第一节天文巨匠——宇宙“先行者”
每当夜幕降临的时候，在浩瀚无垠的苍穹之中，万籁俱寂，繁星点点。美丽的天空总是在不经意中留给我们无尽的遐思和曼妙的憧憬，令人心旷神怡。
在中国，汉代天文学家张衡从一个“数星星的孩子”科学地阐释了宇宙“浑天学说”，成为闻名于世的天文巨擘；元朝科学家郭守敬从一介书生因编纂《授时历》，而其名字被命名为宇宙小行星。
在国外，意大利传教士伽利略创制天文望远镜发现了“新宇宙”，开创了人类探测宇宙的新纪元；美国人哈勃证明了“银河系外星系的存在及宇宙的不断膨胀”，被公认为银河外天文学的奠基人和提供宇宙膨胀实例证据的第一人。
由此可见，自从人类进入文明以来，人们对宇宙、对宇宙星系的探索研究和大胆追求就从未止步过。
1.张衡
张衡（公元78-139年），字平子，南阳西鄂（今河南南阳市石桥镇）人。他是我国东汉时期伟大的天文学家，为我国天文学、机械技术、地震学的发展作出了不可磨灭的贡献。在数学、地理、绘画和文学等方面，张衡也表现出了非凡的才能和广博的卓识。
张衡是东汉中期浑天说的代表人物之一。他指出月球本身并不发光，月光其实是日光的反射。他还正确地解释了月食的成因，并且认识到宇宙的无限性和行星运动的快慢与距离地球远近的关系。
张衡观测记录了2500颗恒星，创制了世界上第一架能比较准确地表演天象的漏水转浑天仪，第一架测试地震的仪器——候风地动仪，还制造出了指南车、自动记里鼓车、飞行数里的木鸟等等。
张衡共着有科学、哲学和文学着作32篇，其中天文着作有《灵宪》和《灵宪图》等。
为了纪念张衡的功绩，人们将月球背面的一个环形山命名为“张衡环形山”，将小行星1802命名为“张衡小行星”。
20世纪中国着名文学家、历史学家郭沫若对张衡的评价是：“如此全面发展之人物，在世界史上亦属罕见，万祀千龄，令人景仰。”
后世称张衡为“科圣”。
2.僧一行
僧一行（公元673-727年)，原名张遂。唐朝魏州昌乐(今河南濮阳市南乐县)人。他自幼天资聪颖，刻苦好学，博览群书。青年时代到长安拜师求学，研究天文和数学，很有成就，成为着名的学者。
公元712年，唐玄宗即位，得知一行和尚精通天文和数学，就把他召到京都长安，做了朝廷的天文学顾问。一行在长安生活了10年，使他有机会从事天文学的观测和历法改革。
开元年间，唐玄宗下令让一行主持修订历法。在修订历法的实践中，为了测量日、月、星辰在它们轨道上的位置和掌握它们的运动规律，一行与梁令瓒共同制造了观测天象的“浑天铜仪”和“黄道游仪”，对天文现象进行有效的科学研究。
僧一行重新测定了150多颗恒星的位置，多次测定了二十八宿距天体北极的度数，发现恒星在运动。根据这个事实，他推断出天体上的恒星肯定也是移动的，推翻了前人的“恒星不运动”的结论。
一行成为发现恒星运动的第一个中国人，比英国天文学家哈雷的发现早1000多年。
僧一行是重视实践的科学家，他使用的科学方法对他的成就起着决定作用。一行和南宫说等人一起，用标竿测量日影，推算出太阳位置与节气的关系。一行设计制造了“复矩图”的天文学仪器，用于测量全国各地北极的高度。他用实地测量计算得出的数据，推翻了“王畿千里，影差一寸”的不准确结论。
僧一行修订的《大衍历》是一部具有创新精神的历法，它继承了中国古代天文学的优点和长处，对不足之处和缺点作了修正，因此取得了巨大成就。最突出的表现在于它比较正确地掌握了太阳在黄道上运动的速度与变化规律。自汉代以来，历代天文学家都认为太阳在黄道上运行的速度是均匀不变的。僧一行采用了不等间距二次内插法推算出每两个节气之间黄经差相同，而时间距却不同。这种算法基本符合天文实际，在天文学上是一个巨大的进步。不仅如此，僧一行的《大衍历》应用内插法中三次差来计算月行去支黄道的度数，还提出了月行黄道一周并不返回原处，要比原处退回一度多的科学结论。
《大衍历》对中国天文学的影响是很大的，直到明末历法家们都采用这种计算方法，并取得了很好的效果。
公元724～725年，僧一行组织了全国13个点的天文大地测量。这次测量以天文学家南宫说等人在河南的工作最为重要。一行从南宫说等人测量的数据中，得出了北极高度相差一度，南北距离就相差351里80步（合现代131.3千米）的结论。这个数据就是地球子午线一度的弧长。这与现在计算北纬34°5地方子午线一度弧长110.6千米，仅差20.7千米。
唐朝测出子午线的长度，在当时的世界上还是第一次。
僧一行在天文学上的成就，不仅在国内闻名，而且在世界上都有很大影响。他修订的《大衍历》是当时世界上比较先进的历法，影响甚大。
后世人们为纪念这位伟大的天文科学家，将宇宙中的“小行星1972”命名为“一行小行星”。
3.郭守敬
郭守敬(公元1231-1316年)，字若思，顺德邢台（今河北邢台）人。是中国元朝的大天文学家、数学家、水利专家和仪器制造家。
郭守敬幼承祖父家学，攻研天文、算学、水利。1276年元世祖忽必烈命令制订新历法，由张文谦等主持成立新的治历机构太史局。太史局由王恂负责，郭守敬辅助。在学术上则王恂主推算，郭守敬主制仪器和观测。
1278年到1279年，太史局改称太史院，郭守敬为同知太史院事，建立天文台。经过4年努力，终于在至元十七年编出新历，经忽必烈定名为《授时历》。
《授时历》是中国古代一部很精良的历法。王恂、郭守敬等人曾研究分析汉代以来的40多家历法，吸取各历之长，力主制历应“明历之理”（王恂）和“历之本在于测验，而测验之器莫先仪表”（郭守敬），采取理论与实践相结合的科学态度，取得许多重要成就。
郭守敬和王恂、许衡等人，共同编制出我国古代最先进、施行最久的历法《授时历》。为了编历，他创制和改进了简仪、高表、候极仪、浑天象、仰仪、立运仪、景符、窥几等10多件天文仪器仪表；还在全国各地设立27个观测站，进行了大规模的“四海测量”，测出的北极出地高度平均误差只有0.35；新测二十八宿距度，平均误差还不到5"；测定了黄赤交角新值，误差仅1"多；取回归年长度为365.2425日，与现今通行的公历值完全一致。
郭守敬编撰的天文历法着作有《推步》、《立成》、《历议拟稿》、《仪象法式》、《上中下三历注式》和《修历源流》等14种，共105卷。
中国古历自西汉刘歆作《三统历》以来，一直利用上元积年和日法进行计算。唐、宋时，曹士等试作改变。《授时历》则完全废除了上元积年，采用至元十七年的冬至时刻作为计算的出发点，以至元十八年为“元”，即开始之年。所用的数据，个位数以下一律以100为进位单位，即用百进位式的小数制，取消日法的分数表达式。
1316年，为科学事业辛劳了60多年的郭守敬去世，享年86岁。
为了纪念他，河北邢台市最主要的一条街道命名为“郭守敬大街”。为纪念郭守敬的功绩，人们将月球背面的一环形山命名为“郭守敬环形山”，将“小行星2012”命名为“郭守敬小行星”。
北京人为了纪念他对北京的贡献，在北京后海北岸建立了“郭守敬纪念馆”。
4.尼古拉·哥白尼
尼古拉·哥白尼（1473-1543)是波兰着名天文学家，现代天文学创始人，宇宙星系“日心说”的创立者。
1473年2月19日出生于波兰维斯杜拉河畔的一个富裕家庭。18岁时就读于波兰的克莱考大学，学习医学期间对天文学产生了兴趣。
1496年，23岁的哥白尼来到文艺复兴的策源地意大利，在博洛尼亚大学和帕多瓦大学攻读法律、医学和神学。
在博洛尼亚大学，哥白尼深受天文学家徳·诺瓦拉的学术熏陶，受影响极大。在那里哥白尼学到了天文观测技术以及希腊的天文学理论。后来哥白尼在费拉拉大学获宗教法博士学位，成为一名医术高明医生，驰名远近。
哥白尼并不是一位职业天文学家，他成年的大部分时间是在费劳恩译格大教堂任职当一名教士。
他的成名巨着是在业余时间完成的。
在意大利期间，哥白尼就熟悉了希腊哲学家阿里斯塔克斯的学说，确信地球和其他行星都围绕太阳运转这个“日心说”是正确的。在他大约40岁的时候，他初步阐述了自己有关“日心说”的看法。经过长年的观察和计算，哥白尼终于完成了他的伟大着作《天体运行论》。
在《天体运行论》中，哥白尼观测计算所得数值的精确度非常惊人。他得到恒星年的时间为365天6小时9分40秒，比现在的精确值约多30秒，误差只有百万分之一；他得到的月亮到地球的平均距离是地球半径的60.30倍，和现在的60.27倍相比，误差只有万分之五。
1533年，60岁的哥白尼在罗马提出了他的学说的要点，在书中他正确地论述了地球绕其轴心运转，月亮绕地球运转，地球和其他所有行星都绕太阳运转的事实。他的书立即引起了极大的关注，驱使一些其他天文学家对行星运动进行更为准确的观察。
哥白尼的学说是人类对宇宙认识的革命，是当代天文学的起点，也是现代科学的起点，它使人们的整个世界观都发生了重大变化。
哥白尼的着作对后来的科学家影响深远，开启了一个时代对科学不懈追求的序幕，成就了一批像开普勒、牛顿这样的科学巨星，具有划时代的历史意义。
5.伽利略
伽利略（公元1564-1642年），意大利物理学家、天文学家和哲学家，近代实验科学的先驱者。
1590年，伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”的着名实验，从此推翻了亚里斯多德“物体下落速度和重量成比例”的学说，纠正了这个持续了1900年之久的错误结论。
1609年，伽利略创制了天文望远镜（后被称为伽利略望远镜），并用来观测天体。他是利用望远镜观测天体取得大量成果的第一位科学家。他发现了月球表面的凹凸不平，并亲手绘制了第一幅月面图。
1610年1月7日，伽利略发现了木星的四颗卫星，为哥白尼学说找到了确凿的证据，标志着哥白尼学说开始走向胜利。借助于望远镜，伽利略还先后发现了土星光环、太阳黑子、太阳的自转、金星和水星的盈亏现象、月球的周日和周月天平动，以及银河是由无数恒星组成等等。这些发现开辟了天文学的新时代。
伽利略着有《星际使者》、《关于太阳黑子的书信》、《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》和《关于两门新科学的谈话和数学证明》。
为了纪念伽利略的功绩，人们把木卫一、木卫二、木卫三和木卫四命名为“伽利略卫星”。
6.哈勃
哈勃（公元1889-1953年），美国着名天文学家，是研究现代宇宙理论最着名的人物之一，是河外天文学的奠基人。他发现了银河系外星系存在及宇宙不断膨胀，是银河外天文学的奠基人和提供宇宙膨胀实例证据的第一人。
