天文领域与五十年前相比有何大的进步？
总的来说，五十年里，我们最归根结底的进步就是实现了在不同波段（颜色）下观测宇宙。 举个例子，来自 的多波段银河系图像： 这有什么用呢？一堆叠加的图放在这，其实也并不美观。 但是要知道，在五十年前，我们的眼睛，以及人类的望眼镜，都有着巨大的狭隘性——只能看到很窄的一段颜色，俗称“可见光”： （图片来自 ） 然而天体们不会乖乖的把自己展示在“可见光”区，我们的望远镜仅在这个区间看宇宙，便会错过大多数的天体和天文景观。而五十年来的技术进步让我们可以超越人体生理之外来感受这个世界。 -------------------具体的来说------------------- 提起天文领域的进步的细节，无非体现在三个方面：看（观测），写（记录） ，算（测算）。可是“五十年前”是好大的一个范围，所以分三个阶段说起来： 第一阶段.----------------距今5000万-1万年之间：祖先进化双眼，存粹是“看”---------------- 有没有想过，我们的肉眼为什么能看到我们现在能看到的世界，而不是能看到紫外线、无线电波呢？其实，这还要拜祖先在地球表面活动所赐！ （ ） 我们现在所知，太阳是一颗表面有5500度的恒星。这个温度是什么概念，举个例子，大家看看打铁吧，约摸1000度，就已经发出红彤彤的光了（注意！这可不是在燃烧喔）。所以，说白了太阳发光就是因为它热啊，拥有130万倍于地球体积的大太阳，一直在向世界发出万丈光芒！而在这个温度下，最强烈的光线的波长在500纳米附近——这个不明白没关系，知道它是介于蓝光和绿光之间就好了。 不知怎的，人的眼睛对蓝绿光的敏感程度不如对红黄光敏感，但这也并不妨碍我们进化出一双眼睛，用来观察“可见光”和它们的颜色，也就是从760到400纳米间波长的光线，俗称红（~760纳米）橙黄绿青蓝紫（~400纳米）。而除了人类和别的许多哺乳动物之外，许多能活动的生物都不具备这样的技能，比如毛毛虫，仅仅能分辨光明和黑暗罢了。 但是呢，这样的双眼给了我们方便，却同时也桎梏了人类的视野，往后的1万-350年里，人们以为所见的一切就是世界本来的样子： 第二阶段.----------------距今1万-400年之间：开始了人工的“写”和算”---------------- 在这段漫长的人类文明发展时期，天文观测同巫术、占卜和农业相互之间息息相关。因为古时候人们把吃饱饭作为最大的事，最为重要的一个问题就是：什么时候播种才能丰收？ 于是，人群中最聪明的那部分人发现了许多天象周期和季节变化的神秘关系，他们据此指导身边的人进行农业活动，因此也成为部落群体里最受尊敬的人。而这些天象作为“大自然神的意志”，就被无限的崇拜着。比如我们所熟知的巨石阵，它的主轴线、通往石柱的古道和夏至日早晨初升的太阳，在同一条线上；还有两块石头的连线指向冬至日落的方向，这可以说是一个古老的“天文台”： （百度百科：巨石阵） 差不多同一时期，世界各地也在做着相同的事情，由此而诞生并发展出许多用来指导农时的历法。除此之外，与农业无关的天文现象也引起了人的注意，值得一提的是中国古代，自夏朝、殷商时期以来，就有对天空的文字记述，比如下面这个甲骨文卜辞中记载的一颗三千年前的新星事件： （拍自《中国大百科全书.天文学》） 再后来，诸如《诗经》这样的休闲娱乐文字，也都展现出古人已具有有一般的天文和历法常识（三代以上，人人皆知天文——顾炎武《日知录》），比如《诗.小雅》中提到：“十月之交，朔日辛卯，日有食之......彼月而食，于何不臧？”，这段话不仅记录了一次日食，而且表明那时已经以日月相会（朔）作为一个月的开始，作者写下这段话是在公元前776或前735年。（引自《中国大百科全书.天文学》） 再多举一例：一千八百年后的1054年，“客星出天关东南可数寸,岁余稍末” ；“嘉佑元年三月,司天监言：‘客星没,客去之兆也’.初,至和元年五月,晨出东方,守天关,昼见如太白,芒角四出,色赤白,凡见二十三日”，于是乎，人们现在知道了大名鼎鼎的、因超新星爆发而膨胀的“蟹状星云”就是当初这颗宋代“客星”的残骸。 这个时候，天文领域的观测研究是肉眼+简单的测量仪器+简单的观测方法。肉眼观测极其辛苦，像中国古代钦天监的官员，每天凌晨趁着太阳还不怎么刺眼，就要爬到高处去看太阳黑子。用到的天文仪器也大多是刻度仪器，用来计量不同坐标下的角度和长度，比如浑仪、圭表以及它们的各种变种。但即便条件艰苦，人们还是不辞辛劳，运用耐心和智慧来观星测月。两千多年前，古希腊人就趁着月食期间的天体位置，利用三角关系算出了比较精准的地月距离，并且随着文献记载的持续，人们也能更精确地预言月食等天象。 以上，便是天文学的“古”的界限，古代天文学眼界中所有的天体不超过7000个（包括新星、彗星），所有古代文明在这方面都是一致的。而此后，西方的科技发展比较争气，天文领域也因此水涨船高：哥白尼提出了地球绕着太阳旋转的“日心说”，望远镜在欧洲得到了应用... ... 第三阶段.---------距今400-50年之间两大成就：光学望远镜观察宇宙并编写星表+多波段物理大发现------------- 这个阶段的发现，每一个都值得一提： 伽利略，凶猛的科学家和艺术家，因为在披萨斜塔的扔球行为而一举成名，400年前，他最早使用望远镜进行天文观测，因此发现了不止一个新的世界，他看到了木星的四个大“月亮”，看到了月球的环形山，他把望远镜这个本来拿来博君一乐的马戏物件推广到天文领域里。随后的数百年里，西方人的望远镜越造越大，人们看到的东西越来越多，有星系，星云，彗星等等，并且众多的星星被系统地编入星表之中，比如梅西耶星表，新总表（NGC）等等。 在另一方面有更重要的意义，可以说是一场刷新世界观的科学革命！ 第一阶段中提到过，人类进化获得的双眼，看到的是花花绿绿的世界，然而真的是这样么？于是有人玩起了实验：350年前，牛气哄哄的Isaac Newton用三棱镜分光，他发现好端端的太阳光，竟然被分解成了不同的颜色！牛顿由此认为，我们看到的自然光（白光），是由不同颜色（波长400~760纳米）的光组成的： 三棱镜分光 又过了些年头，有个叫Herschel的人重复了牛顿的实验，他的目的是测量光的能量强弱，为此他在经过三棱镜分光后的不同颜色光下面各自放了温度计——为了对比室温，也在红光之外的暗处放置了温度计（他的温度计真多啊！）过了一会儿赫谢尔发现，温度上升的趋势是从蓝光到红光依次递减......不过！红外的那支温度计怎么回事，竟然也有显著的温度上升 。 恭喜赫谢尔，这样就发现了红外线（波长760纳米~1毫米）！ 因此人们很容易想到紫外也应该有个什么看不见的颜色才对，果不其然，两年后的1802年，幸运的Ritte 先生发现了紫外线（波长10~400纳米）。从此以后发现看不见的新“光”成为科学家的乐趣。但好长时间人们都没有进展，不过在这期间的1860年代，Kirchhoff和Bunsen利用光谱分析物质的化学成分，后来人们用类似但更强大的方法分析出宇宙中物质的化学成分；终于，在借鉴同时代诸君工作的基础上，Maxwell（麦克斯韦）提出了完整的电磁波理论（也让后来的理科生多了一门《电磁学》），随后Hertz（赫兹）在1887年通过实验证实了无线电波（波长1毫米~10万米）的存在。马不停蹄，Röntgen（伦琴）于1895年发现X射线（波长0.01埃~10纳米），并用它来给夫人的手拍了张照；接下来Villard 于1900年发现伽马射线（波长短于0.01埃）。 在这之后，爱因斯坦提出了狭义和广义相对论，预言了引力波；波尔等人建立了量子力学体系；冯诺依曼成为了计算机之父。 世界在打打停停的年月里，在天文观测上，最重要的就是哈勃发现了宇宙在膨胀，由此大爆炸假说被提了出来。另外，还发生了这么一件事：1933年，Jansky（央斯基）向外界公布，他无意中接收到银河系中心的无线电波。于是人们才感觉到：原来天空还可以这样看，还可以那样看，是不是还可以这这那那样看啊！ ------------------------------终于到了最近五十年：把丰富理论用于丰富的天文实践----------------------------- 上面提到的每一个波段，都是一个新的窗子，打完仗后，人类开始开窗透透气，体会宇宙的味道： 1960年，美国发射太阳辐射监测卫星； 在1960s，射电天文望远镜发现了类星体、脉冲星、星际分子和微波背景辐射； 1967-1973，美国军用卫星Vela偶然发现来自宇宙的伽马射线暴；随后COS-B伽马射线卫星、COMPTON天文卫星、 、Ginga卫星、 马不停蹄赶上天 1970年，“乌呼鲁”X射线天文卫星升空，随后，英国的羚羊5、荷兰天文卫星、美国的小型天文卫星3号、高能天文台1号和高能天文台2号(又名“ ”)、欧洲的X射线天文卫星、日本的银河卫星发射升空。 1983年，红外天文卫星IRAS成功发射并取得重要成果，随后“赫谢尔”（就是发现红外线那位）红外卫星、普朗克卫星蹭蹭进入太空一窥宇宙究竟。 1990年，哈勃望远镜发射升空，在紫外和近红外也有建树。 2009年，开普勒望远镜带着寻找外星地球的任务进入轨道，不负众望找到数百颗类地行星。 2015年，射电天文望远镜阵列ALMA为人们展现出完美的行星形成期间的原始星盘。 Alma 在此期间，黑洞等致密天体的概念被热炒，中微子、引力波这样非电磁波的物质也被证实以及被探测到。 在此期间，美国、前苏联、欧洲、俄罗斯乃至中国、印度等等国家，相继发射探测器环绕或登陆太阳系内行星或月球，迄今为止，太阳系所有大行星已被人类的探测器近距离查看过。 最近这段时间，中国发射了“悟空”高能天文望远镜，正在建设的世界最大射电望远镜FAST今年初秋开灯，世界合作平方公里阵（SKA）马上开建，詹姆斯.韦伯空间望远镜两年后发射... 根本停不下来！ 所以，你能想到在最近五十年里，我们人类就实现了从肉眼到多波段，从文字到数据，从大脑到计算机的“飞跃”么！再回看那片甲骨文一眼，再想想赫谢尔发现红外线的故事，人类在自然桎梏下的奋斗为自己带来了好运，这或许也是自然的安排。