引論：我們?yōu)槟砹?3篇天文學的概念范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。
篇1
《淮南子》中也有幾乎完全一樣的話。可見古人之所以以建木為地中，除去其神話含義之外，“日中無影，呼而無響”，是他們賦予地中的很重要的天文、物理特征。
以“日中無影”作為地征，這一做法不合
南北朝時劉宋何承天則提出了地中概念的另一種定義。他說：
“周天三百六十五度三百四分之七十五。天常西轉(zhuǎn)，一日一夜，過周一度。南北二極，相去一百一十六度三百四分度之六十五強，即天徑也。……從北極扶天而南五十五度強，則居天四維之中，最高處也，即天頂也。其下則地中也。”［9］
何承天這段話，在
“其術(shù)以為天半覆地上，半在地下，……北極出地上三十六度，南極入地下亦三十六度，而嵩高正當天之中，極南五十五度，當嵩高之上。”［22］
嵩高，指嵩山，是陽城所在地。顯然，朱熹所述與何承天之論在本質(zhì)上是一致的，與陽城地中說的傳統(tǒng)定義也不矛盾
元初趙友欽在《革象新書·地域遠近》中，不但精心講求地中的測量之術(shù)，還試圖探討陽城地中說與昆侖山地中說之關(guān)系，他指出：
“古者以陽城為中，然非四海之中，乃天頂之下，以為地中也。論四海之中，則昆侖為天下地平最高處，東則萬水流東，西則萬水流西，南北亦然。其山距西海三萬余里，距東海不及二萬里，則天下之地多在地中以西，地中之東則皆海也。故四海之內(nèi)，不中于陽城。中于四海者，乃天竺以北，昆侖以西也。若天之所覆，通地與海而言中，則中于陽城矣。”
趙友欽之論，把天文上的地中概念與地理上的地中概念做了區(qū)分，他認為陽城地中是天文意義上的地中，而純粹陸地意義上的地中則位于昆侖山的西邊。昆侖山不是地中，它只是大地的最高處。趙友欽之論，概念是清楚的。
從地理的角度尋找地中位置，還可以得出其他地中學說，如汝陽天中說。明末方以智《通雅》卷十三《地域·方域》對此有所記述：
篇2
2006年在布拉格召開的第26次會員大會上組建了名為“基礎(chǔ)天文學中的相對論”的第52委員會，旨在相對論框架下闡明基礎(chǔ)天文學的幾何學和動力學概念；提供在基礎(chǔ)天文學中使用的合適的數(shù)學和物理學形式；深化天文學家和學習天文學的學生們對相對論的理解；鼓勵實現(xiàn)上述任務(wù)所需要的各種研究工作。本書正是試圖對該委員會承擔的任務(wù)做一些理論貢獻。本書正是基于國際天文學聯(lián)合會（IAU）最近所推薦內(nèi)容編寫的教材。
本書的前三章評述了天體力學和狹義及廣義相對論的基本原理。這些背景材料是理解構(gòu)成本書主要內(nèi)容的相對論天體力學、天體測量學和測地學的基礎(chǔ)。接著幾章討論了應(yīng)用相對論于太陽系中的一些理論和實驗原理。
全書內(nèi)容共分9章，1. 牛頓天體力學；2. 狹義相對論導論；3. 廣義相對論；4. 相對論參考架；5. 后-牛頓坐標變換；6. 相對論天體力學；7. 相對論天體測量學； 8. 相對論測地學； 9.國際天文學聯(lián)合會（IAU）決議中的相對論。
書末給出了3個附錄。附錄A簡單介紹拉普拉斯方程基本解；附錄B 列出了天文學常數(shù)；附錄C 給出了1997、2000、2006和2009年的4次國際天文學聯(lián)合會（IAU）的決議。
本書內(nèi)容異常廣泛，實例非常豐富，敘述深入簡潔，特別注重實際應(yīng)用。本書雖是一本專著，但很適合從事引力物理學及其在現(xiàn)代天文學領(lǐng)域應(yīng)用的相關(guān)專業(yè)的研究生作為輔助教材，也是研究人員重要的參考書。
丁亦兵，教授
篇3
“宇宙之旅：科學宇宙觀的發(fā)展歷程”是美國物理研究所開發(fā)的網(wǎng)站。該網(wǎng)站分為兩大部分，一是介紹宇宙理論，二是介紹天文學儀器，從古希臘神話講到空間望遠鏡，用歷史的線索真實地呈現(xiàn)了天文學的發(fā)展歷程。網(wǎng)站的素材經(jīng)過科學史專家的精心整理和編排，每一段歷史的篇幅都不長，但是圖文并茂、案例翔實、數(shù)據(jù)準確，讓用戶很好地感受和理解每一個理論和每一個天文儀器背后所包含的主要科學成就。
語言：英語
適用年級：初中以上
使用人群：科技輔導員、學生
資源使用：免費瀏覽
美國航空航天局（NASA）網(wǎng)站
提到天文學教育資源，美國航空航天局（NASA）的資源絕對不容錯過。從1995年6月至今，每天1幅宇宙照片并附簡短介紹，就足以讓公眾沉醉于宇宙的美麗與神奇。NASA開發(fā)了“童星”（低幼版14歲以下）和“想象中的宇宙”（青少版，14歲以上）兩個風格和內(nèi)容截然不同的教育資源網(wǎng)站。低幼版以簡單的圖文介紹和游戲介紹太陽系、宇宙和宇航員的生活等；青少版則幫助學生了解天文學和空間科學的基本知識和概念，為教師提供教學的材料和資源支持，包括不同主題的校內(nèi)外天文學課程方案，動手做活動指南、材料清單。還想了解更多的話，不妨試試網(wǎng)站簡便易用的搜索功能。
語言：英語
適用年級：小學至高中
使用人群：科技輔導員、學生
資源使用：免費瀏覽
“仰望天空，腳踏實地”網(wǎng)絡(luò)在線天文活動集
“仰望天空，腳踏實地”是史密森學會搜集的一本適用于兒童的在線天文活動集，包括影子、地球自轉(zhuǎn)、時間和年份、地圖、太陽系、月球6個章節(jié)數(shù)百項天文學教育活動。每一章節(jié)都包含天文學基本慨念、課內(nèi)外實驗、數(shù)據(jù)分析工具，每一項活動都有明確的主題，并且指明了適用的年級，附有詳細的操作說明和建議討論的問題。這個在線資源集的優(yōu)勢在于給出明確的探究活動組織指南，并提供了方便易用的內(nèi)部鏈接，教師們很快就能用得得心應(yīng)手。
語言：英語
適用年級：小學
使用人群：科技輔導員、學生
資源使用：免費瀏覽“百變空間”網(wǎng)站
“百變空間”是美國航空航天局（NASA）基于哈勃太空望遠鏡為普通公眾和教育者開發(fā)的空間科學網(wǎng)站。普通公眾可以獲取哈勃太空望遠鏡的觀測數(shù)據(jù)，查看經(jīng)典的空間科學活動，了解與空間科學有關(guān)的知識，還可以參加線上與線下的趣味科學實踐活動。教師能在該網(wǎng)站得到課堂中講授空間科學活動的建議和相關(guān)活動材料，還能獲取關(guān)于空間科學常見問題的答案。
語言：英語
適用年級：小學至初中
使用人群：科技輔導員、學生
資源使用：免費瀏覽
太平洋天文學會網(wǎng)站
太平洋天文學會是一個具有超過100年歷史的非營利性組織，其宗旨是幫助教師、青少年和業(yè)余天好者了解和認識字宙。在教育方面，學會為教師和青少年設(shè)計和提供天文工具包、活動項目、出版物和教育指南、網(wǎng)絡(luò)資源索引，并設(shè)置獎項鼓勵天文學教育。“ASTRO”和“伽利略教師培訓計劃”是學會的2個品牌項目，它們不是成套的天文學課程，而是構(gòu)建一個網(wǎng)絡(luò)為教師、學生與天文學家之間建立相對固定和長期的一對一聯(lián)系，共同討論和交流天文學話題。
語言：英語
適用年級：小學至高中
篇4
數(shù)學天文學家柏拉圖
柏拉圖將“理念”應(yīng)用到天文學，“理念”在希臘天文學中的本意是形式，畢達哥拉斯借用“理念”來指稱理想的幾何圖形，以區(qū)別于紙面上畫出的幾何圖形.蘇格拉底將這一思想推廣到倫理范疇，柏拉圖將這一思想推及到整個宇宙18Pg.柏拉圖的宇宙論由形式、個體和造物主構(gòu)成.柏拉圖繼承和發(fā)揚了畢達哥拉斯學派的數(shù)是世界本原的觀點.他用理想的、數(shù)學的天文學來代替觀察天文學，是一項激進的觀念變革.柏拉圖第一次為幾個世紀以來一直盤旋在天文學家腦海中的行星運動問題給出了明確的目標:如何組合各種均勻的圓周運動，使其結(jié)果對應(yīng)于所觀測到的行星運動l8]2，圍繞著柏拉圖提出的問題，經(jīng)過了500多年，從歐多克索(Eudoxus)到托勒密(Rolemy)，希臘天文學家利用數(shù)學原則與圓周運動來說明天體運動的各種不規(guī)則的現(xiàn)象.柏拉圖提出微觀世界和宏觀世界的學說，由人類組成的微觀世界與宇宙的宏觀世界相回應(yīng)，他的思想影響到了中世紀歐洲的思想.柏拉圖企圖使天文學成為數(shù)學的一個分支，他的宇宙觀基本上是一種數(shù)學的宇宙觀.他用數(shù)學表達描述了神圣的天體運動，他設(shè)想宇宙開端有直角三角形，他堅信地球是固定在宇宙的中心，同太陽、月亮和行星一起與不同的速度圍繞地球旋轉(zhuǎn).柏拉圖認為只有一個宇宙，他認為不同的天體都是由四種元素的微粒組成的.火微粒是正四面體，氣微粒是正八面體，水微粒是正二十面體，土微粒是立方體.第五種正多面體是由正五邊形形成的十二面體，這是組成天上物質(zhì)的第五種元素，叫做以太•柏拉圖的正多面體，多元素體現(xiàn)了把自然數(shù)學化的一大步.古希臘著名哲學家亞里士多德就繼承和發(fā)展了柏拉圖的這一思想，哥白尼和伽利略也遵行了柏拉圖的數(shù)學天文學思想而取得成功的典范，伽利略在《試金者》中曾這樣描述過:宇宙這本書是上帝“用數(shù)學語言寫成的，其文字是三角、圓和其他幾何圖形”四巴柏拉圖受到了畢達哥拉斯派關(guān)于數(shù)的神秘主義的影響，他把這個理論運用到天文學中.在《蒂邁歐》中，柏拉圖強調(diào)“一個”世界的完美性.他用“一”這個數(shù)字的概念說明了世界太完美了，并和德漠克利特的機械論展開論戰(zhàn)，推動了天文學向前發(fā)展.柏拉圖的天文學體系不涉及可見天體的可感知的運動，而是與想象中的天空中數(shù)學點的完美運動有關(guān)，這些完美的數(shù)學點描繪出圓周運動，通過勻速圓周運動的組合來解釋天體運動的不規(guī)則性這一思想為數(shù)學天文學的發(fā)展開辟了道路.歐多克斯(Eudoxs)在柏拉圖原則的指導下提出了天文學的天體的同心圓理論.托勒密乃至哥白尼一直延續(xù)這一思想研究完美的同心圓運動軌道.
柏拉圖:理念論與數(shù)理思想相結(jié)合的古代典型柏拉圖
在科學研究過程中，他將在認識論體系上的理念論與在本體論體系上的數(shù)理思想相結(jié)合，逐步建立和形成了自己的科學方法論理論體系.柏拉圖對真理的認識是和他的理念論結(jié)合在一起，形成了他特有的唯心主義，后世稱之為“唯實論”.“唯實論”對科學史的影響，超過了他的任何其他理論.科學史學家丹皮爾認為柏拉圖的唯實論是一種現(xiàn)代形式觀念的“實在論”，比一種粗糙的唯名論更接近真理7竺柏拉圖的唯實論與基督教神學相結(jié)合，在方法論上表現(xiàn)為注重推納演繹法，重視數(shù)的觀念.柏拉圖將幾何學作為演繹推理的一個很好的實例，柏拉圖曾經(jīng)明確地把上帝看成一位幾何家.他以幾何學為藍本，認為數(shù)理學家要利用各種幾何圖形進行思考，但是這種圖形不是現(xiàn)實中的圖形，而是理念中的圖形，經(jīng)過假設(shè)和邏輯推演，最終形成人們對現(xiàn)實世界認識的各種的理念.E•邁爾(Mayr)將這種思維稱之為“類型邏輯思維”〔10183.這種思維模式認為自然界中應(yīng)該重視研究典型現(xiàn)象，柏拉圖本人建構(gòu)的宇宙模型正是用了這種方法，歐幾里得乃至整個自然科學所采用的方法都是如此111].波普爾認為，柏拉圖是提出幾何世界圖景的第一人，是哥白尼、伽利略、開普勒、牛頓等近代科學奠基者的思想噶矢112].研究科學史的歷史學家林德伯格(Lindberg)這樣描述柏拉圖在科學上的影響:柏拉圖的觀點具有明顯的現(xiàn)代口吻—理想化是大多數(shù)現(xiàn)代科學的一個顯著特征;我們在建構(gòu)模型和定律時，為了把握本質(zhì)就需要忽略偶然因素的作用110183.而物理學也是遵行了這一方法論而取得了巨大成功，例如:古希臘的阿基米德在解決杠桿原理時，繼承了柏拉圖的理想化思想，忽略了杠杠本身的重量、支點的摩擦以及空氣阻力的因素，同時把物體作為質(zhì)點，把杠桿的位置定位為一個理勝化的數(shù)學點來處理.同樣，伽利略的對接斜面理想實驗就是試圖在排除所有阻力和干擾的理想狀況下描述物體的運動，解決了物體的運動問題，這是柏拉圖的“類型邏輯思維”延伸的一個經(jīng)典實例.后來的牛頓在伽利略理想實驗的基礎(chǔ)上提出了牛頓第一定律，即賡勝定律，慣性定律是不能直接用實驗去嚴格的驗證，它也是理想化邏輯推理的產(chǎn)物.柏拉圖的自然哲學思想記錄在他的眾多著作中，其中最著名的是《蒂邁歐篇》.科學史學家WC丹皮爾曾這樣評論《蒂邁歐篇》:這部書差不多成了中古時期的知識的唯一來源，在亞里士多德的著作被遺忘的幾百年中，它給中世紀帶來了一種自然哲學，當時的異想天開的見解有許多就是從那里來的Iv]51.柏拉圖還通過舉辦學院的形式傳播他的科學思想，他注重實證研究，培養(yǎng)了歐多克索斯、亞里士多德等大批杰出人才.
作者：張瑤 吳文良 徐楠 單位：昭通學院物理系
篇5
諾貝爾獎是以瑞典著名化學家阿爾弗雷德·貝恩哈德·諾貝爾（Alfred Bemhard Nobel，1833年10月21日～1896年12月10日）的部分遺產(chǎn)作為基金創(chuàng)立的。諾貝爾獎包括金質(zhì)獎?wù)隆⒆C書和獎金支票。諾貝爾在他的遺囑中提出，將部分遺產(chǎn)（920萬美元）作為基金，以其利息分設(shè)物理、化學、生理或醫(yī)學、文學及和平5種獎金，授予世界各國在這些領(lǐng)域內(nèi)對人類做出重大貢獻的學者。1968年，瑞典中央銀行于建行300周年之際，提供資金增設(shè)諾貝爾經(jīng)濟學獎，并于1969年開始與其它5種獎同時頒發(fā)。諾貝爾獎還有一個規(guī)定，即只有先前的諾貝爾獎獲得者、諾貝爾獎評委會委員、特別指定的大學教授、諾貝爾獎評委會特邀教授才有資格推薦獲獎的候選人。
由于沒有設(shè)立諾貝爾天文學獎，在很多年里，天文學家既沒有推薦權(quán)，也不會被人推薦。在這個世界公認的科學界最高獎面前，天文學和天文學家的處境不免有些尷尬。
天文學與物理學相互促進
天文學是研究地球之外天體和宇宙整體的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、運動和演化的科學，物理學是研究物質(zhì)世界基本規(guī)律的科學。研究各種物質(zhì)形態(tài)都會形成相應(yīng)的物理學分支，其中包括研究天體形態(tài)和特性的天體物理學。很顯然，天文學與物理學的關(guān)系十分密切，相互關(guān)聯(lián)，密不可分。天文學成就可以歸入諾貝爾物理學獎的范圍是在情理之中的，但是要使這個道理得到公認很不容易，花費了好幾十年的時間。
20世紀初，物理學家根據(jù)物理學規(guī)律提出了許多天文學預(yù)言：如廣義相對論預(yù)言星光在太陽引力場中的彎曲、水星近日點的運動規(guī)律和引力場中的光譜紅移現(xiàn)象；預(yù)言中子星、微波背景輻射、星際分子和黑洞的存在等。這些預(yù)言在證實的過程中曾走過艱難的歷程甚至彎路，這些偉大的預(yù)言推動著天文學家和物理學家們?yōu)橹畩^斗，并且發(fā)展了一個個新的分支學科。
天文觀測為物理學基本理論提供了認識地球上實驗室無法得到的物理現(xiàn)象和物理過程的條件。開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運動三定律以后，牛頓為解釋這些經(jīng)驗規(guī)律才導出萬有引力定律，而在地球上的物理實驗室中是總結(jié)不出萬有引力定律的。此后，從對太陽及恒星內(nèi)部結(jié)構(gòu)和能量來源的研究中獲得了熱核聚變反應(yīng)的概念；對星云譜線的分析提供了原子禁線理論的線索；從恒星演化理論發(fā)展出了元素形成理論。天文學觀測的新發(fā)現(xiàn)也給物理學以巨大的刺激和桃戰(zhàn)：中子星的發(fā)現(xiàn)推動了致密態(tài)物理學的發(fā)展，而類星體、星系核、Y射線暴等現(xiàn)象的能量來源迄今還很難從現(xiàn)有的物理學規(guī)律中找到答案。
隨著物理學的發(fā)展，物理學家必然要把宇宙及各種天體作為物理學的實驗室。物理學家涉足天文學領(lǐng)域的研究成為一種必然。而天文學家也會密切地注視著物理學的發(fā)展，以期用物理學原理來解釋宇宙的過去、現(xiàn)在和將來。
一批歷史性天文學成就無緣諾貝爾獎
在1901年開始頒發(fā)諾貝爾獎以后，天文學上有很多重大的發(fā)現(xiàn)，其科學價值可與獲得諾貝爾物理學獎的一些項目媲美。1912年，美國女天文學家勒維特（Henrietta Swan Leavitt）發(fā)現(xiàn)造父變星的周光關(guān)系，從而得出一種估計天體距離的方法，這直接導致了河外星系的發(fā)現(xiàn)；1911年～1913年，丹麥天文學家赫茨普龍（Ejnar Hertzsprung）和美國天文學家羅素（Henry Norris Russell）各自獨立地得到了恒星光度和光譜型的關(guān)系圖，即赫羅圖，赫羅圖在恒星起源和演化的研究中起到了舉足輕重的作用；1918年，美國天文學家沙普利（Harlow Shapley）發(fā)現(xiàn)銀河系中心在人馬座方向，糾正了太陽是銀河系中心的錯誤看法；1924年，美國天文學家哈勃（Edwin P.Hubble）確認“仙女座大星云”是銀河系之外的恒星系統(tǒng)，繼而在1929年發(fā)現(xiàn)了著名的哈勃定律，證明宇宙在膨脹；1926年，英國天文學家愛丁頓（ArthurStanley Eddington）出版專著《恒星內(nèi)部結(jié)構(gòu)》，這本書成為恒星結(jié)構(gòu)理論的經(jīng)典著作。然而，這些成果無一例外地被諾貝爾物理學獎拒之門外。
就像1927年諾貝爾物理學獎得主威爾遜發(fā)明的云霧室成為研究微觀粒子的重要儀器一樣，望遠鏡的發(fā)展使我們能夠觀測到更遙遠、更暗弱的天體及天體現(xiàn)象。但是沒有一項光學望遠鏡的成就獲獎。其中如美國天文學家海爾（Alan Hale）研制的口徑1.53米、2.54米和5.08米三架大型反射望遠鏡，1930年施密特研制的折反射望遠鏡，以及20世紀90年代研制完成的10米口徑凱克Ⅰ號和Ⅱ號望遠鏡等，它們都代表了天文學觀測手段的歷史性成就。獲諾貝爾物理學獎的與天文相關(guān)的課題
隨著物理學的發(fā)展，物理學家必然要把宇宙及各種天體作為物理學的實驗室。在宇宙中所發(fā)生的物理過程比地球上所能發(fā)生的多得多，條件往往更為典型或極端。在地球上做不到的物理實驗，在宇宙中可以觀測到。物理學家涉足天文學領(lǐng)域的研究成為必然。
赫斯發(fā)現(xiàn)宇宙線191 1年～1912年，奧地利物理學家赫斯（Victor Francis Hess）用氣球把“電離室”送到距離地面5000多米的高空進行大氣導電和電離的實驗，發(fā)現(xiàn)了來自地球之外的宇宙線。1936年，赫斯因此獲得諾貝爾物理學獎。實際上，宇宙線的發(fā)現(xiàn)既是一項物理學實驗，更是天文學觀測成果。
貝特提出太陽的能源機制1938年美國物理學家貝特（Hans Bethe）研究核反應(yīng)理論的過程中，提出太陽和恒星的能量來源于核心的氫核聚變所釋放出的巨大能量。1967年，他因此項研究成果獲得諾貝爾物理學獎。
湯斯開創(chuàng)分子譜線天文學美國物理學家湯斯（Charles Townes）利用氨分子受激發(fā)射的方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電子線路放大，研制出了波長為1，25厘米的氨分子振蕩器，簡稱為脈澤。他由地球上的“脈澤”聯(lián)想到太空中的分子，預(yù)言星際分子的存在。并計算出羥基（-OH）、一氧化碳（CO）等17種星際分子譜線頻率。1963年，年輕的博士后巴瑞特觀測到了預(yù)言中的羥基分子譜線，成為轟動全球的20世紀60年代四大發(fā)現(xiàn)之一。湯斯由此成為分子譜線天文學的拓荒人和首創(chuàng)者。1964年，他因氨分子振蕩器成功研制而獲該年度的諾貝爾物理學獎，而這項研究的副產(chǎn)品開創(chuàng)了一門新興的天文學科，其科學意義不遜于氨分子振蕩器的研制成功。
物理學家涉足天文學的研究所取得的成果能夠登上諾貝爾獎的大雅之堂，那么天文學家的研究成果，自然也應(yīng)該被諾貝爾物理學獎容納。
天文學理論首先與諾貝爾獎結(jié)緣
天文學家們密切注視著物理學的發(fā)展，并在天文學的研究過程中發(fā)展了物理學。瑞典天文學家阿爾文首先于1970年用他的“太陽磁流體力學”的出色成果叩開了諾貝爾物理學獎的大門，接著又有錢德拉塞卡的“恒星結(jié)構(gòu)和演化”和福勒等幾人合作的“恒星演化元素形成理論”的獲獎。這三項諾貝爾物理學獎的理論性很強，但都是建立在深入細致的天文觀測基礎(chǔ)上的。光學望遠鏡的長期觀測提供了極其寶貴的資料，所獲得的統(tǒng)計規(guī)律給理論研究指明了方向，提供了解決問題的線索。這三個項目也體現(xiàn)了物理學理論和天文學最完美的結(jié)合。
首次獲諾貝爾獎的天文學家在太陽上發(fā)生的一切物理過程都與磁場和等離子體有關(guān)。磁流體力學成為太陽物理最重要的理論基礎(chǔ)。瑞典的阿爾文（Hannes Alfv6n）是磁流體力學的奠基人，他首先應(yīng)用這個理論研究太陽，因此也稱為太陽磁流體力學。由于這一理論也適用于宇宙中其它天體和星際介質(zhì)，因而也就成為宇宙磁流體力學。阿爾文因為對宇宙磁流體動力學的建立和發(fā)展所做出的卓越貢獻而榮獲1970年度諾貝爾物理學獎，這是歷史上第一次以天文學研究成果獲諾貝爾物理學獎。
印度裔美國天文學家錢德拉塞卡奮斗終生的成就在錢德拉塞卡（Subrahmanyan Chandrasekhar）還是劍橋大學研究生的時候，就獲得了“白矮星質(zhì)量上限”這一研究成果。這一成果意味著超過白矮星質(zhì)量極限的老年恒星的演化歸宿可能是密度比白矮星更大的中子星或者黑洞，其意義不同尋常。但由于受到權(quán)威學者錯誤的壓制，這一成果未能得到進一步深入研究。在這之后，他仍幾十年如一日地研究恒星結(jié)構(gòu)和演化理論。1983年，他在73歲高齡時以特別豐碩的成就獲得該年度的諾貝爾物理學獎。
B2FH元素形成理論宇宙中存在的各種元素是怎樣來的？這是個天文學家應(yīng)該回答、卻很難回答的問題。但是由天文學家霍伊爾（Fred Hoyle）、伯比奇（G.Geoffrey Burbidge）夫婦和核物理學家福勒（William Fowler）合作完成的研究課題卻揭示了這個自然之謎。人們按論文作者姓氏字母順序稱之為B2FH元素形成理論。這篇論文解決了在恒星中產(chǎn)生各種天然元素的難題，被視為經(jīng)典科學論文。這是天文學家和核物理學家合作研究天文學重大課題的典型例子。
1983年，上述論文的第三作者福勒獲得了諾貝爾物理學獎，這個結(jié)果顯得很不公平，備受質(zhì)疑。福勒的貢獻的確很大，但是另外三位天文學家的貢獻也不是可有可無的，特別是霍伊爾作為這個研究課題的提出者和組織者，其前期的研究已經(jīng)提出“恒星內(nèi)部聚變產(chǎn)生元素”的創(chuàng)新思想，把他排除在諾獎之外很有些匪夷所思。
射電天文學成為諾貝爾獎的搖籃
射電天文學是20世紀30年展起來的天文學新分支，其特點是利用射電天文望遠鏡觀測天體的無線電波段的輻射。和光學望遠鏡400多年的歷史相比，它僅有幾十年歷史，但卻很快就步入了鼎盛時期。20世紀60年代射電天文學的“四大發(fā)現(xiàn)”，即脈沖星、星際分子、微波背景輻射、類星體，成為20世紀中最耀眼的天文學成就。射電天文已成為重大天文發(fā)現(xiàn)的發(fā)祥地和諾貝爾物理學獎的搖籃。
賴爾的突破物理學中因發(fā)明新器件而獲諾貝爾物理學獎的事例屢見不鮮。然而在20世紀前幾十年當中，光學天文望遠鏡的發(fā)展很快，導致了不少重要的天文發(fā)現(xiàn)，但卻沒有一項得獎。1974年，英國劍橋大學的賴爾（Martin Ryle）教授因發(fā)明綜合孔徑射電望遠鏡而獲得了諾貝爾物理學獎，這是天文學家終于實現(xiàn)因研制天文觀測設(shè)備而獲諾獎的突破。射電望遠鏡開辟了觀測的新波段，但是剛剛發(fā)展起來的射電天文十分幼稚，最大的問題是空間分辨率很低，且不能給出射電源的圖像。1952年，賴爾提出綜合孔徑望遠鏡理論，這是一種化整為零的射電望遠鏡，用兩面或多面小天線進行多次觀測就可以達到大天線所具有的分辨率和靈敏度。而且，還能得到所觀測的天區(qū)的射電圖像。1971年，劍橋大學建成的等效直徑為5千米的綜合孔徑望遠鏡，其分辨率已和大型光學望遠鏡相當，獲得了一大批射電源的圖像資料。
休伊什和貝爾發(fā)現(xiàn)脈沖星脈沖星的發(fā)現(xiàn)證實了中子星的存在。中子星具有和太陽相當?shù)馁|(zhì)量，但半徑只有約10千米。因此具有非常高的密度，是一種典型的致密星。中子星還具有超高壓、超高溫、超強磁場和超強輻射的物理特性，成為地球上不可能有的極端物理條件下的空間實驗室。它不僅為天文學開辟了一個新的領(lǐng)域，而且對現(xiàn)代物理學發(fā)展也產(chǎn)生了重大影響，導致了致密物質(zhì)物理學的誕生。英國劍橋大學的天文學教授休伊什（AntonyHewish）和他的研究生喬絲琳·貝爾（Jocelyn BellBurnell）女士一起發(fā)現(xiàn)了脈沖星。休伊什因發(fā)現(xiàn)脈沖星并證認其為中子星而榮獲1974年的諾貝爾物理獎是當之無愧的，但貝爾博士未能和休伊什一起獲得諾貝爾獎卻是一件憾事，目前天文學家公認她是發(fā)現(xiàn)脈沖星的第一人。
彭齊亞斯和威爾遜發(fā)現(xiàn)宇宙微波背景輻射1963年初，彭齊亞斯（Arno Allan Penzias）和威爾遜（Robert Woodrow Wilson）把一臺衛(wèi)星通訊接收設(shè)備改造為射電望遠鏡進行射電天文學研究。在觀測過程中意外發(fā)現(xiàn)了多余的3.5開溫度的輻射。這種輻射被確認是宇宙大爆炸時的輻射殘余，成為宇宙大爆炸理論的重要觀測證據(jù)。由此，他們獲得了1978年度的諾貝爾物理學獎。彭齊亞斯和威爾遜發(fā)現(xiàn)宇宙微波背景輻射，所獲得的黑體譜并不精確，而且他們得到的微波背景輻射的空間分布是各向同性的，這與大爆炸宇宙學的理論有著明顯的差別。
赫爾斯和泰勒發(fā)現(xiàn)射電脈沖雙星繼1974年休伊什教授因發(fā)現(xiàn)脈沖星而獲得諾貝爾物理學獎之后，1993年美國普林斯頓大學的赫爾斯（RussellA.Hulse）和泰勒（Joseph H.Taylor）兩位教授又因發(fā)現(xiàn)射電脈沖雙星而共同獲得該年度諾貝爾物理學獎，引起了全世界的轟動。他們發(fā)現(xiàn)的脈沖雙星系統(tǒng)之所以重要，不僅因為是第一個，還因為它是軌道橢率很大的雙中子星系統(tǒng)，成為驗證引力輻射存在的空間實驗室。他們經(jīng)過近20年堅持不懈的努力，上千次的觀測，終于以無可爭辯的觀測事實，間接證實了引力波的存在，開辟了引力波天文學的新領(lǐng)域。
新世紀天文觀測再續(xù)輝煌
觀測是天文學研究的主要方法。觀測手段越多、越好，所能得到的信息就越豐富。進入21世紀僅僅10余年，已有4個天文項目獲得了諾貝爾物理學獎，分別屬于X射線、中微子、射電和光學觀測研究領(lǐng)域。
賈科尼創(chuàng)立x射線天文學
1901年，倫琴（Wilhelm Conrad R6ntgen）因為發(fā)現(xiàn)X射線榮獲諾貝爾物理學獎。時隔102年，X射線天文學的創(chuàng)始人里卡爾多·賈科尼（Rieeardo Giaeeoni）又獲諾獎殊榮。由于地球大氣對X射線和Y射線的強烈吸收，只能把探測器送到大氣層外才能接收天體的X射線和Y射線輻射。20世紀30年代以后，特別是到了90年代，空間探測的發(fā)展使得X射線天文學得到了發(fā)展，實現(xiàn)了天文學觀測研究的又一次飛躍。美國天文學家賈科尼由于對X射線天文學的突出貢獻榮獲2002年度諾貝爾物理學獎。
賈科尼對X射線天文學的貢獻是全面的，瑞典皇家科學院發(fā)表的新聞公報把他的貢獻歸納為“發(fā)明了一種可以放置在太空中的探測器，從而第一次探測到了太陽系以外的X射線源，第一次證實宇宙中存在著隱蔽的X射線背景輻射，發(fā)現(xiàn)了可能來自黑洞的X射線，他還主持建造了第一臺X射線天文望遠鏡，為觀察宇宙提供了新的手段，為x射線天文學奠定了基礎(chǔ)”。賈科尼被稱為“X射線天文學之父”當之無愧。
戴維斯和小柴昌俊發(fā)現(xiàn)太陽中微子中微子是組成自然界的最基本的粒子之一，中微子不帶電，質(zhì)量只有電子的百萬分之一，幾乎不與任何物質(zhì)發(fā)生作用，因此極難探測。理論推測，在太陽核心發(fā)生的氫核聚變?yōu)楹さ姆磻?yīng)中，每形成一個氦原子核就會釋放出2個中微子。太陽每秒鐘消耗5，6億噸氫，要釋放1.4×1038個中微子。太陽究竟會不會發(fā)射如此多的中微子？只能由觀測來回答。
篇6
有科學的邊緣，就有邊緣科學。那么，這個邊緣科學是怎樣產(chǎn)生的呢？一是“移植”，即把一種學科的研究方法移植到另一種學科中去。比如，把物理學中的電子技術(shù)、微波技術(shù)、光譜技術(shù)等用于天文學的研究，便出現(xiàn)了新學科——射電天文學及光譜天文學。把激光技術(shù)用于生物學、化學和醫(yī)學的研究中，便產(chǎn)生了激光生物學、激光化學及激光醫(yī)學等。二是“雜交”，將原來不相同的兩種學科融合成一種新學科。比如物理化學，生物化學，量子化學等。這種雜交產(chǎn)生的新學科，特別在基礎(chǔ)科學研究方面有重大意義。
在具體的表現(xiàn)形式上，邊緣學科又分為幾種。例如“多邊緣復合式”，它突破了鄰近兩門學科結(jié)合的局限性，變成了多學科的邊緣科學。物理生物化學就是邊緣學科生物化學和生物物理學相互結(jié)合的產(chǎn)物。還有“大邊緣學科”，它橫跨學科上的幅度更大，是自然科學、技術(shù)科學和社會科學的互相滲透所成。如技術(shù)經(jīng)濟學，社會醫(yī)學，環(huán)境科學，宇航心理學等等。
篇7
一.
天文學研究的歷程
朱熹對天文現(xiàn)象的思考很早就已開始。據(jù)朱熹門人黃義剛“癸丑（1193年，朱熹63歲）以后所聞”和林蘷孫“丁巳（1197年，朱熹67歲）以后所聞”，朱熹曾回憶說：“某自五、六歲，便煩惱道：‘天地四邊之外，是什么物事？’見人說四方無邊，某思量也須有個盡處。如這壁相似，壁后也須有什么物事。其時思量得幾乎成病。到而今也未知那壁后是何物？”[ii]可見，朱熹從小就關(guān)心天文，直到晚年仍對此難以忘懷，并孜孜以求。
然而，朱熹在其早期的學術(shù)生涯中，并沒有進行天文學的研究。朱熹早年除讀儒家經(jīng)典外，“無所不學，禪、道文章，楚辭、詩、兵法，事事要學”[iii]。紹興三十年（1160年，朱熹30歲），朱熹正式拜二程的三傳弟子李侗為師，開始潛心于儒學，并接受李侗以“默坐澄心”于“分殊”上體認“理一”的思想。
據(jù)《朱文公文集》以及當今學者陳來先生所著《朱子書信編年考證》[iv]，朱熹最早論及天文學當在乾道七年（1171年，朱熹41歲）的《答林擇之》，其中寫道：“竹尺一枚，煩以夏至日依古法立表以測其日中之景，細度其長短。”[v]
測量日影的長度是古代重要的天文觀測活動之一。最簡單的方法是在地上直立一根長八尺的表竿，通過測量日影的長短來確定節(jié)氣；其中日影最短時為夏至，最長時為冬至，又都稱為“日至”。與此同時，這種方法還用于確定“地中”。《周禮·地官》載：“以土圭之法測土深，正日景以求地中。……日至之景，尺有五寸，謂之地中。”意思是，在夏至日中午測得日影為一尺五寸的地方，此地便是“地中”。而且，從“地中”向北，每一千里則影長增一寸；向南，每一千里則影長減一寸。這就是《周髀算經(jīng)》所謂“周髀長八尺，勾之損益寸千里”。這一說法到南朝以后受到懷疑；唐朝的一行和南宮說通過不同地區(qū)日影的測量，進一步予以糾正。朱熹要其弟子林擇之協(xié)助測量日影，顯然是要比較不同地區(qū)日影的長短，其科學精神可見一斑。
在同年的《答蔡季通》中。朱熹寫道：“歷法恐亦只可略說大概規(guī)模，蓋欲其詳，即須仰觀俯察乃可驗。今無其器，殆亦難盡究也。”[vi]
蔡季通，即蔡元定（1135—1198年）；建陽（今屬福建）人，學者稱西山先生；精于天文、地理、呂律、象數(shù)，著作有《律呂新書》、《大衍詳說》等；為朱熹“四大弟子（蔡元定、黃干、劉爚、陳淳）”之首。蔡元定的年齡僅比朱熹小5歲，并在天文學等科學上有所造詣，很受朱熹的器重。從以上所引《答蔡季通》可知，當時朱熹正與蔡元定討論天文歷法，并且認為，研究歷法必須用科學儀器進行實際的天文觀測。
淳熙元年（1174年，朱熹44歲），朱熹在《答呂子約》中寫道：“日月之說，沈存中筆談中說得好，日食時亦非光散，但為物掩耳。若論其實，須以終古不易者為體，但其光氣常新耳。”[vii]顯然，朱熹在此前已研讀過北宋著名科學家沈括的《夢溪筆談》，并對沈括的有關(guān)天文學的觀點進行分析。胡道靜先生認為，在整個宋代，朱熹是最最重視沈括著作的科學價值的唯一的學者，是宋代學者中最熟悉《夢溪筆談》內(nèi)容并能對其科學觀點有所闡發(fā)的人。[viii]
淳熙十三年（1186年，朱熹56歲），朱熹在《答蔡季通》中寫道：“《星經(jīng)》紫垣固所當先，太微、天市乃在二十八宿之中，若列于前，不知如何指其所在？恐當云在紫垣之旁某星至某星之外，起某宿幾度，盡某宿幾度。又記其帝坐處須云在某宿幾度，距紫垣幾度，赤道幾度，距垣四面各幾度，與垣外某星相直，及記其昏見，及昏旦夜半當中之星。其垣四面之星，亦須注與垣外某星相直，乃可易曉。……《星經(jīng)》可付三哥畢其事否？甚愿早見之也。近校得《步天歌》頗不錯，其說雖淺而詞甚俚，然亦初學之階梯也。”[ix]可見，當時朱熹正與蔡元定一起研究重要的天文學經(jīng)典著作《星經(jīng)》和以詩歌形式寫成的通俗天文學著作《步天歌》，并就如何確定天空中恒星的位置問題進行討論，其中涉及三垣二十八宿星象體系。
同年，朱熹在《答蔡伯靜》中寫道：“天經(jīng)之說，今日所論乃中其病，然亦未盡。彼論之失，正坐以天形為可低昂反復耳。不知天形一定，其間隨人所望固有少不同處，而其南北高下自有定位，政使人能入于彈圓之下以望之，南極雖高，而北極之在北方，只有更高于南極，決不至反入地下而移過南方也。但入彈圓下者自不看見耳。蓋圖雖古所創(chuàng)，然終不似天體，孰若一大圓象，鉆穴為星，而虛其當隱之規(guī)，以為甕口，乃設(shè)短軸于北極之外，以綴而運之，又設(shè)短軸于南極之北，以承甕口，遂自甕口設(shè)四柱，小梯以入其中，而于梯末架空北入，以為地平，使可仰窺而不失渾體耶？”[x]在這里，朱熹設(shè)想了一種可進入其中觀看天象的龐大的渾天儀。
淳熙十四年（1187年，朱熹57歲），朱熹在《答廖子晦》中寫道：“日之南北雖不同，然皆隨黃道而行耳。月道雖不同，然亦常隨黃道而出其旁耳。其合朔時，日月同在一度；其望日，則日月極遠而相對；其上下弦，則日月近一而遠三。如日在午，則月或在卯，或在酉之類是也。故合朔之時，日月之東西雖同在一度，而月道之南北或差遠，于日則不蝕。或南北雖亦相近，而日在內(nèi)，月在外，則不蝕。此正如一人秉燭，一人執(zhí)扇，相交而過。一人自內(nèi)觀之，其兩人相去差遠，則雖扇在內(nèi)，燭在外，而扇不能掩燭。或秉燭者在內(nèi)，而執(zhí)扇在外，則雖近而扇亦不能掩燭。以此推之，大略可見。”[xi]在這里，朱熹對月亮盈虧變化的原因作了探討。
淳熙十六年（1189年，朱熹59歲），朱熹在《答蔡季通》中寫道：“極星出地之度，趙君云福州只廿四度，不知何故自福州至此已差四度，而自此至岳臺，卻只差八度也。子半之說尤可疑，豈非天旋地轉(zhuǎn)，閩浙卻是天地之中也耶？”[xii]在這里，朱熹試圖通過比較各地北極星的高度及其與地中岳臺的關(guān)系，以證明大地的運動。
朱熹在一生中最后的十年里，在天文學研究上下了較多的功夫，并取得了重要的科學成就。南宋黎靖德所編《朱子語類》卷一“理氣上·太極天地上”和卷二“理氣下·天地下”編入大量朱熹有關(guān)天文學的言論，其中大都是這一時期朱熹門人所記錄的。例如：《朱子語類》卷二朱熹門人陳淳“庚戌（1190年，朱熹60歲）、己未（1199年，朱熹69歲）所聞”：“天日月星皆是左旋，只有遲速。天行較急，一日一夜繞地一周三百六十五度四分度之一，而又進過一度。日行稍遲，一日一夜繞地恰一周，而於天為退一度。至一年，方與天相值在恰好處，是謂一年一周天。月行又遲，一日一夜繞地不能匝，而於天常退十三度十九分度之七。至二十九日半強，恰與天相值在恰好處，是謂一月一周天。月只是受日光。月質(zhì)常圓，不曾缺，如圓毬，只有一面受日光。望日日在酉，月在卯，正相對，受光為盛。天積氣，上面勁，只中間空，為日月來往。地在天中，不甚大，四邊空。……”[xiii]
《朱子語類》的其它卷中也有此類記錄。例如：《朱子語類》卷二十三黃義剛“癸丑（1193年，朱熹63歲）以后所聞”：安卿問北辰。曰：“北辰是那中間無星處，這些子不動，是天之樞紐。北辰無星……。”義剛問：“極星動不動？”曰：“極星也動。只是它近那辰后，雖動而不覺。……今人以管去窺那極星，見其動來動去，只在管里面，不動出去。向來人說北極便是北辰，皆只說北極不動。至本朝人方去推得是北極只是北辰頭邊，而極星依舊動。又一說，那空無星處皆謂之辰……。”又曰：“天轉(zhuǎn)，也非東而西，也非循環(huán)磨轉(zhuǎn)，卻是側(cè)轉(zhuǎn)。”義剛言：“樓上渾儀可見。”曰：“是。”……又曰：“南極在地下中處，南北極相對。天雖轉(zhuǎn)，極卻在中不動。”[xiv]
《朱文公文集》卷七十二朱熹所著《北辰辨》（大約寫成于1196年，朱熹66歲）以及卷六十五朱熹所注《尚書》之《堯典》、《舜典》（大約寫成于1198年，朱熹68歲）都包含有豐富的天文學觀點。《北辰辨》是朱熹專門討論天球北極星座的論文；在所注的《堯典》中，朱熹討論了當時天文學的歲差、置閏法等概念；在所注《舜典》中討論了早期的渾天說、渾天儀的結(jié)構(gòu)，并詳細記錄了當時的渾天儀結(jié)構(gòu)。
這一時期朱熹所編《楚辭集注》（成書于1195年，朱熹65歲）之《天問》中也有一些注釋反映了他在天文學方面的研究和造詣。
二.
天文學的成就
就朱熹研究天文學的方法而言，其最根本的研究方法是[xv]：
其一，細心觀察各種天文現(xiàn)象。朱熹是重視親身觀察、善于觀察的人。他經(jīng)常運用儀器觀察天文現(xiàn)象；并運用觀察所得驗證、反駁或提出各種見解。
其二，用“氣”、“陰陽”等抽象概念解釋天文現(xiàn)象。朱熹所采用的這一方法與中國古代科學家普遍采用的研究方法是一致的。
其三，運用推類獲取新知。朱熹經(jīng)常運用“以類而推”的方法，用已知的東西、直觀的東西，對天文現(xiàn)象進行類推解釋。
其四，闡發(fā)前人的天文學研究成果。朱熹研讀過包括沈括《夢溪筆談》在內(nèi)的大量科學論著，對前人的天文學觀點均予以評述，并提出自己的看法。
從現(xiàn)代科學的角度看，朱熹的天文學研究方法，固然有其不足之處，這主要是由于古代科學所處的階段而導致的。在古代科學的范疇中，朱熹的天文學研究方法應(yīng)當屬于合理。更為重要的是，朱熹運用這些方法在天文學上取得了重要的成就。
朱熹在天文學方面的科學成就主要反映在他最后十年里有關(guān)的言論中。概括起來主要有三個方面：
第一，提出了以“氣”為起點的宇宙演化學說。朱熹曾經(jīng)說：“天地初間只是陰陽之氣。這一個氣運行，磨來磨去，磨得急了便拶許多渣滓；里面無處出，便結(jié)成個地在中央。氣之清者便為天，為日月，為星辰，只在外，常周環(huán)運轉(zhuǎn)。地便只在中央不動。不是在下。”[xvi]這里描繪了一幅宇宙演化途徑的圖景。
在朱熹看來，宇宙的初始是由陰陽之氣構(gòu)成的氣團。陰陽之氣的氣團作旋轉(zhuǎn)運動；由于內(nèi)部相互磨擦發(fā)生分化；其中“清剛者為天，重濁者為地”[xvii]，重濁之氣聚合為“渣滓”，為地，清剛之氣則在地的周圍形成天和日月星辰。朱熹還明確說：“天地始初混沌未分時，想只有水火二者。水之滓腳便成地。今登高而望，群山皆為波浪之狀，便是水泛如此。只不知因什么時凝了。初間極軟，后來方凝得硬。……水之極濁便成地，火之極輕便成風霆雷電日星之屬。”[xviii]他根據(jù)直觀的經(jīng)驗推斷認為，大地是在水的作用下通過沉積而形成的，日月星辰是由火而形成的。
將宇宙的初始看作是運動的氣，這一思想與近代天文學關(guān)于太陽系起源的星云說有某些相似之處。1755年，德國哲學家康德提出了太陽系起源的星云說；1796年，法國天文學家拉普拉斯也獨立地提出星云說。星云說認為，太陽系內(nèi)的所有天體都是由同一團原始星云形成的。然而，在他們500多年之前，朱熹就提出了類似之說；盡管尚缺乏科學依據(jù)和定量的推算，但其通過思辯而獲得的結(jié)果則是超前的。
對此，英國科學史家梅森在其《自然科學史》一書中予以記述：“宋朝最出名的新儒家是朱熹。他認為，在太初，宇宙只是在運動中的一團渾沌的物質(zhì)。這種運動是漩渦的運動，而由于這種運動，重濁物質(zhì)與清剛物質(zhì)就分離開來，重濁者趨向宇宙大旋渦的中心而成為地，清剛者則居于上而成為天。……”[xix]
第二，提出了地以“氣”懸空于宇宙之中的宇宙結(jié)構(gòu)學說。朱熹贊同早期的渾天說，但作了重大的修改和發(fā)展。早期的渾天說認為：“天如雞子，地如雞中黃，孤居于天內(nèi)，天大而地小。天表里有水，天地各乘氣而立，載水而行”[xx]但是，當天半繞地下時，日月星辰如何從水中通過？這是困擾古代天文學家的一大難題。朱熹不贊同地載水而浮的說法，他說：“天以氣而依地之形，地以形而附天之氣。天包乎地，地特天中之一物爾。天以氣而運乎外，故地搉在中間，隤然不動。”[xxi]這就是說，地以“氣”懸空在宇宙之中。
至于地如何以“氣”懸空在宇宙中央，朱熹說：“天運不息，晝夜輾轉(zhuǎn)，故地搉在中間。使天有一息之停，則地須陷下。惟天運轉(zhuǎn)之急，故凝結(jié)得許多渣滓在中間。”[xxii]又說：“地則氣之渣滓，聚成形質(zhì)者；但以其束于勁風旋轉(zhuǎn)之中，故得以兀然浮空，甚久而不墜耳。”[xxiii]朱熹認為，宇宙中“氣”的旋轉(zhuǎn)使得地能夠懸空于宇宙中央。朱熹的解釋克服了以往天文學家關(guān)于宇宙結(jié)構(gòu)學說的弱點，把傳統(tǒng)的渾天說發(fā)展到了一個新水平。[xxiv]
關(guān)于地之外的天，朱熹說：“天之形，……亦無形質(zhì)。……天體，而實非有體也。”[xxv]“天無體，只二十八宿便是天體。”[xxvi]又說：“星不是貼天。天是陰陽之氣在上面”；“天積氣，上面勁，只中間空，為日月來往。地在天中，不甚大，四邊空，”[xxvii]這顯然是吸取了傳統(tǒng)宣夜說所謂“天了無質(zhì)，……日月眾星，自然浮生虛空之中，其行無止，皆須氣也”[xxviii]的思想。
第三，提出了天有九重和天體運行軌道的思想。朱熹認為，屈原《天問》的“圜則九重”就是指“九天”，指天有九重。事實上，在朱熹之前，關(guān)于“九天”的說法可見《呂氏春秋·有始覽》：中央曰鈞天，東方曰蒼天，東北曰變天，北方曰玄天，西北曰幽天，西方曰顥天，西南曰朱天，南方曰炎天，東南曰陽天；后來的《淮南子·天文訓》等也有類似的說法；直到北宋末年洪興祖撰《楚辭補注》，其中《天文章句》對“九天”的解釋是：東方皞天，東南方陽天，南方赤天，西南方朱天，西方成天，西北方幽天，北方玄天，東北方變天，中央鈞天。顯然，這些解釋都不包括天有九重的思想。
朱熹則明確地提出天有九重的觀點，并且還說“自地之外，氣之旋轉(zhuǎn)，益遠益大，益清益剛，究陽之數(shù)，而至于九，則極清極剛，而無復有涯矣”[xxix]；同時，朱熹贊同張載所謂“日月五星順天左旋”的說法。他進一步解釋說：“蓋天行甚健，一日一夜周三百六十五度四分度之一，又進過一度。日行速，健次于天，一日一夜周三百六十五度四分度之一，正恰好。比天進一度，則日為退一度。二日天進二度，則日為退二度。積至三百六十五日四分日之一，則天所進過之度，又恰周得本數(shù)；而日所退之度，亦恰退盡本數(shù)，遂與天會而成一年。月行遲，一日一夜三百六十五度四分度之一行不盡，比天為退了十三度有奇。進數(shù)為順天而左，退數(shù)為逆天而右。”[xxx]《朱子語類》卷二朱熹的門人在闡釋所謂“天左旋，日月亦左旋”時說：“此亦易見。如以一大輪在外，一小輪載日月在內(nèi)，大輪轉(zhuǎn)急，小輪轉(zhuǎn)慢。雖都是左轉(zhuǎn)，只有急有慢，便覺日月似右轉(zhuǎn)了。”朱熹贊同此說。[xxxi]
對此，英國著名科學史家李約瑟說：“這位哲學家曾談到‘大輪’和‘小輪’，也就是日、月的小‘軌道’以及行星和恒星的大‘軌道’。特別有趣的是，他已經(jīng)認識到，‘逆行’不過是由于天體相對速度不同而產(chǎn)生的一種視現(xiàn)象。”[xxxii]因此李約瑟認為，不能匆忙假定中國天文學家從未理解行星的運動軌道。
在天文學研究中，朱熹除了提出以上新見外，還對沈括有關(guān)天文學的觀點做過詳細的闡述。例如：沈括曾說：“月本無光，猶銀丸，日耀之乃光耳。光之初生，日在其傍，故光側(cè)，而所見才如鉤；日漸遠，則斜照，而光稍滿。如一彈丸，以粉涂其半，側(cè)視之，則粉處如鉤；對視之，則正圓。”[xxxiii]朱熹贊同此說，并接著說：“以此觀之則知月光常滿，但自人所立處視之，有偏有正，故見其光有盈有虧。”[xxxiv]他還說：“月體常圓無闕，但常受日光為明。初三、四是日在下照，月在西邊明，人在這邊望，只見在弦光。十五、六則日在地下，其光由地四邊而射出，月被其光而明。……月，古今人皆言有闕，惟沈存中云無闕。”[xxxv]
三.
對后世的影響
中國古代的天文學大致包括宇宙結(jié)構(gòu)理論和歷法兩大主要部分，尤以歷法最為突出。宇宙結(jié)構(gòu)理論自漢代形成蓋天說、渾天說和宣夜說之后，也經(jīng)歷了不斷的發(fā)展，主要表現(xiàn)為占主導地位的渾天說不斷吸取各家學說之長而逐步得到完善。
朱熹的天文學研究側(cè)重于對宇宙結(jié)構(gòu)理論的研究。他通過自己的天文觀測和科學研究，以渾天說為主干，吸取了蓋天說和宣夜說的某些觀點，提出了較以往更加完善的宇宙結(jié)構(gòu)理論，把古代的渾天說推到一個新的階段，這應(yīng)當是朱熹對于古代天文學發(fā)展的一大貢獻。
但是，由于朱熹的天文學研究只是專注于宇宙的結(jié)構(gòu)，對于當時在天文觀測和歷法方面的研究進展關(guān)注不夠，在這些方面的研究稍顯不足。因此，他的宇宙結(jié)構(gòu)理論在某些具體的細節(jié)方面，尤其是定量方面，尚有一些不足之處，有些見解和解釋是欠妥當?shù)摹?/p>
然而，他畢竟對宇宙結(jié)構(gòu)等天文學問題作了純科學意義上的研究，代表了宋代以至后來相當長一段時期中國古代天文學在宇宙結(jié)構(gòu)理論研究方面的水平。而且，朱熹的宇宙結(jié)構(gòu)理論在后來直至清代一直受到了不少學者的重視和引述。
朱熹之后宋末的重要學者王應(yīng)麟(1223—1296年，字伯厚，號深寧居士)撰《六經(jīng)天文編》六卷，記述了儒家經(jīng)典中大量有關(guān)天文學方面的重要論述，《四庫全書·六經(jīng)天文編》“提要”說：“是編裒六經(jīng)之言天文者，以易、書、詩所載為上卷，周禮、禮記、春秋所載為下卷。”該著作也記述了朱熹的許多有關(guān)天文學方面的論述。
元代之后科舉考試以“四書五經(jīng)”為官定教科書。其中《尚書》以蔡沈的《書集傳》為主。蔡沈（1167—1230年，字仲默，號九峰）曾隨其父蔡元定從學于朱熹。他的《書集傳》是承朱熹之命而作，其中包含了朱熹所注《尚書》之《堯典》、《舜典》等內(nèi)容，涉及不少有關(guān)天文學方面的論述。另有元代學者史伯璿（生卒不詳）著《管窺外篇》；《四庫全書·管窺外篇》“提要”說：該書中“于天文、歷學、地理、田制言之頗詳，多能有所闡發(fā)。”在論及天文學時，該書對朱熹的言論多有引述，并認為“天以極健至勁之氣運乎外，而束水與地于其中”。這與朱熹的宇宙結(jié)構(gòu)理論是一致的。
明初的胡廣等纂修《性理大全》，其中輯錄了大量朱熹有關(guān)天文學的論述。明末清初的天文學家游藝（生卒不詳，字子六，號岱峰）融中西天文學于一體，撰天文學著作《天經(jīng)或問》，后被收入《四庫全書》，并流傳于日本。該書在回答地球何以“能浮空而不墜”時說：“天虛晝夜運旋于外，地實確然不動于中……天裹著地，運旋之氣升降不息，四面緊塞不容展側(cè)，地不得不凝于中以自守也。”這里吸取了朱熹關(guān)于氣的旋轉(zhuǎn)支撐地球懸于空中的宇宙結(jié)構(gòu)理論；在解釋地震的原因時，該書又明確運用了朱熹的這一觀點，說：“地本氣之渣滓聚成形質(zhì)者，束于元氣旋轉(zhuǎn)之中，故兀然浮空而不墜為極重亙中心以鎮(zhèn)定也。”在論及日月五星的運行方向和速度時，該書說道：“日月之行，宋儒言之甚詳”，并且還直接引述朱熹關(guān)于五星運行方向和速度的觀點予以說明。
清代著名學者李光地（1642—1718年，字晉卿，號榕村）曾奉命主編《朱子大全》，其中“卷四十九理氣一”有“總論、太極、天地、陰陽、時令”，“卷五十理氣二”有“天文、天度、地理、雷電、風雨雪雹霜露”，收錄了朱熹有關(guān)天文學的不少論述。李光地所著的《歷象本要》引述了朱熹所謂“地在中央不動，不是在下”，“天包乎地”以及“天有九重”等，用以說明朱熹的天文學思想中包含了西方天文學有關(guān)宇宙結(jié)構(gòu)的知識[xxxvi]。他在所撰的《理氣》篇說：“朱子言天，天不宜以恒星為體，當立有定之度數(shù)記之。天乃動物，仍當于天外立一太虛不動之天以測之，此說即今西歷之宗動天也。其言九層之天。近人者最和暖故能生人物。遠得一層，運轉(zhuǎn)得較緊似一層。至第九層則緊不可言。與今西歷所云九層一一吻合。”[xxxvii]他的《御定星歷考原》六卷，也引述了朱熹有關(guān)宇宙結(jié)構(gòu)的言論，并且認為，朱熹所說的“天包乎地，地特天中之一物爾”就是指“天渾圓地亦渾圓”，而與西方天文學的宇宙結(jié)構(gòu)理論相一致。
李光地與被譽為清初“歷算第一名家”的梅文鼎（1633—1721年，字定九，號勿庵）[xxxviii]交往甚密，并且對當時的西方科學都持“西學中源”說。梅文鼎在所著《歷學疑問》中多處引用朱熹有關(guān)宇宙結(jié)構(gòu)的言論。該書認為，朱熹已經(jīng)具有西方天文學所謂“動天之外有靜天”、“天有重數(shù)”和“以輪載日月”的觀點，并且說：“朱子以輪載日月之喻，兼可施諸黃、赤，與西說之言層次者實相通貫。”[xxxix]
除此之外，清代還有黃鼎（生卒不詳）的《天文大成管窺輯要》八十卷，其中也包括朱熹有關(guān)天文學的不少論述。
朱熹是古代的大哲學家，代表了中國古代哲學發(fā)展的一座高峰。也許正是這個原因，他在天文學上所取得的成就一直沒有能引起人們足夠的注意。但是，這并不能否認他在天文學上確實做出過卓越的貢獻，他的宇宙結(jié)構(gòu)理論對后世產(chǎn)生過重大的影響，他是歷史上重要的天文學家。的確，作為宋學集大成者的朱熹是“一位被遺忘的天文學家”，一位不該被遺忘的天文學家。
轉(zhuǎn)貼于 注釋：
1．〔日〕山田慶児：《朱子の自然學》，東京 : 巖波書店， 1978。
2．〔宋〕黎靖德編：《朱子語類》，卷第九十四。
3．《朱子語類》，卷第一百四。
4．陳來：《朱子書信編年考證》，上海人民出版社1989年版。
5．《答林擇之》，《晦菴先生朱文公文集》（四部叢刊初編），卷四十三。
6．《答蔡季通》，《晦菴先生朱文公文集》續(xù)集卷二。
7．《答呂子約》，《晦菴先生朱文公文集》卷四十七。
8．胡道靜：《朱子對沈括科學學說的鉆研與發(fā)展》，《朱熹與中國文化》，學林出版社1989年版。
9．《答蔡季通》，《晦菴先生朱文公文集》卷四十四。
10．《答蔡伯靜》，《晦菴先生朱文公文集》續(xù)集卷三。
11．《答廖子晦》，《晦菴先生朱文公文集》卷四十五。
12．《答蔡季通》，《晦菴先生朱文公文集》續(xù)集卷二。
13．26．27．30．31．35．《朱子語類》，卷第二。
14．《朱子語類》，卷第二十三。
15．樂愛國、高令印《朱熹格物致知論的科學精神及其歷史作用》，《廈門大學學報》，1997年第1期。
16．17．18．21．22．《朱子語類》，卷第一。
19．〔英〕梅森：《自然科學史》，上海譯文出版社1980年版，第75頁。
20．28．《晉書·天文志上》。
23．25．29．朱熹：《楚辭集注》，上海古籍出版社1979年版，第51頁。
24．杜石然等：《中國科學技術(shù)史稿》（下），科學出版社1982年版，第106頁。
32．〔英〕李約瑟：《中國科學技術(shù)史》（第四卷）《天學》，科學出版社1975年版，第547頁。
33．〔宋〕沈括：《夢溪筆談》卷七《象數(shù)一》。
34．朱熹：《楚辭集注》，第53頁。
36．樂愛國：《李光地的中西科技觀述評》，《李光地研究》廈門大學出版社1993年版。
篇8
Abstract The curriculum system of physics department and physics teacher education of Baylor University are introduced in detail. It is easy to see that the undergraduate enrollment of physics majors is a little less that is similar to our country. And the undergraduate majors of Baylor physics department are more reasonable， the degrees are more selectable. Their curriculum system is broad and profound， emphasizing of interdisciplinary development. The physics teacher education is separate from physics department， and is undertaken by the school of education， emphasizing interdisciplinary studies and teaching practice. Other mountain's stone can carve jade. These things are definitely meaningful for the transformation development of physics department in our local college.
Keywords physics； physics teacher education； curriculum system
美國貝勒大學位于德克薩斯州韋科市，是一所私立的基督教會大學。1845年2月，德克薩斯基督教育協(xié)會發(fā)起創(chuàng)辦，德克薩斯共和國總統(tǒng)安森?瓊斯簽署國會行動令，命名為貝勒大學貝勒大學是一所綜合性大學，設(shè)有文理學院、教育學院、商學院等12個教學學院，共有160個專業(yè)，在校學生16000多人。每個學院的教學系數(shù)目不同，其中物理系所在的文理學院有25個系，物理師范專業(yè)所在的教育學院，卻只3個系。
貝勒物理系有教師21人，其中教授6人，副教授7人，助理教授2人，高級講師3人，講師3人，博士19人，碩士2人。實行教授預(yù)聘制度，即對新進教師實行5年試用期，試用期滿考核決定去留。考核合格即進入終身教職行列。對任課教師的考評，主要通過系學術(shù)委員會對每位教師從教學、科研、社區(qū)服務(wù)三個方面進行考核。下面為物理系歷年在校本科生人數(shù)（大一到大四年級人數(shù)合計）：2015，60人；2014，53人；2013，61人；2012，45人；2011，41人；2010，41人；2009，40人；2008，39人；2007，33人；2006，24人。可以看出，每一屆平均招生10.9人。實際畢業(yè)的人數(shù)還會減少，因為轉(zhuǎn)專業(yè)或被開除，例如，2013年畢業(yè)本科生5人，2015年畢業(yè)本科生8人。與數(shù)學系和化學系人數(shù)相比，是最少的，可見，學習的難易程度和工作機會的優(yōu)劣決定了物理系學生人數(shù)少是國際上的普遍現(xiàn)象。
貝勒物理系只3個與物理有關(guān)專業(yè)：物理學、天文學和天體物理學。可授予8個學士學位：物理理學學士、物理理學學士（計算科學）、物理理學學士（醫(yī)療保健預(yù)科）、物理文科學士、天文理學學士、天文文科學士、天體物理理學學士和天體物理文科學士。物理師范專業(yè)包括中小學科學教師專業(yè)和中學高年級物理科學教師專業(yè)，授予理學教育學士學位。
1 貝勒物理系的課程體系
貝勒的物理學、天文學和天體物理學的文科學位提供相應(yīng)領(lǐng)域內(nèi)核心課程的傳統(tǒng)人文科學教育。物理學、天文學和天體物理學的理學學位提供該領(lǐng)域內(nèi)全面綜合課程的學習，為后續(xù)的研究生學習做準備，或者為技術(shù)、醫(yī)藥、教育、法律、經(jīng)濟、工業(yè)和其它職業(yè)做準備。鼓勵跨學科學習，尤其是與計算物理或醫(yī)療保健預(yù)科相關(guān)的物理課程。
其課程體系分為主修課程、第二主修課程和副修課程三類以及四個層次。主修課程是獲得相應(yīng)學位時所要求的。第二主修課程和副修課程是供其它專業(yè)學生選修，其中修完第二主修課程后，會在他的學位證書上注明其第二專業(yè)是什么。副修課程的數(shù)量及要求都最低。
1.1 物理系開設(shè)的課程體系
1.1.1 1000層次
PHY 1404 光視學：有關(guān)光、光學、攝影、視覺、顏色和其它視現(xiàn)象的物理概念。
PHY 1405 文科普通物理：物理概念和歷史發(fā)展以及專題選講。
PHY 1407 聲音和聲學：有關(guān)聲音、聲音產(chǎn)生和聲源性質(zhì)的物理。介紹用于記錄、產(chǎn)生和分析聲音的一些儀器設(shè)備以及學習一些建筑聲學知識。
PHY 1408 自然和行為科學I的普通物理：有關(guān)力學、熱學和聲學的一些基本知識，強調(diào)相關(guān)的物理概念、問題解決、符號和單位的學習。
PHY 1409自然和行為科學II的普通物理：有關(guān)電、磁、光以及現(xiàn)代物理的一些基本知識，強調(diào)相關(guān)的物理概念、問題解決、符號和單位的學習。
PHY 1420 普通物理I：有關(guān)力學、波動、聲學、熱學的基本原理和應(yīng)用。
PHY 1430 普通物理II：有關(guān)電、磁、光和現(xiàn)代物理的基本原理和應(yīng)用。
PHY 1455 描述天文學：天文學及其和人類發(fā)展的關(guān)系，強調(diào)太陽系、行星、小行星、流星、彗星等。
PHY 1V95 物理的獨立學習：在老師的輔導下的獨立學習。
1.1.2 2000層次
PHY 2135 基本電學實驗：電路和電子的原理和應(yīng)用。
PHY 2190 物理研究介紹：為本科研究做準備。包括研究技術(shù)、選導師和完成研究計劃書。
PHY 2350 現(xiàn)代物理：包括狹義相對論、量子力學引論、原子分子結(jié)構(gòu)、核物理和粒子物理等。
PHY 2360 數(shù)學物理和計算物理：包括矩陣、矢量、坐標變換、數(shù)值計算、混沌分形微分方程特殊函數(shù)等。
PHY 2455 基本天文學：現(xiàn)代天文學的數(shù)學和物理基礎(chǔ)，強調(diào)其技術(shù)、歷史以及目前宇宙的演化圖。
1.1.3 3000層次
PHY 3175 介質(zhì)物理實驗I：實驗計劃、數(shù)據(jù)分析和誤差分析。密立根油滴實驗、法拉第常數(shù)測定、汽泡室攝影測量、蓋革計數(shù)、半衰期測定等。
PHY 3176 介質(zhì)物理實驗II：強調(diào)核計數(shù)及測量。
PHY 3305 發(fā)明和技術(shù)歷史包括科學家的傳記。
PHY 3320 經(jīng)典介質(zhì)力學：包括矢量、線性變換、單個粒子牛頓力學、線性和非線性振動、Euler方程、拉格朗日和哈密頓動力學、共點力以及軌道運動等。
PHY 3330 介質(zhì)電磁學：包括靜電、拉普拉斯方程、鏡像法、多極子展開、靜磁和麥克斯韋方程。
PHY 3350 天文主題：天文和天體物理中當前的研究主題。
PHY 3372 量子力學概論I：量子力學假定、希爾伯特空間算符、疊加原理、可觀測量、演化、守恒律、一維有界和無界態(tài)、WKB近似以及固體導電理論。
PHY 3373 量子力學概論II：三維問題、微擾理論、幺正理論、量子統(tǒng)計、原子光譜、固體原子核基本粒子物理介紹。
PHY 3455 觀測天文學：天文觀測基本手段，尋找和鑒別天體。
PHY 3V95 物理本科研究。
1.1.4 4000層次
PHY 4001 畢業(yè)考試：由系部組織，類似于GRE專業(yè)考試。PHY 4150 天文觀測概論。
PHY 4190 物理研究結(jié)果。PHY 4322 經(jīng)典物理的現(xiàn)代主題：包括粒子系統(tǒng)動力學、剛體運動、耦合振動、一維波動方程、規(guī)范變換、導體和絕緣體中的電磁波、色散、多極輻射、Linard-Wiechert勢、相對論性電動力學等。
PHY 4340 熱力學統(tǒng)計物理：概率、宏觀熱力學、統(tǒng)計熱力學、熱動力學、量子統(tǒng)計。
PHY 4350 星系結(jié)構(gòu)和演化概論：星和星系包括黑洞、矮星、中子星的定量研究。
PHY 4351 現(xiàn)代宇宙概論：可觀測宇宙、牛頓引力、相對論宇宙模型、宇宙熱歷史等。
PHY 4360 計算物理模型：應(yīng)用當代計算機解決物理和工程問題的若干模型。
PHY 4372 固體物理概論。PHY 4373 粒子、核物理概論。
PHY 4374 相對論性量子力學。
1.2 物理系學生選修其它系的課程
1.2.1 數(shù)學課程
MTH 1321 微積分I：單變量微分、定積分和微積分理論。
MTH 1322 微積分II：單變量積分、微分方程、斜率場和級數(shù)。
MTH 2311 線性代數(shù)：矢量、矩陣算子、線性變換、矢量空間特點、線性系統(tǒng)、本征值和本征矢。MTH 2321 微積分III：多變量微分積分，格林函數(shù)。
MTH 3325 常微分方程：一階常微分方程、二階高階線性方程、級數(shù)方法、拉普拉斯變換等。
MTH 3326 偏微分方程：物理偏微分方程、分離變量法、傅里葉級數(shù)、邊值問題、傅里葉積分。
1.2.2 計算科學課程
CSI 1430 計算科學I。CSI 1440 計算科學II。CSI 2334 計算系統(tǒng)概論。CSI 2350 離散結(jié)構(gòu)。
CSI 3324 數(shù)值方法。
1.2.3 生物課程
BIO 1105、1106現(xiàn)代生物科學概念（實驗）。BIO 1305、1306 現(xiàn)代生物科學概念。
1.2.4 化學課程
CHE 1301 現(xiàn)代化學基本概念I(lǐng)。CHE 1302現(xiàn)代化學基本概念I(lǐng)I。CHE 1316 實驗測量技術(shù)。
CHE 3331 生物化學I。CHE 3332 生物化學II。CHE 3238 生物化學實驗。
1.2.5 宗教課程
REL 1310 基督教圣經(jīng)。REL 1350 基督教傳統(tǒng)。
1.2.6 英語課程
ENG 1302 英語思維和寫作。ENG 1304 英語思維寫作和研究。ENG 2304 美國文學。
ENG 3330 英語寫作技巧。
1.2.7 政治科學課程
PSC 2302 美國憲法發(fā)展。
1.3 物理系各專業(yè)的第二主修課程和副修課程
1.3.1 物理學第二主修課程
PHY 1420、1430、2135、2350、2360、3320、3330、3372、3373、4322、4340、4001；PHY 4000層次任3學分；MTH 1321、1322、2311、2321、3325、3326。
1.3.2 物理學副修課程
PHY 1420、1430、2350；3000或4000層次任分。
1.3.3 天文學第二主修課程
PHY 1420、1430、2350、2360、2455、3320、3350、3455、4150、4350、4351、4001；MTH 1321、1322、2311、2321、3325、3326。
1.3.4 天文學副修課程
PHY 1420、1430、2455、3350、3455；其它PHY 3000或4000任3學分。
1.3.5 天體物理學第二主修課程：
PHY 1420、1430、2350、2360、2455、3320、3350、3455、3372、4340、4001；PHY4350、4351中任一門；MTH 1321、1322、2311、2321、3325、3326。
1.3.6 天體物理學副修課程
PHY 1420、1430、2455；PHY 3350、4350、4351中任兩門；其它PHY3000或4000任3學分。
1.4 物理系各學位的主修課程
每個學位修滿至少124學分，其中3000/4000層次36學分。從以下課程計劃可以看出，一是課程面寬廣，有一定深度；二是強調(diào)跨學科學習，強調(diào)學科交叉。
1.4.1 物理理學學位主修課程
PHY 1420、1430、2135、2190、2350、2360、3175、3176、3320、3330、3372、3373、4190、4322、4340、4001；PHY 4372、4373、4374中任兩門；CHE任3學分、CSI 任3學分、REL 1310、1350、ENG 3330、PSC 2302、MTH 1321、1322、2311、2321、3325、3326。
1.4.2 物理理學學位主修課程（計算物理）
PHY 1420、1430、2135、2190、2350、2360、3175、3320、3330、3372、3373、4190、4340、4360、4001；CSI 1430、1440、2334、2350、3324、REL 1310、1350、ENG 3330、PSC 2302；MTH 1321、1322、2311、2321、3325、3326。
1.4.3 物理理學學位主修課程（醫(yī)療保健預(yù)科）
PHY 1420、1430、2135、2190、2350、2360、3175、3320、3330、3372、3373、4190、4340、4001；BIO 1305-1105、1306-1106、3000或4000層次任6學分、CSI任3學分、REL 1310、1350、ENG 3330、PSC 2302； MTH 1321、1322、2311、2321、3325、3326。
1.4.4 物理文科學位主修課程
PHY 1420、1430、2135、2350、2360、3175、3176、3320、3330、3372、4001；PHY 3373、4322、4340、4360、4372、4373、4374中任兩門；CHE任3學分、CSI任3學分、REL 1310、1350、ENG 3330、PSC 2302、MTH 1321、1322、2311、2321、3325、3326。
1.4.5 天文理學學位主修課程
PHY 1420、1430、2190、2350、2360、2455、3320、3350、3455、4150、4190、4350、4351、4001；其它PHY 3000或4000任6學分；CSI任3學分、CHE任3學分、REL 1310、1350、ENG 3330、PSC 2302、MTH 1321、1322、2311、2321、3325、3326。
1.4.6 天文文科學位主修課程
PHY 1420、1430、2350、2360、2455、3320、3350、3455、4150、4350、4351、4001；CSI任3學分、CHE任3學分、REL 1310、1350、ENG 3330、PSC 2302、MTH 1321、1322、2311、2321、3325、3326。
1.4.7 天體物理理學學位主修課程
PHY 1420、1430、2190、2350、2360、2455、3320、3330、3350、3372、3373、4190、4340、4350、4351、4001；其它PHY 4000任3學分；CSI任3學分、CHE任3學分、REL 1310、1350、ENG 3330、PSC 2302、MTH 1321、1322、2311、2321、3325、3326。
1.4.8 天體物理文科學位主修課程
PHY 1420、1430、2350、2360、2455、3320、3350、3455、4150、4350、4351、4001；CSI任3學分、CHE任3學分、REL 1310、1350、ENG 3330、PSC 2302、MTH 1321、1322、2311、2321、3325、3326。
2 貝勒物理師范課程體系
貝勒基礎(chǔ)物理師資培養(yǎng)脫離了物理系，由教育學院承擔（但基礎(chǔ)數(shù)學師資培養(yǎng)仍然在數(shù)學系，而化學系沒有師范教育）。這樣利于突出師范培訓，增強畢業(yè)生的師范技能。美國的小學為1-6年級、中學7-12年級。下面的中小學指4-8年級，中學高年級指9-12年級。
2.1 教師教育課程
TED 1112 教育技術(shù)試驗 I，達到德州教育委員會的認證要求。TED 2112教育技術(shù)試驗 II。
TED 1312 教學導論 I：學習教學策略并應(yīng)用于教學實踐。TED 2330 中小學教學：中小學教師的職責作用及實踐。TED 2340 中學高年級教師的職責作用及實踐。TED 3340 中學高年級教學助理I：中學100小時的教學實習以及討論會。TED 3341中學高年級教學助理II。
TED 3630 中小學教學助理I：中小學100小時的教學實習。TED 3631中小學教學助理II。
EDP 3650 優(yōu)等生教學助理I。TED 3651 優(yōu)等生教學助理II。TED 4312 英語第二語言教學方法。TED 4630 中小學教育實習I。
TED 4631 中小學教育實習II。TED 4632 中小學教育實習III。TED 4633 中小學教育實習IV。TED 4640 中學高年級教育實習I。TED 4641 中學高年級教育實習II。TED 4642 中學高年級教育實習III。TED 4643 中學高年級教育實習IV。EDP 4650 優(yōu)等生教育實習I。EDP 4651 優(yōu)等生教育實習II。
2.2 中小學科學教師專業(yè)課程
大一課程：ENG 1302、1304；REL 1310、1350；GEO 1408 地球科學；TED 1312、1112；LF 1134 體適能理論與實踐；美術(shù)3學分；MTH 1320 微積分初步；HED 1145 健康與人類行為。
大二課程：TED 2330、2112、2381；BIO 1305、1105、1306、1106 現(xiàn)代生物科學概念及試驗；GEO 地質(zhì)學；STA 1380 統(tǒng)計初步；HIS 2365 美國歷史；PSC 2302；LF 終身健康。
大三課程：TED 3630、3380、3631；CHE 1301 現(xiàn)代化學基本概念I(lǐng)；CHE 1101 普通化學實驗I；PHY 1408、1409；CHE 1302 現(xiàn)代化學基本概念I(lǐng)I；CHE 1102 普通化學實驗II。
大四課程：TED 4630、4631、4325、4632、4633。
2.3 中學高年級物理科學教師專業(yè)課程
大一課程：ENG 1302、1304；REL 1310、1350；GEO 1408 地球科學；TED 1312、1112； LF 1134 體適能理論與實踐；美術(shù)3學分；MTH 1321 微積分I；MTH 1322 微積分II；HED 1145 健康與人類行為。
大二課程：TED 2340、2112、2381；CHE 1301 現(xiàn)代化學基本概念I(lǐng)；CHE 1101 普通化學實驗I；CHE 1302 現(xiàn)代化學基本概念I(lǐng)I；CHE 1102 普通化學實驗II；PHY 1420、1430；STA 1380 統(tǒng)計初步；HIS 2365 美國歷史；PSC 2302；LF 終身健康。
大三課程：TED 3340、3341；TED 3387 中學高年級科學課程實習；TED 3380 教育中的社會問題；PHY 2000層次任一門；CHE 3331 有機化學I；CHE 3332 有機化學II；CHE 3238 有機化學實驗。
大四課程：TED 4640、4641、4325、4642、4643。
可以看出，美國對中學物理教師的要求是數(shù)理化生地五門通修，沒有專門的化學、地理、生物教師培養(yǎng)。注重教師職業(yè)道德和職業(yè)技能訓練。
參考文獻
[1] 丁持坤，肖月華.大眾化高等教育時代地方院校物理學專業(yè)面臨的辦學危機與對策探索[J].湖南人文科技學院學報，2014.136（1）：107-110.
篇9
選項：（2011.新課標卷.1題.A項）《詩經(jīng)》中的作品原來是普通的詩歌，并沒有深刻的含意，但是封建統(tǒng)治階級卻把它尊為經(jīng)典，用它來做封建教化的工具。
原文：這些樂歌一方面用于祭祀、宴會和各種典禮，當作儀式的一部分或娛樂賓主的節(jié)目。另一方面則用于政治、外交及其他社會生活，當作表情達意的工具。
比對分析：原文中說“這些樂歌一方面用于祭祀、宴會、和各種典禮……當作表情達意的工具。”可見，《詩經(jīng)》中的詩歌是有深刻含義的，而選項中說“并沒有深刻的含義”是曲解文意。
二、無中生有
原文沒有相應(yīng)的表述或暗示，選項某些內(nèi)容是命題者強加進去的。
選項：（2010.課標全國卷.1題.B項）在歷史上，“書”與“金”“石”“畫”并稱，它們同樣因為影響深遠，而在中國文化中占很重要的位置。
原文：書法對中華民族有很深遠的影響，“書”與“金”“石”“畫”并稱，在中國文化中占很重要的位置。
比對分析：原文“在中國文化中占很重要的位置”的主語是“書”，也就是說“書”在中國文化中占有重要位置。而選項中“它們同樣因為影響深遠，而在中國文化中占很重要的位置。”主語是“書”“金”“石”“畫”四門藝術(shù)。原文并沒有提及它們都在中國文化中占有重要的位置。因此，選項屬于無中生有。
三、張冠李戴
主要指命題人在解釋概念或轉(zhuǎn)述文意時故意弄錯對象，在表述對象上設(shè)置干擾，有時題干要求從“此”對象入手做分析，而選項卻從“彼”對象入手分析。
選項：（2012.安徽卷.3題.B項）西方哲學家具有哲人的風度，是因為西方哲學體系是形而上的，其哲學理性是道德化的實踐理性。
原文：中國哲學是倫理型的，哲學體系的核心是倫理道德學說，宇宙的本體是倫理道德的形而上的實體，哲學的理性是道德化的實踐理性。因此人們才說，西方哲學家具有哲人的風度，中國哲學家則具有賢人的風度。
比對分析：原文說“中國哲學是倫理型的……哲學的理性是道德化的實踐理性。”而選項卻說“西方哲學……其哲學理性是道德化的實踐理性。”屬于張冠李戴。
四、顛錯倒位
指的是命題者把事物之間的各種關(guān)系顛倒了順序后造成的錯誤。如把事物發(fā)生的時間順序顛倒、原因和結(jié)果顛倒、條件和結(jié)果顛倒、主要矛盾和次要矛盾顛倒等。
選項：（2011.江西卷.7題.C項）文化時間是西方文化的組成部分，不同文化學派形成的不同時間概念和認識把現(xiàn)代人和原始生物在時間上連接起來。
原文：不可逆時間深刻地影響了西方思想，為達爾文的進化論開辟了道路，從而把我們和原始生物在時間上連接起來。
比對分析：原文說“不可逆時間深刻地影響了西方思想”首先是“為達爾文的進化論開辟了道路”，其次才是“把我們和原始生物在時間上連接起來”。而選項說“不同文化學派形成的不同時間概念和認識把現(xiàn)代人和原始生物在時間上連接起來”。只突出了次要矛盾，屬顛錯倒位。
五、以偏概全
即以片面的、局部的認識來概括整體。
選項：（2011.安徽卷.1題.B項）想象空間在讀者的直接感受中大致等同于現(xiàn)實世界。
原文：實際上，這兩種空間都是想象空間。但因為前一種在讀者的感受中，大致等同于現(xiàn)實世界……而后一種在讀者的感受中，就根本不同于現(xiàn)實世界……
比對分析：原文中說想象空間有兩種，“前一種在讀者的感受中，大致等同于現(xiàn)實世界”，“而后一種在讀者的感受中，就根本不同于現(xiàn)實世界”，選項中卻試圖以對部分的理解代替想象空間的全部，屬于以偏概全。
六、改變范圍
指的是命題者設(shè)置選項時，在事物的數(shù)量范圍上設(shè)置干擾，故意將閱讀材料中對部分事物情況的判斷，表述為對與其具有某種共類屬性的所有事物情況的判斷。
選項：（2011.遼寧卷.3題.C項）在明代，中國的天文儀器只能滿足肉眼測量的極限，采用凹凸鏡片的望遠鏡技術(shù)產(chǎn)生于歐洲，這是中國天文學停滯不前的重要原因之一。
原文：進入明代后，中國天文學開始停滯不前。這里有政治、經(jīng)濟等社會原因，也有天文學本身的原因。從天文學本身來看，首先，當時中國的天文儀器只能滿足肉眼測量的極限，除非加上凹凸鏡片，精度不會提高，而采用凹凸鏡片的望遠鏡技術(shù)是在歐洲誕生的。
篇10
碰巧的是，剛剛被評為2006年世界十大科技新聞的冥王星降級事件為討論科學的社會性問題提供了一個極好的案例。為此，我們不妨就從這個案例說起:
前不久，天文學界曝出一樁新聞:在一個由外行參與的專門委員會長達兩年多討論和磋商的基礎(chǔ)上，2006年8月24日第26屆國際天文學聯(lián)合會大會經(jīng)過幾輪投票，最后決定:將冥王星從行星中予以除名，同時修改原有的行星概念。
在全球眾目睽睽之下，一次高規(guī)格的科學會議公開用投票表決和磋商的方式解決科學問題，令人咋舌。所以，消息傳出，世界各地媒體競相炒作，社會各界紛紛評論。有人叫好，有人聲討。12名天文學家聯(lián)名在英國《自然》雜志網(wǎng)絡(luò)版公開發(fā)表了《抗議冥王星降級請愿書》;另一些天文學家則主張全球天文學家通過電子投票對冥王星的行星資格重新進行公決;等等。一時間究竟如何看待冥王星事件成為公眾關(guān)心的話題。
一些年來，人類在太陽系邊緣區(qū)域發(fā)現(xiàn)了一些較大的天體，如谷神星(1801)、卡戌(1978)和編號為“2003UI3313”的“齊娜”(2003)等。對于這些天體是否可稱之為行星，天文學界產(chǎn)生了嚴重分歧。這是因為，如果拒絕這些天體稱為行星，由于它們的質(zhì)量、體積和運行軌道狀況都和冥王星比較接近，那么，冥王星的行星資格也應(yīng)取消、自。年冥王星發(fā)現(xiàn)以來全世界公認的太陽系九大行星概念則將被顛覆;如果承認這些天體為行星，由于和這些天體運行軌道狀況相接近、僅僅質(zhì)量小一些的天體還有許許多多，而且今后還會繼續(xù)發(fā)現(xiàn)大量類似的天體，那么，太陽系行星的數(shù)量將會劇增，太陽系行星的藍圖將會徹底改觀。為此，國際天文學聯(lián)合會成立了一個由天文學家、作家和史學家組成的七人委員會，專門研究行星的定義和冥王星的歸屬問題，經(jīng)過兩年多的討論和反復磋商，該委員會擬出了一份決議草案。在捷克首都布拉格舉行的第26屆國際天文學聯(lián)合會大會(IAU)上就這份決議草案進行投票表決。經(jīng)過一番曲折，最后決定:(1)啟用新的行星定義“行星乃圍繞太陽運轉(zhuǎn)，自身引力足以克服其剛體力而使天體呈圓球狀，并且能夠清除其軌道附近其他物體的天體”;(2)將冥王星逐出行星行列，降格為“矮行星”。皆因冥王星和“卡戌”大小接近，彼此繞著對方運動，同步繞太陽旋轉(zhuǎn)，并且二者間的引力中心不在冥王星內(nèi)部。就是說，它和“谷神星”、“卡戌”、“2003UB313”一樣，不能清除其軌道附近的其他物體。
從哲學角度看，冥王星降級事件具有多重含義:
首先，它畢竟充分體現(xiàn)了科學的客觀精神:(1)冥王星事件的出現(xiàn)是基于和冥王星相類似的一系列天體被連續(xù)發(fā)現(xiàn)的天文事實。整個事件的基本性質(zhì)是科學界的糾錯行為，即糾正過去對太陽系已知天體分類上的錯誤，讓太陽系星體的分類更好地與天文事實相吻合、相協(xié)調(diào)。(2)國際天文學會議表決和磋商的不是冥王星和類冥王星的質(zhì)量、體積、密度、形狀和運行軌道等天文參數(shù)，而是太陽系天體的分類和冥王星的歸屬問題。正像 其它許多事物的分類和歸屬問題一樣，天體的分類和個別天體的歸屬問題帶有一定的人為約定性質(zhì)似乎無可厚非。(3)科學界解決天體的分類和冥王星歸屬并沒有倉促決定或以個別人的意志為指歸，而是經(jīng)過長時間充分的醞釀、磋商，并且選擇了國際天文學聯(lián)合會大會這樣的場合，充分聽取和高度尊重天文學界精英層的意見。
其次，特別令人感興趣的是，這件事十分突出和典型地體現(xiàn)了科學知識的社會性。科學概念是人類認識的結(jié)晶，是科學理論體系之網(wǎng)的紐結(jié)。可行星概念的修正并沒有象人們通常所期待的那樣，按照科學事實或現(xiàn)有科學體系的特定要求，嚴格、精確地進行，而是在一種既可以包含天體“能夠清除其軌道附近的其他物體”的條款，也可以不包含該條款的情況下通過投票表決和磋商的方式隨機地進行的。而且，最終多數(shù)投票人主要以照顧人們多年來關(guān)于太陽系存在數(shù)大行星的習慣、避免讓太陽系一下子有許許多多個大小不等的行星的結(jié)局為出發(fā)點，才決定索性連冥王星一起將大批“矮行星”和“小太陽系天體”拒之于行星門外。這種做法把科學知識的社會性異常鮮明地突出來了。“齊娜”的發(fā)現(xiàn)者邁克·布朗把這層意思一語道破:“‘行星’這個詞既是科學用詞，也有文化上的意義。科學家們并不需要‘行星’這個詞的定義，只有文化需要，在我看來我們應(yīng)該注意文化。”
應(yīng)當說科學知識具有一定的社會性是不奇怪的。科學認識活動由科學家以及由科學家組成的科學共同體進行，而科學家和科學共同體是充滿社會性和主觀性的;科學認識活動所運用的工具和方法是人制造或創(chuàng)造的，內(nèi)化著人的智慧、觀念和目的;科學認識活動的對象是經(jīng)過人的選擇或加工過的自然現(xiàn)象或自然過程;作為科學認識活動成果的科學知識的表達所運用的語言是社會的、人為的;整個科學認識活動的過程基本上都是在社會中進行的。因此，諸如有關(guān)當事人的政治立場、宗教信仰、經(jīng)濟利益、專業(yè)背景、倫理觀念、心理狀態(tài)和價值目標之類的經(jīng)濟、文化、政治等社會因素必然會對科學知識的內(nèi)容或表達方式發(fā)生這樣或那樣的影響。這些影響有些經(jīng)過科學家的主觀努力或合乎社會規(guī)范的行為而避免或減少，有些則無法避免甚至倒是應(yīng)當主動予以考慮和加以利用的。此外，科學哲學界的探討也已表明，中性觀察不可能，嚴格的判決性實驗不存在，等等。說到底，社會因素乃是科學知識形成的必要條件，要完全避免一切社會因素的影響是不可能的。就是說科學知識并不單純由自然界決定，社會因素是科學知識面貌的影響因子，有時甚至是十分關(guān)鍵的支配性因素。正象這次行星概念的修正，人類有關(guān)太陽系認識的習慣和歷史竟不期成為了裁定爭論的重要祛碼。
篇11
劉潔民：“科學素養(yǎng)”概念是西方學者于20世紀50年代提出的，是一個不斷發(fā)展的概念。2000年研制實驗稿時，國內(nèi)尚沒有一個得到公認的科學素養(yǎng)概念，國際學術(shù)界的說法之間也有較為明顯的差異，為避免爭議，實驗稿沒有正面給出界定，但其中對課程總目標的表述實際上代表了研制組對科學素養(yǎng)的理解。2006年，國務(wù)院頒布了《全民科學素質(zhì)行動計劃綱要(2006—2010—2020年)》，其中明確寫道：“科學素質(zhì)是公民素質(zhì)的重要組成部分。公民具備基本科學素質(zhì)一般指了解必要的科學技術(shù)知識，掌握基本的科學方法，樹立科學思想，崇尚科學精神，并具有一定的應(yīng)用它們處理實際問題、參與公共事務(wù)的能力。”此后國內(nèi)大多數(shù)學者較為普遍地接受了這個界定。在修訂課程標準過程中，修訂組專家一致認可這個界定并將其寫入前言，作為“課程性質(zhì)”第一條的主要內(nèi)容，只是根據(jù)學術(shù)界較通用的說法將其中使用的“科學素質(zhì)”改為“科學素養(yǎng)”。我認為，明確對科學素養(yǎng)的理解，對于讀者更深刻準確地理解課程標準顯然有直接的幫助。
《中國教師》：與實驗稿相比，2011年版課程標準關(guān)于科學本質(zhì)的部分篇幅增加了一倍，請問其中的主要變化是什么，為什么會有這樣的變化？
劉潔民：科學本質(zhì)是當代科學教育中的重要內(nèi)容，增進學生對科學本質(zhì)的理解是科學教育的重要目標之一，也是近年來各國科學教育高度關(guān)注的問題。20世紀80年代以來，西方一些科學教育家以建構(gòu)主義為指導思想，倡導一種將科學史、科學哲學和科學社會學（History，Philosophy and Sociology of Science，簡稱HPS）融入中小學科學課程和教學的科學教育模式，以促進學生對科學本質(zhì)的理解。《美國國家科學教育標準》、美國科學促進協(xié)會“2061計劃”叢書都有較多篇幅談科學本質(zhì)，將其放在重要位置；英國國家科學課程標準中也對各個學段的科學本質(zhì)教育提出了相應(yīng)的教學要求。在中國，長期以來，科學本質(zhì)主要是科學哲學、科學史、科學社會學等學術(shù)領(lǐng)域關(guān)注的話題，直到20世紀90年代才明確進入科學教育領(lǐng)域。2001年的實驗稿明確將對科學本質(zhì)的認識作為課程基礎(chǔ)，并將“體現(xiàn)科學本質(zhì)”作為課程基本理念之一。
與實驗稿相比，2011年版對科學本質(zhì)的表述更為明確和詳細，增加了對科學知識基本形式和建構(gòu)過程、科學探究過程以及科學倫理的描寫。全部內(nèi)容分為四段：
第一段從科學知識建構(gòu)的角度概述科學的性質(zhì)，也是大家普遍所了解的，即科學是一個有價值的知識體系。
第二段著重談科學探究。在教育的范疇中談探究，探究往往被作為教學的手段，但在科學的范疇中，探究是本質(zhì)，是人類發(fā)現(xiàn)知識的方法和途徑。鑒于教學實踐中大家對科學探究的片面理解甚至誤解，課程標準中給予了非常清晰的表達：科學探究是創(chuàng)造性思維活動、實驗活動和邏輯推理交互作用的過程，往往需要經(jīng)過多次循環(huán)，不斷有新的發(fā)現(xiàn)和問題，在解決這些問題的過程中推動科學的發(fā)展。
第三段說明科學是開放的系統(tǒng)，是一個不斷發(fā)展的過程。教師可以借用一些科學史上的著名案例，引導學生理解科學的開放性和發(fā)展性。例如，根據(jù)直接的觀察和樸素的推理，世界各古代文明都曾產(chǎn)生過原始的地平說，并認為日月星辰都圍繞大地運轉(zhuǎn)。公元2世紀，希臘天文學家托勒密運用數(shù)學方法處理前人的觀測結(jié)果，構(gòu)建了一個相當精致的地心說理論體系，代表了當時的科學認識水平。但是，隨著觀測儀器精準度的提高和新的觀測結(jié)果的積累，科學家們發(fā)現(xiàn)了越來越多無法用地心說解釋的現(xiàn)象，1543年哥白尼發(fā)表了日心說理論，其正確性直到17世紀以后才隨著其他科學理論的發(fā)展而逐漸確立。19世紀以后，人們進一步認識到太陽并不是宇宙的中心。再比如，對地球形狀和大小的認識，對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認識，對生命本質(zhì)的認識，都是隨著人類科學探究能力的提高而不斷改進的。所以，科學不是僵化的、封閉的，而是在不斷發(fā)展進步中。認識到這些，對促使學生形成正確的科學觀、世界觀非常重要。
最后一段說的是科學倫理。科學家是人，科學是人類活動，科學家在從事研究和相互交往的過程中既要受到人類社會基本法律和倫理的制約，還要受到科學規(guī)范、科學倫理的制約。20世紀以來，科學技術(shù)對人類的生活方式和自身安全的影響越來越深遠，例如核能、人類基因組、轉(zhuǎn)基因等研究既可以造福于人類，也為研制大規(guī)模殺傷性武器提供了基礎(chǔ)，而克隆人研究則帶來一系列倫理和法律問題。正因為科學技術(shù)對人類社會的影響太大了，因此其發(fā)展必須受到全社會的關(guān)注，雖然歷史上多次發(fā)生世俗倫理和法律阻礙科學發(fā)展的事件，但必要的法律、倫理制約仍然是不可缺少的。
以上對2011年版中關(guān)于科學本質(zhì)的部分作了十分簡略的解說，課程標準解讀對此有更詳細的說明。由于初中科學課程是體現(xiàn)科學本質(zhì)的課程，因此，正確認識科學本質(zhì)，對科學教科書的編寫和科學課程的教學都有至關(guān)重要的意義。
《中國教師》：實驗稿基本理念中有一條是“突出科學探究”，2011年版中改成了“體現(xiàn)科學探究的精神”，課程目標和課程內(nèi)容中對科學探究的表述也有明顯的改變，請問主要變化是什么？對科學課程的實施將會產(chǎn)生什么樣的影響？
劉潔民：課程改革之前，我國的理科教學習慣于以教師講授為主，很多學校的理化生課程連學生需要完成的最起碼的理科實驗都不能保證，更談不到以科學探究的方式實施教學。針對這種情況，實驗稿對與科學探究有關(guān)的內(nèi)容在表述上作了強化處理，試圖引起廣大一線教師和科學教育界的重視。經(jīng)過十年來的課程改革，科學探究的理念已經(jīng)較為普遍地為人們所接受，但在課程實驗中卻出現(xiàn)了兩方面問題：一是表面化，即看起來像是探究式的科學教學，其實不然，例如師生問答、學生活動及動手實驗等，表面上在探究，實際上學生根據(jù)教師安排好的套路作出機械反應(yīng)，缺少真正的思考和理解；二是模式化，即把科學探究過程固定為一個統(tǒng)一的模式。為糾正表面化的傾向，2011年版強調(diào)“體現(xiàn)科學探究的精神”，其含義不言而喻。為糾正模式化的傾向，2011年版在表述科學探究的課程內(nèi)容時明確指出，“科學探究的方式和過程是多種多樣的，沒有一成不變的模式”，并將實驗稿中明確概括的六要素改以舉例的形式表述。在教學建議中又指出，“學生的探究活動可以采用多種形式，有些探究活動是完整的，有些只包含部分要素，但無論何種形式，均須體現(xiàn)科學探究的基本思想和特征”，“探究教學不是科學教學中的唯一方式，它應(yīng)該與其他各種行之有效的教學方式有機地結(jié)合”。
實驗稿中，關(guān)于科學探究的課程目標完全按照所謂“六要素”設(shè)定，2011年版則增加了理解科學探究過程、能開展科學探究活動的要求，并明確提出了科學探究所需要的基本技能要求，特別是對觀察、實驗獲取信息能力的要求。
從總體上看，2011年版對科學探究的要求比實驗稿更為深入、細致和全面，同時也更為務(wù)實，并且力圖糾正表面化和形式化的傾向，科學教科書的編寫和科學課程的教學應(yīng)盡可能落實這些基本要求。
《中國教師》：科學課程的另一個基本特征是整合，在這方面2011年版有什么新的內(nèi)容？
劉潔民：首先，“確定了科學課程應(yīng)包括以下方面內(nèi)容：統(tǒng)一的科學概念與原理；科學探究的基本過程和方法；自然科學中最基本的事實、概念、原理、觀點和思想；發(fā)展學生思維能力、創(chuàng)新精神和實踐能力的內(nèi)容；培養(yǎng)學生科學精神、科學態(tài)度的內(nèi)容；反映現(xiàn)代科學技術(shù)發(fā)展的新成果以及科學技術(shù)社會之間關(guān)系的內(nèi)容”。強調(diào)“通過對內(nèi)容的整合使學生從整體上認識自然和理解科學，并不刻意追求不同學科知識的綜合程度”。
其次，突出統(tǒng)一的概念與原理的地位和作用，例如物質(zhì)，運動及其相互作用，能量，信息，系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)與功能，演化平衡，守恒等。在具體知識內(nèi)容方面，調(diào)整、合并了部分內(nèi)容，刪除了一些較難的內(nèi)容，并明確提出了對學生相關(guān)技能的要求。
《中國教師》：我一直認為初中科學課程標準制定的科學態(tài)度、情感與價值觀目標非常好，凸顯了科學素養(yǎng)的基本要求。2011年版的課標將原來的4條科學態(tài)度、情感與價值觀目標整合為3條：對自然和社會的態(tài)度，對科學的態(tài)度，學習科學、處理事務(wù)與人際關(guān)系的態(tài)度。在教學中如何落實這些目標，仍將是初中科學教育實踐中的難點。在此，可否請您給教師們提出一些建議？
劉潔民：科學態(tài)度、情感與價值觀的培養(yǎng)，一定要避免表面化、形式化的傾向，忌諱空洞地講大道理。這應(yīng)該是一種“魚在水中，不知有水”的教育境界，教師要采用潛移默化的方式，“隨風潛入夜，潤物細無聲”。教師首先要有科學態(tài)度、情感與價值觀教育的明確意識，將其落實在具體的教學行為之中。可以說，所有科學知識都富有科學態(tài)度、情感與價值觀的教育價值，就看教師心中是否有這類目標，眼中能否看到這些教育價值。例如，在天文部分的教學中，可以通過解釋地球是唯一的一個擁有高級生命的星球，讓學生感受珍惜和愛護地球的責任和義務(wù)；通過展示人類對地球形狀的認識過程，使學生了解人類對自然界的認識是不斷深化的；通過觀測星空，引導學生感受大自然的壯美和奧秘，激發(fā)他們對大自然的熱愛和探索熱情；通過引導學生了解人類對宇宙起源和演化的認識過程，提高區(qū)分科學理論、神話傳說、迷信及邪說的能力；通過介紹天文學家為探索宇宙奧秘不畏艱辛，甚至不惜獻出生命的事跡，激發(fā)學生探索真理、熱愛科學的情感。
《中國教師》：教師們曾經(jīng)反映初中科學課程中天文學的內(nèi)容過難，為什么本次課標修訂仍然保持了對天文學內(nèi)容的較高要求？廣大初中科學教師應(yīng)該怎樣適應(yīng)這種要求？
劉潔民：天文學是自然科學的基礎(chǔ)領(lǐng)域之一。自20世紀80年代以來，歐美及亞洲的許多國家在初中科學課程中都對天文教育給予了足夠的重視。單純從實用角度考慮，對于現(xiàn)代人來說，天文學幾乎完全是無用的，但從全面培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的角度看，天文教育無疑有著十分深刻的意義：
（1）基本的天文知識是現(xiàn)代公民科學素養(yǎng)的有機組成部分。我是誰？我來自哪里？我現(xiàn)在在哪里？這是自蒙昧時代以來人類一直在思考的問題，也是每個有自我意識的人或早或遲必然要遇到的問題。對這些問題給出與現(xiàn)代科學相協(xié)調(diào)的回答，而不是歸之于臆想、神話和玄學，當然體現(xiàn)了一個人的科學素養(yǎng)。在做出這樣的回答時，天文學起著不可或缺的作用。
（2）天文學有助于培養(yǎng)學生對自然和科學的興趣。日月輝煌燦爛，星空神秘幽遠，每一個注視它們的人，或為之震撼，或引發(fā)遐思。古今中外，無數(shù)哲人、藝術(shù)家和科學家為之傾倒。星空對中小學生來說，既是熟悉的，也是陌生而神秘的。天文學以神秘的宇宙作為研究對象，永遠是激發(fā)人類好奇心和挑戰(zhàn)人類想象力的重要源泉，是一門適合培養(yǎng)學生對自然和科學興趣的學科。
（3）天文學有助于陶冶性情，啟人心智。學習天文，觀測星空，可以開闊人的眼界和胸襟，使人變得博大而深沉。康德曾說：“世界上有兩件東西能夠深深地震撼人們的心靈，一件是我們心中崇高的道德準則，另一件是我們頭頂上燦爛的星空。”還有天文學家說：“與浩瀚的宇宙相比，塵世間那些雞毛蒜皮算得了什么？”天文學首先是一門觀測的科學。天文學的觀測，要求精細、持久、有系統(tǒng)，從而可以培養(yǎng)人們精細、耐心、有條理的心理品質(zhì)。學習天文，觀測星空，可以激發(fā)人的想象力，啟人心智。
（4）天文學有助于學習科學方法。天文學首先是一門觀測的科學，它的研究對象是可望而不可及的遙遠的天體。觀測（觀察）是非常基本的科學方法。此外，天文學在其漫長的發(fā)展過程中，還產(chǎn)生或運用了其他一些重要的科學方法，學習天文也就同時學習了這些科學方法。
（5）天文學有助于培養(yǎng)科學世界觀。所謂世界觀或宇宙觀，指的是我們對世界的總的看法。天文學的研究對象是天體，是宇宙，它為我們客觀地、理性地認識世界、認識宇宙提供了科學的基礎(chǔ)，所謂科學的世界觀，追根尋源，來自我們對宇宙的認識。
（6）了解天文學家的探索歷程，有助于培育科學思想和科學精神。偉大的天文學家都是執(zhí)著地追求真理的人。哥白尼、伽利略、牛頓、哈雷、哈勃、霍金，這些偉大的名字，他們的輝煌業(yè)績和崇高精神，永遠激勵著后人。
關(guān)于教師在天文學教學方面遇到的困難，我想，解決的辦法，一是希望大學本科教育中加強天文學教育，例如地理系開設(shè)天文必修課，物理系開設(shè)天文選修課；二是可設(shè)計一個約30個課時的天文學培訓課程，對在職科學教師提供直接的幫助；三是進一步密切科學教育專家與一線教師的聯(lián)系，給一線教師提供更多幫助和引導。實際上，只要有較好的參考資料和好的建議，初中科學課程中的天文內(nèi)容大部分都是容易自學的。
《中國教師》：2011年版課程標準將實驗稿中的“科學、技術(shù)與社會的關(guān)系”改為“科學、技術(shù)、社會、環(huán)境”，其中的主要變化是什么？
劉潔民：主要有四方面變化。
（1）增加了主題“科學、技術(shù)、社會、環(huán)境的關(guān)系”，在其中增加了環(huán)境教育的內(nèi)容，并對四者關(guān)系給出了較為具體的表述。
（2）將“科學史”調(diào)整為“科學技術(shù)史”，參照“科學的本質(zhì)”改寫了“科學技術(shù)史在科學課程中的地位與作用”，使其更為具體并有所深化；將“科學史進入科學課程的基本方式”改寫為“科學技術(shù)史融入科學課程的若干建議”，使之具有更明確、更具體的指導意義；刪去“科學史料舉例”，因其已包含在內(nèi)容標準的有關(guān)部分。
（3）增加了對技術(shù)素養(yǎng)的界定，重新表述了技術(shù)設(shè)計部分的內(nèi)容及要求，使之更為具體、確切和具有可操作性。
（4）重新設(shè)計了“當代重大課題”，對設(shè)置這部分內(nèi)容的意圖作了更明確的表述。由于具體課題的內(nèi)容目標和活動建議實質(zhì)上已出現(xiàn)在內(nèi)容標準的前幾部分，故刪去細節(jié)，僅列舉若干重大課題。
與實驗稿相比，這部分內(nèi)容變化很大，限于篇幅無法詳細說明，有興趣的讀者可進一步閱讀課程標準解讀的相關(guān)內(nèi)容。
《中國教師》：在過去的十年中，初中科學課程步履維艱。接下來的幾年中，為使這一課程健康發(fā)展，需要做哪些努力？
劉潔民：任何改革都不是一蹴而就的。過去十年中，雖然科學課程實驗確實遇到了一些問題，但一些地區(qū)的實驗表明，這門課程有利于提高學生的科學素養(yǎng)，科學課程標準的理念、目標、內(nèi)容和結(jié)構(gòu)基本符合國際科學課程的發(fā)展趨勢，符合我國初中科學教育的需求。對目前實施科學課程的實驗區(qū)進行的問卷調(diào)查結(jié)果也表明，科學教師對科學課程標準的基本理念和設(shè)計思路是普遍認同的，初中科學課程改革的方向是正確的，初中科學課程標準實驗稿的基本框架和內(nèi)容是值得肯定的。現(xiàn)在修訂過的課程標準已經(jīng)由教育部正式頒布，初中科學課程未來的發(fā)展，需要教育界以及社會各方的共同努力，通力合作。
科學教育界內(nèi)人士可集中力量做好三方面的工作：科學教科書的編寫、科學課程學業(yè)評價改革以及科學師資隊伍的建設(shè)。首先，初中科學教科書要充分體現(xiàn)課程標準的理念，充分體現(xiàn)科學教育的價值，為教師創(chuàng)造性地進行教學提供適宜的平臺，促進學生科學素養(yǎng)的提升。現(xiàn)在曾在實驗區(qū)使用過的幾套初中科學教科書正在修訂，有過去十年的工作基礎(chǔ)和實驗積累，我相信修訂版教科書在整體構(gòu)思和細節(jié)處理上都會有明顯的提升。
評價改革一直是科學教育改革的難點。這次課標修訂，我們下了很大工夫?qū)υu價建議作出較大修改，旨在更好地指導評價實施。例如，在評價原則方面首先提出導向性原則，“評價應(yīng)以本標準為基本依據(jù)，評價目標要與課程目標一致，評價的內(nèi)容和方式應(yīng)有利于引導教師實施真正意義上的科學教育，體現(xiàn)本課程整合和探究的特點，增進學生對科學的理解，提高學生的科學素養(yǎng)”，還包括發(fā)展性原則、科學性原則、多元化原則和公平性原則，評價內(nèi)容和方式也在實驗稿的基礎(chǔ)上作了更為細致和準確的說明。由于目前科學課程尚未確立具有足夠針對性和權(quán)威性的評價體系，我們希望這些評價原則能為科學課程的學業(yè)評價提供一個基本的依據(jù)，使學業(yè)評價成為科學課程建設(shè)與發(fā)展的推動力量，而不是干擾與阻礙因素。
師資隊伍是目前我國實施綜合科學課程的另一個主要瓶頸。高水平師資隊伍的建設(shè)，一方面要著眼于高校本科層面的教育改革，培養(yǎng)優(yōu)秀的準教師；另一方面要著眼于在職教師的繼續(xù)教育工作，盡快提升在職科學教師的專業(yè)素養(yǎng)。由于目前國內(nèi)部分高師院校在本科教育中直接培養(yǎng)初中科學教師的模式存在爭議，其實施也遇到一定困難，所以加強繼續(xù)教育會是當前提升科學師資隊伍專業(yè)素養(yǎng)的主要途徑。過去十年的經(jīng)驗表明，“短平快”式的培訓不能真正解決科學教師所面臨的主要困難。建議統(tǒng)一規(guī)劃科學教師培訓項目與內(nèi)容，例如經(jīng)過專家論證和實驗區(qū)調(diào)研，制定專門的科學教師專業(yè)發(fā)展規(guī)劃，將其納入常規(guī)的教師在職培訓總體方案，從而使之既具有足夠的針對性又具有足夠的穩(wěn)定性；又比如為每個科學教師提供三年一階段的培訓機會，使他們在完成初中三年的科學課程教學之后，有機會交流、總結(jié)、充實和提升。培訓內(nèi)容可由三大板塊組成：一是教育教學基本理論方法，二是學科基本知識，三是科學實驗與設(shè)計、科學史等專題課程，使得科學教師在學科知識、學科方法和技能、學科思想、學科文化等四個層面上全面獲得提升。
篇12
[5]楊伯峻：《春秋左傳注》（修訂本），中華書局2009年版。
[6]夏商周斷代工程專家組編著《夏商周斷代工程1996――2000階段成果報告：簡本》，世界圖書出版公司北京公司2000年版。
[7]楊伯峻：《論語譯注?衛(wèi)靈公》，中華書局1980年版。
[8]（清）顧炎武：《天下郡國利病書》，上海古籍出版社2012年版。
[9]楊光成：《西羌壯歌》，《西羌文化》編輯部出版。
篇13
（2012年高考·全國課標卷）1C.科技黑箱是一種特殊的存貯知識、運行知識的設(shè)施或過程，在科技黑箱的生產(chǎn)過程中，價值觀和倫理道德對科學知識進行了修正。
（2012年高考·遼寧卷）1C. 資源外延小于環(huán)境，主要分為生產(chǎn)資源和生活資源。只有改變獲取資源的手段，才能使人與自然不再對立。
【解析】
這是兩個答案選項，令我們大開眼界的是這兩個選項都有不合常情常理之處。如全國卷1C項中的“價值觀和倫理道德對科學知識進行了修正”是一個疑點，價值觀和倫理道德是外在于科學知識的元素，怎么可以對科學知識進行修正呢？查看原文（在科技黑箱的生產(chǎn)過程中，科學知識是基礎(chǔ)，價值觀和倫理道德則對科學知識進行選擇），可見選項錯用“修正”代替“選擇”，屬于偷換概念。遼寧卷1C項中的疑點是在人與自然對立的情形中，“手段”何以能扮演那么重要的角色呢？閱讀原文（從自然界掠奪資源，不管手段如何，人與自然的關(guān)系是對立的），發(fā)現(xiàn)手段的作用幾乎可以忽略。
當然，能如此判斷，只有在深閱讀情形下才能進行。而深閱讀則需要一些背景知識來支撐。如，原因可以分為內(nèi)因和外因，內(nèi)因是根本，外因是條件，是外在機會。由此我們見到如下選項就很容易會意其是謬誤的。
（2012年高考·全國課標卷）2B.知識通過科技黑箱這一途徑達到最大限度的共享，這是現(xiàn)在計算機天才、黑客和神童不斷出現(xiàn)的根本原因。
【解析】
“知識通過科技黑箱這一途徑達到最大限度的共享”是社會環(huán)境，對“計算機天才、黑客和神童不斷出現(xiàn)”來說，是外因，按理說稱其為“根本原因”，屬于常識性錯誤。考查文本（每一代新科技黑箱的出現(xiàn)，就為相對“無知識”的年輕一代的崛起與趕超提供了機會），可見“機會”說是文本之意，而將“機會”說改成“根本”說確實是常識性錯誤。有些老師非議論述類文本命題，也大致中了這方面的要害。
（二）澄清選項所表述的話題和原文是否有變，以便快速對選項正誤做出正確判斷。
看句子，看其陳述的話題，有利于我們快速理解句子，不僅如此，還有利于我們發(fā)現(xiàn)選項句的破綻。
（2011年高考·遼寧卷）1A.天文學不是一門新的科學，它在人類的遠古時期就已經(jīng)形成了，我們很容易從現(xiàn)代天文學的基本概念中發(fā)現(xiàn)它的一些知識和觀念。
（2012年高考·全國課標卷）3D.由于科技黑箱使用簡單方便，于是就可能發(fā)生濫用的現(xiàn)象，其直接后果就是科技這把雙刃劍的哪一刃都變得更加鋒利。
【解析】
選項A表述的話題是“天文學”，說天文學早在遠古時期就已經(jīng)形成，這里有疑點，我們再讀原文（天文學并不是新開拓的科學，它的淵源可以追溯到人類的遠古時期，我們從現(xiàn)代天文學的基本概念中很容易發(fā)現(xiàn)它的痕跡），發(fā)現(xiàn)該項偷換了概念。“可以追溯到人類的遠古時期”的是“天文學的淵源”，而且發(fā)現(xiàn)的“痕跡”，也不是天文學，而是“天文學的淵源”。
D項對應(yīng)的文本句是“科學技術(shù)是一把雙刃劍，科技黑箱無疑會使得雙刃劍的哪一刃都變得更為鋒利”。簡單對比，我們能發(fā)現(xiàn)選項犯了偷換概念的錯誤，即混淆“科技黑箱”和“科技黑箱的濫用”是兩個不同的概念，因為選項句中的“其”指代的是“科技黑箱的濫用”。文本句是說“科技黑箱無疑會使得雙刃劍的哪一刃都變得更為鋒利”，這是一個比喻說法，話題是“科學黑箱”，其意思是說“科學黑箱”能使科學技術(shù)更加有害于人類（這是在濫用的情形下），也可能讓科技更加惠及人類（這是在謹慎運用的情形下）。換句話說科技黑箱的濫用只會使更加有害這一刃變得更為鋒利。選項句則變成了“科技黑箱的濫用無疑會使得雙刃劍的哪一刃都變得更為鋒利”，其意思是說“科學黑箱的濫用”能使科學技術(shù)更加有害于人類，也可能讓科技更加惠及人類。兩者意思相去甚遠。
（三）分析選項句句間邏輯關(guān)系，看是否存在“亂點鴛鴦譜”的現(xiàn)象，從而準確判斷。
【文本句】
從東漢中后期到魏晉時期，人們開始從生命意義上認識圍棋的價值，就把圍棋作為自覺的藝術(shù)追求和精神宣寄的工具，并把它納入儒士必備的藝技。
（2012年高考·山東卷）7C.自人們從生命意義上認識圍棋的價值，把它作為自覺的藝術(shù)追求后，圍棋就成為儒士必備的藝技。
【解析】
從文本句可見“把圍棋作為自覺的藝術(shù)追求和精神宣寄的工具”和“把它納入儒士必備的藝技”是并列關(guān)系，其間有連詞“并”。而到了選項里卻被表述為條件關(guān)系，其間連詞為“就”。顯然此項表述不正確。
【文本句】
人們在圍棋活動的實踐中逐漸認識到，圍棋本身具有娛樂、教育、競技、交際等功能。弈棋活動的負面作用不能歸咎于圍棋本身，而是人們自己對“度”的把握不好造成的。
（2012年高考·山東卷）8C.人們自己對“度”的把握不好形成了圍棋活動的負面作用，其實這些負面作用也與圍棋的娛樂、交際等功能性弱點有直接關(guān)系。
【解析】
這里的C項是多重因果關(guān)系。“人們自己對‘度’的把握不好”是“圍棋活動的負面作用（暴露）” 的原因，而“圍棋活動的負面作用”是由“圍棋的娛樂、交際等功能性弱點”直接導致的。這后一種因果關(guān)系得不到文本的支持。這里對選項的理解關(guān)鍵點有二，即“造成”和“與……有直接關(guān)系”。
【文本句】
經(jīng)典文句是凝固的，它的影響會隨著時易世變而衰減。但對經(jīng)典的解釋卻可以隨時改變、充實，使它免于衰減，記載孔子言行的可靠經(jīng)典是《論語》，這部書不過一萬多字，它對后世的影響主要來自各家的解釋、闡發(fā)。
【選項句】
（2010年高考·遼寧卷）2D.孔子的思想主要表現(xiàn)在《論語》一書中，由于這部書只有一萬多字，不可能造成深遠的影響，造成深遠影響的主要是后代各家的解釋和闡發(fā)。
【解析】
這里的選項句，有三個點需要我們深入理解。一是“深遠影響”，就是其影響不會隨著時易世變而衰減。二是“這部書只有一萬多字”是“不可能造成深遠的影響”的原因。三是“后代各家的解釋和闡發(fā)”是“（論語有）深遠影響”的主要原因。有了這樣的深入理解，我們就很容易發(fā)現(xiàn)第二點的表述，相對于“經(jīng)典文句是凝固的，它的影響會隨著時易世變而衰減”，無疑是錯誤的。
【文本句】
當時寫詩的人太多了，即使是李白，也可能就是在盛唐被歌唱了一些年。到晚唐大概唱不過小李杜和溫庭筠吧？
【選項句】
（2009年高考·全國課標卷）1D.即使是大詩人李白的詩的傳唱，到晚唐也就漸漸不再流行了，唐朝詩人之多，于此可見一斑。
【解析】
這里的選項句，抽象而為“A，B，于此可見一斑”。其中A是具體，是原因，而B是抽象，是結(jié)果。“A，B，于此可見一斑”，可以轉(zhuǎn)化為“之所以說B，是因為A”。照此例句就可轉(zhuǎn)化為“之所以說唐朝詩人之多，是因為即使是大詩人李白的詩的傳唱，到晚唐也就漸漸不再流行了”。類似的例子再如：
而這些溫和派也因其調(diào)停之舉受到了來自東林黨內(nèi)部的攻擊，甚至對他們的人品也提出了質(zhì)疑，那些東林黨人持論之苛激，于此可見一斑。（《阮大鋮入“欽定逆案”諸事考辨》）
這個句子，我們縮略可為“A，B，于此可見一斑”。其中A是具體，是原因，而B是抽象，是結(jié)果。“A，B，于此可見一斑”，可以轉(zhuǎn)化為“之所以說B，是因為A”。照此例句就可轉(zhuǎn)化為“之所以說那些東林黨人持論之苛激，是因為這些溫和派也因其調(diào)停之舉受到了來自東林黨內(nèi)部的攻擊，甚至對他們的人品也提出了質(zhì)疑”。
當然，語言表達有其一定的靈活性，有時A所在的部分要用好幾句話來表達，而B所在的部分則又說得簡單。如：
