少儿必读：科学家的故事集锦科学故事大全

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天空的立法者
──约翰尼斯·开普勒
　　约翰尼斯·开普勒，1571年12月27日生于德国符腾堡。13岁进入教会学校，16岁被蒂宾根大学录取，20岁获硕士学位。1594年，在担任中学教师期间，潜心天文探索，并在1596年出版了《宇宙的神秘》一书。此书受到天文学家第谷的赏识。1600年，开普勒移居布拉格，应邀为第谷做助手。

　　第谷逝世后，开普勒利用遗留的大量资料，利用几何曲线表示火星的运动，发现火星运动的轨迹不是圆，而是椭圆，并且运行速度不匀。1609年，开普勒在《新天文学》一书中，发表了著名的第一和第二定律。第一定律把太阳的位置精确标定在椭圆焦点上，各行星都在椭圆轨道上绕太阳运行。第二定律也叫“面积定律”，在形式上提示了行星与太阳的连线于等时间内扫过的面积相等，这在本质上阐明了行星离太阳近则快，远则慢的不匀速性。1619年，开普勒在《宇宙和谐论》一书中发表了第三定律，即行星绕太阳一周的时间的平方，等于椭圆长轴一半的立方。开普勒的发现为人类科学事业的发展做出了巨大的贡献，被誉为“天空的立法者”。

　　1604年9月30日，开普勒发现蛇夫座附近一颗新星，即“开普勒新星”。1611年他出版了近代望远镜理论著作《光学》。1618～1620年他发表了《哥白尼天文学简论》一文。1619～1620年他发表了《慧星论》一书，预言了太阳光辐射压力的存在。1627年他出版的《鲁道夫星表》，直到18世纪一直被视为标准星表。开普勒于1629年出版了《稀奇的1631年天象》一书，预言1631年11月7日将出现水星凌日现象，12月6日金星也将凌日。果然，在预报的日期，巴黎的加桑狄观测到水星通过日面。这是最早的水星凌日观测。金星凌日因为发生在夜间，因而当时的人们未能观测到。

　　开普勒的发现彻底清除了哥白尼学说中托勒密的思想残余，给哥白尼体系带来了严谨性和规律性。而开普勒关于天体运动的三大定律，则是无论自然界的星球，还是人造天体都必须遵循的规律。因此，它不仅为人类对宇宙天体的认识做出了贡献，也为现代宇宙航行奠定了理论基础。1630年，开普勒在雷根斯堡于贫病之中去世。



著名的天文学家约翰尼斯·开普勒。

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牛顿发现万有引力
　　伊萨克·牛顿，是17世纪人类最伟大的科学家，他是人类历史上屈指可数的几个科学巨人之一。他在物理学、数学和天文学方面的贡献，都是划时代的。

　　1642年12月25日，牛顿出生在英国一个叫乌尔斯索普的小村子里，刚出生时极度衰弱，几乎夭折。牛顿自幼丧父，与母相依为命。1661年，他进入剑桥大学的三一学院学习。



　　1665至1667年间，牛顿已在思考引力的问题。一天傍晚，他坐在苹果树下乘凉，一个苹果从树上掉了下来。他忽然想到：为什么苹果只向地面落，而不向天上飞呢？他分析了哥白尼的日心说和开普勒的三定律，进而思考：行星为何绕着太阳而不脱离？行星速度为何距太阳近就快，远就慢？离太阳越远的行星，为何运行周期就越长？牛顿认为它们的根本原因是太阳具有巨大无比的吸引力。

　　经过一系列的实验、观测和演算，牛顿发现太阳的引力与它巨大的质量密切相关。牛顿进而揭示了宇宙的普遍规律：凡物体都有吸引力；质量越大，吸引力也越大；间距越大，吸引力就越小。这就是经典力学中著名的“万有引力定律”。

　　根据牛顿的发现，可测定太阳和行星的质量，确定计算慧星轨道的法则，说明月亮和太阳的引力造成地球上的海洋潮汐现象，并推导出克服地球引力、飞向太阳系和飞出太阳系所需的最低速度，它们分别为每秒7.9千米、11.2千米和16.6千米，并依次命名为第一、第二和第三宇宙速度。牛顿不但验证了前辈们的成果，而且为未来空间运载工具的最低推力或速度下限值，提供了精确而权威的科学依据。

　　牛顿将其一生的成就写在《自然哲学与数学原理》一书中。他发现了物体运动的三大定律，创立了微积分数学。他后来在谈到自己所取得的成就时说：“如果我比其他人看得远些，那是因为我站在巨人的肩膀上。”

　　1727年3月20日凌晨，牛顿于久病不医中去世。据说在生命即将停止的时候，他的心情是坦荡而平静的。英国诗人波普为他写的碑铭说：“自然和自然的规律，都藏在黑暗的夜间；人帝说‘让牛顿降生’，使一切变得灿烂光明。”

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罗蒙诺索夫


　　罗蒙诺索夫是俄国人，他第一个记录了水银凝结现象，是位卓有成就的化学家和作家。在天文学方面，1761年5月26日各国天文学家都观测到了罕见的金星凌日这一天文奇观。罗蒙诺索夫将望远镜对准太阳，仔细观察了金星在日面的移动现象，并断言“金星四面有很多的大气包围着”。因此，他成了第一个发现金星上有大气存在的人。

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郭守敬
──早于欧洲300年采用365.2425日计年
郭守敬是中国元朝时期的著名天文学家之一，也是中国古代最有成就的科学家。他生于1231年，卒于1316年。

公元1271年元王朝建立，准备颁行全国统一的历法。为了精确汇集天文数据，以备制定新的历法，郭守敬花了两年时间，精心设计制造了一整套天文仪器，共13件，其中最有创造性的有3件：高表及其辅助仪器，简仪和仰仪。

高表是古代圭表的发展。表是一根直立在地面上的标竿或石柱，圭是从表的底端水平地伸向正北方的一条石板。每天太阳“走”到正南方时，表影落在圭面上。量度表影长度就能推算出节气的时刻。这是最古老的天文仪器之一。

郭守敬的简仪是中国传统浑仪的发展，这种结构，欧洲到18世纪才采用。仰仪是个中空的半球面，形状像口锅，锅沿刻有方位，锅里刻有与观测地纬度相当的赤道座标网。锅口架一小板，板上有孔，孔的位置正在球面的中心。太阳光通过小孔形成一个倒落在锅里的像，由此读出太阳的座标和该地的真太阳时刻。仰仪还可以用来观测日食，读出日食的时刻、方位和食分等等。郭守敬还发明了许多其他观测器具。

郭守敬根据观测的结果，于公元1280年3月，制订了一部准确精密的新历法《授时历》。这部新历法设定一年为365.2425天，比地球绕太阳一周的实际运行时间只差26秒。欧洲的著名历法《格里历》也规定一年为365.2425天，但是《格里历》是公元1582年开始使用的，比郭守敬的《授时历》晚了整整300年。郭守敬在天文历法方面的著作有14种，共计105卷。郭守敬是中国古代成就突出的科学家，直到很晚，世界各国的科学界才逐渐了解他。

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古代中国人是怎么看天的
　　古代中国人有三种学派来解释我们的宇宙，第一是盖天说，他们认为天就像一个倒扣的碗，盖着广阔的大地，而大地也像一个反过来的凹盘，所以当我们往南北方向走时，看天上的星星角度会改变。第二是浑天说，浑天说的倡导者张衡他认为地是在中心，而天像一个圆球包围着地。这种想法和古希腊人托勒密的地心说是很类似的。后来张衡还造出浑天仪，使他的想法实践并获得成功。第三是宣夜说，它认为天是无形的，天体不附着在天球上才能以不同的速度来运动，而日月星辰只不过是会发光的气罢了。宣夜说是三种理论中，最没有人相信的。

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古代中国的星象观念约形成于7000年前
　　中国古人很早就把星空分为若干个区域。在中国西汉时期，司马迁所著《史记》里的“天官书”中，就把星空分为中宫、东宫、西宫、南宫和北宫五个天区。隋代以后，星空的区域划分基本固定，这就是在中国人们常说的三垣四象二十八宿。

　　“三垣”就是天上的3座城堡，是把北极周围的星象分为紫微垣、太微垣和天市垣三个区域。太微垣在紫微垣西南方。太微是政府的意思，太微垣中的星星多以朝中官员和场所来命名。

　　天市垣在紫微垣的东南部，太微垣的东边。天市垣是天上的都市，天市垣中的星名均以与皇帝有关的人员、各诸侯国的地名以及某些货市的名称命名。

　　大约在7000年前，中国古人已经把星空划分成龙和虎两大区域了，后来逐渐形成了四象，即“东方苍龙”“西方白虎”“南方朱雀”“北方玄武”。后来又把四象的每一象各分为七段，每一段叫“宿”，共二十八宿。二十八宿在天空中的位置正好是月球在天上运动的轨道经过的地方。月球绕地球运转一周是27天多，一天恰好经过一宿。在每一宿里都有许多星星，古人给它们分别起名，分成众多星官。当时所发现的2442颗星被划分为207个星官，这些星官又被分列入二十八宿中。中国古人就是根据这些制定历法的。



　　 这是中国早期的星象图，它是一幅砖刻而成的壁画，反映了中国古代的星象观念。中国人把天上的星空按三垣、四象、二十八宿划区分为不同区域。

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古代迦勒底人、巴比伦人与希腊人的星象
　　世界古代文明的另一个摇篮是西亚的幼发拉底河和底格里斯河流域。公元前3000年前，游牧民族迦勒底人来到了两河流域，在今天的伊拉克境内建立了国家。他们深信占星术。长期的星象观察，使迦勒底人发现天上的星群是随季节不断变化着的，他们以此来占卜吉凶祸福。为了占星的需要，迦勒底人特别注意几颗明亮的行星动态，他们把星空上的显著亮星，用想象的虚线连结起来，描绘出各种动物和人的形象，形成最早的白羊、金牛、双子、巨蟹、狮子、室女、天秤、天蝎、人马、摩羯、宝瓶和双鱼这12个星座。后来就成了著名的黄道十二宫了。这就是现代星座的来历。

    公元前540年左右，迦勒底人征服了巴比伦人，他们完全接受了巴比伦人先进的文化。巴比伦人除了黄道十二星座以外，又创造了其他一些星座。这些知识传入希腊。公元前270年前后，希腊诗人写的天象诗，其中已经载有44个星座了。后来在希腊天文学家托勒密编制的星表中一共列出48个星座，北方天空的星座雏形就这样形成了。



    撒玛利亚人把宇宙想象成一个平坦的地球，日月星辰在大气中运行，上面扣着穹顶。后来，古巴比伦人和古埃及人都对这个观念作过修改。