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天文学涉及的学科范文1
自从1609年伽利略发明天文望远镜以来,天文学的观测和理论研究使得人类在探索宇宙奥秘的漫长道路上取得了辉煌的成就,带来了人类宇宙观的数次重大飞跃,促进了基础物理学理论的建立,并确立了“恒星的内部结构与演化”和“宇宙大爆炸标准模型”两大理论框架。在此过程中,天文学的研究还获得了超过十个诺贝尔物理学奖。(诺贝尔本人并没有设立诺贝尔天文学奖,因此天文学的研究成果只能根据其对其它学科的重要程度获得其它学科的诺贝尔奖。)其中最近的三次分别为2002年、2006年和2011年,这显示了天文学这一古老学科的强大生命力。
随着观测和探测能力的进步,在人类永无止境地探索宇宙的进程中,新的天文发现有着井喷般的趋势,比如暗物质、暗能量、黑洞、类星体、脉冲星、星际有机分子、宇宙伽马射线暴、引力波、引力透镜、太阳系外行星等的发现,有力地刺激并推动了天文学自身及相关学科的发展。目前天文学的重大问题可以被概括为“一黑、两暗、三起源”,也就是黑洞、暗物质和暗能量、宇宙和天体以及生命的起源,其中“一黑和两暗”构成了宇宙的“骨架”,而“三起源”则构成了宇宙的“血肉”。同时黑洞、暗物质和暗能量也是基础物理学的重大研究问题,而“地外生命”的探索则涉及了包括化学、生命科学和哲学在内的多个学科。因此天文学再度成为新现象、新思想和新概念的源泉。
中国的古代天文学曾经世界领先,但是中国天文学对于现代天文学的发展却贡献甚微。同样,中国古代的技术和生产力曾经世界领先,比如直到时期,清王朝统治下的中国GDP还是世界第一,但是中国对现代科学与技术的贡献却非常之少。一个几乎人所共知、但最令人不愿接受的事实,就是几乎从中学到研究生的所有理工科教科书的知识都来自于西方。因此从至今,中国一直是科学和技术的知识“消费”国,而不是“贡献”国。
现代科学和技术是人类文明的重要组成部分,中国作为世界上现存最大的文明古国,在这个方面对人类文明的贡献却可谓微不足道,这很值得我们深刻反省。造成中国在现代科学和技术上全面落后于西方的原因是多方面的,但我本人认为中国文化中缺乏基本的科学精神是一个重要原因。
天文学涉及的学科范文2
天文教育 北京天文馆 科技馆 天文奥赛
天文学以神秘宇宙作为研究对象,是一门激发科学兴趣、挑战想象力、培养学生研究性学习能力的自然科学。通过对大众天文基础知识水平的调查,发现大众天文基础知识水平普遍不高,但对于天文学的兴趣却非常浓厚。近年来,中国人太空漫步的实现和“嫦娥一号”、“嫦娥二号”的探月飞行成功吸引了公众对我国航天事业的关注,航天科技中的天文知识也激发了人们浓厚的兴趣。2008、2009年在中国境内发生的日全食天象以及2009国际天文年等全球性天文活动的开展在青少年和公众中掀起了一轮学习天文的热潮,天文普及教育将迎来新的良好局面,成为了一个具有发展前景的课题。但是从过去到现在,天文学作为六大基础自然学科之一,却很少进入学校教育范畴。因此,课外教育成为中小学生获得天文知识的重要途径,而天文类科技馆在天文课外教育中起着非常重要的作用。
一、天文类科技馆是普及天文教育的有效途径
天文类科技馆是含有天象仪,能演示模拟星空的科技馆。纵观国外,天文馆建设十分发达。美国有约1100座天文馆,每年有上百万人参观。这其中30%向学校开放,60%的天文馆同时向学校和公众开放。但是迄今为止,我国已经建立的独立天文馆并不多,大多数天文馆分布在科技馆、青少年中心、少年宫等场所。除北京天文馆、天津科技馆、上海科技馆、深圳市少年宫、河北科技馆、香港太空馆、台北市立天文科学教育馆、台中自然科学馆等几座大型场馆外,其余都是中小型天文馆,而且小天文馆占到80%以上。它们大多只有一个天象厅,这些天文馆真正发挥作用做到日常开放的大约有30%,目前有的场馆已经停止开放。
由于光污染严重,城市夜晚的星光逐渐被灯光湮没,而对于生活在光污染城市的孩子们来说,参观天文类科技馆可能是他们接触星空的唯一途径。一方面,对于青少年来说,参观天文类科技馆,可能是他们一生接触天文的开始;另一方面,天文类科技馆也可以为一时没有条件建造天象厅的学校提供教学场地和设备,在天文教学方面具有不可替代的优势,因此,要使天文教育得到更好的普及,需要充分发挥天文类科技馆的作用。
二、根据公众最感兴趣的天文活动来开展天文教育普及工作
为了更好地开展天文普及工作,对公众最想参与的天文科普活动进行了调查研究。采用分层随机取样法,针对三类人群:具有一定天好倾向的天文馆参观者、高校学生和中小学生家长展开问卷调查,共发放问卷191份,收回问卷180份。
1.天文望远镜观测――公众最想参与的天文科普活动
北京天文馆每周五晚为观众开放口径为130mm的折射式望远镜进行观测。在七夕节、中秋节等传统节日和2009国际天文年系列活动的免费开放观测时,吸引了不少群众的关注。免费开放观测时的人数往往超出预期异常火爆,使得天文馆不得不因为安全因素而减小宣传力度,这说明公众对于观测星空具有十足的热情。经调查发现,北京天文馆的130mm望远镜为50年代建馆时建造,年岁已久,建议天文馆可以考虑将望远镜更新换代。另外,内置一台口径为40cm的光学折反式天文望远镜的大众天文台,因为建在楼顶位置不便,也基本没有向公众开放。建议天文馆可以在路边广场等地开放小型望远镜供公众观测使用,满足更多观众和青少年学生对天文观测与教学实践活动的需要。
2.引进天象节目和丰富科普展览
天文类科技馆内的先进天文设备和丰富展览形式是吸引观众的重要因素。青少年在参观天文科技馆的同时也是一次学习天文知识,扩大视野,增加科学兴趣的过程。傅科摆、日月食模型、天球仪、日晷、星象图等天文设备和道具能生动形象的演示天文现象;数字宇宙剧场、3D动感天文剧场、4D动感影院等现代化的剧场,不仅能生动形象地演绎壮丽的星空景象和人类探测太空的壮举,更能以其特殊的视听合成效果为观众营造出强烈的临场感和震撼力氛围。因此天文类科技馆可以大力加强馆内设备建设,引进天象节目,丰富科普展览的内容和形式,如此既能吸引观众,普及天文知识,又能促进自身的建设和发展。
三、北京天文馆普及天文教育主要活动方式研究
北京天文馆作为国家级“科普教育基地”和“科普先进集体”,在开展天文活动,普及天文教育方面做出了很多探索。北京天文馆除了利用天象节目、展览、讲座、观测、兴趣小组、假期天文学校等方式开展天文科普活动之外,还在个别高校和中学开展天文教学活动,在《天好者》杂志中逐渐增加中小学天文教育的内容,并在近年来致力于通过开展全国中学生天文奥林匹克竞赛以及组队参加各个级别的国际天文奥林匹克竞赛,来推动天文学在中小学的普及。
1.建设“天文教育基地”
北京天文馆分别在大兴区第一小学、大兴区庞各庄镇第二中心小学建立“天文教育研究基地”和“天文观测实践基地”。建立教育基地后,北京天文馆派天文专家对学校天文教育工作进行指导。这种天文馆与学校合作建立天文教育基地的方式是一种既有利于向天文研究机构培养和选拔天文人才,又有利于向学校进而向全社会普及天文教育的双赢模式。因此“天文教育基地”建设是普及天文教育的一条捷径。同时,北京天文馆的业务人员也走出去,到北京航空航天大学、北京理工大学等大专院校开设了天文选修课。
2.接轨国际天文活动
2009年是国际天文年,天文馆根据国际天文年的各项基石项目,在国内开展了各项活动,如天文学100小时、暗夜意识、伽利略教师培训计划、伽利略之夜等,并将中国的天文活动在国际天文年的官方网站上注册,将中国的天文进展分享给全世界。这些活动面向公众,既吸引了青少年的参与,又培训了天文教师,宣传了光污染的危害,在科学、环保、文化等方面均具有重要意义。
3.举办全国中学生天文奥林匹克竞赛
(1)天文奥林匹克竞赛
目前国际级别的天文奥赛分为三种:国际天文奥林匹克竞赛(IOA,始于1996年),国际天文与天体物理奥林匹克竞赛(IOAA,始于2007年),以及亚太天文奥林匹克竞赛(APAO,始于2005年),其中以国际天文奥林匹克竞赛(IOA)历史最长。国内的天文奥赛包括:全国中学生天文奥林匹克竞赛(CNAO,始于2003年)、广东省中小学生天文奥林匹克竞赛(始于2005年)、星空大会知识竞赛、古天文知识竞赛等。
2003年北京天文馆举办了第一届全国中学生天文奥林匹克竞赛,在全国范围内进行预选赛、决赛,并从决赛获奖选手中选拔出优秀者组成国家集训队,参加国际比赛。每年参赛的中小学生达到几千人,涉及的中小学生群体广泛而影响深远,近年来参赛人数呈逐年上升的趋势,2010年全国中学生天文奥赛报名人数达到2922人。天文奥赛吸引并激发了青少年对于天文的兴趣和爱好,也促进了天文知识的宣传普及工作,同时提高了国民科学素养,并逐步推动天文学在中小学的教学和普及。天文奥赛选拔出的学生进入了北京大学、北京师范大学、南京大学等高等学府专攻天文学,为这些高校的天文系专业提供了优秀的生源。天文奥赛对于天文知识在中小学生当中的普及起到了重要的作用。
目前,天文奥赛并不如传统学科竞赛如物理奥赛、数学奥赛那样颇负盛名。原因之一是学科限制,虽然北京天文馆在这方面已经做了很多突出工作,但是要推广天文普及教育,需要国家政策的支持,天文教师、学生的培养,以及大众的热情才能有大的突破。这是未来天文科普推广面临的一个重大考验,但同时也蕴含着巨大潜力。
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(2)天文奥林匹克竞赛新形式――“网络直播天文奥赛”
现行的天文奥赛形式是闭卷考试,这使得竞赛者之外的大众对天文奥赛从不关注,也几乎不了解。如何使天文奥赛成为更多大众可以参与和关注的事件,将会是天文教育普及事业的一个重大突破。
在天文奥赛模式上,可以借鉴国外的天文奥赛形式。经研究发现,印度尼西亚的国内天文奥赛形式为可调动全民参与积极性的“网络直播天文奥赛”。网络奥赛实行“机考”,奥赛题会在同一时间呈现给参赛者和网友,因此网友可以和参赛者一样在网络参与天文奥赛。每一名参赛者对应一位监考官,在参赛者做完一道题并提交到监考官时,分数随即给出。网友可以根据考生目前的得分,来预测哪位参赛者将取得冠军。赛后将在预测准确的网友中抽取一、二、三等奖进行奖励,并且答对题目最多的网友也将获得奖励。这样一种结合网络,信息快速、无地域限制特点的“网络直播奥赛”形式,使得印度尼西亚的天文奥赛走近了公众,影响力在逐渐扩大。“网络直播天文奥赛”的形式既使得公众了解了天文奥赛,又普及了天文教育,传播了天文知识。目前这种形式还尚未在我国推广,但这是一种推广天文奥赛,普及天文教育的绝好形式。相信在不久的将来,当条件成熟时,全国天文奥赛组委会将会考虑接纳和采取这种天文奥赛的新形式,并由天文奥赛逐渐推广到其他学科竞赛领域。
四、总结
北京天文馆是目前国内规模最大,系统最为完备的天文馆,是天文馆建设的一个成功典范。北京天文馆的天象节目动感而具有震撼力,科普展览丰富多彩,吸引了成千上万的市民前来参观;通过成立“流动天文馆”即科普宣传车,以模拟星空演示、天文学知识展览、天文望远镜观测、天文科普报告、天文知识咨询等形式把“神秘”的天文学以生动活泼、通俗易懂的形式送到公众之中;《天好者》杂志和天文在线网络资源的建设等也为天文教育普及发挥了重要作用。在中国的每个城市,只要有一座这样的天文馆,那么天文科普教育事业就一定会逐步发展壮大,直至达到世界天文科普教育的领先地位。在探索如何更好地普及天文教育的道路上,天文类科技馆之间汲取各自的经验,将会使中国的天文科普教育事业呈现一片繁荣之势。
参考文献:
[1] Fraknoi Andrew. The state of astronomy education in the US [C].In J. Percy(Ed) .Astronomy education:Current developments,future coordination.San Franciso:Astronomical Society of the Pacific,1996.9-25.
[2]郭霞.中国天文馆的发展与探索[J].科普研究,2009,3(4):83-88.
天文学涉及的学科范文3
关键词:儒家文化古代科技古代科学家
关于中国古代是否有科学的问题,学术界至今仍有不同意见。不少学者根据卷帙浩繁的古代文献,用历史事实证明中国古代有科学,甚至认为,中国古代曾有过居于世界领先地位的科学技术。正如英国著名的中国科技史家李约瑟所言,古代的中国人在科学技术的许多重要方面“走在那些创造出著名的‘希腊奇迹’的传奇式人物的前面,和拥有古代西方世界全部文化财富的阿拉伯人并驾齐驱,并在公元三世纪到十三世纪之间保持一个西方所望尘莫及的科学知识水平”,中国的科学发现和技术发明曾经“远远超过同时代的欧洲,特别是在十五世纪之前更是如此”[]。然而,也有一些学者则根据中国古代没有近代意义的“科学”,近代科学没有在中国产生,以证明中国古代没有科学。笔者持中国古代有科学的观点,并认为,中国古代的科技具有明显的儒学化特征,不同于近代意义的“科学”。这一看法对于理解中国古代科技曾有过辉煌但又没有能够实现向近代科学的转型,或许会有一定的帮助。
一.儒学化的中国古代科学家
从科技与社会相互关系的角度看,科学技术总是在一定的文化背景中孕育并得以发展的,因而必然会受到一定的文化的影响。儒家文化是中国传统文化的主流,儒家文化对于中国古代科技的发展不可能不具有重要的影响。这种影响首先表现为儒家文化对于古代科学家的影响,表现为大多数科学家都不同程度地与儒学有着密切的关系。
关于中国古代科学家,目前,国内有两部较为重要的传记著作,其一,由杜石然先生主编的《中国古代科学家传记》,[]共选入中国古代科学家235位,另有明清时期介绍西方科技的外国人14位,该书收录的古代科学家较全;其二,由卢嘉锡先生任总主编的《中国科学技术史》中有金秋鹏先生任主编的《中国科学技术史•人物卷》,[]该书精选了春秋战国时期至清末的著名科学家77位(除汉代数学家张苍和清初地理学家刘献庭之外,大都包括在《中国古代科学家传记》之中),该书收录的古代科学家较精。以下就以杜石然先生所主编的《中国古代科学家传记》为依据,参照金秋鹏先生所主编的《中国科学技术史•人物卷》,分析古代科学家与儒学之间的关系。
根据笔者分析,在《中国古代科学家传记》中所收录的科学家,大都与儒学有着程度不同的关系。依据这些科学家与儒学的关系的密切程度,可分为以下两个层次:
其一,在儒学发展史上具有较重要地位或撰有儒学研究著作的科学家。这类科学家有:汉代的张衡、崔寔,魏晋南北朝时期的陆玑、虞喜、何承天、祖冲之,隋朝的刘焯,宋代的沈括、黄裳,明代的罗洪先、宋应星、张履祥,清代的朱彝尊、戴震、阮元、汪莱、李锐,等等。其中汉代的天文学家张衡著《周官训诂》;东晋时期的天文学家虞喜“释《毛诗略》,注《孝经》”[];南北朝时期的天文学家何承天对《礼论》进行整理,“删减合并,以类相从,凡为三百卷”[],数学家、天文学家祖冲之“著《易》、《老》、《庄》义,释《论语》、《孝经》”[];隋朝时期的天文学家刘焯著《五经述义》;宋代的科学家沈括撰《孟子解》,天文学家、地理学家黄裳撰《王府春秋讲义》;明清之际的科学家宋应星撰《谈天》、《论气》;清代的数学家汪莱撰有《十三经注疏正误》、《说文声类》等经学著作,数学家李锐协助阮元校勘《周易》、《谷梁》和《孟子》,并撰有《周易虞氏略例》、《召诰日名考》等等。
其二,明显受儒学影响、具有儒家理念或运用儒家经典中的知识进行科学研究的科学家。这类科学家较多,比如(按年代顺序),班固、刘洪、张仲景、皇甫谧、裴秀、刘徽、郦道元、贾思勰、王孝通、贾耽、杜佑、李吉甫、陆龟蒙、韩鄂、苏颂、唐慎微、刘完素、郑樵、张从正、李杲、宋慈、李冶、秦九韶、杨辉、郭守敬、朱世杰、王祯、朱震亨、鲁明善、戴思恭、马一龙、李时珍、徐春甫、程大位、朱载堉、陈实功、徐光启、张景岳、邢云路、方以智、王锡阐、梅文鼎、杨屾、徐大椿、陈修园,等等。
这些科学家与儒学都有着密切的关系。需要指出的是,以上所罗列的这些科学家几乎囊括了古代科技体系中数学、天文学、地理学、医学和农学五大学科的最著名的科学家,是科学史上各个时期最具代表的科学家。而且在事实上,除了以上科学家之外,还会有其他许多科学家与儒学有着直接的关系,比如,大多数官吏科学家必然要受到儒家思想的影响;一些道教、佛教科学家,在他们的成长过程中,在他们的科学研究中,也会与儒家思想有着这样或那样的关系。
古代科学家与儒学的这种关系,与儒家文化是中国传统文化的主流有关。在这样的文化背景下,古代中国人自小都学习过儒家经典。儒家经典是古代文化的载体,学习文化知识,不能不学习儒家经典;同时,儒家经典是培养理想人格的教科书,要成为有道德的人,也不能不学习儒家经典。而且,儒家经典是古代科举考试的重要内容,要进入仕途,也必须学习儒家经典。古代的绝大多数科学家当然也不例外。而且在社会交往中,古代科学家大都免不了与儒士交往。从家庭成员到老师,以至朋友同事,总会有儒家学者,或者有儒家背景的文人学士。宋朝时期的法医学家宋慈,先是师从朱熹弟子吴雉,又经常向朱熹弟子杨方、黄干、李方子、蔡渊、蔡沈等学习。入太学时,他的文章得到著名理学家真德秀的赏识,并拜师受学。清代科学家梅文鼎,他的父亲就是饱读儒家经典的书生;后来,他又与著名经学家朱彝尊、阎若璩、万斯同以及清初儒家李光地、著名儒家黄宗羲之子黄百家等等有过密切的交往;他的许多思想,包括一些科学思想的形成都或多或少地与他所交往过的儒家学者有关。又比如,清代的数学家李锐,曾师从于著名经学家钱大昕,在数学研究上与经学家焦循多有交往,与焦循、汪莱一起被称为“谈天三友”[]。
中国古代科学家在成长的过程中、在社会交往以及学术交往中,大都处于儒家文化的氛围之中,儒家文化是他们心灵、思想、学识、情感的不可分割的重要组成部分,从而使得中国古代科学家带有明显的儒学化特征。他们大都具有儒家的价值观念和道德品质,具备深厚的儒家文化知识,对儒家经典有着浓厚的学术情趣,以至于在他们的科学研究中,或是包含着对儒学的研究,或是运用了儒家经典的知识,或是蕴涵着儒家的情怀。
二.儒学化的古代科学研究
在儒家文化为主流的中国传统文化背景下,不仅科学家的价值观念、人格素质、知识学问要受到儒家文化的影响,而且在科学研究中,科学家的科研动机、基础知识乃至科研方法,都在很大程度上受到儒学的影响。
(1)儒家的价值观影响科学研究的动机
古代科学家研究科技的动机大致有三:其一,出于国计民生的需要;其二,出于“仁”、“孝”之德;其三,出于经学的目的。
古代科学家研究科学的动机首先出于国计民生的需要。北魏时期的农学家贾思勰在其所著的《齐民要术》中对此有很好的论述。该书的“序”在阐述作者研究农学的目的时说:“盖神农为耒耜,以利天下。尧命四子,敬授民时。舜命后稷,食为政首。禹制土地,万国作乂。殷周之盛。《诗》、《书》所述,要在安民,富而教之。”[]他还举了许多例子:“耿寿昌之常平仓,桑弘羊之均输法,益国利民,不朽之术也”;“任延、王景,乃令铸作田器,教之垦辟,岁岁开广,百姓充给”;“皇甫隆乃教作耧、犁,所省庸力过半,得谷加五”;“《书》曰:稼穑之艰难。《孝经》曰:用天之道,因地之利,谨身节用,以养父母。《论语》曰:百姓不足,君孰与足”。这些论述无非是要说明他撰著《齐民要术》的目的在于“益国利民”,为的是国计民生。元朝时期农学家的王祯在所著《农书》的“自序”中说:“农,天下之大本也。一夫不耕,或授之饥;一女不织,或授之寒。古先圣哲,敬民事也,首重农,其教民耕织、种植、畜养,至纤至悉。”他撰著《农书》的目的也在于国计民生。中国古代科技之所以在数学、天文学、地理学、医学和农学这些学科较为发达,概由于当时这些学科与国计民生密切相关。数学以解决实际问题为基本框架和内容,其中所涉及的问题大都与国计民生有关;天文学讲“敬授民时”,地理学讲治国安邦,医学讲治病救人,也都与国计民生相关联。
古代科学家研究科学的另一个动机是出于“仁”、“孝”之德。东汉时期医学家张仲景研究医学,旨在“上以疗君亲之疾,下以救贫贱之厄,中以保身长全,以养其生”,在于“爱人知物”、“爱躬知己”[]。魏晋时期医学家皇甫谧在所著《针灸甲乙经》的“序”中说:“若不精通于医道,虽有忠孝之心、仁慈之性,君父危困,赤子涂地,无以济之,此固圣贤所以精思极论尽其理也。”可见,他研究医学的动机在于落实“忠孝之心、仁慈之性”。唐朝时期的医学家孙思邈也在所著《备急千金要方》“本序”中指出:“君亲有疾不能疗之者,非忠孝也。”金代医学家张从正更是明确把自己的医学著作定名为《儒门事亲》,以表明他研究医学的动机在于“事亲”。事实上,科学研究的动机出于国计民生的需要与出于“仁”、“孝”之德,这二者是一致的,关注国计民生是“仁”、“孝”之德的进一步推广;所以,那些出于国计民生的需要的科学研究,同样也是出于“仁”、“孝”之德。
除此之外,古代科学家研究科学还有一个动机,这就是经学的动机。古代数学家大都把自己的数学研究与《周易》、《周礼》的“九数”以及儒家的“六艺”联系在一起。魏晋时期数学家刘徽在所撰《九章算术注》“序”中说:“昔在包牺氏始画八卦,以通神明之德,以类万物之情,作九九之数,以合六爻之变”,“周公制礼而有九数,九数之流,则《九章》是矣”;《孙子算经》认为数学是“六艺之纲纪”,能够“穷道德之理,究性命之情”;唐朝时期的数学家王孝通在《上缉古算经表》中说:“臣闻九畴载叙,纪法著于彝伦;六艺成功,数术参于造化”;这一切都是为了说明他们研究数学是对儒家经学的继承和发挥。宋朝时期的数学家秦九韶在《数书九章》的“序”中认为,数学“大则可以通神明、顺性命,小则可以经世务、类万物”,元朝时期的数学家朱世杰在《四元玉鉴》“卷首”中认为,数学“以明理为务,必达乘除升降进退之理,乃尽性穷神之学”,这里讲“通神明、顺性命”以及“明理”,无非是要说明数学与理学在根本上是一致的,而他们的数学研究的动机也正在于此。事实上,宋代以后的科学家较多地把科学研究与求“自然之理”联系在一起,所谓“数理”、“历理”、“物理”、“医理”之类;在他们看来,当时所谓的“自然之理”是包含在儒家“大道”中的“小道”,正如朱熹所言,“小道亦是道理”[],所以,研究科学也是为了阐发儒家的道理。
从根本上说,古代科学家研究科学的以上三种动机都是围绕着儒家的价值观而展开的。出于国计民生的需要,就是为了落实儒家的民本思想;出于“仁”、“孝”之德,就是实践儒家的仁爱理念;出于经学的目的,就是要发挥儒家之道。因此,古代科学家的研究科学的动机最终都源自儒家的价值观。
(2)儒家经典成为科学研究的知识基础
科学研究需要有相当的知识基础和专业基础,而在儒家文化占主流的背景下,大多数科学家的基础知识甚至一些专业基础知识最初都是从儒家经典中获得的。儒家经典中包含了丰富的科技知识。就古代数学、天文学、地理学、医药学和农学五大学科而言,《周易》等著作中包含有某些数学知识,《诗经》、《尚书•尧典》、《大戴礼记•夏小正》、《礼记•月令》以及《春秋》等著作中包含有某些天文学的知识,《尚书•禹贡》、《周礼•夏官司马•职方》等著作中包含有某些地理学知识,《周易》、《礼记•月令》等著作中包含了与医学有关的知识,《诗经》、《大戴礼记•夏小正》、《礼记•月令》等著作中包含有农学知识。应当说,儒家经典中具备了古代科学家从事科学研究所需要的基础知识以及一些专业基础知识。因此,儒家经典中的科技知识,实际上成为许多科学家的知识背景,成为他们的知识结构中非常重要的组成部分。
古代许多科学家的科学研究正是在儒家经典中所获得的科学知识的基础上,经过自己的进一步研究、发挥和提高,从而在科学上做出了贡献。从一些科学家的科学研究过程以及他们所撰著的科学著作中,可以发现,他们的科学研究与儒家经典中的知识密切相关,在一定程度上是对儒家经典中某些知识的发挥和提高。
古代数学家必定要讲《周易》。魏晋时期的著名数学家刘徽在为《九章算术》作注时说:“徽幼习《九章》,长再详览,观阴阳之割裂,总算术之根源。探赜之暇,遂悟其意。是以敢竭顽鲁,采其所见,为之作注。”[]也就是说,他是通过《周易》的阴阳之说“总算术之根源”,从而明白《九章算术》之意,并为《九章算术》作注。宋元时期的数学家讲河图洛书、八卦九畴。宋代著名的数学家秦九韶对《周易》揲蓍之法中的数学问题进行研究,从而引伸出一次同余组的解法,即“大衍求一术”,被认为达到了当时世界数学的最高水平;又有数学家杨辉对“洛书”的三阶纵横图进行研究,直至对十阶纵横图的研究;还有元代著名数学家朱世杰撰《四元玉鉴》,运用《周易》概念论述了多元高次方程组的求解问题,被美国科学史家乔治•萨顿称为“中国数学著作中最重要的一部,同时也是中世纪最杰出的数学著作之一”[]。
古代天文学家必定要以《尚书•尧典》为依据,同时结合《大戴礼记•夏小正》、《礼记•月令》、《诗经》、《春秋》“经传”等儒家经典中有关天象的纪录和天文知识,进行研究,同时,古代天文学家在编制历法时也经常运用《周易》中的概念。李约瑟说:“天文和历法一直是‘正统’的儒家之学。”[]充分揭示了中国古代天文学与儒学的关系。由于古代的天文历法研究需要涉及大量的儒家经典,所以,在历史上,大多数天文历法家都是饱读儒家经典的儒者,从汉唐时期的张衡、虞喜、何承天、祖冲之、刘焯到宋元时期的苏颂、沈括、黄裳、郭守敬,这些著名的天文历法家都曾经读过大量的儒家经典,他们所撰著的天文历法方面的著作采纳了儒家经典中大量的天文学知识。
古代的地理学则不可能不讲《尚书•禹贡》、《周礼•夏官司马•职方》。东汉的班固所撰《汉书•地理志》辑录了《尚书•禹贡》的全文和《周礼•夏官司马•职方》的内容;魏晋时期的地图学家裴秀所制《禹贡地域图》主要是根据《尚书•禹贡》。此后的地理学家郦道元、贾耽、杜佑、李吉甫都无不通晓《尚书•禹贡》,并以此作为地理学研究的基本材料。
在农学方面,《周易》的“三才之道”是古代农学研究的思想基础。而且,以《礼记•月令》为基本框架的月令式农书是古代重要的农书类型,先是有东汉的崔寔撰《四民月令》,又有唐朝韩鄂撰《四时纂要》,后来还有元朝的鲁明善撰《农桑衣食撮要》,等等。即使是其它类型的农书,其中也包含了大量从《诗经》、《尚书》、《周礼》、《礼记•月令》、《尔雅》等儒家经典中引述而来的农学知识。
当然,作为科学家,他们的知识并不只是从儒家经典中所获得的那一部分科学知识,他们还拥有从前人的科技著作以及其它著作中获取的知识,更重要的,还有他们的经验知识以及他们通过科学研究所获得的知识。但无论如何,在他们的知识结构中,从儒家经典中所获得的知识是他们进行科学研究最基础的同时也是最重要的知识。
(3)儒家的经学方法成为重要的科学研究方法
在儒家文化的背景下,科学家在研究科学时,不仅研究动机与儒家思想有关,所运用的知识中包含着从儒家经典中所获得的知识,而且在研究方法上也与儒学的经学方法相一致。
中国古代科学家的科学研究往往是以读书为起点,然后用经验知识验证前人的理论和观点,并作适当的发挥、诠释和概括。与这样的研究程序相关,科学研究首先要求广泛地读书,博览群书,其中也必然包括儒家经典,这就是“博学以文”。在此基础上,科学家还要用亲身的实践对前人的知识进行验证,尤其是地理学家、医药学家、农学家更是如此,这就要求“实事求是”。因此,古代科学著作有不少都是对以往科技知识的整理和总结。
古代的科学研究由于与儒家的经学研究有许多相似之处,都是围绕着前人的著作而展开的,所以一直有尊崇经典的传统。古代科学家首先必须尊崇儒家经典,尤其是包含科技知识的那些儒家经典,《诗经》、《尚书•尧典》、《尚书•禹贡》、《大戴礼记•夏小正》、《礼记•月令》、《周礼》、《周易》以及《春秋》“经传”等都是古代科学家所必须尊崇的经典。此外,科学中的各个学科也都有各自的经典:数学上有“算经十书”,包括《周髀算经》、《九章算术》、《海岛算经》、《五曹算经》、《孙子算经》、《夏侯阳算经》、《张丘建算经》、《五经算术》、《缀术》、《缉古算经》;天文学上有《周髀算经》、《甘石星经》等;地理学上有《山海经》、《水经》等;医学上有《黄帝内经》、《神农本草经》、《难经》、《脉经》、《针灸甲乙经》等;农学上有《氾胜之书》、《齐民要术》、《耒耜经》等等。这些经典是各学科的科学家所必须尊崇的。
由于尊崇经典,所以科学研究只是在经典所涉及的范围内展开,只是在对经典的诠释过程中有所发挥。先有《九章算术》,后有《九章算术注》;先有《水经》,后有《水经注》;先有《神农本草经》,后有《神农本草经集注》,诸如此类。这与儒学的经学方法是一致的。尤其是,明清之际,西方科学传到中国,当时中国的科学家大都持“西学中源”的观点,并且采取引中国古代经典解释西方科学的方法进行研究。这一科学研究方式依然是承袭了儒学的经学方法。[]
三.儒家文化对古代科技特征的影响
由于古代科学家的科研动机、知识基础以及研究方法在很大程度上受到儒家文化的影响,因而中国古代科技所具有的实用性、经验性和继承性的特征,事实上也与儒家文化有着密切的关系。
在儒家文化的影响下,古代科学家进行科学研究的重要动机之一在于满足国计民生的需要,所以,大多数具有儒家价值理念的科学家在研究科技时,所注重的主要是科技的实际功用,这就决定了中国古代科技的实用特征,富有务实精神。虽然也曾有一些科学家对纯科学的问题进行过研究,但在总体上看,古代科技的实用性特征是相当明显的,是主要的。在论及中国古代数学史上最重要的经典著作《九章算术》与儒家文化的关系时,中国数学史家钱宝琮先生说:“《九章算术》的编纂者似乎认为:所有具体问题得到解答已尽‘算术’的能事,不讨论抽象的数学理论无害为‘算术’;掌握数学知识的人应该满足于能够解答生活实践中提出的应用问题,数学的理论虽属可知,但很难全部搞清楚,学者应该有适可而止的态度。这种重视感性认识而忽视理性认识的见解,虽不能证明它渊源于荀卿,但与荀卿思想十分类似。”[]如果对于中国古代数学发展具有重要影响的《九章算术》,其实用性的特征是受到儒家文化的影响,那么,整个古代数学的发展与儒家文化的密切联系,也就不言而喻的了。除此之外,中国古代的天文学、地理学、医学和农学的实用特征在很大程度上也与儒家文化的务实精神有着直接的关系。
与实用性特征相联系,古代科学家较为强调感觉经验,注重经验性的描述,因而使古代科技带有明显的经验性。在科学理论上,则主要是运用某些现成的、普遍适用的儒家理论以及诸如“气”、“阴阳”、“五行”、“八卦”、“理”之类的概念,经过思维的加工和变换,对自然现象加以抽象的、思辩的解释,只注重定性分析,而不注重定量分析。其结果是,科学研究仅仅停留在经验的层面上。比如,唐朝时期的天文学家僧一行,他在天文仪器制造、天文观测等诸方面多有贡献,他所编制的“大衍历”是当时最好的历法。然而,他在解释他的“大衍历”时则说:“《易》:天数五,地数五,五位相得而各有合,所以成变化而行鬼神也。天数始于一,地数始于二,合二始以位刚柔。天数终于九,地数终于十,合二终以纪闰余。天数中于五,地数中于六,合二中以通律历。……故爻数通乎六十,策数行乎二百四十。是以大衍为天地之枢,如环之无端,盖律历之大纪也。”[]再比如,宋代科学家沈括在解释黄河中下游陕县以西黄土高原成因时,他说:“今关、陕以西,水行地中,不减百余尺,其泥岁东流,皆为大陆之土,此理必然。”[]他还说:“五运六气,冬寒夏暑,旸雨电雹,鬼灵厌蛊,甘苦寒温之节,后先胜复之用,此天理也。”[]由于停留在经验性的描述和思辩性的解释上,科学在理论上相对较为薄弱。
由于古代科学家的科学研究较多地受到儒家经学方法的影响,因此对科学家来说,不仅儒家思想是不可违背的,而且,各门学科的“经典”也是不可违背的。这种崇尚经典的学风使得后来的科学家在科学研究中更多的是对前人著作中的科学知识和科学理论的继承、沿袭或注疏、诠释,并在此基础上有所补充、改进。因此,古代的科学著作大都少不了引经据典,广泛吸取前人的多方面、多学科的知识,因而表现出明显的继承性。即使有所创新和发展,也主要是在既定的框架内做出适当的改变和发挥。
中国古代科技的实用性、经验性和继承性的特征实际上正是在科技的层面上对儒家思想的延伸和展开。由于要实践儒家之道,所以古代科技重视实用,重视经验,在实用科技方面较有优势,而在科学理论上则相对薄弱;同时,又是由于要尊崇儒家之道,所以古代科学家总是把自己的研究与儒家学说、儒家经典联系在一起,重视知识的积累,表现出明显的继承性。由此可见,中国古代科技的特征与儒家思想密切相关,儒家文化对于中国古代科技特征的形成具有重要的影响。
综上所述,在以儒家文化为主流的中国传统文化背景下,中国古代科技的发展在很大程度上受到儒家文化的影响,甚至在某种意义上可以说,中国古代的科学家大都是儒学化的科学家,中国古代的科学研究大都是儒学化的研究,中国古代科技大体上带有明显的儒学特征,中国古代的科学是儒学化的科学。
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一、掌握多学科科学的基本内容
我国传统师范院校普遍设立了物理、化学、生物学专业,培养了大批这三个学科的中学理科教师。物理、化学和生物学也构成了现在的综合科学课程的主要内容,传统师范院校在单科培养的基础上一般都跨专业互相开设了这三个学科必修课或选修课,也就是传统的理科师范毕业生,可以达到掌握这三个学科基本内容的要求。然而,科学是由众多分支学科组成的,翻开现在的科学课教材就会看到里面不仅增加了大量天文学、地质学、气象学、医学等传统科学学科的内容,也增加了能源科学、材料科学、心理科学等新兴科学学科的知识。对于这些学科,传统师范院校给师范生开设了心理学必修课,仅个别院校给师范生开设了天文学选修课,而其他学科传统师范院校的课程根本没有涉及到,这些在师范教育期间没有涉及到的学科就需要现在的科学教师在工作中补上这一课。对一名科学教师要求的不是只了解这众多学科的知识,而是要弄懂并掌握这众多学科的基本内容。
二、了解前沿科学知识
中学理科课程改为综合科学课的一个目的之一就是要拉近课本与时代的距离,拉近课本上所讲的科学与现实中科学家所从事的科学研究的距离,以让中学生及早地了解并感兴趣于当代科学家所正在从事的最新科学研究。也就是说,中学科学课不仅要讲牛顿力学的基本原理及其应用,而且要通俗讲解爱因斯坦相对论,甚至还要解释霍金的黑洞理论,推荐学生去读一读霍金的《时间简史》;不仅要讲生命的细胞组成原理,还要讲基因工程,介绍人类基因组的最新进展情况,甚至与学生一起讨论人类未来的进化前景。这就要求中学科学教师不仅要掌握传统科学学科的基本内容,还要随时跟踪了解包括传统科学学科在内的各个科学学科的最新成就,特别是在当今世界影响重大的科学发现与技术发明,要结合课本相关章节内容及时用浅显的道理向学生传播这些信息,比如当年和近些年的诺贝尔科学奖获奖科学家的获奖成果。由于现代科学发展日新月异,所以中学科学课教师必须不断学习、终身学习,这是科学发展的需要,也是完成好科学课教学的需要。
三、熟悉科学史资料
现在的中学科学课教材中不少章节都附有科学史小资料,它对于科学课的教学并非可有可无,可以说不结合丰富的科学史资料很难把科学课上好。在讲万有引力定律时,如果适时把牛顿是通过苹果掉落地上而触发灵感发现万有引力定律的故事告诉学生,就会让学生理解我们生活的世界习以为常的事情背后都有自然规律存在,都有可能从中产生伟大的科学发现,从而一点点培养学生以科学的目光看待世界;在讲有机物苯的化学结构时,如果顺便给学生解释一下凯库勒是怎样在睡梦中见到一条头尾相接的蛇而产生苯环结构的灵感的,并分析凯库勒的个人素质与他的科学发现的关系,就会让学生既知道了科学发现的方法多种多样,又明白了只有经过科学训练不断探求思考的人才能产生并抓住这样的灵感;在讲太阳系的组成时,如果同时再告诉学生在哥白尼日心学说之前科学史上的托勒密地心学说是怎样解释宇宙的,进而介绍近代天文学革命的过程,就会让学生逐渐认识科学进步是什么意思,并发自内心去感悟什么是科学。总之,科学史不仅可以活跃课堂气氛引起学生对相关科学理论问题的兴趣,更可以让学生了解科学家的日常和科学生活,了解科学在历史上、在社会中的地位作用,逐渐理解科学,掌握科学方法。因此,中学科学课教师必须大量阅读科学史资料,包括科学家传记等资料。
四、领会科学精神、把握科学方法
天文学涉及的学科范文5
中国是世界四大文明古国之一。她历史悠久、文字发达、文化面貌多采多姿。中华文明数千年绵延流传,而且从未间断,为海内外炎黄子孙所自豪。古代文献中清楚地记录了夏、商、周三个朝代。其中,夏代是中国历史上第一个王朝时代;商汤灭夏之后建立了商代;武王伐纣灭了商朝,又建立了周代。历史学家将夏、商、周这三个朝代,简称为"三代"。古代伟大的历史学家司马迁在《史记》一书中还清楚地记下了夏商周三代君王的世系,其中商周两代的君王世系,已被地下出土的甲骨文和金文所证实,说明三代的存在是肯定的、不容怀疑的。
可是有关中国的历史年代只能上溯到西周的共和元年,即公元前841年。在西周时期,它已处于西周晚期。在此之前的西周早期和中期的年代、更早的商代和夏代的年代就说不清楚了。很多人在编写历史时,只能按自己的认识去估算,常常写上一个"约"字或在年代之后打个"?"号,表示有关年代的不确定性。这样做是不得已的,当然也是不准确、不科学的。
早在两千年前的西汉时代,就有学者对三代的年代进行研究。以后,历代的学者仍孜孜不倦地对三代年代进行探索。到了近代,还吸引一些国外的汉学家也投身到三代年代学研究的行列之中。他们在利用历史文献的同时,还尝试引入天文学的方法对天象材料进行计算,试图在三代的年代学研究中取得突破。不过,过去的研究者所用的手段比较单一,基本上是凭个人的力量进行研究,难度极大。虽也提出了各种结果,但受材料的局限和方法的不完备,缺乏必要的证据而不能形成共识,致使三代的年代一直未能解决。
中国古代留下了极为丰富的文献资料,包括不少涉及三代年代与天文历法及天象的资料,这是研究三代年代的重要素材。以往的研究,主要靠这些材料进行年代学研究。二十世纪二十年代以来,近代考古学传入中国。以后的几十年间,中国考古学获得飞速发展。对三代遗存的研究、特别是对三代物质文化的分期研究中,取得了重要成果,建立起代表遗存早晚的文化分期序列。虽然它们只说明遗存间的相对早晚,但它包含有重要的年代信息。从这个分期序列中采选含碳样品进行碳14测年,就可得到与分期序列一致的年代序列。这就使原本反映相对早晚的分期序列,形成有一个个年代数据支持的年代框架。因此,将考古学研究的成果与高精度测年相结合,为我们找到了另一条研究夏商周年代的途径,使三代年代学研究进入新阶段。近20年来,随着考古材料的不断积累,分期研究的成果在实践中得到检验;碳14测年技术的不断改进,使精度大为提高;历史学、古文字学、天文学等学科的研究也取得长足进展。因此,用多学科协作、联合攻关的形式研究三代年代的条件逐渐成熟,建立三代年代框架已成为可能。
1995年秋,时任国务委员、国家科委主任的宋健邀请在京的历史学、考古学、天文学和从事碳14测年的物理学家们一起座谈,提出用多学科协作、联合攻关的形式,研究三代年代的问题。与会学者也认为研究三代年代、制定夏商周年表,是各学科学者的共同愿望,已具备了进行三代研究的基本条件。继而就"夏商周断代工程(以下简称"工程")"的可行性进行研究论证。1996年5月16日,李铁映、宋健代表国务院宣布国家"九五"重大科研项目"夏商周断代工程"启动。这是中国第一个由人文社会科学与自然科学相结合、对重大学术课题进行联合攻关的项目。它的目的在于发挥各学科的优势,把200余位学者组织在"工程"设置的9个课题之中,用不同方法、从不同方面进行研究,将夏代、商代和西周共和元年(公元前841年)以前的年代框架建立起来。"工程"的实施,改变了过去以单一学科或单一手段进行研究的状况。采用多学科交叉、联合攻关的形式,以期对中国历史上处于文明早期阶段的三代年代学研究有所突破,使中国的历史纪年向前推进一大段,为进一步开展文明探源工作打下良好的基础。
经过4年的努力,"工程"已取得阶段性成果。来自不同学科的学者们在各自进行的研究中,在一些关键点上获得突破,建立起三代的年代框架;并对商后期和西周列王的年代进行推断,在年代学研究中取得了前所未有的重大进展。
二、"夏商周断代工程"的具体目标是什么?
"夏商周断代工程"的总目标是制定有科学依据的夏商周时期年代表。根据夏商周时期各阶段积累的材料不同,确定以下具体目标:
1.西周共和元年(公元前841年)以前各王,提出比较准确的年代;
2.商代后期武丁以下各王,提出比较准确的年代;
3.商代前期,提出比较详细的年代框架;
4.夏代,提出基本的年代框架。
三、为实现上述目标,"工程"采取哪些研究途径?设置哪些课题?
夏商周断代工程是由历史学、天文学、考古学、碳14测年技术等学科的专家学者联合实施的系统工程。它的研究途径主要有两条:
1.对传世文献和甲骨文、金文等古文字材料进行搜集、整理、鉴定和研究,对有关天文历法记录通过现代天文计算,推定其年代。
2.对有典型意义的三代遗址、墓葬资料进行整理和分期研究,并作必要的发掘,取得系列含碳样品,进行常规(液闪)和AMS(加速器质谱计)法的碳14年代测定。最后对各课题通过以上两条途径及其它方法得出的结论进行综合,使研究进一步深化,得出尽可能合理的三代年代学年表。
"工程"设置9个课题,最初设置36个专题。在实施过程中,根据需要又增设了8个专题,共计44个专题。这9个课题是:
1.有关夏商周年代、天象、都城文献的整理及可信性研究;
2.夏商周天文年代学综合性问题研究;
3.夏代年代学研究;
4.商代前期年代学研究;
5.商代后期年代学研究;
6.武王伐纣年代的研究;
7.西周列王的年代学研究;
论文话说夏商周断代工程来自免费
8.碳14测年技术的改进与研究;
9.夏商周年代研究的综合与总结。
四、碳14测年的原理是什么?为什么选择这一技术来解决三代年代?
自然界存在3种碳的同位素,它们的重量比例是12:13:14,分别用碳-12、碳-13、碳-14来表示。前二者是稳定同位素。碳-14则有放射性。它在大气中存在,在大气高空层中,因宇宙射线中子和大气氮核作用而生成。它在大气中与氧结合成C4O2分子,与二氧化碳(CO2)的化学性能是相同的。因此,它与二氧化碳混合一起,参予自然界的碳交换运动。它因光合作用而被植物吸收、并贮存在植物之中。人和动物需要食用植物,于是也在人体和动物体内存留。生物在存活期间,他们不断地从大气中获取这种放射性碳。但是任何一种动物或植物一旦死亡,它就停止吸收,而且会使存留体内的这种放射性碳不断减少。大约在5730年间,它的含量可以衰减一半。因此,物理学家将5730年称为"半衰期"。由此可知,只要用仪器测出树木、谷物、人骨、兽骨等生物遗骸中现有的碳-14含量,与它原始的碳-14水平相比,就可以推算出它们在多少年前死亡,进而可以推断与它们共存的遗存(诸如建筑遗址、墓葬或其它遗物)距今已有多少年了。
在考古界用于测定年代的方法有好多种,如古地磁断代法、钾─氩法、裂变径迹断代、陶器热释光(TL)法断代等。但它们的精度不高,误差较大,不能用于历史时期的年代测定。碳14测年技术在过去的半个世纪内取得长足的进步,特别是近二十年来因技术改进、精度得到提高,使历史时期的年代测定成为可能。在"工程"启动之前,我们一些同志就在考虑利用考古学分期成果提供的年代信息,采用碳14测年技术对三代年代进行研究。在"工程"实施过程中,藉考古信息所作的碳14测年,在三代年代学研究中起到了重要作用,为构架夏商周年代框架作出了重要贡献。
五、碳14测年技术几十年前就已出现,为何到近年才用于三代年代学研究?
碳14测年技术早在20世纪50年代就已出现。中国在60年代引入这一技术,并于中国科学院考古研究所建立了第一个碳14实验室。最初测出的年代数据公布以后,立即受到考古界的普遍重视。诸如当时围绕仰韶文化的半坡类型和庙底沟类型孰早孰晚的争论,因测定的年代作了客观的说明,自然而然地平息下来。到了70年代,测定的碳14年代数据越来越多,各地的史前考古学文化遗存几乎都测有一批年代,使新石器时代各考古学文化的谱系,在年代学研究的基础之上得以建立。这一成果非常重要。碳14测年技术引入考古学,被认为是史前考古的一次革命。
可是,当时的碳14测年技术的精度还不够高,误差比较大。史前时期的社会生产力比较落后,社会发展的速度和文化面貌的变化都较缓慢,这些误差在测定史前时期的遗存时,并不显得很突出。但历史时期的情况就不同了。一个历史事件在很短的时间内发生,每个事件都需要用一个准确的绝对年代来说明。如果就这个事件给出的年代,误差达100年甚至更多,那就没有意义了。所以,在测年的精度还不具备研究三代年代时,这项研究就不可能被提上日程。
进入九十年代以来,碳14测年技术有了很大改进,精度大为提高。"工程"实施期间,常规碳14的测年精度已达到0.3%。加速器质谱计的测年精度达到0.5%。另外,采用系列样品与树轮校正曲线拟合,使碳14测定的年代数据换算成日历年时,也提高了精度。在这种情况下,开展三代年代学研究的条件基本成熟了。
六、什么叫树轮校正曲线?怎么进行校正?
树木在地球上生长时,它的树杆每一年都长一轮,称为树轮或树木的年轮。每棵树的截面上,都可以看到一圈又一圈的年轮。从树心到外缘数出多少个年轮,即可知道它的树龄有多少年。如果找到一棵大树,在它的断面上数出5000个年轮,说明它的树龄有5000年。不过,实验证明,从这棵大树的不同年轮取样作碳14测年,所得的碳14年代与树轮的实际年代是有差别的,它们的实际差距从2000年内基本一致,到五、六千年前偏近约800至1000年。因此,各国的科学家们在准确测定树木年轮的年代之后,将碳14年代与精细的树轮年代学方法进行比较,从中找到了误差的规律,并用树轮对碳14年代作了精确校正,这就是树轮校正方法。现在已经可以用近万年的树轮,去校正碳14测定的年代。经过校正的年代代表了被测物质生长的日历年代。
出现上述差异是由于大气中的碳14浓度并非一成不变。诸如太阳黑子爆炸、火山喷发等各种因素,都可以使大气中的碳14的浓度发生变化。这就决定了在碳14年代与树轮年代的校正的坐标图上,出现的是一条曲线(如果碳14的浓度一致、没有变化的话,出现的应是直线)。建立碳14年代的校正曲线,是很繁重的一项工作。1965年问世的树轮校正曲线几经改进,综合1000多对由不同实验室测定的数据,建立了统一的曲线和表。1998年建立的高精度树轮年代──碳14年代校正曲线,目前被确认为国际通用。
过去在将含碳标本测得的年代数据作树轮校正时,往往是单个数据与曲线拟合。由于曲线的一些部位作锯齿状,拟合时的范围较大,因而误差也较大。这次改用系列样品测得的若干年代与树轮校正曲线拟合,效果就不一样了。由于若干个成系列的数据的连线也是曲线,将它与树轮校正曲线拟合,成了曲线与曲线的拟合,这使校正误差明显缩小。"工程"中测定了数百个碳样,并用上述方法进行拟合。实践证明,用考古学家提供的、早晚成系列的含碳样品进行碳14测年,将这些年代数据与树轮校正曲线拟合,其误差比过去大为缩小。这就确保了所得日历年代的准确性与可信性。
七、能否以实例说明上述方法在解决年代方面的作用?
共和元年(公元前841年)以前的西周时期年代,是"工程"中采用多学科联合攻关的重点之一。"工程"实施过程中,北京房山琉璃河墓地依墓葬所分的三期六段,提供了系列样品。三期代表了西周时期的早、中、晚期,分段是指每期遗存中还有相对早晚的遗存。它们的年代跨度从西周初至西周末。这些含碳样品用常规碳14方法测年,得到了与考古分期序列完全一致的年代序列:
西周早期(1)1040─1006B.C.;
(2)1015─950B.C.;
西周中期(3)960─918B.C.;
(4)935─850B.C.;
西周晚期(5)852─810B.C.;
(6)820─750B.C.。
从上述年代可以看到:西周时期的年代约当1040─750B.C.。这三期的年代早晚有序,与考古分期序列完全对应、没有矛盾。
诚然,就西周年代而论,靠一个地点测得的年代,还不足以作为西周年代立论的依据。因此在陕西长安的丰镐遗址、山西曲沃的天马──曲村遗址乃至琉璃河遗址的居住址等相关的西周时期遗存,也依它们的分期作了碳14测年。鉴于这几个地点的早中晚期能够对应起来,所得的年代与遗址的分期一致,也与琉璃河墓地早中晚期测得的年代一致,由此可以说明,依遗存的分期成果而构架的西周年代框架是可信的。
当然,上述年代之准确性,还需与共和元年(公元前841年)衔接而得以确认。天马──曲村遗址的晋侯墓地中的8号墓的测年解决了这个问题。
晋侯墓地的8号墓中出有晋侯苏编钟,钟铭上刻有"唯王三十又三年"的纪年。从随葬物品可以判断该墓为西周晚期遗存。但西周晚期诸王中在位超过三十年的只有厉王和宣王。那么,此墓究竟是厉王还是宣王呢?学者们的看法很不一致。
从墓中采选的木炭和骨头用常规碳14测年,经树轮校正曲线拟合后得到的日历年为808±8B.C.。这一年代与琉璃河墓地所分第三期(西周晚期)的年代范围没有矛盾。按《史记·晋世家》记载,晋侯苏死于周宣王16年,即公元前812年,与测年结果十分接近。但这一结果的价值,不只是解决了晋侯苏钟上所记的"唯王三十又三年"乃厉王之纪年,从而平息了一场争论;它还把"工程"中测得的西周年代框架与公元前841年自然地衔接起来。这就把"工程"建立的三代年代学框架,落在841B.C.这个基准点上,三代的年表将以此为基点往前延伸。足见碳14测年得到的年代,其可信度是很高的。
八、武王克商的年代涉及商周分界,这个年代碳14测年能解决吗?
武王克商的年代在三代年代中的位置十分重要,因为它涉及商周两代的分界。两千年来有不少学者对它进行研究,力图对这个年代有个准确的说法。但因以往的研究受材料与手段的局限,虽然提出了至少44种说法,均因证据不足而未能形成共识。这44种说法中,最早的为1130B.C.,最晚的为1018B.C.,前后相差112年。"工程"启动以后,将这个问题作为重点,专门设有一个课题,组织各学科的学者进行攻关。根据考古学提供的年代信息,常规碳14测年提供的第一个日历年就是武王克商的年代范围。
1997年在丰镐遗址的发掘中,发现了一组可以分期的典型文化层。最下层的窖穴(编号为H18)中出土许多文化遗物及木炭、兽骨和炭化小米;从陶器等遗物可判定是先周文化晚期遗存。它的上面分别叠压有西周初期的文化层(T1第4层)、西周早期的两个窖穴(H16、H11)、西周中期的两个窖穴(H8、H3)和文化层(T1第3层)。由于H18与第4层之间没有发现因自然原因堆积的地层,表明H18与第4层是当时的居民在此活动期间持续形成的。它们形成的时间应在武王克商事件的前后,或者说,武王克商事件发生在使用H18这个窖穴与第4文化层堆积形成的年代范围之内。考古学家从这一组单位中分别采选含碳样品,用常规碳14方法测得的年代、经拟合换算成日历年后,得到了它们所跨的年代为1050─1020B.C.,提出武王克商的历史事件,应在这一年代范围之内。
"夏商周断代工程"是个系统工程。一个年代范围的正确与否,除了看这个年代的立论依据是否可靠外,还要看它与之相关的年代是否与之衔接或不矛盾?对此,可将它与相关专题测得年代进行对比,在比对中予以检验:
安阳殷墟第4期(商王帝乙、帝辛时期)的年代为1080─1040B.C.;
琉璃河西周初期的年代为1040─1006B.C.;
天马──曲村西周早期的年代为1020─970B.C.。
由上述不同地点测得的年代可以看到,它们之间前后衔接、没有矛盾。说明为解决武王克商的这一事件而测得的年代范围是可信的。
特别要提到的是:在整合过程中,曾有人提出武王克商的年代范围只有30年是否短了一些?为此,碳14课题组的同仁专门进行复核,先后提出了30多个假说进行演算,结果证明这个年代范围是不可推移的。
利用考古学家提供的年代信息,经碳14测年获得的武王克商的年代,虽然不能确指在哪一年,但给出的年代范围把原来的112年缩短为30年,这不能不说是个重要成果。
九、将公元前1046年定为武王克商年的根据是什么?应该怎么看待这个年代?
武王克商年代范围的确定,为最后推定商周分界创造了良好的条件。这一绝对年代的提出,主要是依据文献中有关克商时的天象记录、由天文学家计算而提出的。
二十世纪七十年代在陕西临潼出土的一件青铜器(利簋)的铭文中,记录了武王征伐商纣的事迹。"武王征商,唯甲子朝",明确记录了克商的那一天是甲子日,证明传世文献中记载的克商那一天的干支"甲子"是正确的。"朝"字指早晨。"岁鼎克闻夙有商"句中的"岁"字,张政教授认为是岁星,即木星;"鼎"作"当"解,指岁星正当其位,即周的星土分野鹑火。
《国语·周语下》记有伶州鸠的一段话:"昔武王克商,岁在鹑火,月在天驷,日在析木之津,辰在斗柄,星在天鼋",把克商时的天象记的很清楚。天文学家根据所记的日月星辰的位置进行计算,得出了武王克商发生在1044.1.9B.C.和1046.1.20B.C.两个结果。这两个结论均有合理之处,差别在于对金文中使用的纪时词语(习称月相)的理解不同。鉴于1046B.C.说与推定西周王年时对纪时词语的理解一致,选用了这一结论。
武王伐纣是商周两代的分界,应有一个绝对年代来表示。在1050─1020B.C.这一范围内,可以选为武王克商年的还不止这两个年代。例如,有一种算法是取古本《竹书纪年》所记西周积年257年说,由平王东迁之年、公元前770年上溯257年,得公元前1027年为武王克商之年。这一说法也不能说没有道理。不过,综合各种条件,特别是考虑到西周列王研究中的一些条件,选择1046B.C.说是几种说法中相对较好的一个。如果将来有新的材料证明其它说法比这个结论更为合理,届时可予以变更。
十、西周列王的年代是怎么推定的?
西周列王年代的推定,也是多学科交叉协作的产物。由于要对每个王世的在位时间有个具体的年代;而每个年代的确定,又涉及许多方面的问题,所以这项研究的难度是很大的。上面提到的北京房山琉璃河、山西曲沃的天马──曲村等西周遗址中,根据考古分期采选的碳样所作的碳14测年给出的年代,虽然不能直接给出每个王的年代,但早中晚期的划分也涉及王世。如西周早期包括武、成、康、昭四个周王;中期包括穆、共、懿、孝、夷五个周王;晚期为厉、共和、宣、幽诸王世。所以上述年代对具体王年的推定也是有意义的。
具体王年的推定,主要依据西周有铭青铜器中的纪年铭进行历日推算而给出的,有的则是根据文献资料进行天文学研究而确定的。前者是在考古学家对西周青铜器进行分期研究的基础上由天文学家进行演算后推定的。
在西周的有铭铜器中,有不少铜器都记有年、月、干支(日)和纪时词语等内容。但并不是每器中都记有这四个内容,只有约60件铜器的铭文中,有年、月、干支、纪时词语这四项内容。这次就以这些"四要素"齐全的铜器为素材,在分期的基础上推定王世、再作历日推算,以检验推论的可靠性并推算其年代。
在这"四要素"中,年、月、干支(日)是不难理解的,但加上"初吉"、"既生霸"、"既望"、"既死霸"这四个纪时词语,就有一个如何理解的问题了。以往将它们都称为月相,理解为每月中人们看到月亮时月面盈亏不同而分别用四个词称呼之,所以出现了四分说、定点说、二分二点说等不同解释。"工程"实施过程中按这些说法排入历谱进行推算,发现均有不合理之处。后据西周晚期铜器铭文进行归纳,提出以下认识:
初吉,出现在初一至初十。
既生霸、既望、既死霸均为月相,"既"表示"已经","望"即满月,"霸"指月球的光面。既生霸指新月初见至满月;既望指满月后月面尚未明显亏缺;既死霸指月面亏缺到月光消失。目前推定的王年,就是按上述理解将四要素俱全的铜器铭文进行历日推算而提出来的。不过,上述理解虽在总结前人成果的基础上提出,但仍有三件铜器排不进去。是铭文中的干支记错了还是上述解释有缺陷?只能留待以后发现新材料后再作进一步研究。同时,铜器铭文中记述的某王多少年,只说明他至少在位多少年,却难以断定他的实际在位年。但因无法搞清他的实际在位年,因此目前推定西周列王的在位年中,有的王年可能因新资料的出土而在未来的岁月中会有变动。不过,由于多学科协作而对各种可能作了详尽的研究与计算,它比以往的研究有不少改进、结论也更趋合理。其中,有些年代的推定还是有依据的。"夏商周断代工程"是个系统工程,年代框架的建立,当然要有若干基点作支撑。
例如:古本《竹书纪年》中记有"懿王元年天再旦于郑"的内容。所谓"天再旦"是指天亮了两次。有人认为是在天亮之际发生日食而引起的,并推算出这次日食发生在公元前899年4月21日。郑地在今西安附近,距西周时期的都城丰镐不远。1997年3月9日,我国境内发生本世纪最后一次日食,在新疆北部正好是天亮之际。为此,"工程"组织天文学家在那里布网实地观测,看到了日食前天色已明、日食发生后天色转黑、日食结束天色复明的全过程。从实地观测证明:"天再旦"为日全食记录的说法是可信的;西周晚期懿王元年在郑地看到的天再旦天象是公元前899年4月21日的日全食的推算是正确的。这样,将懿王元年定为公元前899年是合理的。这一年代的推定,可以作为西周王年研究中的一个支点。
再如:前面已经提到的晋侯墓地中8号墓的年代的确定,可知晋侯苏钟所记的"唯王三十又三年"乃厉王的纪年。它说明厉王在位不会少于33年,可证《史记·卫世家》和今本《竹书纪年》所记厉王不足30年是错误的。据《史记·周本纪》记载厉王为37年。另有一件善夫山鼎,它的铭文中铸有"唯三十又七年"的纪年。由这件铜鼎的形制、纹饰与颂鼎相近,属厉王时器,可证厉王37年说可信。今取共和当年称元说,厉王37年为841B.C.,则厉王元年为877B.C.。
此外还有一些支点,这里就不一一介绍了。
十一、商后期的年代学研究中,甲骨文起到什么样的作用?
商后期年代学研究中,主要依据殷墟文化分期(四期)和甲骨文分期(五期)的研究成果。我们从每期遗存中采选系列含碳样品进行碳14测年,所得年代数据经过拟合、换算成日历年后,得到两个与分期序列一致的年代序列。由于这两个分期序列中所断的王世可以对应起来,所以在两个年代序列的比对中,不仅可以建立商后期武丁至帝辛的年代框架,也可为推定武丁至帝辛的王年打下基础。
在几十年的研究过程中建立的甲骨文分期,每一期都可与商代王世对应起来:第一期为武丁时期;第二期属祖庚、祖甲时期;笫三期为廪辛、康丁时期;第四期为武乙、文丁时期;第五期为帝乙、帝辛时期。根据安阳殷墟发掘的文化遗存进行的分期(四期),因一些单位中出有可以推断王世的甲骨卜辞,因而可推定其相应的王世:第一期的早段约当盘庚、小辛、小乙时期,晚段因伴出组、午组卜辞而推定为武丁早期;第二期遗存中出土铸有妇好、子渔等宾组卜辞中的人物,推断为武丁晚期,下限可到祖庚、祖甲二王世;第三期地层中出有康丁、武乙的卜辞,故推断与廪辛、康丁、武乙、文丁同时;第四期则与帝乙、帝辛时期相当。因此,只要取样合格、测年的精度得到保证,所得的两个年代序列例应对应起来。"工程"实施过程中,在殷墟文化四期遗存中采集的碳样用常规碳14测年,得到的日历年代为:
第一期早段:1370─1260B.C.;
第一期晚段:1261─1239B.C.;
第二期:1255─1200B.C.;
第三期:1205─1070B.C.;
第四期:1087─1036B.C.。
依据甲骨分期所采的107个碳样,目前只测了三分之一,数据太少。由于制样方面的原因,有的数据还出现明显偏早的现象。所以,有关商王在位年的推定,还需等到测年工作全部完成后才能研究。不过,现已提供的年代序列,与常规碳14测定后建立的年代序列还是一致的,有关廪辛至文丁的年代与上述第三期的年代基本吻合,说明依据殷墟文化分期、用常规碳14测年方法建立的商后期年代框架,是合理而可信的。
十二、天文学家利用天象记录在商后期年代学研究中发挥了什么样的作用?
天文学在商后期年代学研究中发挥了很重要的作用,突出地表现在天文学家依据宾组卜辞中记录的五次月食,为推定武丁的年代作出了贡献。
宾组卜辞中记录的五次月食,都属发生后记录的验辞,它的可信度在学术界是公认的。宾组卜辞比组、午组卜辞略晚,其年代约在武丁时期或晚至祖庚之世。近二十年来,古文字学家在对甲骨文进行分期、分类研究方面有不少新进展,对这五次月食的先后次序也提出了一些看法,有些看法在一些学者中相当接近。这次在古文字学家的参与下,天文学家依以下排序而计算的年代最值得重视。这一组月食的年代为:
癸未夕月食1201.07.12B.C.
甲午夕月食1198.11.04B.C.
己未夕皿庚申月食1198.11.04B.C.
壬申夕月食1189.10.25B.C.
乙酉夕月食1181.11.25B.C.
按这一组年代,可以推断武丁之世的年代范围为:
1.1239─1181B.C.(即假设这五次月食都发生在武丁之世);
2.1250─1192B.C.(即为一些学者主张的壬申、乙酉两次月食发生在祖庚之世)。
由于月食发生的频率较高,世界上每个地方几乎每年都能见到一次月食,所以用月食计算年代比用日食计算年代的困难大得多。对上述五次月食的排列,可以有许多不同的次序,必然会得出许多种不同的结果。为此,有关专题组对可能出现的情况都一一作了研究与计算。此外,己未夕皿庚申月食中的"皿"(向)字的释读,学者们有不同看法等等,这都增加了研究的难度。不过,武丁是个有名的君王,文献中对他在位59年多无异议。任何排序组合的年代范围只要超过59年,即可排除在外不予考虑。按文献记载,盘庚迁殷至商纣灭亡的总年数有273年、275年、253年、251年诸说,那么武丁至商纣的年代必少于275─251年。上面推定的武丁年代的可信度,将由克商之年上溯,少于上述总年而得以论定。再说,在1400─1160B.C.这一期间安阳可以看到的月食,其干支为甲午的月食最早为1229B.C.。因此,即使不采用新的甲骨分类排列月食次序,这五次月食中推定的年代即使只有一、两次是对的,武丁在位的年代范围也不会有大的变化。更重要的是,以武丁时期的遗存进行测年换算成日历年后,其年代与月食计算所得的年代是一致的。前面已经谈到,武丁早期的一个年代为1250±11B.C.,武丁晚期至祖甲时的年代为1255─1200B.C.,说明用宾组卜辞中五次月食用天文学计算所得的年代是可信的、准确的。
武丁年代的推定,不仅解决了这一古代君王的在位年代,而且可以推定盘庚迁殷的年代不会超过公元前1300年。它还证明用文化分期提供的信息测得的武丁至帝辛的年代框架是合理的。这一年代框架的建立为武丁至帝辛诸王在位年代的研究确定了范围。
十三、除了上述方法,历史学家在商王年祀的研究方面做了哪些工作?
历史学家依据甲骨文中黄组卜辞和晚商青铜器中记有时王年祀的材料,对晚商时期的周祭祀谱作了复原研究,就商代末年的文丁、帝乙、帝辛这三个商王的在位年作了推断。这也是一项有价值的探索。
近二十年间的研究表明,黄组卜辞是文丁、帝乙、帝辛时期的遗物。研究者以有关材料中年祀、月名、干支、祀典名、祖先名齐全的的那部分材料为基础,将没有年祀,但有月名、干支、祀典名、祖先名或单记其中一项内容的材料都收集一起。利用这145件资料,对商末三王的周祭祀谱作了复原研究。
从甲骨卜辞的内容可以看出,商代王室、贵族对祖先的祭祀极为重视。他们用五种祀典对上甲以后的祖先轮番地、周而复始地进行祭祀。这种祭祀还一个王世接着一个王世持续不断地进行,并在甲骨卜辞中记录下来。黄组卜辞中以五种祀典对祖先轮番祭祀一周需要36旬或37旬(二者基本上是相同安排的,但有时也有错漏或连续进行的)。由于两个周期与两个太阳年的时间相当,因此,利用卜辞等有关材料排出周祭祀谱,算出某一王世举行了多少个祭祀周期,理论上是可以推定某王的在位年数的。
经过排谱研究,得到了文丁时举行过11个36旬型周期、11个37旬型周期,总计22个祭祀周期,因而推测文丁在位22年。帝乙时也有11个36旬型周期和11个37旬型周期,共22个祭祀周期。但帝乙22祀与帝辛元祀不能接合,他的在位年当大于22年。帝辛时举行了13个36旬周期、21个37旬周期,合计34个周期。这里,36旬周期与37型周期的数量不等,原因何在,尚需研究。但34个祭祀周期的存在,提供了帝辛在位年或为34年的可能。
历史文献中对上述三个王世的在位年也有记载,如文丁有3年、13年等说;帝乙有9年、37年说;帝辛有33年、52年等说。但这些古籍的成书年代较晚,资料来源也不甚清楚。甲骨卜辞和金文材料均为商代遗存,是当时的记录,其可信度显然比前者要高。所以,借这些宝贵资料去研究商王的年代,应是我们研究时的首选方案。
甲骨文和金文中记载的某王几祀、月份、干支及祀典名等内容,其"隹王几祀"是指某王在位的第几年。商人使用的是阴阳合历,月份是大小月相间排列的,大月一般为30天,小月是29天,有连大月和闰月。在上述三个周祭系统中有的相当紧密,如帝辛二祀至十一祀的材料。已知这一期间没有十三月的记载,而有年中置闰的证据,表明月份与季节基本上是对应的。因此,为进一步检验上述推论的准确性,用天文方法将有关材料排入具体的历日之中,看看能否排进去或哪些年份的材料可以放进去。假如能够排入具体的历日之中,可以提供有关王年的具体日历年的参数。由于周祭周期、干支周期与月份周期之间存在一定关系,所以两个祀年、月份、干支、祀典名和被祭先祖名齐全的材料之间相距的日数、闰月和闰旬数都可以推算出来。推算帝辛周祭系统的可能年代时,以十一条祀年、月份、干支、祀典名和被祭先祖齐全的材料为基点,对二祀至十一祀周祭祀谱在历日中的位置作了推算。推算结果,在1100─1050B.C.之间,帝辛元祀的可能年份有1100、1095、1090、1080、1075、1070、1065、1060B.C.等8个。基于克商年选定为1046B.C.,帝辛元祀为1075B.C.的话,则帝辛在位为30年。
用同样的方法对帝乙与文丁的材料作了推算。结果得出帝乙在位26年或36年两种可能。今取帝乙26年说,则帝乙元祀为1101B.C.。文丁在位年的推算,因材料较少,不能提供有价值的年代。
总之,历史学家的研究结果,经天文学家的检验,使有关结论更具说服力。这是多学科合作中提出的一条新思路。尽管用不同方法得到的结论在表面上不甚一致,但用排入历日的方法──即使排入的是一小段(如帝辛二祀至十一祀)──那也是说明问题的。因为它印证了所排的周祭祀谱是合理的(哪怕是一部分合理)。目前虽还不能给出在位多少年的明确结论,但从设定的条件下算出若干个年份可供参用,实际上已经排除了许多不合条件的年份。所以,只要对所用材料的年代判断正确;运算的方法科学、精确;对相关条件的设定符合商代历法的实际情况,其结果应该是可信的。
十四、商前期和夏代的年代为什么没有像商后期和西周那样对王世有较明确的说法?
这是由于材料不足而造成的。在商前期和夏代年代学研究中,没有商后期中可以利用的大量甲骨卜辞;也没有西周时期有一批可供分期断代的有铭铜器和"四要素"齐全的铭文材料。这一状况,就决定了在商后期和西周年代学研究中使用的方法不可能在夏代或商前期的年代学研究中使用。
夏与商前期的考古发掘与研究工作也做得不少,有关分期基本上也被学术界同仁所认同。但是有两点与商后期和西周时期的考古是不同的。
1.虽然夏代的世系(十四世十七王)在《史记·夏本纪》中记得很清楚;商前期自成汤至盘庚诸王世系在《史记·殷本纪》中也交代得很明白,但因夏与商前期考古遗存中缺乏上面提到的可以推断其王世的甲骨卜辞和青铜器铭文资料,使有关分期不能像商后期或西周时期的那样,与王世直接联系起来。由此而来的是,依据文化分期提供的含碳样品在作碳14测年、换算成日历年代后,这些年代也不能与王世联系起来。
2.对考古学文化的属性和某些分期的认识在学术界未获共识。诸如:是根据文献中记载的夏、商古都去推定考古学文化的族属、进而推定哪些是夏文化、哪些是早商文化?还是用考古方法从已知的考古学文化中进行分析,去划分夏商文化的分界,进而去论定哪种考古学文化是夏代文化?夏代文化与商代文化是同源还是各有源头等等,目前都存在分歧。在缺乏文字等实证的情况下,这些分歧无法得到统一。在夏代和商代的分界还未解决的情况下,当然不可能就它们的王年等开展研究。基于上述原因,在"工程"的可行性报告中,有关夏代和商代前期在年代学研究中的目标与要求,跟商后期和西周的目标与要求有所不同,就是这个道理。
十五、目前公布的夏代与商前期年代框架是怎么推定的?
为了保证碳14测年的高精度,物理学家们对古代遗留下来的的树木,按年轮取样后分别进行测年,其最外缘的年代应为该树死亡的年代,借此可推定与它共存的文化遗存的年代。由于从古代树木的年轮中取样,它的系列样品与建立树轮校正曲线的依据同为树木之年轮,拟合时的精度高,所以它的年代可视为年代框架的重要支点。北京琉璃河1193号大墓中所用木椁的椁板外缘测得的年代就是一例。在郑州商城发掘的一口水井中用作井架的古木,因长期泡在水中,古木的保存情况极佳,有的部位还能看到树皮。采集后用不同树轮的样品作碳14测年、经树轮校正曲线拟合换算成日历年,判定古树的砍伐年代为1400±8B.C。根据考古分期,水井属二里岗上层一期。这样,用这口水井井架测得的年代,可以推定二里岗上层一期遗存的年代。它作为商前期年代的一个基点,对检验其它年代具有重要的意义。
由于学术界对在河南偃师和郑州发现的两座城址均属商代前期的城址的认识甚为一致,所以把这两座城址作为研究商前期年代的对象是不错的。"工程"实施过程中将这两座城址列入专题,对它们的文化遗存作了分期研究,并分别采选系列含碳样品进行碳14测年。测年组将碳14年代换算成日历年后,得到了两个与分期序列一致的年代序列。郑州商城的年代为:
二里岗下层一期:1580─1478B.C.;
二里岗下层二期:1485─1415B.C.;
二里岗上层一期:1429─1392B.C.;
二里岗上层二期:1390─1210B.C.;
偃师商城的年代为:
第一期一段:1600─1560B.C.;
第一期二段:1532─1486B.C.;
第二期一段:1500─1461B.C.;
第二期二段:1467─1387B.C.;
第三期:1380─1260B.C.。
这两个商城的分期是相对一致的。即从考古分期的角度判断,偃师商城第一期二段至第三期,与二里岗下层一期至二里岗上层二期遗存的面貌、特征相对一致,它们的年代也应相当。这样,它们的年代与分期是否一致,可以在比对中进行检验。从上述结果可以看出,这两个年代序列与分期是相对一致的,因而都是合理的。
作为探索夏文化的主要对象──偃师二里头遗址的测年结果也已给出,它们的年代为:
第一期:1780─1730B.C.;
第二期:1740─1590B.C.;
第三期:1610─1555B.C.;
第四期:1564─1521B.C.。
上述三个城址的年代都已给出,它们的年代早晚已经清楚,有关夏商的分界应在那里划分的问题就摆在面前了。
关于夏商的分界,学术界的看法存在严重分歧。这些看法涉及夏代文化的内容,即哪些遗存是夏代文化的问题。目前对夏商分界的看法有:
1.二里岗下层一期为商文化,二里头一至四期为夏代文化;
2.二里头四期和二里岗期均为商文化,二里头一至三期为夏代文化;
3.二里头三、四期和二里岗期均为商文化,二里头一、二期为夏代文化;
4.二里头二至四期均为商文化,二里头一期为夏代文化。
鉴于上述看法的不同,有将夏商文化的分界有划在二里头四期至二里岗期之间的;有的划在二里头三、四期之间;有的划在二里头二、三期之间;也有人划在二里头一、二期之间。从上面的年代可以看出,三个地点的年代是合理的;那么夏商分界以第3种意见为合理,即应在二里头文化的第二、三期之间划分夏商的分界。二里头文化第三、四期遗存的年代已进入商代纪年,1、2两种看法的立论,显然缺乏年代学依据。
但因种种原因,对此没有形成共识。因此,目前的夏商分界是以1046B.C.为基点,用文献所记的商代积年上推、取整估定的。商的积年有576年和496年等说,取前者为1622B.C.;取后者则据《通鉴外纪》注所引是"二十九王",缺帝乙、帝辛二王。按商后期年代研究课题组推算商末这二个君王的年代为26年和30年,合计为56年,则商积年为526年。由1046B.C.上推526年为1572B.C.,现取整估定为1600B.C.。
夏商分界不能解决,夏的年代就更难推定。目前采用的年代是从1600B.C.上推,加上夏的积年来估定。夏代积年有471、472、431、432年等说法。后两种说法有人指出系未计羿、寒浞代夏的"无王"阶段所致。故取471年说,为2071B.C.。取整估定采2070B.C.年说。应该说,无论是1600B.C.还是2070B.C.,这两个年代都是估定的。它们虽有合理的成分,但还需在今后的年代学研究中继续探索研究。一旦夏商分界的问题得到解决,对夏代文化的认识有了共识,那时将会提出更合理、可信的年代学结论。
十六、历史学与天文学在夏代年代学研究方面发挥什么作用?
在开展夏代年代学研究时,也设立专题对文献中记载的仲康日食和夏时五星聚的内容进行研究。
关于仲康日食,《左传》昭公十七年引《夏书》记有当时的天象:辰不集于房,瞽奏鼓,啬夫驰,庶人走。《史记·夏本纪》和《尚书·胤征》也记有此事。长久以来,这条记录被认为是世界上最早的日食记录。自梁代虞邝认为这次日食发生于仲康元年以来,已有13种说法。"工程"设有专题对这13种说法进行了复核与验算,发现都有问题。经计算,在2250─1850B.C.之间,在今河南洛阳地区可以看到的大食分日食有11次,其中2043.10.3B.C.、
2019.12.6B.C.、1970.11.5B.C.、1961.10.26B.C.这四次均可作夏初年代的参考。
关于禹时五星聚的记载,见于《太平御览》卷七引《孝经钩命诀》:"禹时五星累累如贯珠,炳炳若连璧"。有学者计算1953.2.26B.C.有一次很好的五星聚会。"工程"设有专题对此也进行了核算,证实这一天发生的五星聚会是迄今5000年中最难得的一次。土星、木星、水星、火星和金星在这一年2月中旬至3月初的黎明时分,每天都在东方地平线上排成一列。1953.2.26B.C.这一天五大行星之间的角距小于4度,是难得一见的奇异壮观的天象。大概这一天象在古代先民的记忆中印象十分深刻,因而被流传后世。因此,上面推算的年代,对估定夏初年代也有参考价值。
由于这两条记载均出自后世文献之中,与安阳殷墟出土的宾组卜辞中五次月食的价值自不能相提并论。这是"工程"没有将它作为推定夏初年代依据的原因。
十七、应该如何看待"工程"建立的三代年表?
生活在不同时代的人,他们对事物的认识,无不受各该时代的局限,尤其受该时代科学技术发展水平的局限。当科技发展水平不太高的时候,很多问题虽然也有人在探索,但往往难以解决;当科技得到发展、使一些以前不能解决的问题有可能得到解决时,就具备了攻关的条件。两千年来没有解决的三代年代问题在今天被提上日程,并在"工程"实施过程中获得突破性成果,最主要的原因,就是科学的发展和技术的进步,为解决这个难题创造了条件。例如中国考古学的发展使我们找到了一种在文献之外可以研究三代年代的途径:藉三代文化遗存中可以分期的系列碳样作碳14测年,利用高精度树轮校正曲线拟合换算成日历年代,进而去研究三代的年代。同时,也只有在进入九十年代以后,碳14测年技术得到改进、测年精度获得较大提高、计算方法更加快捷准确的情况下才有可能实现。
此外,历史学家对古文献的研究也更深入;古文字学家对甲骨卜辞和金文的释读与研究也比过去有了长足的进步;天文学家对天体和天文历法的研究成果、快速的计算技术等等,使计算更加精确。在长期的交流与交往中,各学科之间的合作也趋于成熟。有了这些因素,使"工程"中提出的任务和目标,成为适时而合理。各专题的研究才能自然而默契地进行,联合攻关中各学科之间才能达到"殊途同归"的目标。这是在四年间能够取得这些成果的重要原因。
如果从个别年代看,年表中有的年代早就有人说过。但这个年表并不是将前人研究的年代学成果简单地"凑合"而成,而是多学科在"工程"设置的课题、专题中联合攻关的结果。在"工程"设置的44个专题中,有37个都是多学科交叉进行研究的。"工程"在总结前人研究的基础上,按新的思路进行探索,创造性地开拓新的研究途径,而且在学科结合上达到相互渗透的情况。这是前人没有做过、也不可能做到的。这是"工程"开展三代年代学研究的一大特点。
天文学涉及的学科范文6
一、在备课时,结合教材中所涉及的历史知识进行学习,研究,使其纳入地理知识的体系之中,建立地理、历史知识的有机联系。例如:讲述世界主要航线时,可联系新航路的开辟等历史知识。如:“四个人两条路线绕地球一圈”、以及“好望角”、“西印度群岛”、“麦哲伦海峡”、“火地岛”名称的由来;伊朗(波斯)、阿拉伯(大食)、印度(天竺)、圣彼得堡(列宁格勒)、叶卡特琳堡(斯维尔德洛夫斯克)、伏尔加格勒(察里津、斯大林格勒)、伊斯坦布尔(君士坦丁堡)等古今地名的演变。我国六大古都都具有悠久的历史:北京始于西周蓟城、春秋时代即成为燕国的国都,以后成为金、元、明、清各朝代的首都;西安(今长安)始于西周的镐京,以后成为秦、汉、隋、唐各朝首都。洛阳始建于西周初期,自东周以来,先后有东汉、曹魏、西晋、北魏、隋(炀帝)、唐(武后)以及五代的后梁、后唐、后周等九个朝代在这里建都。开封在战国时代是魏国的国都,以后又成为五代的后梁、后晋、后汉、后周、北宋、金等朝代的首都。南京始于战国金陵邑,以后成为六朝(三国吴、东晋、南朝的宋、齐、梁、陈)首都,此外,明朝初年、和中华民国也定都于此。杭州始于秦钱唐县,到五代成为吴越国的国都,以后又成为南宋的首都。六大古都至少都已经有了二千年以上的历史。古代水利工程讲述中的历史知识有:秦国蜀守李冰,在成都附近岷江流域,修建综合性防洪灌溉工程都江堰;秦朝史禄负责开凿了灵渠,勾通湘江和漓水,把长江流域和珠江流域连接起来;隋朝大运河的开凿等。
另外,1972年在东非肯尼亚发掘人头骨化石,测定为二百多万年以前的遗物,因此推断人类在二、三百万年以前就已经在地球上出现了。与教材第四纪出现人类相吻合。
我国从夏朝开始制定了“夏历”;商朝人们认识许多星座,做了世界上最早的日食、月食的记录;春秋时代鲁国天文学家经观测留下了世界上关于哈雷慧星的最早记录;唐朝天文学家僧一行通过实测得出了子午线的长度,这是世界上第一次测得子午线长度。……备课面广,讲课内容就丰富,就会造成良好的地理课堂气氛,引发学生对地理课的兴趣,促进对地理知识的理解。
二、地理课教学过程中,要精选与地理课堂内容相关联的历史内容。巧妙地与地理新知识加以联系。这样联系历史,反映现实的地理知识,突出了地理教学的特点。如讲述东欧政治地图的变化时,可简介俄国在17世纪中期,兼并了第聂伯河以东的乌克兰;18世纪,俄国夺取了芬兰湾的爱沙尼亚,拉脱维亚,立陶宛等地区,然后向东扩张一直到我国的黑龙江流域;19世纪沙俄又从伊朗手中夺取了格鲁吉亚、亚美尼亚和阿塞拜疆等,把外高加索完全并吞了。以后,沙俄又通过一系列不平等条约侵占了我国东北和新疆大片领土,共侵占了150多万平方公里的中国领土。我国太平洋沿岸的海参崴,沙俄侵占后改名为“符拉迪沃斯托克”。从19世纪20年代起到80年代,沙俄逐步侵占了包括哈萨克人,吉尔吉斯人,乌兹别克人,土库曼人,塔吉克人居住的中亚、西亚广大地区。从1922年至1940年,俄罗斯、白俄罗斯、乌克兰、哈萨克等15个苏维埃社会主义共和国,先后加入“苏维埃社会主义共和国联盟”(简称苏联),成为一个统一国家,首都莫斯科。从1990年3月到1991年12月,苏联政局发生了巨大变化,原苏联的15个加盟共和国,除俄罗斯联邦继承了前苏联外,其余均先后宣布脱离苏联而独立,从而改变了东欧的版图。1990年10月3日,战后分裂长达41年有德国统一,南斯拉夫1992年“一分为五”,因领土、民族等原因,爆发了“波黑战争”,捷克斯洛伐克1993年末也恢复战前的两个国家。在教学中较好地联系上述知识,能起到使学生加深理解和巩固课本知识,拓宽学生知识面和增添学科趣味性等方面的作用。
三、地理教材的许多内容,从历史角度举例联系,更能确切地表述自然地理的规律和人文地理的现象。运用“洋流”知识,可进一步讲解国际人口迁移;从非洲劫掠黑人到美洲的“三角贸易”,欧洲的奴隶贩子利用洋流运输贩卖黑人到美洲,归程利用加那利寒流到非洲,中程利用大西洋南赤道暖流、圭亚那暖流等到美洲,归程利用墨西哥湾暖流、北大西洋暖流回欧洲。我国明朝的郑和下西洋,从1405年到1433年先后航海七次,最远到达非洲东海岸和红海沿岸,除当时具有的先进航海技术和帆船外,还借助于季风(东北季风、西南季风)和北印度洋的季风洋流。
地球的自转、公转运动内容,可结合讲解波兰科学家哥白尼发现地球的自转、公转运动并提出太阳系学说;意大利科学家布鲁诺把哥白尼学说更推进一步,认为大自然是无限的;德国天文学家开普勒发明了“三定律”;意大利科学家伽利略首先制造了天文望远镜等知识。