註釋
天文學（英語：Astronomy），是觀察和研究宇宙間天體的學科，它研究天體（包括?星、行星、恆星、星雲及銀河系等）的分佈、運動、位置、狀態、結構、組成、性質及起源和演化，也研究一些在地球大氣層外的現象，像是超新星、伽瑪射線暴和宇宙微波背景輻射等，是自然科學中的一門基礎學科。宇宙學和天文學有些相關，而其不同處是將宇宙視為一個整體來研究。
天文學與其他自然科學的一個顯著不同之處在於，天文學的實驗方法是觀測，通過觀測來收集天體的各種信息。因而對觀測方法和觀測手段的研究，是天文學家努力研究的一個方向。在古代，天文學還與曆法的制定有不可分割的關係。
二十世紀時天文學領域慢慢分為觀測天文學及理論天文學，觀測天文學主要在利用對天體的觀測來得到資料，然後再用基本的物理學定律加以分析。理論天文學則是發展可以描述天體或天文現象的電腦程式或是解析工具。這二個領域是互補的，理論天文學可以解釋觀測天文學得到的結果，觀測天文學可以驗證理論天文學的論點及模型。
業餘天文學家參與了許多重大的天文學發現，而天文學也是少數業餘從事者仍然活躍，而有相當貢獻的學科。業餘天文學家的貢獻主要在發現或是觀測一些暫態的現象。
天文學是一門古老的學科，至少已經有幾千年的歷史，不論埃及（英語：Egyptian astronomy）、巴比倫（英語：Babylonian astronomy）、古希臘、中國、印度（英語：Indian_astronomy）、伊朗及瑪雅都有相關的研究。顧炎武《日知錄》有云：「三代以上，人人皆知天文：七月流火，農夫之辭也；三星在戶，婦人之語也；月離於畢，戍卒之作也；龍尾伏辰，兒童之謠也」。天文學在人類早期文明中佔有非常重要的地位。古時候，人們通過用肉眼觀察太陽、月亮、星星來確定時間和方向，制定曆法，指導農業生產，這是天體測量學最早的開端。在此基礎上誕生了占星術，即通過天體的運行來占卜凶吉禍福，預測自然災害、戰爭的輸贏和個人的命運。
2世紀時，古希臘天文學家托勒密提出了地心說，認為宇宙中的天體，包括太陽，圍繞?地球運轉。這一學說受到了教會的歡迎，統治了西方社會對宇宙的認識長達一千多年。16世紀，波蘭天文學家哥白尼提出了新的宇宙體系理論--日心說。1610年，意大利天文學家伽利略首次將望遠鏡用於天文觀測，觀察到了太陽黑子、月球表面、行星的盈虧，以及木星的四顆衛星。英國著名物理學家牛頓提出了萬有引力定律，創立了經典力學，促使天體力學這一新的天文學分支的誕生，使天文學從單純描述天體的幾何關係和運動狀況進入到研究天體之間的相互作用和運動原因的新階段，在天文學史上是一次巨大的飛躍。
19世紀中葉天文攝影和分光技術的發明，使天文學家可以進一步深入地研究天體的物理性質、化學組成、運動狀態和演化規律，從而更加深入到問題本質，從而也產生了一門新的分支學科天體物理學。這又是天文學的一次重大飛躍。
20世紀第二次世界大戰結束以後，電波望遠鏡開始廣泛應用於天文觀測，開啟了除可見光外電磁波譜的一個新窗口，並在1960年代取得了被稱為「天文學四大發現」（微波背景輻射、脈衝星、類星體和星際有機分子）的新成就。隨?人類技術水平的不斷提高，空間天文學得到了迅速發展，人類可以突破地球大氣層的阻隔，到地球以外觀測天體的紫外線、紅外線、X射線、γ射線等波段的輻射，天文學進入了全波段發展的新時代。與此同時，新技術促使地面上的望遠鏡口徑和解析率都在不斷提高，從4米、5米、6米級的望遠鏡到1990年代若干8到10米級別的望遠鏡投入使用，這些望遠鏡與空間天文衛星一道，積累了大量的觀測資料，發現了活躍星系核、伽瑪射線暴、X射線雙星、重力透鏡、暗物質與暗能量等一大批新的現象和天體。
天文學是以觀測為基礎的科學。與其他學科的實驗方法不同，天文觀測是一種被動的實驗，通常觀測的對象距離觀測者極其遙遠，本身的尺度極大，演化時間極長，而且往往涉及到一些極端的物理條件，如高溫、高密度、強磁場等等，這些條件通常在地面的實驗室中是很難模擬和再現的。天文學家經常遵循「觀測--理論--觀測」的方法來進行研究，即提出理論來解釋一些天文現象，然後再根據新的觀測結果，對原來的理論進行修正或者用新的理論來代替。
由於地球大氣層對大部分電磁波段來說是不透明的，因此許多太空探測方法和手段相繼出現，例如氣球、火箭、人造衛星和航天器等，在此基礎上發展起來太空天文學，大大拓寬了天文學家的視野，使現代天文學發展成為全波段的天文學。
天文學的研究對象和領域
天文學的研究對象是宇宙中的各種天體。隨?天文學的發展，人類觀測的宇宙範圍在不斷擴大。根據天體的尺度大小，天文學的研究對象可以分為：
" 行星尺度：包括行星系中的行星、圍繞行星旋轉的衛星和大量的小天體，如小行星、彗星、流星體以及行星際物質等。太陽系是目前能夠直接觀測的唯一的行星系。但是宇宙中存在?無數像太陽系這樣的行星系統。
" 恆星尺度：現在人們已經觀測到了億萬個恆星，太陽只是無數恆星中很普通的一顆。
" 星系尺度：太陽系處於由數百億顆恆星組成的銀河系中，銀河系是一個普通的旋渦星系，銀河系以外還存在?許多的河外星系。星系又進一步組成了星系群、星系團和超星系團等更大級別的天體系統。
" 宇宙學尺度：一些天文學家提出了比超級星系團還高一級的總星系，總星系是人類目前所能觀測到的宇宙的範圍，半徑超過了100億光年。
對於遙遠的天體，它的光線從發出到被人們所接收，要經過漫長的時間。例如對於10億光年以外的天體，人們觀察到的實際是它10億年前的形象。這表明天體的物理性質不僅反映出其本身的形態，還反映出其所在的演化階段。人們觀測到的眾多天體，實際上是很大時間尺度上的樣本，能夠提供它們在數億年間的演化線索。因此根據統計分類和理論研究，天文學家可以建立完整的天體演化模型。
在天文學研究中最熱門、也是最難令人信服的課題之一就是關於宇宙起源與未來的研究。對於宇宙起源問題的理論層出不窮，其中最具代表性，影響最大，也是最多人支持的就是1948年美國科學家伽莫夫等人提出的大爆炸理論。根據現在不斷完善的這個理論，宇宙是在約137億年前的一次猛烈的爆發中誕生的。然後宇宙不斷地膨脹，溫度不斷地降低，產生各種基本粒子。隨?宇宙溫度進一步下降，物質由於引力作用開始塌縮，逐級成團。在宇宙年齡約10億年時星系開始形成，並逐漸演化為今天的樣子。
地理學（英語：geography）是關於地球及其特徵、居民和現象的學問。
詞源
英語：geography的字根來自古希臘語：γεωγραφ?α（geographia），由geo（原意為大地）和graphein（意為「寫」），字面意思為對大地的描述。最早使用geography的人為埃拉托斯特尼，他用此詞來表示研究地表景物的學問。
中國古代稱輿地，地理則是指風水學。日本在明治維新後，將英語：geography譯為地理，之後傳入中國。
1902年，光緒皇帝接受吏部尚書張百熙建議，頒佈〈欽定學堂章程〉，其中尋常小學課目中，有史學、輿地二項。張百熙派吳汝綸赴日本考察教育後，1903年，負責教育改革的張百熙、張之洞、容慶向皇帝建議重訂學堂章程。在重訂章程後，尋常小學依日本語改稱初等小學，而史學、輿地二科，則改稱歷史、地理。之後，地理這個名詞在中國流行。
研究範疇
傳統上，地理學有四個基本的研究範疇：
自然及人文現象的空間分析，意即對分佈的研究。
區域研究（area studies），意即利用地方和區域去詮釋地球的特性。
人地關係（man-land relationship）研究，意即自然界各種現象對人類的影響[4]。
地球科學研究。
相比之下，現代地理學則是作為一個全面涵蓋的學科，其重點是要尋求理解世界、全部有關人類及自然的複雜性──不僅僅只是「知其然」，而要做到「知其所以然」。地理學作為「人類與物理科學的橋樑」，分為兩大分支──人文地理學及自然地理學[5]。 中國古代最早的地理書籍包括《禹貢》和《山海經》等。古代的地理學主要探索關於地球形狀、大小有關的測量方法，或描述已知的地區和國家。
引言[編輯]地理學家在傳統上被視為和地圖學家（cartographers）同一類，認為兩者都研究地名與數字。雖然很多地理學家都經歷過地名學及地圖學的訓練，但兩者都不是他們的關注重點。地理學家研究眾多現象、過程、特徵與及人類和自然環境的相互關係在空間及時間上的分佈。 因為空間及時間影響多種主題例如經濟、健康、氣候、植物及動物，所以地理學是一個高度跨學科性的學科。
“ 僅僅地方名稱...並不是地理學...在心裏記住整本地名詞典並不會令任何人成為一個地理學家。地理學有更遠大的目標：地理學尋求把現象歸類（究竟較接近自然世界還是政治世界，與及在現今對後者會有何作用）、比較、歸納、由結果追溯至原因，從而追溯出自然的定律及表明其對人類的影響。她是一個'對世界的描寫'—這就是地理學。總括來說地理學是一門科學—一個不僅僅是名稱而是包含論點與推理，原因及結果。——威廉·休斯（William Hughes）1863年 ”
地理學作為一個學科可以粗略分為兩個較小的領域：人文地理學及自然地理學。前者專注於人類建造的環境和空間是如何被人類製造、看待及管理與及人類如何影響其佔用的空間。後者調查自然環境及如何造成氣候、植被、生命、土壤、水及地形的各種現象及她們的相互關係。因為以上兩者的原因，使用不同的方法令第三領域出現，為環境地理學。環境地理學融合人文及自然地理學及觀察人類與自然的相互關係。
學科分支[編輯]自然地理學[編輯]主條目：自然地理學
自然地理學專注於地理學中的地球科學。其目標為了解大自然的岩石圈、水文圈、大氣圈、土壤圈（pedosphere）及生物圈（全球植物相及動物相模式）。自然地理學利用生物學來研究，是一種系統的地理學、了解全球性植物群和動物區系樣式，利用數學、物理學來研究地球本身的運動以及它和其他太陽系中星體的關係，是研究位置和空間上地球變化的學科。自然地理學可以分類為以下粗略的範疇：
人文地理學[編輯]主條目：人文地理學
人文地理學是地理學的一個分支，專注於研究塑造人類與眾多環境之間的相互作用模式和過程。她包含社會科學的成分如人類、政治、文化、社會及經濟層面。雖然人文地理學的主要焦點並不是地球的實質地貌（見自然地理學），但是由於各種人類活動均在實質地貌上發生，所以實際上不提及實質地貌去討論人文地理學並不可能，而環境地理學正好出現用作兩者的橋樑。人文地理學可以分為很多不同的粗略範疇（詳見人文地理學），例如：
因應不同的時期，眾多方法出現並被應用在人文地理學的研究上，包括：
行為地理學
地理知識學 （Geosophy）
女性主義地理學 （Feminist geography）
文化理論 （Cultural theory）
環境地理學[編輯]
第二次世界大戰造成的空氣污染。主條目：環境地理學
環境地理學是地理學的一門分支，從空間層面描述人類與凡自然世界的關係。環境地理學除了需要對人文地理學及自然地理學有認識外，亦需要對人類社會用作概念化環境的方法有所認知。
環境地理學出現作為人文地理學及自然地理學的橋樑的原因為以上兩個學科的日益專門化。此外，人類與環境的關係因為全球化及科技發展（technological change）而有所改變，要去理解這個一個正在改變及動態的關係便需要一個新的方法。環境地理學的研究範疇的例子有災害管理、環境管理（environmental management）、可持續性及生態政治學（political ecology）。
地理資訊學[編輯]
數值高程模型(Digital Elevation Model, DEM)主條目：地理資訊學
地理資訊學（geomatics）是地理學的一門分支，它在1950年代的地理學計量革命（quantitative revolution）中首先出現。地理資訊學包含利用地圖學及測繪學所使用的傳統空間技術及電腦應用。地理資訊學與其他利用地理資訊系統及遙感方法的學科一起成為一門普遍的科目。地理資訊學亦引起部分地理部門的復興，此現象特別在1950年代經歷地理部門衰退的北美洲更為顯著。
地理資訊學包含大範圍的學科包括空間分析，例如地圖學、地理資訊系統、遙感探測及全球定位系統。
區域地理學[編輯]主條目：區域地理學
區域地理學是地理學的一門分支，她研究地球上不同大小的區域。其主要目的是去理解或定義個別地區包含人類及自然因素的獨特性或特色。區域地理學的注意力亦有放在區域化（regionalization）上，包括適合的的方法把空間分界成為區域。
區域地理學亦被認為是研究地理科學的必然方式（類似計量革命或批判地理學），詳細參見地理學歷史。
相關範疇[編輯]城市規劃，區域規劃（regional planning）及空間規劃（spatial planning）：利用地理科學幫助決定如何發展（或是不發展）土地去滿足特定條件，例如安全、美觀、經濟機會、保護建築或自然遺產等等。城市、城鎮及區域規劃可以被視為應用地理學。
區域學（Regional science）： 區域學在1950年代由沃爾特·艾薩德（Walter Isard）帶領而冒起，她提供一個更為以數據及分析作基礎的方法去面對地理學問題，而不是傳統地理學上以描述的趨向去面對。區域學包含的知識中空間向度（spatial dimension）扮演重要的角色，例如區域經濟學、資源管理（resource management）、區位理論、城市規劃、區域規劃、交通運輸、通訊、人文地理學、人口分佈（population distribution）、景觀生態學及環境質素。
行星學： 雖然地理學通常關注地球，但亦有可能非正式地用作描述其他世界的研究，例如太陽系的其他行星，甚至更遠。研究比地球更大的系統通常會形成部分天文學或宇宙學。其他行星的研究通常被稱為行星學。
其他分支學科[編輯]地名學
方誌學
理論地理學
地理學技術[編輯]因為空間的相互關係對於作為一門概要性科學（synoptic science）的地理學十分重要，所以地圖是一個主要工具。地理學分析除了利用經典的地圖學外，亦融合現代化的方法，即以電腦為基礎的地理信息系統(GIS)。
地理學家在其研究中使用四個相關的方法：
系統性 （Systematic）- 組合地理學知識成為不同類別，從而全面探索。
區域性 （Regional） - 在特定區域或位置層面去考證不同類別的系統性關係。
描述性 （Descriptive）- 簡潔地確定總體及特點所在。
分析性 （Analytical） - 探究地理區域中總體及特點出現在所在地的原因。
地圖學[編輯]
塞維爾聖伊西多爾(St. Isidore)
的世界TO地圖副本(1475)。主條目：地圖學
地圖學研究地球表面利用符號的表示方法（即地圖製作）。雖然其他分支學科需要利用地圖表示她們的分析，但是實際的地圖製作理論已經十分足夠從其他學科分別開來。地圖學由起草技術的集合成長為實際的科學。
地圖學家（Cartographers）必須學習認知心理學及人因工程學去理解那種符號表達地球的資訊最為有效，而學習行為心理學則可以引導地圖讀者對資訊作出行動。她們必須學習大地測量學及頗為高階的數學去理解地球的形狀如何影響地圖符號的變形，從而反映在平面上作觀察。地圖學可以毫無爭議地被視為地理學中的大型學科的種子。大部分地理學家在幼年時對地圖充滿幻想視為一個她們將會窮一生精力去追尋地理學的早期表徵。
因應不同的時期，眾多方法出現並被應用在人文地理學的研究上，包括：
行為地理學
地理知識學 （Geosophy）
女性主義地理學 （Feminist geography）
文化理論 （Cultural theory）
環境地理學
第二次世界大戰造成的空氣污染。主條目：環境地理學
環境地理學是地理學的一門分支，從空間層面描述人類與凡自然世界的關係。環境地理學除了需要對人文地理學及自然地理學有認識外，亦需要對人類社會用作概念化環境的方法有所認知。
環境地理學出現作為人文地理學及自然地理學的橋樑的原因為以上兩個學科的日益專門化。此外，人類與環境的關係因為全球化及科技發展（technological change）而有所改變，要去理解這個一個正在改變及動態的關係便需要一個新的方法。環境地理學的研究範疇的例子有災害管理、環境管理（environmental management）、可持續性及生態政治學（political ecology）。
地理資訊學[編輯]
數值高程模型(Digital Elevation Model, DEM)主條目：地理資訊學
地理資訊學（geomatics）是地理學的一門分支，它在1950年代的地理學計量革命（quantitative revolution）中首先出現。地理資訊學包含利用地圖學及測繪學所使用的傳統空間技術及電腦應用。地理資訊學與其他利用地理資訊系統及遙感方法的學科一起成為一門普遍的科目。地理資訊學亦引起部分地理部門的復興，此現象特別在1950年代經歷地理部門衰退的北美洲更為顯著。
地理資訊學包含大範圍的學科包括空間分析，例如地圖學、地理資訊系統、遙感探測及全球定位系統。
區域地理學
區域地理學是地理學的一門分支，她研究地球上不同大小的區域。其主要目的是去理解或定義個別地區包含人類及自然因素的獨特性或特色。區域地理學的注意力亦有放在區域化（regionalization）上，包括適合的的方法把空間分界成為區域。
區域地理學亦被認為是研究地理科學的必然方式（類似計量革命或批判地理學），詳細參見地理學歷史。
相關範疇
城市規劃，區域規劃（regional planning）及空間規劃（spatial planning）：利用地理科學幫助決定如何發展（或是不發展）土地去滿足特定條件，例如安全、美觀、經濟機會、保護建築或自然遺產等等。城市、城鎮及區域規劃可以被視為應用地理學。
區域學（Regional science）： 區域學在1950年代由沃爾特·艾薩德（Walter Isard）帶領而冒起，她提供一個更為以數據及分析作基礎的方法去面對地理學問題，而不是傳統地理學上以描述的趨向去面對。區域學包含的知識中空間向度（spatial dimension）扮演重要的角色，例如區域經濟學、資源管理（resource management）、區位理論、城市規劃、區域規劃、交通運輸、通訊、人文地理學、人口分佈（population distribution）、景觀生態學及環境質素。
行星學： 雖然地理學通常關注地球，但亦有可能非正式地用作描述其他世界的研究，例如太陽系的其他行星，甚至更遠。研究比地球更大的系統通常會形成部分天文學或宇宙學。其他行星的研究通常被稱為行星學。
其他分支學科[編輯]地名學
方誌學
理論地理學
地理學技術
因為空間的相互關係對於作為一門概要性科學（synoptic science）的地理學十分重要，所以地圖是一個主要工具。地理學分析除了利用經典的地圖學外，亦融合現代化的方法，即以電腦為基礎的地理信息系統(GIS)。
