天文學是什麼?

天文學是觀察和研究宇宙間天體的學科，它研究天體的分佈、運動、位置、狀態、結構、組成、性質及起源和演化，是自然科學中的一門基礎學科。天文學與其他自然科學的一個顯著不同之處在於，天文學的實驗方法是觀測，通過觀測來收集天體的各種信息。因而對觀測方法和觀測手段的研究，是天文學家努力研究的一個方向。在古代，天文學還與曆法的制定有不可分割的關係。現代天文學已經發展成為觀測全電磁波段的科學。


圖片參考：http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f6/Lunar_crater_Daedalus.jpg/250px-Lunar_crater_Daedalus.jpg



圖片參考：http://zh.wikipedia.org/skins-1.5/common/images/magnify-clip.png
月球天文照片: 這張照片是阿波羅11號1969年環繞月球時拍攝的，大隕石坑是位於接近月球背面的中心的代達羅斯隕石坑，它的直徑有93千米(58英里）。
天文學是一門古老的學科，至少已經有幾千年的歷史。天文學在人類早期文明中佔有非常重要的地位。古時候，人們通過用肉眼觀察太陽、月亮、星星來確定時間和方向，制定曆法，指導農業生產，這是天體測量學最早的開端。在此基礎上誕生了占星術，即通過天體的運行來占卜凶吉禍福，預測自然災害、戰爭的輸贏和個人的命運。
公元2世紀，古希臘天文學家托勒密提出了地心說，認為宇宙中的天體，包括太陽，圍繞著地球運轉。這一學說受到了教會的歡迎，統治了西方社會對宇宙的認識長達一千多年。16世紀，波蘭天文學家哥白尼提出了新的宇宙體系理論——日心說。1610年，義大利天文學家伽利略首次將望遠鏡用於天文觀測，觀察到了太陽黑子、月球表面、行星的盈虧，以及木星的四顆衛星。英國著名物理學家牛頓提出了萬有引力定律，創立了經典力學，促使天體力學這一新的天文學分支的誕生，使天文學從單純描述天體的幾何關係和運動狀況進入到研究天體之間的相互作用和運動原因的新階段，在天文學史上是一次巨大的飛躍。
19世紀中葉天體攝影和分光技術的發明，使天文學家可以進一步深入地研究天體的物理性質、化學組成、運動狀態和演化規律，從而更加深入到問題本質，從而也產生了一門新的分支學科天體物理學。這又是天文學的一次重大飛躍。
20世紀第二次世界大戰結束以後，無線電望遠鏡開始廣泛應用於天文觀測，開啟了除可見光外電磁波譜的一個新窗口，並在1960年代取得了被稱為「天文學四大發現」（微波背景輻射、脈衝星、類星體和星際有機分子）的新成就。隨著人類技術水準的不斷提高，空間天文學得到了迅速發展，人類可以突破地球大氣層的阻隔，到地球以外觀測天體的紫外線、紅外線、X射線、γ射線等波段的輻射，天文學進入了全波段發展的新時代。與此同時，新技術促使地面上的望遠鏡口徑和解析度都在不斷提高，從4米、5米、6米級的望遠鏡到1990年代若干8到10米級別的望遠鏡投入使用，這些望遠鏡與空間天文衛星一道，積累了大量的觀測資料，發現了活動星系核、伽瑪射線暴、X射線雙星、引力透鏡、暗物質與暗能量等一大批新的現象和天體。


圖片參考：http://upload.wikimedia.org/wikipedia/zh/thumb/c/c8/Ant.nebula.arp.600pix.jpg/180px-Ant.nebula.arp.600pix.jpg



圖片參考：http://zh.wikipedia.org/skins-1.5/common/images/magnify-clip.png
恆星天文學中一個恆星演化的例子：螞蟻星雲實際上是一個已經垂死的恆星，他正在噴出大量氣體，圖案非常對稱。（由哈柏太空望遠鏡拍攝）
地質學是對地球的起源、歷史和結構進行研究的學科。主要研究地球的物質組成、內部構造、外部特徵、各圈層間的相互作用和演變歷史。在現階段，由於觀察、研究條件的限制，主要以岩石圈為研究對象，並涉及水圈、大氣圈、生物圈和岩石圈下更深的部位，以及某些地外物質。
很早以前，地質學的知識比較零星分散。關於這方面的知識，如從地中開採金屬、黏土、煤和鹽的一些知識，早已為礦工和有關的人們所知曉，而自然哲學家們則大都脫離這些實踐，獨立形成自己的思辨性的地質理論。
地質學在18世紀開始成為一門獨立的科學，並在19世紀早期達到成熟階段。
18世紀末關於地質形成理論有非常激烈的爭論，這場熱烈的爭論，一方是強調形成地層的水的作用的水成說派，另一方是強調火的作用的火成說派。
1790年至1830年這一段時期被稱為「地質學的英雄時代」。在這個時期，在考察岩層順序以及岩層所含礦物和化石上，人們做了大量工作。工作方法的一大進步表現在用根據化石內容來進行岩層分類。
氣象學是把大氣當作研究的客體,從定性和定量兩方面來說明大氣特徵的學科，集中研究大氣的天氣情況和變化規律和對天氣的預報。
氣象與人們的生產生活息息相關，如農業、建築業、漁業等都與氣象有著密切的聯繫。
大氣物理狀態和現象稱氣象。如颳風、閃電、打雷、結霜、下雪等。氣象現象是可以由氣象學解釋的可觀察的天氣事件。這些事件被存在於地球大氣中的可變因素所決定，它們是溫度、氣壓、水氣、梯度以及每個可變因素之間的相互作用。
氣象學是大氣科學的一個分支。
海洋學是研究海洋的自然現象、性質及其變化規律，以及開發利用海洋的知識體系。是地球科學的組成部分。
海洋學與物理學、化學、生物學、地質學以及大氣科學、水文科學等密切相關。

天文學常被稱中國最古老的自然科學，也曾經有過輝煌的成就。但翻開現代的天文學教本，除了討論超新星遺骸「蟹狀星雲」時，偶而會提及北宋至和元年的「天關客星」外，幾乎很難找到討論古中國天文學成就和發現的篇幅。

古中國為世界的文明古國之一，有許多的天文發現，領先西方文明達數百年之久。回顧過去的歷史，除了讓我們再次沈浸在過去榮光的餘暉外，也讓我們在進入歷史的敘述前，試著回答 "中國古天文學" 到底出了什麼差錯？這是一個很大的題目，答案也沒有定論。筆者從過去讀過的資料和文章中，試著列舉一些可能的原因，以為大家茶餘飯後的談話題材。對「中國天文史」有興趣的同好，不妨多造訪 清華大學黃一農教授的網頁。

以下為「中國古天文學」為什麼沒有在當代天文學的發展上，產生重大影響的一些可能原因：

中國與西方在地理環境或政治所造成的隔閡，導致中國天文發現並未即時傳到西方，對西方天文學的發展基本上並無影響。
改朝換代時，常採取全盤否定的方式，燒毀前朝的典籍，殺戮前朝的精英份子 (包括天文官)。使得經驗和知識常無法累積，需得從頭開始，並使天文學的進展停滯不前，逐漸為西方文化趕上和超越。
篤信天人感應，相信天象和人世間的事物相互呼應，使得天文學、星占和術數緊密結合，而具有濃厚的非科學色彩。皇室為了保衛政權，將天文異象的解讀 (或天文知識)視為機密，限制世襲的天文官才能學習天文知識，阻礙了天文學的普及和生根。世襲的天文官未必對天文學有興趣，對所觀測的天象。常只記錄天象但並沒有系統性的了解，空累積了大量數據，而沒較完整的天文知識。過度相信星占導致政治目的高於忠實的天文記載，常因政治的需要，而偽造和篡改天文記錄。特例舉兩例以為佐證：

五星聯珠：
五星聯珠在古書中稱為「五星聚舍」，它是指水星、金星、火星、木星、和土星，在夜空上幾乎連成一直線的天象。「星占學」將此種天象解讀為「明君出現」和將「改朝換代」的預兆。現代的天文軟體，可以很精確地往回推算過去「五星聯珠」出現的年月日。據黃一農教授的推算，漢代以後史籍記載的「五星聚舍」，有十多次可能觀測條件不佳，不可能實際觀測到。而有十多次應觀測到的「五星聚舍」天象，卻未見史籍記載。史書記載發生在漢高祖元年的一次「五星聚舍」，據推算實際發生在登基後的第二年。可能是為了強調劉邦得天下的必然性和正當性，篡改了天象記載。另外，在漢朝呂后和唐朝韋后當政時，也應出現過「五星聯珠」，但可能後世對這兩位女主的評價不高，和「五星聯珠」天象的詮釋抵觸，所以史書略而不提。