古代科學(xué)家和天文學(xué)家們堅持不懈地對未知世界的觀察和求真,并將科學(xué)與流行文化相結(jié)合,創(chuàng)造出了許多天文觀察方法和觀測設(shè)備,獲得了超越那個時代的偉大成就,但由于受限于那個時期科學(xué)水平,許多天文現(xiàn)象不能獲得正確的客觀回答,難免會產(chǎn)生出帶有宗教文化色彩的答案。
古希臘天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家和地理學(xué)家埃拉托色尼(Eratosthenes),被公認(rèn)是有文字記載的世界上最早測量出地球周長的人。在公元前240年期間,他通過測量兩個不同地理位置之間的不同的正午時分的太陽高線,應(yīng)用三角學(xué)理論,首次精確地計算出了地球的周長。當(dāng)然這種計算是假設(shè)太陽位于足夠遠(yuǎn)的一點,并且還假設(shè)太陽照射到地球的光線是平行光。他當(dāng)時計算出的地球周長是4萬公里,比后來人們測量出的地球真實周長僅僅多了160公里。
古希臘的天文學(xué)家喜帕恰斯(Hipparchus),也被稱為“方位天文學(xué)之父”。在公元前150年,他通過反復(fù)觀測的手段,計算出了從地球到月球之間的距離為380000公里,與地月之間的真實距離只差4500公里。十年之后,他又通過比較恒星位置與早期記載數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)地球自轉(zhuǎn)軸因為晃動而引起“歲差”。
此外,他還創(chuàng)建恒星目錄。在此基礎(chǔ)上,為確定其它天體在天空中的位置,他還給每顆恒星分配了一個坐標(biāo),并定義了“星等”概念,并且規(guī)定最亮的恒星為第一量級、第二亮的恒星為第二量級,以此類推直到第六量級,也就是人們?nèi)庋鬯芸吹降淖畎档暮阈恰?/p>
眾所周知,古希臘是人類文明的發(fā)源地之一。公元前80年,希臘人用青銅制造出來了一種被命名為“安提基特拉(Antikythera)”的裝置,這是目前世界公認(rèn)的最古老的“計算機(jī)”。為什么稱其為“安提基特拉”裝置呢?這是因為在1900年,潛水員們從希臘的安提基特拉島附近的一艘沉船中,發(fā)現(xiàn)了這臺裝備的遺骸。
據(jù)科學(xué)家鑒定認(rèn)為“安提基特拉”裝置是古人用于測量和計算天體位置的機(jī)器,它利用齒輪傳動機(jī)構(gòu)模擬天體運動,進(jìn)而可以計算出天體在太空中的具體位置。
公元前45年,羅馬皇帝尤里烏斯·凱撒首次頒布儒略歷。這是史上第一部嚴(yán)格的按照地球的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)規(guī)律而創(chuàng)造的歷法,它糾正了早期歷法中所累積的80天的誤差。同時,為了正確地推廣新歷法,凱撒頒布法令:公元前46年有445天,因而歷史上,把公元前46年賦予“混亂之年”的稱號。
很長時間以來,彗星一直是讓人們敬畏的天體。公元前43年3月,羅馬凱撒大帝被一群陰謀家暗殺。四個月后,人們?yōu)榱思o(jì)念他,舉辦了一場名為“維多利亞凱撒”的盛大葬禮活動。在葬禮活動時,突然一顆大彗星劃空而過,震驚了正在參加活動的羅馬人。于是,人們認(rèn)為這顆彗星是凱撒的靈魂前往天堂,后來稱這顆彗星為“凱撒之星”,成為一種帝國崇拜,還為這顆彗星建造了一座廟。這顆彗星曾在羅馬和中國出現(xiàn)過,是有歷史記載的最明亮的彗星。
在埃及女王克利奧帕特拉時代,出現(xiàn)了描述星空的天文雕刻藝術(shù)作品,最有代表性的作品被安置在丹德拉的哈索爾神廟內(nèi)。這件雕刻藝術(shù)品的直徑是1.5米,上面雕刻的內(nèi)容包括埃及星座、美索不達(dá)米亞起源的黃道星座和行星。
中國天文愛好者最早開始系統(tǒng)地記錄太陽黑子的活動情況。在中國古代傳說中,人們認(rèn)為太陽神就是指那只出現(xiàn)在太陽圓盤上的黑鳥,其實這也就是中國古人對太陽黑子的解釋。當(dāng)時,中國古人利用大自然的風(fēng)塵,或者大氣層的薄霧來減小太陽光線的輻射強(qiáng)度,進(jìn)而觀察太陽黑子的活動。
今天我們知道,太陽黑子是在太陽的光球?qū)由习l(fā)生的一種太陽活動,也是太陽活動中最基本、最明顯的活動現(xiàn)象。太陽黑子實際上是太陽表面一種熾熱氣體的巨大漩渦,溫度大約為4500攝氏度。因為比太陽的光球?qū)颖砻鏈囟纫?,所以看上去像一些深暗色的斑點,太陽黑子一般是成群活動。
公元前7年,木星和土星出現(xiàn)分別從南北方向接近和排列的現(xiàn)象,并且這種排列現(xiàn)象在一年之內(nèi)連續(xù)發(fā)生3次,所以也稱“三連會合”。會合期間呈現(xiàn)出了非常明亮的現(xiàn)象,許多圣經(jīng)學(xué)者認(rèn)為這種“會合”是“伯利恒之星”?!安阒恰币泊砩衩氐氖ソ?jīng)符號,它指引東方三博士找到他們的新領(lǐng)袖耶穌。
今天看來,這種“三連會合”的現(xiàn)象,每59年才發(fā)生一次,而且離地球很近,非常明顯。1603年,開普勒觀測到了木星與土星的會合現(xiàn)象,還推算出木星和土星的“三連會合”曾發(fā)生于公元前7年的5月、10月和12月。