青少年科普丛书
日心说
日心说，也称为地动说，是关于天体运动的和地心说相对立的学说，它认为太阳是宇宙的中心，而不是地球。日心说认为，太阳是宇宙的中心，地球和其他行星都绕太阳转动，地球不是宇宙的中心，而是一颗普通行星。地心说中表现出的行星围绕地球运动的一年周期，其实是地球每年绕太阳公转一周的反映。哥白尼提出的日心说，推翻了长期以来居于统治地位的地心说，实现了天文学的根本变革。
哥白尼的日心说体系的另一些内容是：（一）水星、金星、火星、木星、土星和地球一样，都在圆形轨道上匀速率地绕着太阳公转；（二）月球是地球的卫星，它在以地球为中心的圆轨道上每月绕地球转一周，并随地球绕太阳公转；（三）地球每天自转一周，天穹实际上不转动，只是由于地球的自转才是我们看到了日月星辰每天东升西落的现象；（四）恒星和太阳间的距离十分遥远，比日地间的距离要大得多。哥白尼曾列举了许多主张地球自转和行星绕太阳公转的古代学者名字，他发扬了这些学者的思想，竭尽毕生精力，经过艰辛的观测和数学计算，以严格的科学论据建立了日心体系。后来的观测事实不断证实并发展了这一学说。当然，限于当时的科技水平，哥白尼的日心说也有一些局限和错误，例如：（一）认为太阳是宇宙的中心，实际上，太阳只是太阳系的一个中心天体；（二）沿用了行星在圆轨道作匀速圆周运动的旧观念，实际上行星的轨道是椭圆，运动速度的大小也并不是恒定的。
16世纪哥白尼提出的日心说虽然仍末超出太阳系的局限，但却把地球从居于宇宙中心的特殊地位降为一颗绕太阳旋转的普通行星，正确地反映了太阳系的实际情况。这不仅直接为以后开普勒总结出行星运动定律，伽利略、牛顿建立经典力学体系铺平了道路，而且从根本上动摇了人类中心论等宗教教义不可冒犯的神话。它作为自然科学的“独立宣言”，第一次让宇宙的阐述从神学的桎梏下解放出来，在人类的思想发展史以至社会发展史上做出了不可磨灭的贡献。由于当时正处于人类历史上最黑暗的中世纪，所以哥白尼的学说久久得不到合理的使用与宣传，有一个人就曾经为了宣传哥白尼的日心说，而被黑暗的宗教势力活活烧死在罗马的广场上，这个人就是伟大的科学先行者布鲁诺。
占星术
占星术，一种星相学，俗称占星术，是星相学家观测天体、日月星辰的位置及其各种变化后作出解释，来预测人世间的各种事物的一种方术。
占星术亦称“占星学”、“星占学”、“星占术”，系根据天象来预卜人间事务的一种方术。在原始社会文化发展的早期阶段，由于当时人们的知识水平和生产力都很低，对自然现象中的一些规律没有掌握，于是把人们生活中的吉、凶、祸、福与某些自然现象联系起来。早期的占星术多是利用星象观察来占卜较为重大的事件，如战争的胜负，国家或民族的兴亡，以及国王或大臣的命运等，后来逐渐扩展到个人命运以及日常生活中的琐事。随着日月五星运行规律的逐渐被揭示，占星术出现了各种体系和复杂的推算方法，愈加显示其神秘性。古代占星术完全属于官府，是政府所设天文机构的重要工作内容。古代的天文学家绝大多数是占星家，早期的天文著作大多带有占星术的成分。现存古代占星书主要有唐代李淳风《乙巳占》、瞿昙悉达《开元占经》、北宋王安石礼重修的《灵台秘苑》以及明代的《观象玩古》。在西方，中世纪时期有些国王把占星学家视为高参，往往请他们根据星象占卜来确定重大政治事件的决策。但后来，西方的占星术逐渐发展到对个人进行星占。例如，根据一个人诞生时日月五星在黄道十二宫中的位置，推算“算命天宫图”，以占卜个人一生的命运。占星术牵强附会地把天象与人事联系在一起，是非科学的。但是，占星术对古代天文学的发展也有一定的促进作用。为了进行星占，人们注意观测天象，中国古代丰富的天象记载大多都是古人为了星占动机记录下来的，它们不仅是宝贵的历史遗产，而且对于解决当代某些重大天文课题具有学术价值。
星相学认为，天体，尤其是行星和星座，都以某种因果性或非偶然性的方式预示人间万物的变化。星相学的理论基础存在于公元前300年到公元300年大约600年间的古希腊哲学中，这种哲学将星相学和古美索不达米亚人的天体“预兆”结合起来，星相学家相信，某些天体的运动变化及其组合与地上的火，气，水，土四种元素的发生和消亡过程有特定的联系。这种联系的复杂性，正反映了变化多端的人类世界的复杂性。这种千变万化的人类世界还不能为世人所掌握，因此，星相学家的任何错误都很容易找到遁词。星相学对于神的作用有各自不同的说法。有人认为，宇宙完全是机械化的，他们对神的介入和人的自由意志这两种可能性都加以摈弃。另一部分人认为，星相学并不是一门象天文学那样精密的科学，它只能指出事物发展的趋势，而这种趋势是可以为人或神的意志所左右的。也有人认为，行星本身就是强大的神，他们的旨意可以通过祈祷来改变，而且星辰只对那些通晓星相学的人才显示神的意志。后面的这种观点和古代美索不达米亚人的思想很接近，他们主要是向朝廷预告那些即将来临的福祸，这些福祸可能以气象或疾病的形式来影响人类和动植物的生长，或是以某种形式来影响国家大事或皇室成员的生活，如此等等。但他们认为天体的预兆并不决定事物的未来，只是作为一种征兆向人们显示神的旨意。
占星术的最初目的，是根据人们出世时行星和黄道十二宫的位置，来预卜他们一生的命运。后来发展为几个分支，一种专门研究重大的天象（如日食或春分点的出现）和人类的关系，叫做总体占星术；一种选择行动的吉祥时刻，叫做择时占星术；另一种叫做决疑占星术，根据求卜者提问时的天象来回答他的问题。
提丢斯—波得定则
提丢斯—波得定则，简称“波得定律”，是关于太阳系中行星轨道的一个简单的几何学规则。它是在1766年德国的一位中学教师戴维·提丢斯发现的。后来被柏林天文台的台长波得归纳成了一个经验公式来表示。
1766年由德国的提丢斯首先提出经验关系，1772年德国的波得公开发表所总结的公式：an=0.4 0.3×2n-2，式中an是以天文单位表示的第n颗行星离太阳的平均距离，n是离太阳由近及远的次序（但水星n=-∞为例外）。1781年发现的天王星正符合n=8的位置上，因而促使人们去寻找n=5的天体，1801年果然发现了小行星（与a5=2.8相符）。但波得的公式物理意义不明，而1846年发现的海王星、1930年发现的冥王星与该式的偏离很大，故许多人至今持否定态度，认为充其量不过是帮助记忆的经验式。随着研究的深入，已提出了许多种行星距离公式，更常用的形式为an 1：an=β（β为与行星质量有关的常数）。而且在一些卫星系统中，规则卫星也同样存在着类似关系。该定则的物理意义还有待进一步的探讨。
开普勒定律
开普勒定律，也统称“开普勒三定律”，也叫“行星运动定律”，是指行星在宇宙空间绕太阳公转所遵循的定律。由于是德国天文学家开普勒根据丹麦天文学家第谷·布拉赫等人的观测资料和星表，通过他本人的观测和分析后，于1609～1619年先后早归纳提出的，故行星运动定律，即指开普勒三定律。
开普勒定律是开普勒发现的关于行星运动的定律。他于1609年在他出版的《新天文学》上发表了关于行星运动的两条定律，又于1618年，发现了第三条定律。开普勒很幸运地能够得到，著名的丹麦天文学家第谷·布拉赫所观察与收集的，非常精确的天文资料。大约于1605年，根据布拉赫的行星位置资料，开普勒发现行星的移动遵守三条相当简单的定律。开普勒的定律给予亚里士多德派与托勒密派在天文学与物理学上极大的挑战。他主张地球是不断地移动的；行星轨道不是周转圆的，而是椭圆形的；行星公转的速度不等恒。这些论点，大大地动摇了当时的天文学与物理学。经过了几乎一世纪披星戴月，废寝忘食的研究，物理学家终于能够用物理理论解释其中的道理。牛顿利用他的第二定律和万有引力定律，在数学上严格地证明开普勒定律，也让人们了解其中的物理意义。
开普勒定律的意义：首先，开普勒定律在科学思想上表现出无比勇敢的创造精神。远在哥白尼创立日心宇宙体系之前，许多学者对于天动地静的观念就提出过不同见解。但对天体遵循完美的均匀圆周运动这一观念，从未有人敢怀疑。开普勒却毅然否定了它。这是个非常大胆的创见。哥白尼知道几个圆合并起来就可以产生椭圆，但他从来没有用椭圆来描述过天体的轨道。正如开普勒所说，“哥白尼没有觉察到他伸手可得的财富”。其次，开普勒定律彻底摧毁了托勒密的本轮系，把哥白尼体系从本轮的桎梏下解放出来，为它带来充分的完整和严谨。哥白尼抛弃古希腊人的一个先入之见，即天与地的本质差别，获得一个简单得多的体系。但它仍须用八十几个圆周来解释天体的表观运动。开普勒却找到最简单的世界体系，只用七个椭圆说就全部解决了。从此，不须再借助任何本轮和偏心圆就能简单而精确地推算行星的运动。第三，开普勒定律使人们对行星运动的认识得到明晰概念。它证明行星世界是一个匀称的（即开普勒所说的“和谐”）系统。这个系统的中心天体是太阳，受来自太阳的某种统一力量所支配。太阳位于每个行星轨道的焦点之一。行星公转周期决定于各个行星与太阳的距离，与质量无关。而在哥白尼体系中，太阳虽然居于宇宙“中心”，却并不扮演这个角色，因为没有一个行星的轨道中心是同太阳相重合的。
由于利用前人进行的科学实验和记录下来的数据而作出科学发现，在科学史上是不少的。但像行星运动定律的发现那样，从第谷的20余年辛勤观测到开普勒长期的精心推算，道路如此艰难，成果如此辉煌的科学合作，则是罕见的。这一切都是在没有望远镜的条件下得到的！
万有引力定律
万有引力定律是艾萨克·牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》上发表的。牛顿的普适万有引力定律表示如下：任意两个质点通过连心线方向上的力相互吸引。该引力的大小与它们的质量乘积成正比，与它们距离的平方成反比，与两物体的化学本质或物理状态以及中介物质无关。万有引力定律是解释物体之间的相互作用的引力的定律，是物体（质点）间由于它们的引力质量而引起的相互吸引力所遵循的规律。
万有引力又名重力或重力相互作用。在物理学上，万有引力或重力是指具有质量的物体之间加速靠近的趋势。万有引力即重力相互作用是自然界的四大基本相互作用之一，另外三种相互作用分别是电磁相互作用、弱相互作用及强相互作用。万有引力是上述相互作用中作用力最微弱的，但是在超距上万有引力仍然具有吸引力的作用。在经典力学中，万有引力被认为来源于重力的力的作用。在广义相对论上，万有引力来源于存在质量对时空的扭曲，而不是一种力的作用。在量子重力中，引力微子被假定为重力的传送媒介。
在地球上重力的吸引作用赋予物体重量并使它们向地面下落。此外，万有引力是太阳和地球等天体之所以存在的原因；没有万有引力天体将无法相互吸引形成天体系统，而我们所知的生命形式也将不会出现。万有引力同时也使地球和其它天体按照它们自身的轨道围绕太阳运转，月球按照自身的轨道围绕地球运转，形成潮汐，以及其他我们所观察到的各种各样的自然现象。
伽利略望远镜
意大利天文学家、物理学家伽利略1609年发明了人类历史上第一台天文望远镜。伽利略使用的这种望远镜比较简单，属于折射望远镜，管子两端放置两个透镜。伽利略在1609年秋天首次使用它来观测月球，然后观察木星的卫星以及太阳的黑子等。
1609年5月，正在威尼斯作学术访问的伽利略偶然间听到一则消息：荷兰有人发明了一种能望见远景的“幻镜”，这使他怦然心动，他很快找了个借口匆匆结束行程，回到大学，一头钻进了实验室。不到3个月的时间，这位45岁的教授已经仿造出了两架仪器，更不同寻常的是，他不光是把它们当作文人墨客、富商巨贾们寻欢作乐的玩具，只是看看远山风景，而是把它指向了星空！8月，他首先用它观察了月球。不想，人们眼中的那个千娇百媚、美仑美奂的银盘，在他的望远镜中却成了一张千疮百孔、丑陋不堪的“大麻脸”！于是他把那些四周边缘高耸突出的圆状命名为“环形山”，而管较平坦的暗黑区域称之为“海”。更重要的是，他由此知道，月球并非是上帝创造的尤物，天堂中的东西也不一定是尽善尽美的，他相信月球和地球一样，是个有着实地的世界，说不定，在那些山洞内还可能栖息着神秘的“月球人”呢。接着，伽利略又把目标指向了灿烂的星星，尽管在望远镜内“星星还是那个星星”，但明显地变得更加明亮了，而且还出现了众多原先肉眼无法见到的小星，由此他也成为世界上最早识破漫漫银河奥秘的人——这不是“牛奶路”，而是无数星体交织在一起的光辉！这一切也使他相信，哥白尼所说的“恒星离我们极其遥远”可能是句至理名言，不然为什么望远镜无法把它们放大呢。从那年年底起，伽利略的目光又投向了行星。1月7日，他已见到了木星那淡黄色的小小圆面，这说明行星确实比恒星近得多。同时他马上又发现木星旁边始终有4个更小的光点，它们几乎排成一条直线，连续几个月的跟踪使他确信，像月亮绕地球那样，它们都在绕木星转动，应当是木星的卫星。这说明，不是所有天体都在绕地球！所以也就成为哥白尼日心说的第一个观测依据。
为了纪念伽利略这个发现，后人还把这4个比较大的木星卫星称为“伽利略卫星”。现在知道，除了木卫二略小于月球外，其他3颗都比月亮还大，而木卫二则是目前天文学家的掌上明珠，因为它上面有着真正的水的海洋，许多迹象表明，木卫二上很可能是太阳系中第二个存在生命的星球！所以当年野蛮审讯伽利略的教皇后来发出“只要木星的光芒还在天空中闪耀，人们就不会忘记伽利略”的哀叹，成了对他最好的评价。
卡塞格林望远镜
卡塞格林望远镜，由两块反射镜组成的一种反射望远镜，1672年为卡塞格林所发明。反射镜中大的称为主镜，小的称为副镜。通常在主镜中央开孔，成像于主镜后面。它的焦点称为卡塞格林焦点。有时也按图中虚线那样多加入一块斜平面镜，成像于侧面，这种卡塞格林望远镜，又称为耐司姆斯望远镜。
卡塞格林望远镜中，副镜不仅将像由F1移至F2，而且将它放大，副镜的放大率通常为2.5～5倍，由于主镜的相对口径一般为1/2.5～1/5，变为卡塞格林望远镜后，相对口径常为1/7～1/15，但也可以超出这个范围。例如，有些校正场曲的卡塞格林望远镜，副镜与主镜的表面曲率半径相等，副镜的放大率仅约1.6倍；也有的卡塞格林望远镜副镜是平面镜。此外，反射望远镜中的折轴望远镜，从光学系统来说，也是一种卡塞格林望远镜，由于要将像成到很远处，副镜的放大率常达到10倍以上。
卡塞格林望远镜的主、副镜面，可以有种种不同的形式，光学性能也随之而不同。主要的形式有：（一）主镜是旋转抛物面的，常称为经典的卡塞格林望远镜。根据圆锥曲线的光学性质，副镜只要是以F1、F2为两焦点的旋转双曲面，则原来无球差地会聚到F1点的光线，经过这种副镜反射后，将无球差地会聚到F2点。但这种望远镜有彗差，也有一定的像散和场曲。一个主镜相对口径1/3、卡塞格林望远镜相对口径1/8、像成在主镜后面不远处的系统，在理想像平面（近轴光的像平面）上，若要求像的弥散不超过1，可用视场直径约为9.（二）平行于光轴的光满足等光程和正弦条件的卡塞格林望远镜，近似地说，也就是消除了三级球差和彗差的卡塞格林望远镜，称为里奇-克列基昂望远镜，简称R-C望远镜。（三）主镜是球面的，为了消除球差，副镜近似于旋转扁球面。这种望远镜的优点是主镜加工比较容易，使用上的特点是可以去掉副镜，在主镜球心处加上改正透镜，转换成施密特望远镜。德意志民主共和国陶登堡史瓦西天文台反射镜口径2米的望远镜，就是这种类型的。这种望远镜的彗差很大，可用视场很小。主镜相对口径为1/3、卡塞格林望远镜相对口径为1/8、像成在主镜后面不远处的这种望远镜，若要求像在理想像平面上的弥散不超过1，则可用视场直径约为13.（四）副镜是球面的，为了消除球差，主镜近似于旋转椭球面。这种系统的优点是容易制造，副镜的调整简单。其像差大小介于抛物面主镜和球面主镜之间（较接近抛物面主镜）。各种卡塞格林望远镜需要较大的视场的工作时，常在焦点前加入像场改正透镜。
在卡塞格林望远镜焦点处可以安置较大的终端设备，并不挡光，且观测操作也较方便。对于一个兼具有主焦点系统、卡塞格林系统和折轴系统的望远镜，卡塞格林望远镜的相对口径是中等的，它适用于作中等光力、较大比例尺的照相和其他工作，一般在这里进行的主要工作有较大光谱仪的分光观测、直接照相和像增强器照相、光电测光和红外观测等。
奥兹玛计划
20世纪60年代，人们开始尝试接收地外文明世界发出的无线电信号，地点设在美国西弗吉尼亚州西部绿岸镇附近的国家射电天文台。当时的工作由美国射电天文学家德雷克负责组织，命名为“奥兹玛”计划。这是一个被动式收听地外文明之音的计划，“奥兹”是神话故事中的一个地名，那是一个非常奇异、非常遥远和难以到达的地方，在那里居住着一位名叫“奥兹玛”的公主。“奥兹玛”计划的含义是“寻找遥远的地外文明”，目的是搜索“外星人”的来电。
这个天文台使用一台口径为26米的射电望远镜，选择21厘米的波长来接收外界信号。为什么要作这样的选择呢？我们知道，任何无线电波的发射都只能用某个波长。实际上，无线电信号的波长有无穷多个，我们怎么知道宇宙人用的是哪个波长呢？科学家们认为，宇宙中最多的元素是氢，因此任何智慧生物都会对氢加以透彻的研究。21厘米波长是氢原子发出的微波的波长，它可能是被宇宙间一切智慧生物最早认识和运用的。德雷克等人首先将射电天线对准了类似太阳的恒星鲸鱼座τ星，它距地球11.9光年，结果是一无所获。之后，他们又把天线对准了另一个目标——波江座ε星（距地球10.7光年），最初收到了一个每秒8个脉冲的强无线电信号，10天之后此信号又出现了。不过这并不是人们期待的“外星人”电报信号。“奥兹玛”计划在3个月中，累计“监听”了150小时，遗憾的是始终没有发现任何有价值的信息。在1972年至1975年进行的“奥兹玛”二期计划中，科学家对地球附近650多个星球进行了观测，希望能收听到外星人这样的信号：“你们并不孤独，请来参加银河俱乐部。”但结果还是什么都没有收到。
“奥兹玛”计划是人类文明史上第一次有目的、有组织地在宇宙空间寻找“外星人”的计划。虽然至今还没有获得有价值的结果，但探索自然界奥秘从来就是一场世代努力的接力赛，不可能期望在一朝一夕取得成功。探索外星人还必须进行广泛的国际合作。前苏联设有国家委员会，专门处理此项工作，设在高加索山上那台有600架天线的射电望远镜，以部分时间进行搜听；加拿大安大略省的亚冈昆射电天文台，也曾对地球附近的一些星球进行搜索观测；美国设在波多黎各东北部的阿雷西博天文台的天线直径达305米的射电望远镜，接收面积比“奥兹玛”计划首次搜听太空信息的天线大了100倍，记录能力大了6倍，它能探测到来自数百光年到数万光年远处天体的信号。美国天文学家德雷克教授深知与外星人取得联系的种种困难，他指出，“对此，我们就像大海捞针一样要探测整个天空，即使是阿雷西博这种高灵敏度的射电望远镜，也得指向2000万个方向。”科学家至今只收听了几千个星球，而且大部分都是地球附近的星球，所用的频率也很有限。1985年，在美国哈佛大学天体物理学家保罗·霍洛威茨教授领导下，开始了一项新的探索外星人的计划——“太空多通道分析”计划。通过800多万个不同频率，用高度自动化仪器探测外星文明。由于波段增加了上万倍，相应的工作量也极大地增加了，普查一次太空竟需要200～400天。除了美国，前苏联、澳大利亚、加拿大、德国、法国、荷兰等国家先后参加了这一探索计划。
自从“奥兹玛”计划执行以后，世界上又陆续出现过多项搜索地外智慧生命的计划。科学家们的共同认识是：（一）就像人类的情况一样，生命很有可能产生在地外“太阳系”，因此，探索目标应放在类似太阳的星球上；（二）射电望远镜能“听到”的最好频率范围在1000到10000兆赫之间，这时的宇宙天然无线电噪声最低，因此，想同外界建立联系的外星人，可能会选择这一被称作“微波窗口”的波段进行星际对话；（三）如果我们想同其他星球建立联系，应利用电磁波（譬如无线电波），因为它以光速进行传播。遗憾的是，以上所有的努力都还没有结果，至今没有接收到任何可确认为来自外星人的信号。
地外文明
地外文明指宇宙中除地球以外的其他天体上可能存在的高级理智生物的文明。有人猜测地外文明可能比地球上的文明发达。
探索地外文明首先要根据地球上生命存在的状况，弄清生命存在的条件和环境。生命是美妙的，正是生命的繁衍才使地球上生机勃勃，气象万千。生命不是神造的，生命是天体演化的必然结果。生命存在的条件又是非常苛刻的，所在的天体要有坚硬的外壳，要有适宜的大气和适合的温度，要有一定数量的水。同时，行星围绕的天体必须是一颗稳定的恒星。就太阳系来说，符合上述条件的只有金星、地球和火星。其中地球位于金星和火星之间，处于生命繁衍的最有利的空间。现在还没有发现金星和火星上有生命。太阳系中其他行星上就更不适合生命存在了。寻找太阳系以外的行星系，这是探索地外文明的又一个方向。科学家们早已开始了潜心的观测和研究。到目前还没有发现一个被确认的行星系。如果真的发现一个行星系，那里也不一定就有生命。
目前，探索地外文明的方法主要有3大类：接收并分析来自太空的各种可能的电波。这方面的工作从1960年就开始了。人类主动向外层空间发出表明人类在太阳系内存在的信号。1974年11月16日，美国利用设在波多黎各的阿雷西博305米直径的射电望远镜，发出人类第一组信号，对准武仙座球状星团，发射3分钟。发射探测器去登门拜访外星人。美国发射的“先驱者”10号和11号，“旅行者”1号和2号，都在完成对太阳系内的探测任务后，带着许多人类的信息，作为人类使者，漫游在恒星际空间。如果巧遇人类的知音，他们将从探测器中了解人类的活动，确定进一步交往的可能。由此可见，探索地外文明是一项综合性的科学使命，过于乐观是不现实的，过于悲观也是没有根据的寻找地外文明是一项严肃的科学研究，我们什么时候才能得到答案？或许是明天，或许是1万年。既然地球上的生命能够从无生命的物质中产生出来，那么在宇宙中的其他地方也有可能发生类似的故事。德雷克提出过一个计算银河系中文明数量的著名公式，即德雷克公式。这个公式中包含一个重要的因子，即一个文明能够维持的时间。作为一个物种，能不能安全的度过掌握危险技术的最初阶段（例如，人类能否不被自身创造出来的核武器毁灭），而变得理性，这至关重要。不同的人对于文明延续的时间有不同的看法，乐观的人得出的结论是银河系中有1000万个文明，而悲观者的数字是不超过1个。
宇宙速度
宇宙速度是指物体达到11.2千米/秒的运动速度时能摆脱地球引力束缚的一种速度。在摆脱地球束缚的过程中，在地球引力的作用下物质并不是直线飞离地球，而是按抛物线飞行。脱离地球引力后在太阳引力作用下绕太阳运行。若要摆脱太阳引力的束缚飞出太阳系，物体的运动速度必须达到16.7千米/秒。那时它将按双曲线轨迹飞离地球，而相对太阳来说它将沿抛物线飞离太阳。
人类的航天活动，并不是一味地要逃离地球。特别是当前的应用航天器，需要绕地球飞行，即让航天器作圆周运动。众所周知，必须始终有一个力作用在航天器上。其大小等于该航天器运行线速度的平方乘以其质量再除以公转半径，正好可以利用地球的引力。因为地球对物体的引力，正好与物体作曲线运动的离心力方向相反。经过计算，在地面上，物体的运动速度达到7.9千米/秒时，它所产生的离心力，下好与地球对它的引力相等。这个速度被称为环绕速度。
宇宙速度是物体从地球出发，在天体的重力场中运动，四个较有代表性的初始速度的统称。航天器按其任务的不同，需要达到这四个宇宙速度的其中一个。第一宇宙速度，又称环绕速度，是指物体紧贴地球表面作圆周运动的速度（也是人造地球卫星的最小发射速度），大小为7.9千米/秒；第二宇宙速度，又称脱离速度，是指物体完全摆脱地球引力束缚，飞离地球的所需要的最小初始速度，大小为11.2千米/秒；第三宇宙速度，又称逃逸速度，是指在地球上发射的物体摆脱太阳引力束缚，飞出太阳系所需的最小初始速度，其大小为16.7千米/秒；第四宇宙速度，是指在地球上发射的物体摆脱银河系引力束缚，飞出银河系所需的最小初始速度。但由于人们尚未知道银河系的准确大小与质量，因此只能粗略估算，其数值在110～120千米/秒之间。而实际上，仍然没有航天器能够达到这个速度。
事实上，宇宙速度的概念是发射航天器的初速度，也就是一次性给予航天器所需要的所有动能。如果不这样，比如说地球上发射火箭，火箭的初速度无法达到第一宇宙速度，但是只要它有不断的动力，也可以进入外太空。
光年
光年，长度单位，光年一般被用于计算恒星间的距离。光年指的是光在真空中行走一年的距离，它是由时间和速度计算出来的，光行走一年的距离叫“一光年”。一光年即约为94600亿千米。更正式的定义为：在一儒略年的时间中（即365.25日，而每日相等于86400秒），在自由空间以及距离任何引力场或磁场无限远的地方，一光子所行走的距离。因为真空中的光速是每秒299792458米，所以一光年就等于9454254955488000米（按每分钟60秒一天24小时一年365天计算）。
光年一般是用来量度很大的距离，如太阳系跟另一恒星的距离。光年不是时间的单位。在天文学，秒差距是一个很常用的单位，一秒差距相等于3.26光年。一光年等于63240天文单位。光由太阳到达地球需时约8分钟（即地球跟太阳的距离为8“光分”）。已知距离太阳系最近的恒星为人马座比邻星，它与太阳相距4.22光年。
我们所处的星系——银河系的直径约有10万光年。假设有一近光速的宇宙船从银河系的一端到另一端，它将需要多于15万年的时间。但这只是对于（相对于银河系）静止的观测者而言，船上的人员感受到的旅程实际只有数分钟。这是由于特殊相对论中的移动时钟的时间膨张现象。可见宇宙的直径约有150亿光年。
红移
红移在物理学和天文学领域，指物体的电磁辐射由于某种原因波长增加的现象，在可见光波段，表现为光谱的谱线朝红端移动了一段距离，即波长变长、频率降低。
红移最初是在人们熟悉的可见光波段发现的，随着对电磁波谱各个波段的了解逐步深入，任何电磁辐射的波长增加都可以称为红移。对于波长较短的γ射线、x射线和紫外线等波段，波长变长确实是波谱向红光移动，“红移”的命名并无问题；而对于波长较长的红外线、微波和无线电波等波段，尽管波长增加实际上是远离红光波段，这种现象还是被称为“红移”。
红移可分为多普勒红移和宇宙红移。多普勒红移指物体和观察者之间的相对运动可以导致红移，与此相对应的红移称为多普勒红移，是由多普勒效应引起的。重力红移，根据广义相对论，光从重力场中发射出来时也会发生红移的现象，这种红移称为重力红移。宇宙学红移是20世纪初，美国天文学家埃德温·哈勃发现、观测到的绝大多数星系的光谱线存在红移现象。这是由于宇宙空间在膨胀，使天体发出的光波被拉长，谱线因此“变红”，这称为宇宙学红移，并由此得到哈勃定律。20世纪60年代发现了一类具有极高红移值的天体——类星体，成为近代天文学中非常活跃的研究领域。
蓝移
蓝移也称蓝位移，与红移相对。在光化学中，蓝移也非正式地指浅色效应。蓝移是一个移动的发射源在向观测者接近时，所发射的电磁波（例如光波）频率会向电磁频谱的蓝色端移动（也就是波长缩短）的现象。这种波长改变的现象在相互间有移动现象的参考座标系中就是一般所说的多普勒位移或是多普勒效应。当一般将星光的红移被视为是宇宙膨胀的证据时，天文学中同样有很多蓝移现象，例如：同在本星系群的仙女座星系正在向银河系移动；所以从地球的角度看，仙女座星系发出的光有蓝移现象。观察螺旋星系时，旋臂朝向地球接近的一端会呈现蓝移。还有，蝎虎座BL类星体被推挤出的相对喷流中朝向地球的一支，辐射出的同步加速辐射和韧致辐射都会呈现蓝移。
夜光云
夜光云是深曙暮期间出现于地球高纬度地区高空的一种发光而透明的波状云，常呈淡蓝色或银灰色，是夜光云中的冰晶颗粒散射太阳光的结果。这类冰晶颗粒的半径一般为0.05～0.5微米。夜光云多出现于70～90千米的高空，云层厚度一般不足2千米，云面积可达300万平方千米。只有当太阳在地平线以下6°～12°时，即低层大气在地球阴影内，而高层大气的夜光云被日光照射时，才能用肉眼直接观察到。夜光云又被称为极地中气层云，当它们从外层空间被看见，就被称为“夜耀云”；从地球上看见，就称为“夜光云”。
夜光云的成因科学界还有争议，但目前最主流的理论认为它主要是由极细的冰晶构成。你也许会认为这很自然，因为距地面80多千米的大气一定很冷；但事实上是，这个经验理论只在对流层成立。对流层之上是平流层（同温层），再往上才是中间层，但平流层的特点是上热下冷，故垂直方向上的对流很少而主要是水平方向上的大气运动（所以客机飞行一般选择在平流层中），这样实际上中间层的温度是很高而不是很低了。科学家们认为这可能是由于垂直方向上重力波的衰减造成的。重力波由于各种异常原因而可能在某些地方减弱，从而导致了低层大气向上的动量传递。这样那些在向东方向上具有很强相速度的重力波将向东的动量传递给了高层的大气。我们知道，向东方向的流动将受到赤道方向的科里奥利力的作用，这将引起垂直方向上带有水气的大气流动。因为只有夏季时高纬度的平流层才允许相速度东向的重力波传入中间层（冬季季风方向相反，因而东向的动量不能传入中间层），这样，处于夏季的半球的中间层温会因动量的流失而降低（相应地冬季半球的中间层温度会升高），从而导致了中间层的降温现象。实际上，在整个极地地区的夏天，卫星能够观察到大片的中间层云团，但是别忘了，纬度太高的地区在夏季处于极昼，因而夜光云是不易被发现的。在这种条件下，夜光云就只能在夏季的某些高纬度地区被观察到了。还有人认为它们是火山的喷发物或成群结队的大气尘埃，因为只有它们有可能飞那么高。而美国海军研究实验室的科学家迈克尔·史蒂文斯则认为，夜光云可能跟航天飞机发动机喷出的火箭烟尘有关。
夜光云存在的时间从几分钟到几个小时。强夜光云的亮度相当于国际二级极光亮度；弱夜光云一般用肉眼看不见，只有用紫外或红外光学仪器观察。关于夜光云的信息，主要来自火箭和卫星的探测。对夜光云的研究，可揭示中间层顶的大气结构、大气波动和化学过程等的规律。
原子钟
原子钟，它最初本是由物理学家创造出来用于探索宇宙本质的，他们从来没有想过这项技术有朝一日竟能应用于全球的导航系统上。
根据量子物理学的基本原理，原子是按照不同电子排列顺序的能量差，也就是围绕在原子核周围不同电子层的能量差，来吸收或释放电磁能量的。这里电磁能量是不连续的。当原子从一个“能量态”跃迁至低的“能量态”时，它便会释放电磁波。这种电磁波特征频率是不连续的，这也就是人们所说的共振频率。同一种原子的共振频率是一定的——例如铯133的共振频率为每秒9192631770周。因此铯原子便用作一种节拍器来保持高度精确的时间。
30年代，拉比和他的学生们在哥伦比亚大学的实验室里研究原子和原子核的基本特性。也就是在这里，他们在依靠这种原子计时器来制造时钟方面迈出了有价值的第一步。在其研究过程中，拉比发明了一种被称为磁共振的技术。依靠这项技术，他便能够测量出原子的自然共振频率。为此他还获得了1944年诺贝尔奖。同年，他还首先提出“要讨论讨论这样一个想法”，也就是这些共振频率的准确性如此之高，完全可以用来制作高精度的时钟。他还特别提出要利用所谓原子的“超精细跃迁”的频率。这种超精细跃迁指的是随原子核和电子之间不同的磁作用变化而引起的两种具有细微能量差别的状态之间的跃迁。在这种时钟里，一束处于某一特定“超精细状态”的原子束穿过一个振荡电磁场，当原子的超精细跃迁频率越接近磁场的振荡频率，原子从磁场中吸收的能量就越多，从而产生从原始超精细状态到令一状态的跃迁。通过一个反馈回路，人们能够调整振荡场的频率直到所有的原子完成了跃迁。原子钟就是利用振荡场的频率即保持与原子的共振频率完全相同的频率作为产生时间脉冲的节拍器。
人们日常生活需要知道准确的时间，生产、科研上更是如此。人们平时所用的钟表，精度高的大约每年会有1分钟的误差，这对日常生活是没有影响的，但在要求很高的生产、科研中就需要更准确的计时工具。目前世界上最准确的计时工具就是原子钟，它是20世纪50年代出现的。原子钟是利用原子吸收或释放能量时发出的电磁波来计时的。由于这种电磁波非常稳定，再加上利用一系列精密的仪器进行控制，原子钟的计时就可以非常准确了。现在用在原子钟里的元素有氢、铯、铷等。原子钟的精度可以达到每100万年才误差1秒。这为天文、航海、宇宙航行提供了强有力的保障。
上弦月
上弦月上半夜出来，在西面出来，月面朝西。其实每种月相都是从东方升起，西边落下。例如上弦月就是在正午12点左右从东方升起，只不过因为当时太阳光太强烈，人眼不可能分辨出月亮。
在农历的每月初一，当月亮运行到太阳与地球之间的时候，月亮以它黑暗的一面对着地球，并且与太阳同升同没，人们无法看到它。这时的月相叫“新月”或“朔”。新月过后，月亮渐渐移出地球与太阳之间的区域，这时我们开始看到月亮被阳光照亮的一小部分，形如弯弯的娥眉，所以这时的月相叫“娥眉月”。这种“娥眉月”只能在傍晚的西方天空中看到。到了农历初八左右，从地球上看，月亮已移到太阳以东90°角。这时我们可以看到月亮西边明亮的半面，这时的月相叫“上弦”。上弦月只能在前半夜看到，半夜时分便没入西方。上弦过后，月亮一天天变得丰满起来，我们可以看见月亮明亮半球的大部分，这时的月相叫“凸月”。到了农历十五、十六时，月亮在天球上运行到太阳的正对面，日、月相距180°，即地球位于太阳和月亮之间，从地球上看去，月亮的整个光亮面对着地球，这时的月相叫“望月”或“满月”。黄昏时满月由东边升起，黎明时向西边沉落。满月过后，随着日、月位置逐渐靠近，月亮日渐“消瘦”起来。它依次经历凸月、下弦月和娥眉月几个阶段，最后，又重新回到新月的位置。我国习惯上把下半月的“娥眉月”称为“残月”。
上弦月和下弦月，娥眉月和残月的相貌差不多，但它们出现的时间、位置及亮面的朝向是不同的。娥眉月和上弦月分别出现在傍晚和前半夜的西边天空，它们的“脸”是朝西的，即西半边亮；残月和下弦月分别出现在黎明和后半夜的东边天空，它们的“脸”是朝东的，即东半边亮。由于我国农历日期是根据月相排定的，所以我国古代的劳动人民有时靠它来判断农历日期及夜间的大致时间。
月亮从新月位到再次回到新月位置所需时间平均为29.53天，也就是说，月相的更替变化周期平均为29.53天，称为一个“朔望月”。在不太强调天文学上的月相概念时，很多情况下，上半月的娥眉月也被统称为上弦月，农历大约初二到初八九。上半月娥眉月有时也被称为新月。
天赤道
天赤道是天球上假象的一个大圈，位于地球赤道的正上方；也可以说是垂直於地球地轴把天球平分成南北两半的大圆，理论上有无限长的半径。相对于黄道面，天赤道倾斜23.5°，是地轴倾斜的结果。当太阳在天赤道上时，白昼和黑夜到处都相等，因此天赤道也被称为昼夜中分线或昼夜平分圆；那时北半球和南半球都处于春分或者秋分。在一年当中，太阳有两次机会处于天赤道上。只要我们把地球赤道不断向外扩大，一直延伸到无限大，这个无限的圆就是天赤道。
八大行星
八大行星，指的是环绕太阳运动且质量够大的八个天体。它们分别是：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。与2006年之前提到的九大行星概念不同，在2006年8月24日于布拉格举行的第26界国际天文联会中通过的第5号决议中，冥王星被划为矮行星，从太阳系九大行星中被除名。
新的天文发现不断使“九大行星”的传统观念受到质疑。天文学家先后发现冥王星与太阳系其他行星的一些不同之处。冥王星所处的轨道在海王星之外，属于太阳系外围的柯伊伯带，这个区域一直是太阳系小行星和彗星诞生的地方。20世纪90年代以来，天文学家发现柯伊伯带有更多围绕太阳运行的大天体。比如，美国天文学家布朗发现的“2003ub313”，就是一个直径和质量都超过冥王星的天体。国际天文学联合会大会放弃将冥王星之外的太阳系八大行星称为“经典行星”的说法，从而确认太阳系只有8颗行星，冥王星被降级为“矮行星”。此前盛传的第一种方案中提出了太阳系另外增加3颗二级行星的计划流产。数十年来，科学家普遍认为太阳系有九大行星，但随着一颗比冥王星更大、更远的天体的发现，使得冥王星大行星地位的争论愈演愈烈。一是由于其发现的过程是基于一个错误的理论；二是由于当初将其质量估算错了，误将其纳入到了大行星的行列。因此在国际天文学联合会大会上，是否要给冥王星“正名”成为了大会的焦点，为此，天文学家给出了各种方案。
1930年美国天文学家汤博发现冥王星，当时错估了冥王星的质量，以为冥王星比地球还大，所以命名为大行星。然而，经过近30年的进一步观测，发现它的直径只有2300公里，比月球还要小，等到冥王星的大小被确认，“冥王星是大行星”早已被写入教科书，以后也就将错就错了。
冥王星是目前太阳系中最远的行星，其轨道最扁。冥王星的质量远比其他行星小，甚至在卫星世界中它也只能排在第七、第八位左右。冥王星的表面温度很低，因而它上面绝大多数物质只能是固态或液态。
二十八宿
二十八宿，又称二十八舍或二十八星，是古代中国将黄道和天赤道附近的天区划分为二十八个区域。
上古时代，中国夏商周时，以农开国，以农历计算、月亮围绕地球自转一周约为28.日间观天，以太阳为对象，晚间以天宫为对象；这是因为月亮以地球为中心，没有对应价值。月球每天经过一区（称为“宿”或“舍”），二十八天环绕地球一周。二十八宿又分为四组，每组七宿，与东西南北四个方位和青龙、白虎、朱雀、玄武四种动物形象相配，称为四象。
二十八宿的体系除了中国外，印度、巴比伦与阿拉伯也有二十八宿的类似体系，而且均能一一对应（虽不是全部严格相等）；在周朝初期著作《周礼》中已能发现二十八宿部分宿名，在春秋战国时期已经完备了。有关二十八宿及四象的记载，最早见于《史记》。1978年考古学家在湖北随州的战国曾侯乙墓的墓葬中，出土了绘有二十八宿图像的漆箱盖，这是迄今为止发现的最早的关于二十八宿的实物例证。
十八宿从角宿开始，自西向东排列，与日、月视运动的方向相同：
东方称青龙：角木蛟亢金龙氐土貉房日兔心月狐尾火虎箕水豹；
南方称朱雀：井木犴鬼金羊柳土獐星日马张月鹿翼火蛇轸水蚓；
西方称白虎：奎木狼娄金狗胃土雉昴日鸡毕月乌觜火猴参水猿；
北方称玄武：斗木獬牛金牛女土蝠虚日鼠危月燕室火猪壁水獝。
麦哲伦号
麦哲伦号是迄今为止最先进最为成功的金星探测器，它是由海盗号、旅行者号、伽利略号以及尤里西斯号等多种探测飞船的零件组合而成。
麦哲伦号于1989年5月5日由美国亚特兰蒂斯号航天飞机将“麦哲伦”号带上太空，并于5月6日把它送上飞向金星的旅途。麦哲伦号探测器重3365千克。在经过462天的太空飞行后，“麦哲伦”号于1990年8月10日，飞临离地球2.54亿千米的地方对金星考察。
麦哲伦号每3小时9分钟绕金星一周，在243天（一金星日）内就能测绘金星绝大部分地区。它使用的主要仪器是综合口径的雷达。麦哲伦号有一个直径为3.7米的碟形雷达天线，每秒发射出数以千记的雷达脉冲，再从地面反射回来。除此之外，麦哲伦号还携带着高度计，以它来测出地貌特征的高度，误差约为30米。
航天飞机
航天飞机是一种新型的多功能航天飞行器，是承运卫星等航天器材到达太空的重要工具。
作为一种可重复使用的天地往返运输器，航天飞机是现代火箭、飞机、飞船三者结合的产物。它能像火箭一样垂直起飞，像飞船一样绕地球飞行，像飞机一样水平着陆。航天飞机是人类有史以来建造的最复杂的机器，强大的运载能力使其成为独一无二的航天器。正是在航天飞机强大运载能力支持下，人类才有可能一步步修建国际空间站——这个世界上最大的太空轨道实验室，为人类未来登陆月球、奔向火星乃至更广阔的宇宙空间铺平了道路。
航天飞机是世界上唯一的可重复使用的航天运载器。70-80年代，美国、苏联、法国和日本等国相继开始研制航天飞机，但由于技术和资金等原因，到目前只有美国研制的航天飞机投入使用。航天飞机用途广泛，可进行空间交会、对接、停靠、空间科学实验、发射回收或检修卫星。它曾在空间捕获一颗未能进入同步轨道的国际通信卫星6号，进行修理后，又把它送入同步轨道。它还发射过并三次整修哈勃空间望远镜。航天飞机通常可乘7人，飞行时间一般在2周以下，最长可达28天。
目前航天飞机的主要任务是向国际空间站运送宇航员和各种建设用部件和补养。美国原设想使用可多次重复使用的航天飞机可以节约花费。但结果全然不同，每架航天飞机的研制费非常高，最新的奋进号研制费达20亿美元，而且每次发射费用1亿多美元。因此至今只做了6架航天飞机，其中一架企业号为样机，另外有五架工作机，分别是哥伦比亚号、挑战者号、发现号、阿特兰蒂斯号和奋进号。
嫦娥一号
“嫦娥一号”月球探测卫星由中国空间技术研究院承担研制，以中国古代神话人物嫦娥命名，嫦娥奔月是一个在中国流传的古老的神话故事。中国首次月球探测工程嫦娥一号卫星是中国自主研制、发射的第一个月球探测器。嫦娥一号主要用于获取月球表面三维影像、分析月球表面有关物质元素的分布特点、探测月壤厚度、探测地月空间环境等。整个“奔月”过程大概需要8～9天。嫦娥一号将运行在距月球表面200千米的圆形极轨道上。嫦娥一号工作寿命1年，计划绕月飞行一年。执行任务后将不再返回地球。嫦娥一号发射成功，中国成为世界第五个发射月球探测器国家、地区。
嫦娥一号是中国的首颗绕月人造卫星，由中国空间技术研究院承担研制。嫦娥一号平台以中国已成熟的东方红三号卫星平台为基础进行研制，并充分继承“中国资源二号卫星”、“中巴地球资源卫星”等卫星的现有成熟技术和产品，进行适应性改造。所谓适应性改造就是在继承基础上的创新、突破一批关键技术。卫星平台利用东方红三号卫星平台技术研制，对结构、推进、电源、测控和数传等8个分系统进行了适应性修改。嫦娥一号星体为一个2米×1.72米×2.2米的立方体，两侧各有一个太阳能电池帆板，完全展开后最大跨度达18.1米，重2350千克。有效载荷包括CCD立体相机、成像光谱仪、太阳宇宙射线监测器和低能粒子探测器等科学探测仪器。
嫦娥一号月球探测卫星由卫星平台和有效载荷两大部分组成。嫦娥一号卫星平台由结构分系统、热控分系统、制导，导航与控制分系统、推进分系统、数据管理分系统、测控数传分系统、定向天线分系统和有效载荷等9个分系统组成。这些分系统各司其职、协同工作，保证月球探测任务的顺利完成。星上的有效载荷用于完成对月球的科学探测和试验，其他分系统则为有效载荷正常工作提供支持、控制、指令和管理保证服务。
嫦娥一号的工程目标包括：研制、发射中国第一颗探月卫星；初步掌握绕月探测基本技术；开展月球科学探测；建设月球探测航天工程系统；为月球探测后续工程积累经验。嫦娥一号负担的任务包括4项科学任务：拍摄三维月球地形图；探测月球上特殊元素的分布；探测月球土壤厚度以及氦-3的储量；探测距离地球40万公里的空间环境。“嫦娥一号”卫星主要用于获取月球表面三维影像、分析月球表面有关物质元素的分布特点、探测月壤厚度、探测地月空间环境等。
和平号空间站
和平号空间站是前苏联建造的一个轨道空间站，苏联解体后归俄罗斯。它是人类首个可长期居住的空间研究中心，同时也是首个第三代空间站，经过数年由多个模块在轨道上组装而成。和平号空间站全长32.9米，体积约400立方米，重约137吨，其中科研仪器重约11.5吨。它在高350至450公里的轨道上运转，约90分钟环绕地球一周。它的设计工作始于1976年，1986年2月20日发射升空。2001年3月23日坠入地球大气层，碎片落入南太平洋海域中。和平号的研究任务今后由国际太空站所取代。
和平号核心舱于1986年2月20日发射，它提供基本的服务、航天员居住、生保、电力和科学研究能力。联盟-TM载人飞船为和平号接送航天员，进步-M货运飞船则为和平号运货。和平号核心舱共有6个对接口，可同时与多个舱段对接。到1990年，苏联只为和平号核心舱增加了3个对接舱：即1987年与核心舱对接的量子-1（载有望远镜和姿态控制及生命保障设备）、1989年对接的量子-2（载有用于舱外活动的气闸舱、2个太阳电池翼、科学和生命保障设备等）、1990年对接的晶体舱（载有2个太阳电池翼、科学技术设备和一个特别的对接装置，它可与美国航天飞机对接）。俄罗斯自1995年起发射了3个舱，先后与和平号对接，这3个舱是：1995年发射的光谱号（载有太阳电池翼和科学设备）和一个对接舱（停靠在晶体号特别对接口上，用于与航天飞机对接）以及1996年4月26日发射的和平号的最后一个舱体——自然号（载有对地观测和微重力研究设备）。自此和平号在轨组装完毕。全部装成的和平号空间站全长87米，质量达123吨（如与航天飞机对接则达223吨），有效容积470立方米。
作为美俄国际空间站合作计划的一部分，美国航天飞机与和平号空间站实施了交会和对接，在轨对接期间，进行了设备和航天员的交换。1995年2月6日发现号航天飞机与和平号在太空交会，两航天器相距仅11.3米。同年6月29日，和平号空间站与亚特兰蒂斯号航天飞机在轨首次对接成功，美俄航天员在太空相逢，联合飞行了5天。美国女航天员露西德1996年3月22日在航天飞机第3次与和平号对接后进入空间站，到1996年9月26日才返回地面，在太空度过了188天，创造了妇女太空飞行新记录。在这项合作中，航天飞机与和平号共进行了9次对接，为建造和运营国际空间站积累了经验。1999年1月26日，俄罗斯“和平号”空间站的宇航员与美国“奋进号”航天飞机的宇航员聚集在“和平号”空间站舱内合影。
和平号空间站原设计寿命5年，到1999年它已在轨工作了12年多，除俄罗斯的航天员外，还接待了其他国家和组织的航天员，他们在和平号空间站上取得了丰硕的研究成果。但由于和平号设备老化，加之俄罗斯资金匮乏，从1999年8月28日起，和平号进入无人自动飞行状态，准备最终坠入大气层焚毁，完成其历史使命。它的完成体现了前苏联当时强大的经济实力和航天业的实力。
牛顿
牛顿，英国物理学家、天文学家和数学家，生于林肯郡。
在天文学方面，1672年牛顿创制了反射望远镜；他还解释了潮汐的现象，指出潮汐的大小不但同朔望月有关，而且与太阳的引力也有关系；另外，牛顿从理论上推测出地球不是球体，而是两极稍扁、赤道略鼓，并由此说明了岁差现象等。在物理学上，牛顿基于伽利略、开普勒等人的工作，建立了三条运动基本定律和万有引力定律，并建立了经典力学的理论体系。在数学上，牛顿创立了“牛顿二项式定理”，并和莱布尼兹几乎同时创立了微积分学。在光学方面，牛顿发现白色日光由不同颜色的光构成，并制成“牛顿色盘”；关于光的本性，牛顿创立了光的“微粒说”。在牛顿的著作《自然科学原理》中，他用数学解释了哥白尼的日心说和天体运动的现象。
牛顿对人类的贡献是巨大的，正如恩格斯所说：“牛顿由于发明了万有引力定律而创立了科学的天文学；由于进行了光的分解，而创立了科学的光学；由于创立了二项式定理和无限理论而创立了科学的数学；由于认识了力的本质，而创立了科学的力学。”为纪念牛顿的贡献，国际天文学联合会决定把662号小行星命名为牛顿小行星。
哈雷
哈雷，英国天文学家和数学家。哈雷生逢以新思想为基础的科学革命时代，1673年进牛津大学王后学院。1676年到南大西洋的圣赫勒纳岛测定南天恒星的方位，完成了载有341颗恒星精确位置的南天星表，记录到一次水星凌日，还作过大量的钟摆观测（南半球钟摆旋转的方向与北半球相反）。
1678年哈雷被选为皇家学会成员，并荣获牛津大学硕士学位。1684年，他到剑桥向牛顿请教行星运动的力学解释，在哈雷研究取得进展的鼓舞下，牛顿扩大了他对天体力学的研究。哈雷具有处理和归算大量数据的才能，1686年，他公布了世界上第一部载有海洋盛行风分布的气象图，1693年，发布了布雷斯劳城的人口死亡率表，首次探讨了死亡率和年龄的关系，1701年，他根据航海罗盘记录，出版了大西洋和太平洋的地磁图，1704年，他晋升为牛津大学几何学教授。
1705年，哈雷出版了《彗星天文学论说》，书中阐述了1337～1698年出现的24颗彗星的运行轨道，他指出，出现在1531、1607和1682年的三颗彗星可能是同一颗彗星的三次回归，并预言它将于1758年重新出现，这个预言被证实了，这颗彗星也得到了名字——哈雷彗星。1716年他设计了观测金星凌日的新方法，希望通过这种观测能精确测定太阳视差并由此推算出日地距离，1718年，哈雷发表了认明恒星有空间运动的资料。1720年继任为第二任格林威治天文台台长。
哈雷还发现了天狼星、南河三和大角这三颗星的自行，以及月球长期加速现象。
康德
康德，德国哲学家、天文学家、星云说的创立者之一、德国古典唯心主义创始人。
1754年，康德发表了论文《论地球自转是否变化和地球是否要衰老》，对“宇宙不变论”大胆提出怀疑。1755年，康德发表《自然通史和天体论》一书，首先提出太阳系起源星云说。康德在书中指出：太阳系是由一团星云演变来的。这团星云由大小不等的固体微粒组成，“天体在吸引力最强的地方开始形成”，引力使微粒相互接近，大微粒吸引小微粒形成较大的团块，团块越来越大，引力最强的中心部分吸引的微粒最多，首先形成太阳。外面微粒的运动在太阳吸引下向中心体下落是于其他微粒碰撞而改变方向，成为绕太阳的圆周运动，这些绕太阳运转的微粒逐渐形成几个引力中心，最后凝聚成绕太阳运转的行星。卫星的形成过程与行星相似。
康德的星云说发表后并没有引起人们的注意，直到拉普拉斯的星云说发表以后，人们才想起了康德的星云说。
哈勃
德温·哈勃，美国天文学家，是研究现代宇宙理论最著名的人物之一，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。
哈勃在芝加哥大学学习时，受天文学家海尔启发开始对天文学发生兴趣。他在该校时即已获数学和天文学的校内学位；但毕业后却前往英国牛津大学学习法律，1913年在美国肯塔基州开业当律师。后来，他终于集中精力研究天文学，并返回芝加哥大学，在该校设于威斯康星州的叶凯士天文台工作。在获得天文学哲学博士学位和从军参战以后，他便开始在威尔逊天文台（现属海尔天文台）专心研究河外星系并作出新发现。20世纪20年代，天文界围绕星系是不是银河系的一部分这个问题展开了一场大讨论。他在1922～1924年期间发现，星云并非都在银河系内。哈勃在分析一批造父变星的亮度以后断定，这些造父变星和它们所在的星云距离我们远达几十万光年，因而一定位于银河系外。这项于1924年公布的发现使天文学家不得不改变对宇宙的看法。
1925年当他根据河外星系的形状对它们进行分类时，哈勃又得出第二个重要的结论：星系看起来都在远离我们而去，且距离越远，远离的速度越高。这一结论意义深远，以因一直以来，天文学家都认为宇宙是静止的，而现在发现宇宙是在膨胀的，并且更重要的是，哈勃于1929年还发现宇宙膨胀的速率是一常数。这个被称为哈勃常数的速率就是星系的速度同距离的比值。后来经过其他天文学家的理论研究之后，宇宙已按常数率膨胀了100～200亿年。
20世纪初，大部分天文学家都认为宇宙不会膨胀出银河系。但20世纪20年代初，哈勃用当时最大的望远镜观察神秘的仙女座时，发现仙女座中的星云不是银河系的气体，而是一个完全独立的星系。在银河系之外存在许多其他的星系，宇宙比人类想象的要大许多。
高斯
高斯，德国著名数学家、物理学家、天文学家、大地测量学家。高斯被认为是最重要的数学家之一，有数学王子的美誉，并被誉为历史上伟大的数学家之一，和阿基米德、牛顿、欧拉同享盛名。
高斯1777年生于不伦瑞克的一个工匠家庭。幼时家境贫困，但聪敏异常，受一贵族资助才进学校受教育。1795～1798年在格丁根大学学习，1795年高斯进入格丁根大学。1796年，19岁的高斯得到了一个数学史上极重要的结果，就是《正十七边形尺规作图之理论与方法》。5年以后，高斯又证明了形如“Fermat素数”边数的正多边形可以由尺规作出。1798年转入黑尔姆施泰特大学，翌年因证明代数基本定理获博士学位。从1807年起担任格丁根大学教授兼格丁根天文台台长直至逝世。高斯的成就遍及数学的各个领域，在数论、非欧几何、微分几何、超几何级数、复变函数论以及椭圆函数论等方面均有开创性贡献。他十分注重数学的应用，并且在对天文学、大地测量学和磁学的研究中也偏重于用数学方法进行研究。高斯独立发现了二项式定理的一般形式、数论上的“二次互反律”、“质数分布定理”、及“算术几何平均”。
1855年2月23日清晨，高斯于睡梦中去世。
海尔
海尔，美国天文学家。在海尔的组织下，美国安装过不少巨型望远镜。在叶凯士天文台安装的1.02米折射望远镜，直到现在仍然是世界上最大的折射望远镜；1917年，海尔组织在威尔逊山天文台安装了2.54米胡克望远镜，它是第一架，也是三十年内唯一能够提供借以确定银河系实际大小与我们的太阳系所处位置信息的仪器，它使人类有可能估量到自己所在星系的大小和性质，估量出河外星系的本质和运动；海尔还筹建在帕洛玛山天文台安装了5.08米反射望远镜，它拍摄和分辨遥远天体的能力比胡克望远镜要优越得多：它能拍摄23等的暗星，能探测距离我们远达几亿光年的暗弱星系。为了纪念海尔的不朽业绩，这架5.08米的望远镜被命名为“海尔反射望远镜”。海尔通过太阳色球层的日饵照片，发现了太阳耀斑的存在；他还发现了太阳黑子中强磁场的存在，这是对地球外磁场的最早发现。1895年，海尔创刊了《天体物理学》杂志，他的著作有《恒星演化研究》、《天文台的十年工作》、《新的星空》、《宇宙的深度》等。为了纪念海尔的功绩，1969年威尔逊山天文台和帕洛玛山天文台合并时，统一改名为“海尔天文台”。
梅西耶
查尔斯·梅西耶，法国天文学家。他的成就在于给星云、星团和星系编上了号码，并制作了著名的“梅西耶星团星云列表”。
查尔斯·梅西耶生于法国洛林地区墨赫特和莫赛尔省的巴顿维尔。1751年起，他在巴黎的法国海军天文台作为天文官约瑟夫·尼古拉斯·德里希尔的助手，沉迷于对彗星的观察。1758年冬天起，他根据以前的观测，开始搜索预料会出现的哈雷彗星。于此年1月21日终于发现。但是，这比另一位天文学家的发现迟了一个月。尽管如此，他还是因此而一跃成名。1760年，德里希尔退休，梅西野接任天文官的职务。在搜寻彗星的过程中，苦于彗星和其他天体经常模糊混淆的梅西耶，从1764年初开始制作一张彗星和星际间朦胧天体的列表。在同年末，他做成了一张40个天体的列表，而且他还把古希腊时期的亚里士多德注意到的M39也收入到梅西耶星云星团表。此后，于1765年发现大犬座的M41后，他又在列表中追加了M41-M45等五个天体。1769年，在白羊座附近发现了大彗星，他因此成为柏林科学院的外国人院士。次年，他又发现了一颗彗星，并成为了巴黎学士院的正式成员。他在一生中总共发现了12颗彗星。他分别于1771年，1781年和1784年发表了《梅西耶星团星云列表》的第一卷（M1-M45），第二卷（M46-M68）和第三卷（M69-M103）。列在这些列表上的天体，都被称为“梅西耶天体”。例如，M31代表仙女座星系。梅西耶考虑到列表的体裁，将二重星（M40）或星团（M45等）也列入其中。梅西耶使用的是口径5～7厘米的小望远镜，后来出现了大口径的望远镜后，发现梅西耶天体中含有很多星云，星团和星系。后人为了纪念他，将月球上一个陨石坑命名为“梅西耶”，另外7359号小行星亦以他名字命名。
法国国王路易十五曾称他为“我的猎彗人”。
贝塞尔
贝塞尔，德国天文学家，数学家，天体测量学的奠基人。
贝塞尔，1784年7月22日生于明登，1846年3月17日卒于柯尼斯堡。15岁辍学到不来梅一家商行学徒，业余学习天文、地理和数学。20岁时发表了有关彗星轨道测量的论文。1810年任新建的柯尼斯堡天文台台长，直至逝世。1812年当选为柏林科学院院士。贝塞尔的主要贡献在天文学，以《天文学基础》为标志发展了实验天文学，还编制基本星表，测定恒星视差，预言伴星的存在，导出用于天文计算的贝塞尔公式，较精确地计算出岁差常数等几个天文常数值，还编制大气折射表和大气折射公式，以修正其对天文观测的影响。他在数学研究中提出了贝塞尔函数，讨论了该函数的一系列性质及其求值方法，为解决物理学和天文学的有关问题提供了重要工具。此外，他在大地测量学方面也做出一定贡献，提出贝塞尔地球椭球体等观点。贝塞尔重新订正了《布拉德莱星表》，并加上了岁差和章动以及光行差的改正；他编制了包括比九等星更亮的75000多颗恒星的基本星表，后来由他的继承人阿格兰德扩充成著名的《波恩巡天星表》。
1837年，贝塞尔发现天鹅座61正在非常缓慢地改变位置，第二年，他宣布这颗星的视差是0.31弧秒，这是世界上最早测定的恒星视差之一。
托勒密
克罗狄斯·托勒密，古希腊地理学家，天文学家，数学家，曾译托勒玫、多禄某。长期进行天文观测，一生著述甚多。其中，《天文学大成》主要论述了他所创立的地心说，认为地球是宇宙的中心，且静止不动，日、月、行星和恒星均围绕地球运动。
托勒密是世界上第一个系统研究日月星辰的构成和运动方式并作出成就的科学家。此书被尊为天文学的标准著作，直到16世纪哥白尼的日心说发表，地心说才被推翻。另一重要著作《地理学指南》（8卷）主要论述地球的形状、大小、经纬度的测定，以及地图的投影方法，是古希腊有关数理地理知识的总结。书中附有27幅世界地图和26幅区域图，后人称之为托勒密地图。他制造了供测量经纬度用的类似中国浑天仪的仪器和角距仪；通过系统的天文观测，编有包括1028颗恒星的位置表，测算出月球到地球的平均距离为29.5倍于地球直径，这个数值在古代是相当精确的。对几何学也有研究，还著有《光学》（5卷）等。
在托勒密时代，地理学家已经把喜恰帕斯画的南北走向的线叫做经线，把与赤道平行的线叫做纬线。同喜恰帕斯一样，托勒密也把地球分成360度。他还将每一度分成60分，每一分分成60秒。他发展了弦的体系，通过将其展现在平面上，让人们对分和秒有更加直观的概念。托勒密的这一体系使地图绘制者能够精确地确定物体在地球上的位置，并沿用至今。
托勒密知道，通过从太阳、星星那里得来的测量数据，地球上的每个地方都能被精确地测得方位。他描绘了两件用来测量角度的工具。被用来观测星星的角度的仪器叫星盘（也叫星测仪）。它是一块圆形的铜板或木板分割成若干角度，中心有一根可以转动的指针。当指针指向一颗星星时，它的投影会在表盘上读出星星的照射角度。托勒密还说，为了保证盘面的水平，星盘应放置在一个三角台座或基座上。托勒密描述的第二个仪器是成角日晷仪。它是由一块方形的石头或木块，边上插一根立柱制成。它被用来测量太阳每天的高度，而不是每小时的高度。如果我们把这个仪器放置在某一固定位置，并且坚持一年中每天都对太阳高度进行记录，那么我们就能够准确地判断出这个地方的方位。
在《地理学》的前言中，托勒密将地图绘制分成两种。地区图编制着眼于小区域地图的绘制，例如村庄、城镇、农场、河流以及街道。地理学意义上的绘图更加关注大范围的地表现象，例如山脉、大江、大湖以及大城市。绘制这样的地图，需要借助天文学以及数学方面的知识，从而达到准确无误。
哥白尼
哥白尼，波兰天文学家、日心说创立者，近代天文学的奠基人。
哥白尼经过长期的天文观测和研究，创立了更为科学的宇宙结构体系——日心说，从此否定了在西方统治达一千多年的地心说。日心说经历了艰苦的斗争后，才为人们所接受，这是天文学上一次伟大的革命，不仅引起了人类宇宙观的重大革新，而且从根本上动摇了欧洲中世纪宗教神学的理论支柱。“从此自然科学便开始从神学中解放出来”，“科学的发展从此便大踏步前进”。
哥白尼著有阐述日心说的《天体运行论》，由于受到时代的局限，在日心说中保留了所谓“完美的”圆形轨道等论点。其后开普勒建立行星运动三定律，牛顿发现万有引力定律，以及行星光行差、视差相继发现，日心说遂建立在更加稳固的科学基础上。
布鲁诺
乔尔丹诺·布鲁诺，是意大利文艺复兴时期伟大的思想家、自然科学家、哲学家和文学家。他勇敢地捍卫和发展了哥白尼的太阳中心说，并把它传遍欧洲，被世人誉为是反教会、反经院哲学的无畏战士，是捍卫真理的殉道者。
1583年，布鲁诺到英国，批判经院哲学和神学，反对亚里士多德——托勒玫的地心说，宣传哥白尼的日心说。1585年去德国，宣传进步的宇宙观，反对宗教哲学，进一步引起了罗马宗教裁判所的恐惧和仇恨。1592年，布鲁诺在威尼斯被捕入狱，在被囚禁的八年中，布鲁诺始终坚持自己的学说，最后被宗教裁判所判为“异端”烧死在罗马鲜花广场。布鲁诺的主要著作有《论无限宇宙和世界》，书中捍卫哥白尼的日心说，并明确指出：“宇宙是无限大的”，“宇宙不仅是无限的，而且是物质的”。还著有《诺亚方舟》，抨击死抱《圣经》的学者。
布鲁诺信奉哥白尼学说，所以成了宗教的叛逆，被指控为异教徒并革除了他的教籍。公元1576年，年仅28岁的布鲁诺不得不逃出修道院，并且出国长期漂流在瑞士、法国、英国和德国等国家，他四海为家，在日内瓦、图卢兹、巴黎、伦敦、维登堡和其他许多城市都居住过。尽管如此，布鲁诺仍然始终不渝地宣传科学真理。他到处作报告、写文章，还时常地出席一些大学的辩论会，用他的笔和舌毫无畏惧地积极颂扬哥白尼学说，无情地抨击官方经院哲学的陈腐教条。布鲁诺的专业不是天文学也不是数学，但他却以超人的预见大大丰富和发展了哥白尼学说。他在《论无限、宇宙及世界》这本书当中，提出了宇宙无限的思想，他认为宇宙是统一的、物质的、无限的和永恒的。在太阳系以后还有无以数计的天体世界。人类所看到的只是无限宇宙中极为渺小的一部分，地球只不过是无限宇宙中一粒小小的尘埃。布鲁诺进而指出，千千万万颗恒星都是如同太阳那样巨大而炽热的星辰，这些星辰都以巨大的速度向四面八方疾驰不息。它们的周围也有许多像我们地球这样的行星，行星周围又有许多卫星。生命不仅在我们的地球上有，也可能存在于那些人们看不到的遥远的行星上。
布鲁诺以勇敢的一击，将束缚人们思想达几千年之久的“球壳”捣得粉碎。布鲁诺的卓越思想使与他同时代的人感到茫然，为之惊愕！一般人认为布鲁诺的思想简直是“骇人听闻”。甚至连那个时代被尊为“天空立法者”的天文学家开普勒也无法接受，开普勒在阅读布鲁诺的著作时感到一阵阵头目眩晕！布鲁诺在天主教会的眼里，是极端有害的“异端”和十恶不赦的敌人。他们施展狡诈的阴谋诡计，以收买布鲁诺的朋友，将布鲁诺诱骗回国，并于公元1592年5月23日逮捕了他，把他囚禁在宗教判所的监狱里，接连不断地审讯和折磨竟达8年之久！由于布鲁诺是一位声望很高的学者，所以天主教企图迫使他当众悔悟，声名狼藉，但他们万万没有想到，一切的恐吓威胁利诱都丝毫没有动摇布鲁诺相信真理的信念。天主教会的人们绝望了，他们凶相毕露，建议当局将布鲁诺活活烧死。布鲁诺似乎早已料到，当他听完宣判后，面不改色地对这伙凶残的刽子手轻蔑地说：“你们宣读判决时的恐惧心理，比我走向火堆还要大得多。”公元1600年2月17日，布鲁诺在罗马的百花广场上英勇就义了。
由于布鲁诺不遗余力的大力宣传，哥白尼学说传遍了整个欧洲。天主教会深深知道这种科学对他们是莫大的威胁，于是公元1619年罗马天主教会议决定将《天体运动论》列为禁书，不准宣传哥白尼的学说。
伽利略
伽利略·伽利雷，意大利著名数学家、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“两个球同时落地”的著名实验，从此推翻了亚里士多德“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。伽利略著有《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。人们争相传颂：“哥伦布发现了新大陆，伽利略发现了新宇宙。”伽利略为牛顿的牛顿运动定律第一、第二定律提供了启示。他非常重视数学在应用科学方法上的重要性，特别是实物与几何图形符合程度到多大的问题。
开普勒
开普勒是德国天文学家，数学家，1571年生于魏尔，1630年卒于雷根斯堡，发现了行星沿椭圆轨道运行，并且提出行星运动三定律。
1600年，开普勒到布拉格担任第谷·布拉赫的助手。1601年第谷去世后，他继承了第谷的事业，利用第谷多年积累的观测资料，仔细分析研究，发现了行星沿椭圆轨道运行，并且提出行星运动三定律，即开普勒定律，为牛顿发现万有引力定律打下了基础。
在第谷的工作基础上，开普勒经过大量的计算，编制成《鲁道夫星表》，表中列出了1005颗恒星的位置。这个星表比其他星表要精确得多，因此直到18世纪中叶，《鲁道夫星表》仍然被天文学家和航海家们视为珍宝，它的形式几乎没有改变地保留到今天。
开普勒主要著作有《宇宙的神秘》、《光学》、《宇宙和谐论》、《哥白尼天文学概要》、《彗星论》和《稀奇的1631年天象》等。其中，在《宇宙和谐论》中，开普勒找到了最简单的世界体系，只需7个椭圆就可以描述天体运动的体系了；在《彗星论》中，他指出彗星的尾巴总是背着太阳，是因为太阳排斥彗头的物质造成的，这是距今半个世纪以前对辐射压力存在的正确预言；此外，开普勒还发现了大气折射的近似定律。
为了纪念开普勒的功绩，国际天文学联合会决定将1134号小行星命名为开普勒小行星。
惠更斯
惠更斯，荷兰物理学家、天文学家、数学家，是与牛顿同一时代的科学家，是历史上最著名的物理学家之一。他对力学的发展和光学的研究都有杰出的贡献，在数学和天文学方面也有卓越的成就，是近代自然科学的一位重要开拓者。他建立向心力定律，提出动量守恒原理，改进了计时器。
惠更斯在天文学方面有着很大的贡献。他把大量的精力放在了研制和改进光学仪器上。当惠更斯还在荷兰的时候，就曾和他的哥哥一起以前所未有的精度成功地设计和磨制出了望远镜的透镜，进而改良了开普勒的望远镜。惠更斯利用自己研制的望远镜进行了大量的天文观测。因此，他得到的报酬是解开了一个由来已久的天文学之谜。伽利略曾通过望远镜观察过土星，他发现了“土星有耳朵”，后来又发现了土星的“耳朵”消失了。伽利略以后的科学家对此问题也进行过研究，但都未得要领。“土星怪现象”成为了天文学上的一个谜。当惠更斯将自己改良的望远镜对准这颗行星时，他发现了在土星的旁边有一个薄而平的圆环，而且它很倾向地球公转的轨道平面。伽利略发现的“土星耳朵”消失，是由于土星的环有时候看上去呈现线状。以后惠更斯又发现了土星的卫星——土卫六，并且还观测到了猎户座星云、火星极冠等。
在力学方面的研究，惠更斯是以伽利略所创建的基础为出发点的。在《论摆钟》一书中还论述了关于碰撞的问题。大约在1669年，惠更斯就已经提出解决了碰撞问题的一个法则——“活力”守恒原理，它成为能量守恒的先驱。惠更斯继承了伽利略的单摆振动理论，并在此基础上进一步研究。他把几何学带进了力学领域，用令人钦佩的方法处理力学问题，得到了人们的充分肯定。
勒威耶
勒威耶，法国天文学家，1811年3月10日生于诺曼底的圣洛。1831年毕业于巴黎工艺学校，早年从事化学实验工作，1837年任母校天文教师，开始研究天体力学。并任巴黎工艺学校天文教师；后两度出任巴黎天文台台长。他于1846年8月31日用数学方法推算出了海王星的轨道并预告它的位置，并因此获得英国皇家学会的柯普莱奖章，还受到恩格斯的高度赞誉。他还研究过太阳系的稳定性问题和行星理论，编制了行星星历表。勒威耶发现了水星近日点的异常进动，并预言“水内行星”的存在，这个预言虽然后来被阿尔伯特·爱因斯坦用广义相对论成功解释，但至今仍未能得到最后的证实。
1845年，勒威耶正在从事天王星轨道理论工作，当时的巴黎天文台台长阿喇果建议他研究天王星运动的反常问题。勒威耶利用有关天王星的18次观测资料，运用万有引力定律，通过求解33个方程，于1846年8月31日计算出对天王星起摄动作用的未知行星的轨道和质量，并且预测了它的位置。他将计算结果呈送给法国科学院，与此同时他还写信给当时拥有较大望远镜的几个天文学家，请求帮助观测。他的工作在法国同行中受到了冷遇，但是却引起了柏林天文台副台长、天文学家伽勒的注意。1846年9月18日伽勒收到勒威耶信的当天晚上，就观测搜寻，仅用一个半小时就在偏离勒威耶预言的位置52'处观测到了这颗当时星图上没有的星。当时人们把这颗星称为勒威耶星，而勒威耶建议称为海王星。由于海王星的发现，英国皇家学会授予他柯普利奖章。海王星的发现肯定了牛顿万有引力定律的正确性。
亚当斯
亚当斯，英国天文学家，海王星的发现者之一。1819年亚当斯生于康沃尔郡，1892年卒于剑桥。1839年10月考入剑桥大学圣约翰学院，1843年留校任教。1858年任圣安德鲁斯大学数学教授，1859年任剑桥大学朗德学院天文学和几何学教授，1861年任剑桥大学天文台台长。早在1841年7月还是大学生时，亚当斯便制订计划准备获得学位后研究天王星运动不规则性的问题，并认为这种不规则性很可能是由一颗未知行星的摄动造成的。1944年2月，从格林尼治天文台台长艾里处得到了天王星的大量观测资料，并据此计算了未知行星的轨道要素。1945年9～10月，分别向剑桥大学天文台台长查理士和艾里报告了计算结果，但未获足够重视。直至10个月后，查理士才开始寻找这颗未知行星，它曾两次光临他的望远镜视场，并被他记录下来，但都错认为是恒星。1846年8月，法国天文学家勒威耶作出了类似的计算，9月23日德国的伽勒在勒威耶预言的位置附近发现了新行星——海王星。经过长期争论，现在认为亚当斯是海王星的共同发现者之一。1851年以后，他从事月球理论的研究，所算出的月球长期加速的数据比拉普拉斯的更为精确，还算出狮子座流星群的椭圆轨道，并据此预言1866年11月狮子座流星雨将壮丽地再现。预言得到了证实。此外，在数学方面，他在19世纪70年代计算出了一些数学常数（如伯努利数、欧拉常数等）的精确值。
沙普利
沙普利，美国著名的天文学家，美国科学院院士，曾任哈佛大学天文台台长，美国天文学会会长。沙普利是20世纪科学史上最杰出的人物之一。他出身于农民家庭，幼年家境贫寒，没有受过系统的教育，16岁就参加了工作。在强烈的求知欲驱使下，沙普利自学成材，由短训班，至预科班，最终进入大学，并成为了举世闻名的大科学家。沙普利在天文学上作出了重要贡献。他对球状星团和造父变星进行了系统的研究；推出太阳系不在银河系中心，而是处于银河系边缘，银河系的中心在人马座方向。他的研究为人们认识银河系奠定了基础。沙普利在退休后积极参与科学普及活动。他富有激情并饱含哲理的演说，使年轻的听众大受裨益，并从中诞生了一批知名的科学家。
央斯基
卡尔·央斯基，美国著名的无线电天文学家。1905年出生于美国的俄克拉何马州。他在大学里拿到了物理学学位，之后到贝尔实验室工作。在贝尔工作室工作期间，他用自己发明的天线接收了一种信号，这种信号在当时的世界上，人们并不知道而且也并不相信有这种信号。这种信号引起了卡尔·央斯基的好奇心。于是，他用了一年的时间来分析和研究这种奇怪的信号。终于在另一位电信工作者雷伯的帮助下，重新接收到了这种信号，并且是与央斯基所接受到的完全不同波长的信号。由此他们确认，这种信号是来自于银河系中的人马座上。由此，射电天文学诞生了。卡尔·央斯基于1950年逝世。在他短暂的生涯里，他一直致力于射电天文学的研究，即使是在世界大战期间，也没有中断过。射电天文学也因为卡尔·央斯基的贡献得到了长足的发展。卡尔·央斯基是射电天文学的奠基人。
爱因斯坦
爱因斯坦，举世闻名的德裔美国科学家，现代物理学的开创者和奠基人。
爱因斯坦1900年毕业于苏黎士工业大学，1909年开始在大学任教，1914年任威廉皇家物理研究所所长兼柏林大学教授。后被迫移居美国，1940年入美国籍。19世纪末期是物理学的变革时期，爱因斯坦从实验事实出发，从新考查了物理学的基本概念，在理论上作出了根本性的突破。他的一些成就大大推动了天文学的发展。他的量子理论对天体物理学、特别是理论天体物理学都有很大的影响。理论天体物理学的第一个成熟的方面——恒星大气理论，就是在量子理论和辐射理论的基础上建立起来的。爱因斯坦的狭义相对论成功地揭示了能量与质量之间的关系，解决了长期存在的恒星能源来源的难题。近年来发现越来越多的高能物理现象，狭义相对论已成为解释这种现象的一种最基本的理论工具。其广义相对论也解决了一个天文学上多年的不解之谜，并推断出后来被验证了的光线弯曲现象，还成为后来许多天文概念的理论基础。
爱因斯坦对天文学最大的贡献莫过于他的宇宙学理论。他创立了相对论宇宙学，建立了静态有限无边的自洽的动力学宇宙模型，并引进了宇宙学原理、弯曲空间等新概念，大大推动了现代天文学的发展。
拉普拉斯
拉普拉斯，法国著名的天文学家和数学家，天体力学的集大成者。拉普拉斯是天体力学的主要奠基人，是天体演化学的创立者之一，是分析概率论的创始人，是应用数学的先躯。拉普拉斯用数学方法证明了行星的轨道大小只有周期性变化，这就是著名拉普拉斯的定理。拉普拉斯的著名杰作《天体力学》，集各家之大成，书中第一次提出了“天体力学”的学科名称，是经典天体力学的代表著作。《宇宙系统论》是拉普拉斯另一部名垂千古的杰作。在这部书中，他独立于康德，提出了第一个科学的太阳系起源理论——星云说。康德的星云说是从哲学角度提出的，而拉普拉斯则从数学、力学角度充实了星云说，因此，人们常常把他们两人的星云说称为“康德-拉普拉斯星云说”。他发表的天文学、数学和物理学的论文有270多篇，专著合计有4006多页。其中最有代表性的专著有《天体力学》、《宇宙体系论》和《概率分析理论》。1796年，他发表《宇宙体系论》。因研究太阳系稳定性的动力学问题被誉为法国的牛顿和天体力学之父。1814年在参议院投票拥护恢复君主制后，他的从政生涯暂时走向低落，不过他得到了回报，路易十八国王复位后于1817年封他为侯爵。
威廉·赫歇尔
威廉·赫歇尔，英国天文学家，恒星天文学的创始人，被誉为恒星天文学之父。
赫歇尔利用全部业余时间制作望远镜，经过千锤百炼，他终于成为制造望远镜的一代宗师，他一生磨制的反射镜面达四百多块，还造成一架口径1.22米，镜筒长达12米的大型金属反射望远镜。1781年，赫歇尔发现了太阳系中的第七颗行星——天王星，还发现了土星的两颗卫星和天王星的两颗卫星。1782年，赫歇尔编制成了第一个双星表，他还发现了多数双星不是表面上的“光学双星”，而是真正的“物理双星”。1783年，赫歇尔发现了太阳的自行，他得到的太阳运动方向和现代测量数据相差不到10度。1786、1789、1802年，赫歇尔先后三次出版星团、星云表，记录了2500个星云和星团。赫歇尔最重大的贡献，莫过于对银河系结构的研究，他是第一个确定了银河系形状大小和星数的人。
第谷·布拉赫
第谷·布拉赫，丹麦天文学家和占星学家。1572年11月11日第谷发现仙后座中的一颗新星（银河系的一颗超新星），第二年发表论文《新星》，后来受丹麦国王腓特烈二世的邀请，在汶岛建造天堡观象台，建造了许多大型精密的天文仪器，经过20年的天文观测，第谷发现了许多新的天文现象，如黄赤交角的变化、月球运行的二均差，并重新测量了岁差数值。第谷·布拉赫曾提出一种介于地心说和日心说之间的宇宙结构体系：地球静居中心，行星绕太阳运行，而太阳则带领行星绕地球运转。这一体系17世纪初传入我国后曾一度被接受。第谷对天文学的贡献是不可磨灭的，他所做的观测精度之高，是他同时代的人望尘莫及的。第谷编制的一部恒星表相当准确，至今仍然有使用价值。第谷是一位杰出的观测家，但他的宇宙观却是错误的。第谷本人不接受任何地动的思想。他认为所有行星都绕太阳运动，而太阳率领众行星绕地球运动。可以说，作为丹麦天文学家的第谷，是近代天文学的奠基人。
史蒂芬·威廉·霍金
史蒂芬·威廉·霍金，1942年1月8日在英国牛津出生，曾先后毕业于牛津大学和剑桥大学，并获剑桥大学哲学博士学位。他之所以在轮椅上坐了39年，是因为他在22岁时就不幸患上了会使肌肉萎缩的卢伽雷氏症，演讲和问答只能通过语音合成器来完成。英国剑桥大学应用数学及理论物理学系教授，当代最重要的广义相对论和宇宙论家，是20世纪享有国际盛誉的伟人之一，被称为在世的最伟大的科学家，还被称为“宇宙之王”。
1942年1月8日生于英国牛津的霍金刚好出生于伽利略逝世300周年纪念日之时。70年代他与彭罗斯一起证明了著名的奇性定理，为此他们共同获得了1988年的沃尔夫物理奖。他因此被誉为继爱因斯坦之后世界上最著名的科学思想家和最杰出的理论物理学家。他还证明了黑洞的面积定理，即随着时间的增加黑洞的面积不减。这很自然使人将黑洞的面积和热力学的熵联系在一起。1973年，他考虑黑洞附近的量子效应，发现黑洞会像黑体一样发出辐射，其辐射的温度和黑洞质量成反比，这样黑洞就会因为辐射而慢慢变小，而温度却越变越高，它以最后一刻的爆炸而告终。黑洞辐射的发现具有极其基本的意义，它将引力、量子力学和统计力学统一在一起。1974年以后，他的研究转向量子引力论。虽然人们还没有得到一个成功的理论，但它的一些特征已被发现。例如，空间-时间在普郎克尺度下不是平坦的，而是处于一种泡沫的状态。在量子引力中不存在纯态，因果性受到破坏，因此使不可知性从经典统计物理、量子统计物理提高到了量子引力的第三个层次。1980年以后，他的兴趣转向量子宇宙论。
2004年7月，霍金修正了自己原来的“黑洞悖论”观点，信息应该守恒。霍金认为他一生的贡献是，在经典物理的框架里，证明了黑洞和大爆炸奇点的不可避免性，黑洞越变越大；但在量子物理的框架里，他指出，黑洞因辐射而越变越小，大爆炸的奇点不但被量子效应所抹平，而且整个宇宙正是起始于此。理论物理学的细节在未来的20年中还会有变化，但就观念而言，现在已经相当完备了。
张衡
张衡，东汉建初三年生，永和四年卒，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、数学家、发明家、地理学家、制图学家、诗人、汉朝官员，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学识。
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。张衡共著有科学、哲学、和文学著作三十二篇，其中天文著作有《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世纪中国著名文学家、历史学家郭沫若对张衡的评价是：“如此全面发展之人物，在世界史中亦所罕见，万祀千龄，令人景仰。”
刘洪
刘洪，字元卓，东汉泰山郡蒙阴（今山东蒙阴县）人，约东汉永建四年生，约建安十五年卒，是我国古代杰出的天文学家和数学家。
刘洪于汉桓帝延熹年间，“以校尉应太史徵，拜良中”。为官数载，清正廉洁，吏民皆畏而敬之。刘洪自幼勤奋好学，具有渊博的知识。由于他是鲁王宗室，所以，年轻时就成为宫廷内臣，这对于施展他的政治抱负和潜心研究天文历算有着得天独厚的条件。
刘洪的才能，得到朝廷的重视。《后汉书》说，洪善算，当世无偶。因此，在汉灵帝汉灵帝光和年间，由太史蔡邕推荐，被调回京师，专门从事历法研究。在此期间，他除了按照皇帝的旨意参与“考验日月”，审核、课校他人呈报上来的研究成果外，还把多年来研究的成果汇集起来，写成《乾象历》、《七曜术》和《九章算术》九章算术等专著。经过精心地研究，他发现当时采用的《四分历》不准确，于是参照历代历法加以演算、改进，创造了我国第一部历法《乾象历》。《乾象历》是考虑了月球运动不均匀的历法，在推算日食、月食时采用了定朔的方法，测得近月点的长度为27.5508日，白道和黄道约成6度的角，从中找出每天实际运动度数和平均运动度数的差，由此可平朔推求定期。《乾象历》对历代历法的修订产生过极大的影响，为后世所沿用。刘洪的另一重要成就是和蔡邕一起补续了《汉书·律历记》，其中许多资料被都被后来的《续汉书·律历记》所采用。
珠算，是用算盘进行运算的工具。珠算的发明，使人们的计算能力产生了一次飞跃，“珠算”这个名词，最早见于东汉魏人徐岳所著的《数术记遗》一书。徐岳在书中说：“刘会稽，博学多闻，偏于数学……隶首注术，仍有多种，其一珠算。”徐岳所说的刘会稽就是刘洪。
有人说，蒙阴是珠算的故乡，刘洪是珠算之父，被尊为“算圣”。
何承天
何承天，南朝宋大臣、著名天文学家、无神论思想家，东海郯（今郯城）人。5岁丧父，赖母徐氏抚孤成人。承天自幼聪明好学，诸子百家，莫不博览，幼年从学于当时的学者徐广。历官街阳内史，御史中丞等。世称何衡阳。元嘉时为著作佐郎，撰修宋书未成而卒。承天通览儒史百家，经史子集，知识渊博。精天文律历和计算，对天文律历造诣颇深。曾上表指出沿用的景初乾象历法疏漏不当。奏请改历，称《元嘉历》，订正旧历所订的冬至时刻和冬至时日所在位置，一直通行于宋、齐及梁天监中叶，在我国天文律历史上占有重要地位。其论周天度数和两极距离相当于给出圆周率的近似值约为3.1429，对后世历法影响很大。兼通音律，发明一种接近十二平均律的新律，能弹筝，复擅弈棋，著作有《达性论》、《与宗居士书》、《答颜光禄》、《报应问》等。他运用当时所能达到的自然科学水平，进行反佛的理论斗争，在形神问题上批判“神不灭”的唯心主义理论，反对因果报应说。《报应问》、《达性论》等这些著作记录了他和佛教徒宗炳、颜延之等的辩论，见于《弘明集》与《广弘明集》。《宋书》、《南史》均有传。宣扬无神论。他还熟知历代朝典，曾奉命撰修《宋书》，书未成而卒。
祖冲之
祖冲之，字文远，祖籍范阳郡遒县（今河北涞源县），南北朝时期杰出的数学家、天文学家和机械制造家。
祖冲之从小接受家传的科学知识。青年时进入华林学省，从事学术活动。一生先后任过南徐州（今镇江市）从事史、公府参军、娄县（今昆山市东北）令、谒者仆射、长水校尉等官职。其主要贡献在数学、天文历法和机械三方面。在数学方面，他写了《缀术》一书，被收入著名的《算经十书》中，作为唐代国子监算学课本，可惜后来失传了。《隋书·律历志》留下一小段关于圆周率（π）的记载，祖冲之算出π的真值在3.1415926（朒数）和3.1415927（盈数）之间，相当于精确到小数第7位，成为当时世界上最先进的成就。这一纪录直到15世纪才由阿拉伯数学家卡西打破。祖冲之还给出π的两个分数形式：22/7（约率）和355/113（密率），其中密率精确到小数第7位，在西方直到16世纪才由荷兰数学家奥托重新发现。祖冲之还和儿子祖暅一起圆满地利用“牟合方盖”解决了球体积的计算问题，得到正确的球体积公式。在天文历法方面，祖冲之创制了《大明历》，最早将岁差引进历法；采用了391年加144个闰月的新闰周；首次精密测出交点月日数（27.21223），回归年日数（365.2428）等数据，还发明了用圭表测量冬至前后若干天的正午太阳影长以定冬至时刻的方法。在机械学方面，他设计制造过水碓磨、铜制机件传动的指南车、千里船、定时器等等。此外，他在音律、文学、考据方面也有造诣，他精通音律，擅长下棋，还写有小说《述异记》。是历史上少有的博学多才的人物。为纪念这位伟大的古代科学家，人们将月球背面的一座环形山命名为“祖冲之环形山”，将小行星1888命名为“祖冲之小行星”。
祖冲之通过艰苦的努力，他在世界数学史上第一次将圆周率（π）值计算到小数点后七位，即3.1415926到3.1415927之间。他提出约率22/7和密率355/113，这一密率值是世界上最早提出的，比欧洲早一千多年，所以有人主张叫它“祖率”。他将自己的数学研究成果汇集成一部著作，名为《缀术》，唐朝国学曾经将此书定为数学课本。他编制的《大明历》，第一次将“岁差”引进历法。提出在391年中设置144个闰月。推算出一回归年的长度为365.24281481日，误差只有50秒左右。他不仅是一位杰出的数学家和天文学家，而且还是一位杰出的机械专家。重新造出早已失传的指南车、千里船等巧妙机械多种。此外，他对音乐也有研究。著作有《释论语》、《释孝经》、《易义》、《老子义》、《庄子义》及小说《述异记》等，均早已遗失。
李淳风
李淳风，唐代杰出的天文学家、数学家，陕西岐山人。李淳风的《推背图》以其预言的准确而著称于世。
唐贞观初年，傅仁均所造《戊寅元历》预报日食屡出误差，李淳风上疏驳傅仁均历，所论十八条意见，经过辩论和检验，其中七条被采纳，由此得到唐太宗赏识。“授将仕郎，直太史局”。贞观七年，制造浑仪，并著《法象志》七卷奏呈唐太宗，“太宗称善，置其仪于凝晖阁，加授承务郎”。贞观十五年升为太常博士，后转太史丞。贞观二十二年出任太史令。显庆元年，因修订国史有功，被封为昌乐县男。龙朔二年改授秘阁郎中，咸亨初，唐官制复旧，李淳风还为太史令。
李淳风的学术研究涉及到天文、数学、历法、星占、气象、仪器制造各个方面。他对浑仪作出重大改革；编制《麟德历》，撰写《晋书》、《隋书》中的天文志、律历志、五行志；主持编定与注释十部算经。他的著作还有《典章文物志》、《乙巳占》、《秘阁录》、《法象志》、《乾坤变异录》，并演《齐民要术》等凡十余部。
一行
一行，中国唐代天文学家，佛学家，原名张遂，魏州昌乐（今河南南乐）人。祖父张公谨是唐代开国功臣，被封为郯国公，父亲张擅为武功县令。
一行自幼勤奋好学、博览经史。他常到藏书丰富的长安城南玄都观去看书，颇受观主尹崇赏识。一次，他从尹崇处借得西汉扬雄《太玄经》，此书意旨深奥，尹崇自称研读数年尚不能晓，张遂仅数日就读完，并能究其义而撰《大衍玄图》一卷。尹崇大惊，对人说：“此后生颜子也。”年轻的张遂成了长安城里的知名学者。时值武则天之侄武三思任春官尚书，封为梁王。武三思有权有势，但没有才学，想与张遂结交。为逃避武三思的拉拢，21岁出家为僧，取法名一行。先后在嵩山、天台山学习佛经和天文历算，后成为中国佛教密宗之祖。曾译《大日经》等印度佛经，并著《宿曜仪轨》、《七曜星辰别行法》、《北斗七星护摩法》和《梦天火罗九曜》等，为把印度佛教中的天文学和星占学纳入中国古代天文学和星占学的体系作出了贡献。经唐王朝多次召请，开元五年回到长安，4年后奉命主持修编新历。他主张在实测基础上制订历法。开元十一年，他和梁令瓒制成黄道游仪，并用它观测日、月、五星的运动以及恒星的赤道坐标和它们对黄道的相对位置。两人还设计制造了附有自动报时装置的水运浑象。开元十二年，他主持了全国大规模的天文大地测量，其中南宫说等人在白马、浚仪、扶沟、上蔡（今河南南北方向上的4个地方）所测的当地北极出地高度、夏至日影长度以及它们之间的南北距离最有价值。经一行归算，得出北极出地高度差1度，南北两地相距351唐里80步（约合129.22千米）。这次测量还发现中国古代“日影千里差一寸”的传统观念是错误的。在大量天文观测的基础上，开元十三年开始编制《大衍历》，开元十五年完成初稿后去世，后经张说、陈玄景等人整理，开元十七年颁行全国。《大衍历》分历术7篇、略例3篇，历议9篇，编排得条理分明、结构严谨。堪称后来其他历法的楷模。《大衍历》以定气（见二十四节气）来计算太阳的视运动，在计算中一行发明了不等间距的二次差内插法，还提出“食差”的概念，并对不同地方、不同季节分别创立了被称为“九服食差”（九服是各地的意思）的经验公式，这实际上是对周日视差影响交食的一种改正，由于这种改正，日月食的预报更加精确了。
一行于开元十五年十月去世，玄宗亲自撰塔铭，谥一行“大慧禅师”号。
沈括
沈括，字存中，号梦溪丈人，北宋杭州钱塘县（今浙江杭州）人。北宋科学家、政治家。1岁时南迁至福建的武夷山、建阳一代，后隐居于福建的尤溪一带。仁宗嘉祐八年进士。神宗时参与王安石变法运动。熙宁五年提举司天监，次年赴两浙考察水利、差役。熙宁八年出使辽国，驳斥辽的争地要求。次年任翰林学士，权三司使，整顿陕西盐政。后知延州（今陕西延安），加强对西夏的防御。元丰五年以宋军于永乐城之战中为西夏所败，连累被贬。晚年以平生见闻，在镇江梦溪园撰写了笔记体巨著《梦溪笔谈》。
沈括的科学成就是多方面的。他精研天文，所提倡的新历法，与今天的阳历相似。在物理学方面，他记录了指南针原理及多种制作法；发现地磁偏角的存在，比欧洲早了四百多年；又曾阐述凹面镜成像的原理；还对共振等规律加以研究。在数学方面，他创立“隙积术”（二阶等差级数的求和法）、“会圆术”（已知圆的直径和弓形的高，求弓形的弦和弧长的方法）。在地质学方面，他对冲积平原形成、水的侵蚀作用等，都有研究，并首先提出石油的命名。医学方面，对于有效的药方，多有记录，并有多部医学著作。此外，他对当时科学发展和生产技术的情况，如毕升发明活字印刷术、金属冶炼的方法等，皆详为记录。
沈括自幼对天文、地理等有着浓厚的兴趣，勤学好问，刻苦钻研。少年时代他随做泉州州官的父亲在福建泉州居住多年，当时的一些见闻，均收入《梦溪笔谈》。在天文学方面，沈括也取得了很大成就，他曾经制造过我国古代观测天文的主要仪器——浑天仪：表示太阳影子的景表等。为了测得北极星准确位置，他连续三个月，每天用浑天仪观测北极星位置，把初夜、中夜、后夜所见到的北极星方位，分别画于图上，经过精心研究，最后得出北极星与北极距三度。这一科学根据在《梦溪笔谈》中有详细的记载。《梦溪笔谈》中还记载了沈括在数学方面的贡献，他发展了《九章算术》以来的等差级数，创造了新的高等级数求和法——隙级数。几何学中，他发明了会圆术，即从已知圆的直径和弓形高度来求弓形底和弓形弧的方法。
杨忠辅
杨忠辅，中国宋代天文学家，约在1185～1206年任职于太史局，于宁宗庆元五年作《统天历》。在该历中使用了有史以来最精确的回归年长度——365.2425日，这个长度，不仅取代了在中国使用了长达七百年之久的、祖冲之测量的回归长度——365.2428日，而这个数值正是400年后欧洲格里历——也就是今天全世界通用的公历中所采用的回归年数值。在杨忠辅以前，人们以为回归年长度是一个亘古不变的恒定值，只要尽量测量准确就可以了。杨忠辅的工作不仅在数值的精确性给人以深刻印象，而且他还发现回归年长度在逐渐变化。尽管他定出的变化率比用现代理论推出的大了许多，但现代理论是在杨忠辅之后六七百年，在天体力学，高等数学、天文望远镜等己高度发展的情况下提出的。按照现代理论表达的回归年长度为：365.242198781——0.000006138t式中t的单位是百年。即每过一百年，回归年的长度减少0.000006138天或半秒多一点，杨忠辅能在1199年时就指出回归年长度的变化，这和中国古代不断重测、修订回归年长度的长期努力是分不开的，这种努力是中国古代历法的基本结构所要求的。正因为如此，在杨忠辅之后，中国天文学家仍然继续追求更精确的回归年长度数值，明末邢云路测定为365.242190日，用上式推算，当时的误差仅为0.000027日，比第谷在1588年测得的365.2421875日更准确，古代中国和欧洲对回归年的测量是在不同的天文体系之中进行的，现在，世界各国天文学都己纳入统一的轨道，但今天世界通用的公历中的回归年长度值，杨忠辅早在八百年前就得到，这一点是值得纪念的。
郭守敬
郭守敬，中国元朝的天文学家、数学家、水利专家和仪器仪器制造专家。字若思，汉族，顺德邢台（今河北邢台）人。
郭守敬幼承祖父郭荣家学，攻研天文、算学、水利。至元十三年元世祖忽必烈攻下南宋首都临安，在统一前夕，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，郭主制仪和观测。至元十五年（或十六年），太史局改称太史院，王恂任太史令，郭守敬为同知太史院事，建立天文台。当时，有杨恭懿等来参予共事。经过四年努力，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四十多家历法，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、窥几等十几件天文仪器仪表；还在全国各地设立二十七个观测站，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著作有《推步》、《立成》、《历议拟稿》、《仪象法式》、《上中下三历注式》和《修历源流》等十四种，共105卷。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”。郭守敬为修历而设计和监制的新仪器有：简仪、高表、候极仪、浑天象、玲珑仪、仰仪、立运仪、证理仪、景符、窥几、日月食仪以及星晷定时仪12种（史书记载称13种，有的研究者认为末一种或为星晷与定时仪两种）。在大都（今北京），郭守敬通过三年半约二百次的晷影测量，定出至元十四年到十七年的冬至时刻。他又结合历史上的可靠资料加以归算，得出一回归年的长度为365.2425日。这个值同现今世界上通用的公历值一样。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。
晚年，郭守敬致力于河工水利，兼任都水监。至元二十八至三十年，他提出并完成了自大都到通州的运河（即白浮渠和通惠河）工程。至元三十一年，郭守敬升任昭文馆大学士兼知太史院事。他主持河工工程期间，制成一些精良的计时器。
邢云路
刑云路，中国明代天文学家，字士登，安肃（今河北省徐水县）人。万历二十三年任河南佥事时，发现《大统历》与天象实测不合，因而奏请改历。他的奏疏受到钦天监官员的攻击。礼部侍郎范谦推举他主持改历，也无结果。万历三十六年戊申，他在兰州时曾立六丈高表以测日影，算得这一年立春时刻与钦天监所推不同，写成《戊申立春考证》一卷。书中提出一回归年长度为365.242190日，同现代理论计算值只差2.3秒。万历三十八年被召入京，参加改历工作。万历四十四年献《七政真数》，叙述推算历法的方法。天启元年，以古今交蚀数例，指出《授时历》的不足。著《古今律历考》七十二卷，指陈历代历法得失。在邢云路活动的年代，中国古典天文学正面临一个新的发展高潮。他曾参加两次改历运动，是明末复兴天文学的重要人物。他在《古今律历考》中指出：“星、月之往来皆太阳一气之牵系也。”这是一种朴素的行星运动受太阳吸引力支配的思想。
