中国天文学的发展——古人到底有多牛?(1)

大家好,我是地球宝宝,今天我来为大家打开历史的长廊,来深入了解中国天文学的历史,让我们开始吧!

1、石申,一名石申夫,魏国人,战国中期天文学家、占星家,生卒年不详,大约生活在公元前4世纪。著有《天文》八卷(西汉以后此书被尊为《石氏星经》)、《浑天图》等。《甘石星经》在中国和世界天文学史上都占有重要地位。石申曾系统地观察了金、木、水、火、土五大行星的运行,发现其出没的规律,记录名字,测定一百二十一颗恒星方位,数据被后世天文学家所用。经过长期观测,详细考核,测出恒星138座,810个。他与楚人甘德根据黄道附近恒星位置及其与北极的距离所制成的图表,是世界上迄今为止发现最早的恒星表,在世界天文史上占有特殊的地位。

2、张衡(公元78-139年),字平子,南阳西鄂人(今河南省南阳市石桥镇夏村),我国东汉时期伟大的天文学家、数学家、发明家、地理学家、文学家。在天文学方面著有《灵宪》、《浑仪图注》等。为中国天文学、机械技术、地震学的发展作出了杰出的贡献,发明了浑天仪、地动仪,是东汉中期浑天说的代表人物之一。

3、祖冲之(公元429-500年)是我国南北朝时期,河北省涞源县人。祖冲之一生钻研自然科学,其主要贡献在数学、天文历法和机械制造三方面。他在刘徽开创的探索圆周率的精确方法的基础上,首次将“圆周率”精算到小数第七位,即在3.1415926和3.1415927之间,他提出的“祖率”对数学的研究有重大贡献。直到16世纪,阿拉伯数学家阿尔·卡西才打破了这一纪录。由他撰写的《大明历》是当时最科学最进步的历法,对后世的天文研究提供了正确的方法。其主要著作有《安边论》《缀术》《述异记》《历议》等。

4、郭守敬(1231-1316),元朝著名的天文学家、数学家、水利专家和仪器制造专家。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。

中国古代天文学的萌芽:从远古到西周末


出土文物

1960年在山东莒县和1973年在山东诸城分别出土的两个距今约4500年的陶尊,上都有一个象形符号。有人释为“旦”字,因为它就像山上的云气托出初升的太阳,其为早晨景象,宛然如绘。《尚书·尧典》说“乃命羲和钦若昊天,历象日月星辰,敬授人时”,说明在传说中的帝尧(约公元前二十四世纪)的时候已经有了专职的天文官,从事观象授时。

文献

《尧典》紧接着说:“分命羲仲,宅瞩夷,曰瞬谷,寅宾出日,平秩东作”。这段话的意思是,羲仲在瞩夷瞬(汤)谷之地,专事祭祀日出,以利农耕。山东古为东夷之域,莒县、诸城又处滨海,正是在这里发现了祭天的礼器和反映农事天象的原始文字,这与《尧典》所载正可相互印证。《尧典》虽系后人所作,但它反映了远古时候的一些传说,当无疑义。

《尧典》还说,一年分为四季有366天,用闰月来调整月份和季节,这些都是中国历法的基本内容。《尧典》中“日中星鸟,以殷仲春”“日永星火,以正仲夏”“宵中星虚,以殷仲秋”“日短星昴,以正仲冬”四句话,说的就是根据黄昏时南方天空所看到的不同恒星,来划分季节。

从夏朝(公元前21世纪~公元前16世纪)开始,中国进入奴隶社会。此时流传下来的《夏小正》一书,反映的可能是夏代的天文历法知识:一年十二个月,除二月、十一月、十二月外,每月都用一些显著的天象作为标志。《夏小正》除注意黄昏时南方天空所见的恒星(昏中星)以外,还注意到黎明时南方天空恒星(旦中星)的变化,以及北斗斗柄每月所指方向的变化。

夏朝

夏朝末代几个王有孔甲胤甲、履癸等名字,这证明当时已用十个天干(甲乙丙丁……)作为序数。在殷商(公元前16世纪到公元前11世纪)的甲骨卜辞中,干支纪日的材料很多。一块武乙时期(约公元前13世纪)的牛胛骨上完整地刻划着六十组干支,可能是当时的日历。从当时大量干支纪日的记录,学者对当时的历法得出比较一致的意见:殷代用干支纪日,数字记月;月有大小之分,大月30日,小月29日;有连大月,有闰月;闰月置于年终,称为十三月;季节和月份有大体固定的关系。甲骨卜辞中还有日食、月食和新星纪事。

比甲骨文稍晚的是西周时期(公元前11世纪至公元前8世纪)铸在铜器(钟、鼎等)上的金文。金文中有大量关于月相的记载,但无朔字。最常出现的是:初吉、既生霸(魄)既望、既死霸(魄)。人们对这些名称有着种种不同的解释。但除初吉以外,其他几个词都与月相有关,则无异仪。

“十月之交,朔日辛卯,日有食之……彼月而食则维其常,此日而食,于何不臧?”《诗经·小雅》中的这段话,不但记录了一次日食,而且表明那时已经以日月相会(朔)作为一个月的开始。一些人认为,这次日食发生在周幽王六年,即公元前776年,也有人认为发生在周平王三十六年,即公元前735年。

《诗经》中还有许多别的天文知识。明末顾炎武在《日知录》里说:“三代以上人人皆知天文”,他列举的四件事中,有三件都出自《诗经》,就是“七月流火”、“三星在户”和“月离于毕”。《诗经》中还记载了金星和银河,以及利用土圭测定方向。如果认为《周礼》也反映西周的情况,那么在西周时代应该已经使用漏壶记时,而且按照二十八宿和十二干来划分天区了。到了西周末期,中国天文学已经初具规模了。

体系形成时期:从春秋到秦汉(公元前770~公元220年)

春秋时期

中国天文学处于从一般观察到数量化观察的过渡阶段。《礼记·月令》虽是战国晚期的作品,但据近人考证,它所反映的天象是公元前600年左右的现象,应能代表春秋中叶的天文学水平。它是在二十八宿产生以后,以二十八宿为参照物,给出每月月初的昏旦中星和太阳所在的位置。它所反映的天文学水平要比《夏小正》所述的高得多。

同时,记录这一段历史的《春秋》和《左传》,都载有丰富的天文资料。从鲁隐公元年(公元前722年)到鲁哀公十四年(公元前481年)的242年中,记录了37次日食,现已证明其中32次是可靠的。鲁庄公七年(公元前687年)“夏四月辛卯夜,恒星不见。夜中,星陨如雨”,这是对天琴座流星雨的最早记载。鲁文公十四年(公元前613年)“秋七月,有星孛入于北斗”,这应该是关于哈雷彗星的最早记录。

大概在春秋中叶(公元前600年左右),我国已开始用土圭来观测日影长短的变化,以定冬至和夏至的日期。那时把冬至叫作“日南至”,以有日南至之月为“春王正月”。

中国科学史专家钱宝琮的研究认为:《左传》里有两次“日南至”的记载,间距为133年。在这133年中,记录闰月4日次,失闰1次,共计应有49个闰月,恰合“十九年七闰”。又两次“日南至”之间的天数为809个甲子周期又38日,即48578日,合一年为:365又33/133日。为简便起见取尾数为四分之一。凡以这个数字为回归年长度的历法,就叫作“四分历”。

在汉武帝改历以前所用的古代六种历法(黄帝历、颛顼历、夏历殷历、周历、鲁历)都是四分历;之所以有不同的名称或因行用的地区不同,或因采用的岁首不同;名称并不代表时间的先后,它们大概都是战国时期创制的。因为战国时期的四分历采用一年为365.25日,而这也正是太阳在天球上移动一周所需的时间(实际上是地球运动的反映),所以中国古代也就规定圆周为365.25度。太阳每天移动一度,这个规定构成中国古代天文学体系的一个特点。

战国时期

随着观测资料的积累,战国时期已有了天文学的专门著作,齐国的甘公(甘德)著有《天文星占》八卷,魏国的石申著有《天文》八卷。这些书虽然都属于占星术的东西,但其中也包含着关于行星运行和恒星位置的知识,所谓《石氏星经》即来源于此。

春秋战国时代,各诸侯国都在自己的王公即位之初改变年号,因此各国纪年不统一。这对各诸侯国的政治经济、文化交流十分不便。于是有人设计出一种只同天象联系,而与人间社会变迁无关的纪年方法,这就是岁星纪年法。岁星即木星,古人认为它的恒周期是十二年。因此,若将黄、赤道带分成十二个部分,称为十二次,则木星每年行经一次。这样,就可以用木星每年行经的星次来纪年。岁星纪年法后来不断演变,到汉以后就发展成为干支纪年法

战国时期(公元前476~前221年)的巨大社会变革和百家争鸣的局面,促进了天文理论的发展。此时关于气是万物本原的观念,后来影响到天文学理论的许多方面。

这期间的许多著作中都提到了天文学的内容,如《庄子·天运》和《楚辞·天问》提出一系列问题,而且问得很深刻。例如,宇宙的结构怎样?天地是怎样形成的?等等。

为了回答第一个问题,出现了盖天说,先是认为“天圆如张盖,地方如棋局”,后来又改进成为“天似盖笠,地法覆磐”。关于第二个问题,从老子的《道德经》和屈原的《天问》中所述及的内容来看,大概在战国时代已有了回答。但是,明确而全面的记载则始见于汉代的《淮南子》(约成书于公元前140年)。《淮南子·天文训》一开头就讲天地的起源和演化问题,认为天地未分以前,混沌既分之后,轻清者上升为天,重浊者凝结为地;天为阳气,地为阴气,二气相互作用,产生万物。《淮南子》这部著作,不但汇集了中国上古天文学的大量知识,而且第一次把天文学作为一个重要的知识部门,专立了一章来叙述,把乐律和计量标准附在其中,对后来的著作有一定影响。

战国以后,与农业生产有密切关系的二十四节气也在逐步形成,它们的完整名称也始见于《淮南子》。二十四节气,简称“气”,这是中国古代历法的阳历成分,而“朔”则是中国古代历法的阴历成分,气和朔相配合构成中国传统的阴阳历。

秦朝

秦统一中国以后,在全国颁行统一的历法——颛顼历。颛顼历行用夏正,以十月为岁首,岁终置闰。以甲寅年正月甲寅朔旦立春为历元,在历元这一天,日月五星同时晨出东方。汉承秦制,用颛顼历,一直沿用到太初年间。

西汉

从汉初到汉武帝,经过一个世纪的休养生息以后,为了适应农业、手工业和商业的发展,汉武帝采取许多重要措施,其中包括历法改革。他于元封七年(公元前104年)五月颁行邓平、落下闳等人创制的新历,改此年为太初元年。新历因而被后人称为《太初历》。

《太初历》是中国第一部有完整文字记载的历法,它的朔望月和回归年的数据虽然不比四分历精确,但有以下显著进步:以正月为岁首,以没有中气的月份为闰月,使月份与季节配合得更合理;将行星的会合周期测得很准,如水星为115.87日,比今测值只小0.01日;采用135个月的交食周期,一周期中太阳通过黄白交点23次,两次为一食年,即1食年=346.66日,比今测值大不到0.04日。

由于太初历的回归年和朔望月的数值偏大,《太初历》用了188年以后,长期积累的误差就很可观了,于是在东汉元和二年(公元85年)又改用《四分历》,这时使用的回归年长度虽和古代的四分历相同,仍为365.25日,但在其他方面则大为进步。

在讨论《四分历》期间,贾逵大力宣传民间天文学家傅安从黄道测定二十八宿的距度和日月的运行的作法,决然地把冬至点从古四分历的牵牛初度移到斗21.25度,这是祖冲之发现岁差的前导。贾逵还确证月球运动的速度是不均匀的,月球的近地点移动很快,每月移动三度多。为表示这种变化,他提出“九道术”,企图用九条月道来表示这种运动(这样做与五行观念有关)。

东汉末年,刘洪在《乾象历》中第一次把回归年的尾数降到1/4以下,成为365.2462日,并且确定了黄白交角和月球在一个近点月内每日的实行度数,使朔望和日月食的计算都前进了一大步。《乾象历》还是第一部传世的载有定朔算法的历法。

东汉

东汉时代(公元25~220年),中国出现一位多才多艺的科学家,那就是张衡。他以发明候风地动仪闻名于世。在天文学方面,他是浑天说的代表人物,主张“天圆如弹丸,地如卵中黄”;并且在耿寿昌所发明的浑象的基础上,制成漏水转浑天仪演示他的学说,成为中国水运仪象传统的始祖。

除了盖天说浑天说以外,比张衡略早的郗萌还提出他先师宣传的宣夜说,这个学说认为并没有一个硬壳式的天,宇宙是无限的,空间到处有气存在,天体都漂浮在气中,它们的运动也是受气制约的。

两汉时期对天象观察的细致和精密程度,令人十分惊叹。1973年在湖南长沙三号汉墓出土的帛书中有关于行星的《五星占》8000字和29幅彗星图。前者列有金星、木星和土星在七十年间的位置,后者的画法显示了当时已观测到彗头、彗核和彗尾,而彗头和彗尾还有不同的类型。

《汉书·五行志》记载征和四年(公元前89年)的日食,有太阳的视位置,有食分,有初亏和复圆时刻,有亏、复方位,非常具体;而河平元年(公元前28年)三月关于日面黑子的记载。则是全世界最早的记录。《汉书·天文志》说:“元光元年六月,客星见于房”,这正是希腊天文学家喜帕恰斯所见到的新星,但喜帕恰斯没有留下关于时间和方位的记载。自汉代以来关于奇异天象记录的详细和丰富,构成中国古代天文学体系的又一特色。

总之,到汉代为止,中国古代天文学的各项内容大体均已完备,一个富有特色的体系已经建立起来。

读到这里,想必各位读者以初步领悟到中国天文学的博大精深了吧,好了,我是地球宝宝,明天有续集,请注意查收,那,明天见吧!

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 212,454评论 6 493
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,553评论 3 385
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 157,921评论 0 348
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,648评论 1 284
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 65,770评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,950评论 1 291
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,090评论 3 410
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,817评论 0 268
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,275评论 1 303
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,592评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,724评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,409评论 4 333
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,052评论 3 316
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,815评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,043评论 1 266
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,503评论 2 361
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,627评论 2 350

推荐阅读更多精彩内容