了望远镜，使人类的视野豁然开朗。随着光学技术的发展，望远镜的口径愈来愈大，从直径2米直到8米—10米。这些大型光学望远镜的出现，使人们观察到了包含着数以千亿计的恒星和星云组成的银河系，数以十亿计的河外星系也呈现在我们眼前。人们惊奇地发现，天宇是如此的丰富多彩，空间是如此的广袤无边!20世纪初，两个年轻的美国人央斯基和雷伯，他们用自制的仪器捕捉到了来自天空的电磁波，成为了“射电天文学”诞生的契机，人们研制出的“射电望远镜”使天文观测的领域扩展到了整个电磁波段，除了肉眼可见的光波以外，天体发出的紫外、红外无线电波、X射线、Y射线等等，无不尽收眼底，难以预见的一些重大发现给人们一次又一次的惊喜!20世纪中叶，第一颗人造卫星升上了天空，接着是宇宙飞船、载人航天飞机上天。先进的科学使人类摆脱了地球的引力，直接置身于大气层外去探索宇宙的秘密，观测手段的飞跃进步使现代天文学进入了又一个空前活跃的阶段，它不但为天文学的本身展现了一派迷人的前景，而且对人类进一步认识自然、改造自然也必将带来不可估量的影响。
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