星星离我们有多远：初中语文配套阅读（八年级上册） 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

天文学是一门奥妙无穷，令人神往的学科。作者把历代天文学家创造“量天尺”的过程娓娓道来，介绍了从近处的月亮到极远处的类星体的距离的量、估，包含了大量的天文知识和历史知识。作品文笔流畅，故事性强，是难得的天文科普佳作。

序曲  1

“天上的市街”  1

星座与亮星  2

大地的尺寸  7

首次估计地球的大小  7

次丈量子午线  9

三角网和大地的模样  11

明月何处有  15

个地外目标——月亮  15

从街灯到天灯  18

雷达测月和激光测月  21

太阳离我们多远  24

转向了太阳  24

开普勒和他的三定律  26

卡西尼测定火星视差  30

金星凌日  34

地球的小弟弟——小行星  36

小行星的功绩  39

太阳究竟有多远  41

间奏：关于两大宇宙体系  43

测定近星距离的艰难历程  51

恒星不再是“固定的”  51

泛舟泰晤士河的收获  54

恒星终于被征服了  57

三角视差的限度  64

通向遥远恒星的级阶梯  68

星星的亮度  68

恒星光谱分类  71

有趣的赫罗图  74

分光法的妙用  76

再来一段插曲：银河系和岛宇宙  79

从德谟克利特到康德  79

银河系的真正发现  82

宇宙中的“岛屿”  86

通向遥远恒星的第二级阶梯  91

聋哑少年和造父变星  91

一根新的测量标杆  96

球状星团和银河系的大小  99

巡天遥测十亿岛  103

欲穷亿年目　更上几层楼  109

接力棒传给了新星和超新星  109

亮星也来出一把力  111

由大小知距离  112

集体的贡献：累积星等  114

耐人寻味的红移  117

膨胀的宇宙  122

尾声  127

类星体之谜  127

飞出太阳系  131

结束语  137

后记  140

引读　评《星星离我们多远》 * 王绶琯146

   卞毓麟，1965年南京大学天文学系毕业，在中国科学院北京天文台（今国家天文台）从事科研30余年，1998年前往上海科技教育出版社致力于科技出版。现为中国科学院国家天文台客座研究员，上海科技教育出版社特邀编审。曾任中国科普作家协会副理事长，中国天文学会常务理事，上海市天文学会副理事长等。曾获全国先进科普工作者、全国优秀科技工作者、国家科技进步奖二等奖、上海市科技进步奖二等奖、上海科普教育创新奖科普贡献奖一等奖、中国天文学会九十周年天文学突出贡献奖等表彰或奖励。科普作品屡获、省部级奖。

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首次估计地球的大小

在很久很久以前，人们无疑发现“天”是很远的。因为，无论你站在地上，爬到树上，还是攀至山巅，天穹总是显得那么高，日月星辰始终是那么远。有什么办法知道星星的距离呢？

    那时，人们以为地球就是宇宙的中心，以为太阳、月亮、行星和恒星都绕着地球转。人们以为所有的恒星都镶嵌在一个透明的球（也许是个硕大无朋的水晶球）上，这个球就叫做“恒星天球”，或者叫做“恒星天”。对恒星天的距离有过种种猜测，就像对“月亮天”、“太阳天”、“水星天”……的距离有过种种猜测一样。

    古希腊有一位聪明的哲学家和数学家，名叫毕达哥拉斯（Pythagoras,约公元前580～约前500年）。他发现在直角三角形中，两直角边的平方之和恰好就等于斜边的平方。学过初等几何的人都知道，这正是“勾股定理”，西方人称之为“毕达哥拉斯定理”。他和他的弟子们自成学派，崇尚唯美主义。他们认为宇宙是美妙和谐的，这种和谐美的表现之一便是八重天的高度恰好与八度音的音高成正比。这种想法在今天看来显得有些可笑，但对2000多年前的古人来说，却是对“星星离我们有多远”的一种猜测，尽管它不免染上了一些神秘色彩。

    我国古籍《列子·汤问》篇中有一个著名的故事，叫做“两小儿辩日”。其中一个小孩说早晨的太阳离我们更近些，因为它看起来较大；另一小孩则说中午的太阳离大地更近，因为它比早晨的太阳热得多。他俩当然不知道太阳究竟有多远，可是“太阳的远近”这个问题却提出来了。

测量地球这个天体本身的大小，则是估算天体尺度的级入门之阶。那已经是2200多年前的事情了。公元前240年前后，当时世界上的科学机构——埃及的亚历山大城图书馆，有一位名叫埃拉托塞尼（Eratosthenes，约公元前276～约前194年）的馆长。他思索着这样一个事实：6月21日这天正午，太阳在塞恩城（现代埃及的阿斯旺）正当头顶，但在塞恩城北面5 000希腊里（1希腊里=158.5米）的亚历山大城，这时的太阳却不在头顶（图4）。在那儿，阳光对铅垂线倾斜了一个小小的角度z，这个角度正好等于一个圆周的1/50（7°多一些）。埃拉托塞尼认识到，造成这种差异的原因必定是由于地面的弯曲。既然经过从塞恩城到亚历山大城的这5 000希腊里（约792千米），地球表面弯曲了一个圆周的1/50，那么整个地球的周长应该是多少希腊里、或者多少千米呢？

    当然，这里有一个前提，那就是古希腊人接受大地呈球形这一观念。从唯美的信念出发，球形也是所有形体中匀称完美的构形。

    对埃拉托塞尼来说，这样的数学问题真是太简单了。今天一位聪明的小学生就能算出它的答案，结果是：地球的周长为792×50=39 600（千米），地球的直径则为12 700千米。它与今天用现代技术测量的结果接近得真是令人吃惊。如今，人们知道地球的直径是12 742千米，周长则约为 40 000千米。

    可惜，古希腊人并未普遍接受埃拉托塞尼关于地球大小的这个准确数值。大约在公元前100年，另一位古希腊天文学家波西冬尼斯（Posidonius，约公元前135～约前50年）用同样的方法重复了埃拉托塞尼的工作。他在测量中利用的不是太阳，而是老人星（船底α）。他不如埃拉托塞尼测得那么准确，得到的地球周长仅为18万希腊里，即28 800千米。

    结果，从古希腊后一位杰出的天文学家托勒玫（Claudius Ptolemaeus,约公元90～约168年）直到发现新大陆的哥伦布（Christopher Columbus,约1451～1506年），都采用了波西冬尼斯这一过于小的数字。只是到了麦哲伦（Ferdinand Magellan,约1480～1521年）船队的幸存者们历尽艰难险阻，终于在1522年环绕地球一周回到欧洲后，才纠正了这一错误。

    不过，在麦哲伦之前800年，在欧亚大陆的另一端，就进行了世界上次大规模的子午线实地测量。

                                次丈量子午线

    子午线，就是地球上通过南北两极的大圆，也叫“经度圈”。从地球的赤道算起，沿着子午线向南北各走90°，就到了南北极。从南极到北极的半个大圆是180°，因此只要测出每一度的长短为多少千米，那么乘上360之后，就得到整个地球的周长了。

    世界上次子午线实测工作，是在我国唐朝时进行的。唐代有不少学识渊博的高僧。他们之中不仅有西天取经的玄奘，有东渡日本的鉴真，还有著名的天文学家一行（683～727年）。一行原名张遂，是河南南乐县人。他的曾祖父原是唐太宗李世民的功臣，但在武则天执政时代，张氏家族因政治原因而衰落了。张遂从小刻苦自学，青年时代已成为长安城中的知名学者。他为了躲避武三思的拉拢而剃发，出家于嵩山寺，法名一行。

　　僧一行翻译过佛经多种，后来成为佛教中的一派——密宗的一位领袖，即世称的密宗五祖之一。日本有几座著名古庙，至今还收藏唐人李真绘的一行像摹本多种。1973年，中国出土文物展览代表团赴日，带回它们的照片。李真的原作现由日本京都府教王护国寺珍藏，被日本政府定为“国宝”（图5）。

    公元717年，一行35岁时，唐玄宗派专人去接他回到长安。一行的一生，对天文学作出了许多重要贡献。他的成就遍及历法、天文仪器、大地测量等许多方面。其中，我们感兴趣的是：

从公元724年起，一行发起并领导全国性的天文大地测量。唐代政府当时执掌天文的职官称为太史丞，在河南进行的那组重要的观测就由太史丞南宫说负责。那次测量的规模很大，在河南省的四个地方测量了夏至时刻的日影长度、当地北天极的地平高度，以及这四个地方之间的距离。后由一行归算定出：北极高度每差一度，南北两地间便相距351里80步。因为唐代的每里为300步，1步折合今天的1.514米，所以一行的结果用今天的话来说，就是子午线每1°弧长为129.41千米。

    这个结果虽然不十分精确，约比现代准确数值大20%，但它却是世界史上次子午线实测。在没有现代化精密仪器的1200多年以前，完成如此复杂的测量和计算，实在是难能可贵的。国外首次实测子午线是由回教王马蒙主持在美索不达米亚平原进行的，那时一行已去世一个世纪了。

    那么，近代对子午线每度的弧长又是怎样测量的呢？

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媒体评论

 《星星离我们有多远》用陈述故事的方式把历代天文学家创造“量天尺”的过程放到科学原理的叙述中，这样既介绍了科学知识又饶有兴味地衬托出历史人物和背景。

                              ——中国科学院院士、北京天文台原台长    王绶琯

《星星离我们有多远》一书为我们展示了天文学家如何兢兢业业，利用各种巧妙方法测量天体距离的历程。我国著名天文学家、紫金山天文台台长张钰哲先生说，这是近年来写得很好的一本书。

                                           ——天文史家、科普作家     刘金沂