第一篇：天體社團(tuán)工作總結(jié)

草坪五中天文組2012年工作總結(jié)

2013年到來(lái),再回顧2012年,天文組的工作又邁上了一個(gè)新的臺(tái)階。

學(xué)期伊始,天文組的新社員招募工作就如火如荼地展開(kāi)了,經(jīng)過(guò)報(bào)名，天文組共錄取了10余名新社員。雖然學(xué)校的場(chǎng)地設(shè)備有限，同時(shí)作為一個(gè)剛辦起來(lái)的社團(tuán)，獨(dú)立地組織天文活動(dòng)是比較困難的。因此，在2012年，我們主要以參與效實(shí)中學(xué)及天協(xié)的天文觀測(cè)活動(dòng)和各類講座為主，以此培養(yǎng)社員們對(duì)天文的興趣，增長(zhǎng)知識(shí)。

2012年五中天文組參與的主要活動(dòng)如下：

2012年4月，我們天文組剛剛成立，完成了對(duì)學(xué)生的問(wèn)卷調(diào)查，開(kāi)辦了適合我們學(xué)生的天文課程。

5月21日，天文組迎來(lái)了第一次天文觀測(cè)活動(dòng)，日全食觀測(cè)活動(dòng)。我們?nèi)M上下從知識(shí)儲(chǔ)備到觀測(cè)計(jì)劃都做了周密的準(zhǔn)備可是糟糕的天氣讓我們的一切工作都顯得的徒勞。

2012年6月6日，這是我們期盼已久的金星凌日。雖然天公不太作美，但是由于社員們的不拋棄不放棄的努力下，終于完成了這次觀測(cè)，并由社員拍下了金星凌日的實(shí)況照片

開(kāi)學(xué)后，招收社員，召開(kāi)社員大會(huì)。

10月中旬，招收新社員，老社員學(xué)習(xí)望遠(yuǎn)鏡的使用

12月，計(jì)劃觀測(cè)木星及木衛(wèi)，M45，M31，M42，由于時(shí)間和天氣原因只觀測(cè)了木星及木衛(wèi)

這一年的每一次活動(dòng)都無(wú)不透露出活動(dòng)主辦學(xué)校、單位的用心，講座、觀測(cè)、宣傳、聯(lián)誼，各種各樣的活動(dòng)都能在天文組中百花齊放，社員們也在其中學(xué)習(xí)到了很多在課堂中學(xué)不到的知識(shí)和技能。特別要感謝天協(xié)的各位老師、專家，以及效實(shí)中學(xué)的夏炳老師、施毅社長(zhǎng)、趙豪奇副社長(zhǎng)和一些骨干社員，提供給了我們?cè)S多參加精彩活動(dòng)的機(jī)會(huì)。也感謝其他兄弟學(xué)校天文組各位負(fù)責(zé)老師和社長(zhǎng)，讓我們有機(jī)會(huì)共同提高，交流心得。

當(dāng)然，天文組的進(jìn)步也離不開(kāi)每一位社員的努力，在本學(xué)期中，很多同學(xué)都積極參與到各種活動(dòng)中來(lái)，為天文組增添生機(jī)。

在新的一年，我們也將立下更高的目標(biāo)，并且朝著這一目標(biāo)不懈奮斗。相信在2013年，天文組會(huì)有更好的活動(dòng)，更大的成功來(lái)回報(bào)所有支持、關(guān)心天文組成長(zhǎng)的人。

祝愿天文組的明天如星光般燦爛！

草坪五中天文組

2013年3月

第二篇：天體物理論文

黑洞

一直以來(lái)我對(duì)于天體物理方面最感興趣的是黑洞理論。

黑洞是根據(jù)廣義相對(duì)論所預(yù)言的，宇宙空間中存在的一種質(zhì)量相當(dāng)大的天體，它是由質(zhì)量足夠大的恒星在核聚變反應(yīng)的燃料耗盡而死亡后，發(fā)生引力坍縮而形成。因?yàn)樗馁|(zhì)量非常大，所以它的引力場(chǎng)也非常強(qiáng)，以至于任何物質(zhì)和輻射都無(wú)法逃離它的吸引，甚至連光也無(wú)法逃離。所以光無(wú)法反射出來(lái)到達(dá)我們的眼睛，因此我們看到它總是黑洞洞的，人們才給它起了個(gè)名字叫黑洞。

黑洞并不是像地球那樣實(shí)實(shí)在在的有固定形態(tài)的星球，而是一個(gè)幾乎空空如也的天區(qū)。它是宇宙中物質(zhì)密度最高的地方，地球如果變成黑洞，只有一顆黃豆那么大。黑洞中的物質(zhì)不是平均分布在這個(gè)天區(qū)的，而是集中在天區(qū)的中心。這些物質(zhì)具有極強(qiáng)的引力，任何物體只能在這個(gè)中心外圍游弋。一旦不慎越過(guò)邊界，就會(huì)被強(qiáng)大的引力拽向中心，最終化為粉末，落到黑洞中心。黑洞是看不見(jiàn)的，因此科學(xué)家們只能依靠它發(fā)出的輻射和對(duì)相鄰恒星的萬(wàn)有引力作用來(lái)判定它的存在。黑洞周圍由于引力強(qiáng)大的因素，理論預(yù)期會(huì)發(fā)生時(shí)間場(chǎng)異?，F(xiàn)象。

根據(jù)黑洞的起源和形成過(guò)程可以把他分成3類：恒星級(jí)黑洞（主要是在大質(zhì)量恒星死亡時(shí)超新星爆發(fā)過(guò)程中形成的），超大質(zhì)量的黑洞（由于星系動(dòng)力學(xué)，如超大質(zhì)量或相對(duì)論性恒星集團(tuán)的塌縮，或者是星系并和等原因在星系中心形成的），原初黑洞（在宇宙的密度擾動(dòng)或相變過(guò)程中所所形成某些極端條件下，會(huì)形成一系列質(zhì)量分布較廣的黑洞）。黑洞只有三個(gè)物理量可以測(cè)量到：質(zhì)量、電荷、角動(dòng)量。也就是說(shuō)：對(duì)于一個(gè)黑洞，一旦這三個(gè)物理量確定下來(lái)了，這個(gè)黑洞的特性也就唯一地確定了，這稱為黑洞的無(wú)毛定理。關(guān)于黑洞有力學(xué)四大定律：黑洞力學(xué)第零定律，被根斯坦-斯馬爾公式，黑動(dòng)力學(xué)第二定律，黑動(dòng)力學(xué)第三定律。

美國(guó)斯坦福大學(xué)的天文學(xué)研究小組在遙遠(yuǎn)的宇宙中發(fā)現(xiàn)了到目前為止堪稱最龐大最古老的黑洞。其質(zhì)量是太陽(yáng)質(zhì)量的100多億倍，位于大熊座星系中央，與地球的距離約為127億光年。據(jù)來(lái)自斯坦福大學(xué)的羅格-魯曼尼表示，科學(xué)家們初步確定這個(gè)黑洞的年齡約為127億歲，也就是說(shuō)，它在“大爆炸”之后10億年 內(nèi)就已經(jīng)形成了。

美國(guó)宇航局2010年11月15日發(fā)現(xiàn)地球附近有一個(gè)年僅30歲的黑洞，這也是人類科學(xué)史上發(fā)現(xiàn)的最年輕的黑洞。這個(gè)30歲的黑洞是距離地球約5000萬(wàn)光年的M100星系中的超新星“SN1979C”的余燼。

國(guó)際天文學(xué)家通過(guò)美國(guó)宇航局斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡的一項(xiàng)最新觀測(cè)結(jié)果，在宇宙中某一狹窄區(qū)域范圍內(nèi)，首次同時(shí)發(fā)現(xiàn)了多達(dá)21處卻一直深度隱藏著的宇宙“類星體”黑洞群。分的證據(jù)使人們相信，在浩瀚的宇宙中，的確充滿著各種各樣未被發(fā)的巨大引力源泉--“類星體”黑洞群體。

第三篇：天體的造句

【注音】： tian ti

天體解釋

【意思】：太陽(yáng)、地球、月亮和其他恒星、行星、衛(wèi)星以及彗星、流星、宇宙塵、星云、星團(tuán)等的統(tǒng)稱。

天體造句：

1、除非你的物理學(xué)專業(yè)極端理論化，或者是天體物理，否則你通常是可以在工業(yè)界找到一個(gè)相關(guān)的職位的。

2、它是為進(jìn)入火星和木星之間的小行星帶中環(huán)繞一個(gè)天體的軌道而進(jìn)行的第一次探索。

3、他發(fā)的電子郵件會(huì)告知發(fā)現(xiàn)時(shí)該天體的坐標(biāo)，以便其他天文學(xué)家可以跟蹤它。

4、綽號(hào)“復(fù)仇者”或者“死亡之星”的未被發(fā)現(xiàn)的天體可能是一顆紅矮星或者褐矮星，甚至是更暗的物質(zhì)，質(zhì)量幾倍于木星。

5、星星和星云看起來(lái)只是斑點(diǎn)點(diǎn)，或者是小片的光，但它們確實(shí)是巨大的天體。

6、如果所有的天體移動(dòng)，那他們肯定因此隨著地球而動(dòng)，也就是隨著我的煙頭而動(dòng)。

7、“本質(zhì)上，該天體幾乎都存在于我們的后院?！彼a(bǔ)充說(shuō)道。

8、雙重星系上方的雪茄形天體是星系群中的另一個(gè)成員。

9、如果朝正確的方位觀測(cè)，靈敏的紅外望遠(yuǎn)鏡可以捕獲這樣的天體發(fā)出的輻射。

10、這樣的觀點(diǎn)也許在今日看起來(lái)相當(dāng)幼稚，那是因?yàn)楝F(xiàn)代的時(shí)鐘可以對(duì)時(shí)間進(jìn)行精確的記錄，而天體卻不能。

11、萊納特說(shuō)找到這些天體越來(lái)越困難，因?yàn)樗鼈兊墓饩€及其微弱，并且內(nèi)部擁有的恒星和氣體太少，從而使得它們不為人知。

12、技術(shù)的進(jìn)步為天體物理學(xué)引入如此多的洞察，使得天文學(xué)成為依靠密集型計(jì)算機(jī)最多的自然科學(xué)之一。

13、如今這個(gè)天體已經(jīng)不能再承載已經(jīng)推動(dòng)社會(huì)發(fā)展200年的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式。

14、這些齒可以像尺子一樣用來(lái)異常精確的測(cè)量激光器、原子、天體或其它物體發(fā)出的光的頻率。

15、雖然月球上這種相互作用過(guò)程的長(zhǎng)期效應(yīng)并不顯見(jiàn)，但是“相似的過(guò)程將在整個(gè)太陽(yáng)系內(nèi)部無(wú)空氣、富含硅酸鹽的天體上發(fā)生?！彼@樣說(shuō)道。

16、該星系在無(wú)月夜的夜晚可由肉眼觀測(cè)到一個(gè)小光斑，它也是不借助望遠(yuǎn)鏡能被肉眼觀測(cè)的最遠(yuǎn)天體。

17、中國(guó)在金融上等同于宇宙間那最令人恐懼的天體嗎？

18、其次，引力的強(qiáng)度還取決于天體之間的距離。

19、因此，研究任何位置的未知年齡的新生黑洞是不太可能的，尤其是臨近我們的。“本質(zhì)上，該天體幾乎都存在于我們的后院?！彼a(bǔ)充說(shuō)道。

20、根據(jù)月球形成的一種理論，在數(shù)十億年前，一顆火星大小的天體與年輕的地球發(fā)生了碰撞。

21、最終，它們會(huì)損失掉所有冰，剩余的部分則變成與小行星類似的惰性易碎天體。

22、這類富含碳的小行星屬于太陽(yáng)系最古老的天體，上面可能有水和重要礦石，還可能提供有關(guān)地球生命分子起源的線索。

23、這臺(tái)新望遠(yuǎn)鏡被其他四臺(tái)高功能設(shè)備環(huán)繞坐落于智利阿塔卡馬沙漠中塞羅帕瑞納山頂，這兒遠(yuǎn)離城市燈火，是觀測(cè)天體奇觀最理想的所在。

24、水銀是液態(tài)金屬，水銀，行星，是肉眼能看到的運(yùn)動(dòng)最快的天體,火星，鐵，為什么火星是紅色的？

25、暗物質(zhì)和暗能量，當(dāng)前天體物理學(xué)中許多未解之謎的源頭，將出現(xiàn)在很多發(fā)生在太空和外星的故事中。

第四篇：天體的中三體問(wèn)題

天體中的三體問(wèn)題

韓博偉談

三體問(wèn)題算是經(jīng)典力學(xué)里面的天體力學(xué)的老難題了，從牛頓那個(gè)時(shí)候起就是物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家的惡夢(mèng)。

先說(shuō)一下什么叫三體。用物理語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，在一個(gè)慣性參考系中有N個(gè)質(zhì)點(diǎn)，求解這N個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程就是N體問(wèn)題。參考系是慣性參考系，也就是說(shuō)不受系統(tǒng)外的力的作用，所有的作用力都來(lái)自于體系內(nèi)的這N個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間。在天體力學(xué)里面，我們通常就只考慮萬(wàn)有引力。

用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，經(jīng)典力學(xué)的N體問(wèn)題模型就是，在三維平直空間里有N個(gè)質(zhì)點(diǎn)，每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量都已知而且不會(huì)變化。在初始時(shí)刻，所有質(zhì)點(diǎn)的位置和速度都已知。每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都只受到來(lái)自其它質(zhì)點(diǎn)的萬(wàn)有引力，引力大小由牛頓的同距離平方成反比的公式描述。要求解的就是，任意一個(gè)時(shí)刻，某個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位置。

N=2，就是二體問(wèn)題。N=3，也就是我們要說(shuō)的三體問(wèn)題了。

N=2的情況，早在牛頓時(shí)候就已經(jīng)基本解決了。學(xué)過(guò)中學(xué)物理后，大家都會(huì)知道，兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)平面上繞著共同質(zhì)心作圓錐曲線運(yùn)動(dòng)，軌道可以是圓、橢圓、拋物線或者雙曲線。

然而三體運(yùn)動(dòng)的情況就糟糕得多。攻克二體問(wèn)題后，牛頓很自然地開(kāi)始研究三體問(wèn)題，結(jié)果也是十分自然的——頭痛難忍。牛頓自述對(duì)付這種頭痛的方法是：用布帶用力纏緊腦袋，直至發(fā)暈為止—雖則這個(gè)辦法治標(biāo)不治本而且沒(méi)多少創(chuàng)意，然而畢竟還是有效果的。

其實(shí)，三體運(yùn)動(dòng)已經(jīng)是對(duì)物理實(shí)際簡(jiǎn)化得很厲害了。比如說(shuō)對(duì)質(zhì)點(diǎn)，自轉(zhuǎn)啦、形狀啦我們統(tǒng)統(tǒng)不用考慮。但是只要研究實(shí)際的地球運(yùn)動(dòng)，就已經(jīng)比質(zhì)點(diǎn)復(fù)雜得多。比如說(shuō)，地球別說(shuō)不是點(diǎn)，連球形都不是，粗略看來(lái)是個(gè)赤道上胖出來(lái)一圈的橢球體。于是，在月球引力下，地球的自轉(zhuǎn)軸方向就不固定，北極星也不會(huì)永遠(yuǎn)是那一顆。而考慮潮汐作用時(shí)，地球都不能看成是“硬”的了，地球自轉(zhuǎn)也因此越來(lái)越慢。

然而即使是極其簡(jiǎn)化了的三體問(wèn)題，牛頓、拉格朗日、拉普拉斯、泊松、雅可比、龐加萊等等大師們?yōu)檫@個(gè)祭壇獻(xiàn)上了無(wú)數(shù)腦汁也未能將它攻克。

當(dāng)然，努力不會(huì)完全白費(fèi)的，許多有效的近似方法被鼓搗了出來(lái)。對(duì)于太陽(yáng)系，攝動(dòng)理論就是非常有效的解決問(wèn)題的近似方法。而對(duì)于地月系統(tǒng)，則可以先把地球和月球看作是二體系統(tǒng)，再考慮太陽(yáng)引力的影響。“月亮繞著地球轉(zhuǎn)，地球繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)”的理論計(jì)算已經(jīng)作得非常精確，上下幾千年的日食月食都能很好地預(yù)測(cè)。而對(duì)一顆受到行星引力干擾的彗星，人們也能算出一段時(shí)間內(nèi)很精確的軌道，比如天文學(xué)家可以提前幾年就預(yù)測(cè)出彗星撞木星。而且，太陽(yáng)系的穩(wěn)定性也在很大程度上得到了證明，比如說(shuō)大行星的軌道變化大體上是周期性的，不會(huì)始終單向變化下去直到行星系統(tǒng)解體。

為了解三體問(wèn)題，那就考慮再簡(jiǎn)化些吧。認(rèn)為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量非常小，從而它對(duì)其它兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的萬(wàn)有引力可以忽略。這樣一來(lái)，三體問(wèn)題就簡(jiǎn)化成了“限制性三體問(wèn)題”。實(shí)際上，這個(gè)簡(jiǎn)化等于是先解一個(gè)二體問(wèn)題，然后再加入一個(gè)質(zhì)量很小的質(zhì)點(diǎn)，再解這個(gè)質(zhì)點(diǎn)在二體體系中的運(yùn)動(dòng)方程。

然而，即使這樣也還是太復(fù)雜了。于是，再作簡(jiǎn)化，就得到了“平面限制性三體問(wèn)題”，就是要求三個(gè)質(zhì)點(diǎn)都在同一個(gè)平面上。然而，即使是對(duì)這樣極度簡(jiǎn)化的模型，也還是沒(méi)有解析通解，也就是得到一個(gè)普遍適用的公式是不可能的。

對(duì)“平面限制性三體問(wèn)題”再作簡(jiǎn)化，認(rèn)為兩個(gè)大質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)，就是“平面圓型限制性三體問(wèn)題”。1772年，拉格朗日在這種限制條件下找到了5個(gè)特解，也就是著名的拉格朗日點(diǎn)。比如下面這張圖上，木星和太陽(yáng)連線上有L1，L2，L3三個(gè)拉格朗日點(diǎn)，而在木星軌道上則有L4，L5這兩個(gè)點(diǎn)，和太陽(yáng)以及木星構(gòu)成等邊三角形。L1，L2，L3是不穩(wěn)定的，如果小質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)這三個(gè)點(diǎn)，就會(huì)越跑越遠(yuǎn)。L4，L5則是穩(wěn)定的。

本來(lái)，拉格朗日點(diǎn)多少顯得有點(diǎn)象數(shù)學(xué)游戲，但是自然界證明，穩(wěn)定解在太陽(yáng)系里確實(shí)存在實(shí)例。對(duì)于木星來(lái)說(shuō)，L4和L5上各有一群小行星，就是著名的特洛伊群和希臘群小行星。

從數(shù)學(xué)方法來(lái)說(shuō)，解2體問(wèn)題的方法是解微分方程組，通過(guò)求積分的方式可以圓滿解決，得到解析解。很自然的，物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家們也用這種方法去對(duì)付三體問(wèn)題。1772年，拉格朗日就已經(jīng)把三體問(wèn)題的18個(gè)方程簡(jiǎn)化成了只有6個(gè)。然而，進(jìn)步到此為止了。19世紀(jì)末期的研究更是給了數(shù)學(xué)家們一連串打擊。布倫斯（1887），龐加萊（1889）和潘勒斯（1898）年給出了一個(gè)比一個(gè)更嚴(yán)格的證明，堵死了求積分的許多途徑。1941年西格爾干脆證明了代數(shù)積分法的死刑，宣布找到足夠的代數(shù)積分是不可能的。當(dāng)然，三體問(wèn)題的數(shù)學(xué)研究不是除了失敗外就一無(wú)所有，它還是帶來(lái)了許多新發(fā)現(xiàn)，比如混沌理論就是從它的廢墟中誕生的。

當(dāng)然，我們還只是談到了牛頓力學(xué)。如果考慮到廣義相對(duì)論的修正，那就更糟糕了，連二體問(wèn)題都只有近似解。而且，廣義相對(duì)論的二體問(wèn)題也不穩(wěn)定，由于發(fā)射引力波損失能量，兩個(gè)星體遲早會(huì)撞在一起，雖說(shuō)要等的時(shí)間可能比宇宙壽命還長(zhǎng)。

在牛頓的經(jīng)典力學(xué)體系里面，對(duì)三體問(wèn)題的簡(jiǎn)化可以用下面這張圖大體表示一下（在這里把月球火箭的軌道計(jì)算作為一個(gè)三體運(yùn)動(dòng)的一個(gè)實(shí)際應(yīng)用的例子，實(shí)際上比三體運(yùn)動(dòng)還要復(fù)雜）

二十世紀(jì)50年代后，數(shù)學(xué)家們多了一個(gè)新幫手：計(jì)算機(jī)。于是，兩個(gè)新辦法出來(lái)了，一個(gè)是用級(jí)數(shù)表示積分（簡(jiǎn)單代數(shù)積分不指望了），另一個(gè)則干脆是使用數(shù)值方法求近似解。

級(jí)數(shù)解在理論上獲得了很大成功，比如在限制性圓型三體問(wèn)題中，已經(jīng)證明了所需要的積分是存在的（但是另一方面早就證明了用代數(shù)公式是不能表達(dá)的）。這些積分可以用冪級(jí)數(shù)表達(dá)，而且證明了冪級(jí)數(shù)是收斂的。但是這些冪級(jí)數(shù)收斂得太慢了，比如對(duì)拉格朗日點(diǎn)，為了達(dá)到可以接受的精度，至少要取10^80000項(xiàng)！而整個(gè)宇宙中的粒子數(shù)也就10^80個(gè)的樣子。

計(jì)算機(jī)的加盟使人們對(duì)三體問(wèn)題不是那么無(wú)助了。雖然沒(méi)有代數(shù)公式，但用數(shù)值算法硬算的結(jié)果，精確性也不錯(cuò)。比如，發(fā)射飛船去探測(cè)其他行星就是典型的三體問(wèn)題，旅行者2號(hào)說(shuō)去海王星就一定到得了。再比如，太陽(yáng)系大行星4000萬(wàn)年內(nèi)的運(yùn)動(dòng)也算了出來(lái)，至少往后這段時(shí)間，太陽(yáng)系的行星系統(tǒng)還不至于散架。

讓我們看看三體問(wèn)題的大致現(xiàn)狀吧：

1．目前的研究主要集中在限制性三體問(wèn)題，因?yàn)楸容^簡(jiǎn)化，而且有實(shí)用價(jià)值。2．對(duì)于限制性三體問(wèn)題，通過(guò)級(jí)數(shù)法證明了解的存在性（這已經(jīng)是非常大的成果了）。而且，天體力學(xué)的定性分析和天文觀測(cè)（比如地球上繁衍了幾十億年的生命）都證明了限制性三體體系的穩(wěn)定解的存在性。

3．用解決二體問(wèn)題的方法，也就是代數(shù)積分的方法被確認(rèn)不可能解決三體問(wèn)題。

4．用計(jì)算機(jī)進(jìn)行較長(zhǎng)期的三體問(wèn)題的數(shù)值計(jì)算是成功的。

5．三體問(wèn)題的算法還大有可改進(jìn)之處。畢竟，10^80000項(xiàng)的計(jì)算是太過(guò)于可怕了。

回到《三體》小說(shuō)，有了“秦始皇”的“人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”，算個(gè)簡(jiǎn)化的三體問(wèn)題還是可以的。不過(guò)，如果是小說(shuō)中那種三個(gè)太陽(yáng)的質(zhì)量差不多，而且相互距離也差不多的情況，他們面對(duì)的三體問(wèn)題就不能簡(jiǎn)化為限制性三體問(wèn)題，計(jì)算的難度要大很多。不過(guò)，用計(jì)算機(jī)算出比較短時(shí)間的預(yù)測(cè)應(yīng)該是可行的。畢竟，天氣預(yù)報(bào)不一定非得要知道明年今天的具體天氣，能比較準(zhǔn)確知道一周天氣就不錯(cuò)了（通常我們還只聽(tīng)聽(tīng)明天是否下雨呢）。三體人知道是不是該“脫水”或者“浸泡”就已經(jīng)很有好處了。用觀測(cè)不斷修正預(yù)測(cè)，至少對(duì)小的“亂世代”不用害怕了。

當(dāng)然，如果三體文明只是在I/II類文明的層次，不能通過(guò)移走恒星來(lái)釜底抽薪地解決三體問(wèn)題。那么，“但重要的是改變世界”這句話就仍然是正確到了殘酷的地步，預(yù)測(cè)出“三星凌空”也無(wú)助于逃脫毀滅。

到目前為止，我們一直在用紙、筆還有計(jì)算機(jī)討論三體問(wèn)題，用的都是演繹法。但不要忘了，科學(xué)方法里還有另一件更重要的武器：歸納法。我們可以用觀察和實(shí)驗(yàn)，看看實(shí)際中的三體會(huì)是什么樣子。

由于在我們?nèi)粘５某叨壬?，萬(wàn)有引力弱得可以忽略，只有到了天文尺度上，引力才顯出它的威力，比如地球把我們拉在地上不放。所以，在普通的實(shí)驗(yàn)室里面實(shí)現(xiàn)三體系統(tǒng)是不行的。我們只能把視線轉(zhuǎn)向天空，去考察大自然為我們安排了什么樣的實(shí)例。

當(dāng)然，象我們已經(jīng)看到的，在太陽(yáng)系里，已經(jīng)充分表現(xiàn)了限制性三體問(wèn)題是有穩(wěn)定解的。但是，就基本同量級(jí)的三體又如何呢？我們可以來(lái)看看恒星。

銀河系里的恒星不下一千億顆，象太陽(yáng)這樣獨(dú)居的恒星其實(shí)是少數(shù)。恒星們總的來(lái)說(shuō)還是喜歡熱鬧的。雙星的數(shù)量非常多，而且很多都已經(jīng)是幾十億年的老伴侶了（比如下面要談到的南門二A/B），等于從實(shí)驗(yàn)上證明了二體系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

而三合星也不少見(jiàn)，但是一般都是一對(duì)雙星再搭上一個(gè)遠(yuǎn)距離的單星。同樣，更多數(shù)量恒星組成的聚星，也多是由雙星和單星組合而成的。應(yīng)該說(shuō)這也強(qiáng)烈地暗示了，大自然也認(rèn)為三體系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。畢竟，銀河系里的三體并不是理想的三體系統(tǒng)，一則恒星可以相撞而合并，二來(lái)，一旦一顆恒星被拋出太遠(yuǎn)，它就可能脫離體系而主要由銀河系的整體引力而控制了。通過(guò)這兩種方式，三體系統(tǒng)就變成了穩(wěn)定的二體系統(tǒng)了。當(dāng)然，還有“四邊形聚星”這種系統(tǒng)，恒星彼此質(zhì)量相近，距離也都差不多。最著名的一個(gè)例子就是獵戶座大星云M42中心的四邊形聚星（用5厘米左右的望遠(yuǎn)鏡，放大率50～100倍就可以分辨開(kāi)）。值得注意的是，這些四邊形聚星都非常年輕，比如獵戶座四邊形聚星，年齡就只有幾百萬(wàn)年，對(duì)于天文學(xué)來(lái)說(shuō)，這完全是嬰兒期。沒(méi)有發(fā)現(xiàn)年老的四邊形聚星，說(shuō)明大自然認(rèn)為這種構(gòu)型也不穩(wěn)定，總歸會(huì)瓦解掉。

獵戶座大星云M42的中心區(qū)，圖中央的4顆亮星就是獵戶座四邊形聚星

有意思的是，N值再增大，比如N＝100級(jí)別的疏散星團(tuán)或者N＝10萬(wàn)級(jí)別的球狀星團(tuán)，又是非常穩(wěn)定的力學(xué)體系了，年齡超過(guò)幾十億年乃至百億年的這些星團(tuán)比比皆是。當(dāng)然，過(guò)于密集的結(jié)果就是碰撞很多，球狀星團(tuán)中央就有大量碰撞后合并而成的亮星。

昴星團(tuán)（M45），年齡約5000萬(wàn)年，算是相當(dāng)年輕的疏散星團(tuán)，約有100顆成員星

球狀星團(tuán)M13，年齡超過(guò)100億年，成員星約有30萬(wàn)

第五篇：哥白尼與“天體運(yùn)行論”

哥白尼與《天體運(yùn)行論》

記得小時(shí)候，在小學(xué)自然課本上學(xué)到，太陽(yáng)系有九大行星（現(xiàn)在應(yīng)該是八大行星了），九大行星都圍繞著太陽(yáng)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。我們理所當(dāng)然地認(rèn)為這是正確的。但是如果回到五百多年前的歐洲，你如果敢說(shuō)地球是圍繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)的，那么就會(huì)被周圍的人認(rèn)為是天方夜譚，甚至有可能有生命危險(xiǎn)。那么誰(shuí)又是敢提出這一理論的第一人呢？沒(méi)錯(cuò)，他就是哥白尼。

尼古拉·哥白尼，1473年2月19日出生于波蘭畔的托倫市的一個(gè)富裕家庭。18歲時(shí)就讀于波蘭舊都的克拉科夫大學(xué)，期間對(duì)天文學(xué)產(chǎn)生了興趣。1496年，哥白尼來(lái)到意大利，在博洛尼亞大學(xué)和帕多瓦大學(xué)攻讀法律、醫(yī)學(xué)和神學(xué)，博洛尼亞大學(xué)的天文學(xué)家徳·諾瓦拉對(duì)哥白尼影響極大，在他那里，哥白尼學(xué)到了天文觀測(cè)技術(shù)以及希臘的天文學(xué)理論。哥白尼40歲時(shí)提出了“日心說(shuō)”，并完成了他的偉大著作《天體運(yùn)行論》。1533年，60歲的哥白尼在羅馬做了一系列的講演，但直到近古稀之年才終于決定將它出版。1543年5月24日，他去世的那一天才收到出版商寄來(lái)的書(shū)。

但是為什么哥白尼40歲完成了《天體運(yùn)行論》，直到臨去世時(shí)才敢出版？這期間有什么難言的苦衷？有什么曲折的故事？一切的一切，要從那個(gè)時(shí)代的大背景講起。

在15、16世紀(jì)的歐洲，正在進(jìn)行著一場(chǎng)大動(dòng)蕩、大變革。這時(shí)正是歐洲一些國(guó)家從封建主義向資本主義過(guò)渡的關(guān)鍵時(shí)期，各國(guó)的商業(yè) 百度百科詞條“尼古拉·哥白尼”，http://baike.baidu.com/view/53603.htm?fromId=10537 也大大發(fā)展，對(duì)外貿(mào)易極其活躍，資本主義主義正在不斷地萌芽和發(fā)展壯大。但是，宗教教會(huì)仍然統(tǒng)治著大多數(shù)人的思想，宗教自身也在不斷變革以圖加強(qiáng)對(duì)人民的統(tǒng)治。羅馬教廷控制了許多國(guó)家，把《圣經(jīng)》作為至高無(wú)上的真理，凡是違背圣經(jīng)的學(xué)說(shuō)，都被斥為“異端邪說(shuō)”，凡是反對(duì)神權(quán)統(tǒng)治的人，都要被處以火刑。為了同封建勢(shì)力和教會(huì)進(jìn)行斗爭(zhēng)，新興的資產(chǎn)階級(jí)以發(fā)揚(yáng)古希臘、羅馬文化為載體，大力宣傳人文主義思想，這就是著名的文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)。文藝復(fù)興起源于意大利，很快就發(fā)展到了波蘭——哥白尼的故鄉(xiāng)，并擴(kuò)展到了全歐洲。哥白尼就是出生在那個(gè)大發(fā)展、大動(dòng)蕩的年代里。文藝復(fù)興此時(shí)正在如火如荼地進(jìn)行著。

在天文學(xué)方面，古希臘天文學(xué)家托勒密受當(dāng)時(shí)的觀測(cè)水平的限制，提出了“地球是宇宙中心”的學(xué)說(shuō)。他認(rèn)為，地球靜止不動(dòng)地坐鎮(zhèn)宇宙的中心，所有的天體，包括太陽(yáng)在內(nèi)，都在圍繞著地球運(yùn)轉(zhuǎn)。為了與當(dāng)時(shí)的觀測(cè)結(jié)果向吻合，他還提出了偏心圓和本輪的概念。托勒密的結(jié)論，是建立在當(dāng)時(shí)的觀測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上的，是有一種科學(xué)精神在其中的。在中世紀(jì)的一千年里，一直為人所信奉。并且由于“地心說(shuō)”恰好吻合了宗教的教義，因此教會(huì)就把“地心說(shuō)”視為真理，加以神化，誰(shuí)敢反對(duì)“地心說(shuō)”，誰(shuí)就是和教會(huì)作對(duì)，誰(shuí)就是反對(duì)上帝。在文藝復(fù)興時(shí)代，人們恢復(fù)了對(duì)真理的興趣，懷疑和求真精神再次成為一些人的追求。在大航海時(shí)代，因?yàn)榇辉谶h(yuǎn)洋深海往往很多天都看不到任何坐標(biāo)，這就對(duì)更精確地確定經(jīng)緯度提出了要求。天 《從希臘天學(xué)到哥白尼革命》，陳嘉映，華東師范大學(xué)，上海200062 文學(xué)作為一門比較成熟的科學(xué)，被頻繁地應(yīng)用。但是人們發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用經(jīng)典的天文學(xué)理論計(jì)算出的結(jié)果與現(xiàn)實(shí)的情況經(jīng)常不符。與此同時(shí)，一個(gè)老問(wèn)題也引起了哥白尼的質(zhì)疑：行星的不整齊運(yùn)動(dòng)。托勒密天文體系經(jīng)過(guò)后人的不斷發(fā)展和完善，已經(jīng)變得非常紛繁復(fù)雜了。例如為了解釋一些天體的運(yùn)動(dòng)，需要引入本輪，在本輪上再嵌套本輪，有的天體竟然被引入了80多個(gè)本輪，而且還要引入“偏心點(diǎn)”和“偏心等距點(diǎn)”等復(fù)雜概念！這無(wú)疑是相當(dāng)復(fù)雜的。

而哥白尼等科學(xué)家都相信宇宙的基本原理應(yīng)該是簡(jiǎn)潔的。于是，哥白尼潛心鉆研托勒密的著作，終于，功夫不負(fù)有心人，他發(fā)現(xiàn)了托勒密的錯(cuò)誤結(jié)論和科學(xué)方法之間的矛盾。這進(jìn)一步激發(fā)了哥白尼深入研究的熱情和信心。通過(guò)對(duì)最新的天文觀測(cè)數(shù)據(jù)的研究和分析以及數(shù)學(xué)工具和方法的使用，哥白尼發(fā)現(xiàn)：地球不是宇宙的中心！而且地球也不是靜止的，而是以一定的周期和速度圍繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)。哥白尼把自己的發(fā)現(xiàn)寫進(jìn)了自己的著作《天體運(yùn)行論》，到40歲時(shí)，他就完成了這部書(shū)的手稿。在《在天體運(yùn)行論》中，哥白尼描繪了一幅太陽(yáng)系的科學(xué)圖景——宇宙不是上帝創(chuàng)造的，太陽(yáng)才是宇宙的中心，人類居住的地球不過(guò)是繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)的一顆行星而已，地球、太陽(yáng)、月亮以及各種天體的運(yùn)動(dòng)變化都是有聯(lián)系的，以太陽(yáng)為中心的宇宙是一個(gè)相互聯(lián)系的統(tǒng)一整體。

不過(guò)《天體運(yùn)行論》沒(méi)有立即出版。這是因?yàn)楦绨啄崾且粋€(gè)虔誠(chéng)的天主教徒，他雖然研究出了地球不是宇宙的中心的結(jié)論，但是他出 33 《哥白尼傳》第298頁(yè)，李兆榮著，湖北辭書(shū)出版社1998年7月第一版 于天主教的信仰以及對(duì)教會(huì)強(qiáng)大勢(shì)力的畏懼，一直沒(méi)敢出版這本書(shū)。1506年哥白尼回國(guó)時(shí)，就曾親眼看到過(guò)教會(huì)對(duì)人們的血腥鎮(zhèn)壓，很多人被抓起來(lái)活活燒死。直到去世前，哥白尼才下定決心將它出版。即便如此，《天體運(yùn)行論》一書(shū)的出版也很不順利。出版商在教會(huì)的攛掇下，竄改了原稿，刪減了哥白尼學(xué)說(shuō)的一些內(nèi)容，力求使科學(xué)遷就當(dāng)時(shí)社會(huì)的舊有認(rèn)識(shí)，并且在出版后這本書(shū)還被教皇列為禁書(shū)，對(duì)其進(jìn)行回收和焚毀。直到400多年后，《天體運(yùn)行論》才以原版的全新面貌與世人見(jiàn)面。

由于受當(dāng)時(shí)的觀測(cè)水平和理論水平的限制，哥白尼的學(xué)說(shuō)在現(xiàn)在看來(lái)很不科學(xué)，比如認(rèn)為太陽(yáng)是宇宙的中心，地球圍繞太陽(yáng)作嚴(yán)格的勻速圓周運(yùn)動(dòng)等等，這些顯然都是錯(cuò)誤的。但是我們?nèi)匀徊荒芊穸ā短祗w運(yùn)行論》對(duì)于當(dāng)時(shí)科技水平的發(fā)展和人們的思想解放的重要意義?！短祗w運(yùn)行論》的出版，地動(dòng)日心說(shuō)的誕生，這是天文學(xué)史上的一場(chǎng)偉大革命，是自然科學(xué)發(fā)展史上的大事件。近代科學(xué)從此向宗教神學(xué)宣告了起義，它爭(zhēng)取自身解放的斗爭(zhēng)由此拉開(kāi)了序幕，整個(gè)自然科學(xué)的發(fā)展開(kāi)始邁向新時(shí)代。

恩格斯在《自然辯證法》中這樣評(píng)價(jià)《天體運(yùn)行論》：自然科學(xué)借以宣布其獨(dú)立并且好像是重演路德焚燒教諭的革命行為，便是哥白尼那本不朽著作的出版，他用這本書(shū)（雖然是膽怯地而且可說(shuō)是只在臨終時(shí)）來(lái)向自然事物方面的教會(huì)權(quán)威挑戰(zhàn)，從此自然科學(xué)便開(kāi)始從神學(xué)中解放出來(lái)。

4《哥白尼傳》第297頁(yè)，李兆榮著，湖北辭書(shū)出版社1998年7月第一版 哥白尼的《天體運(yùn)行論》對(duì)于后世的影響無(wú)遺也是巨大的。廣大青年學(xué)者思想解放，成為了哥白尼學(xué)說(shuō)的積極傳播者。意大利科學(xué)家布魯諾為了捍衛(wèi)和發(fā)展哥白尼的學(xué)說(shuō)，在歐洲廣泛宣傳“日心說(shuō)”，同時(shí)和宗教勢(shì)力作著頑強(qiáng)的斗爭(zhēng)，最終被教會(huì)宣判為“異端”而活活燒死；意大利物理學(xué)家伽利略改進(jìn)了天文望遠(yuǎn)鏡用來(lái)觀察天體，為哥白尼的學(xué)說(shuō)找到了確鑿的證據(jù)，標(biāo)志著哥白尼學(xué)說(shuō)開(kāi)始走向勝利，為此伽利略也付出了慘重的代價(jià)，不斷遭到教會(huì)的審判和威脅，甚至被逼宣布放棄哥白尼的學(xué)說(shuō)。此后，經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)科學(xué)家的不懈的努力鉆研，哥白尼的學(xué)說(shuō)不斷得到修正和發(fā)展，最終形成了我們今天的天文學(xué)理論體系。

參考文獻(xiàn)：

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