中國古代天文學(xué)

1、中國古代天文學(xué)天文學(xué)的起源可以追溯到人類文化的萌芽時(shí)代。遠(yuǎn)古時(shí)候，人們?yōu)榱酥甘痉较颍_定時(shí)間和季節(jié)， 就自然會觀察太陽、月亮和星星在天空中的位置，找出它的隨時(shí)間變化的規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上編制歷法，用于生活和農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)活動。從這一點(diǎn)上來說，天文學(xué)是最古老的自然科學(xué)學(xué)科之一。早期天文學(xué)的內(nèi)容就其本質(zhì)來說就是天體測量學(xué)。中國古代的天象紀(jì)事早在新石器時(shí)代，中國的先民們就注意到物侯和天象的周期變化有密切的聯(lián)系，于是開始了對日、 月等天象的觀察。此后， 中國人長期不斷地辛勤致力于天象的觀察和記錄，取得了輝煌的成就，留下了關(guān)于太陽黑子、彗星、流星、新星等的各種記錄。這些天象紀(jì)事不僅內(nèi)容詳實(shí)， 年代延續(xù)，其中許

2、多還是世界上最早的記錄，至今對于現(xiàn)代天文學(xué)的研究仍起到重要的作用，是一份極為珍貴的文化遺產(chǎn)。 黑子的記錄黑子是太陽表面的氣體漩渦，由于其溫度比太陽其它部分的溫度低，所以光芒也較之其它處幽暗一些，從地球上看仿佛是太陽表面出現(xiàn)了黑色的斑點(diǎn)或斑塊，所以又稱日斑。關(guān)于太陽黑子，中國有世界上最早的觀測記錄。大約在公元前140 年前的淮南子一書中就有“日中有跋烏”的記述?，F(xiàn)今世界公認(rèn)的最早的太陽黑子記事，是載于漢書五行志中的河平元年（公元前28年）三月出現(xiàn)的太陽黑子：“河平元年三月己未，日出黃，有黑 氣大如錢，居日中央。 ”這一記錄將黑子出現(xiàn)的時(shí)間與位置都敘述得詳細(xì)清楚。有星孛入于北斗彗星的記錄彗星是繞太

3、陽運(yùn)行的一種質(zhì)量較小的天體，呈云霧狀的獨(dú)特外貌。彗星包括彗發(fā)、彗核、彗尾三部分。彗尾是彗星離太陽近時(shí)，彗發(fā)變大，太陽風(fēng)和太陽的輻射壓力把彗發(fā)的氣體和微塵推開生成的，形狀像一把大掃帚，所以在中國民間又把彗星叫做“掃帚星”。中國對彗星的觀測和研究已有四千多年歷史，擁有世界上最早、最完整的彗星記錄。我國古代稱彗星為“星孛”， 春秋上記錄了魯文公十四年（公元前 613 年 ）出現(xiàn)的彗星： “秋七月，有星孛入于北斗。“這是關(guān)于哈雷彗星的最早記錄。朔月辛卯日有食之日食的記錄日食是一種太陽被月球遮蔽的現(xiàn)象。當(dāng)月球在繞地球運(yùn)行過程中，有時(shí)會走到太陽和地球中間， 這時(shí)月球的影子落到地球表面上，位于影子里的觀測者

4、便會看到太陽被月球遮住，這就是日食。書經(jīng)胤征篇記載：“乃季秋月朔，辰弗集于房，瞽奏鼓，嗇失馳，遮人走”，描述了夏代仲康元年日食發(fā)生的時(shí)候人們驚慌失措的場面。詩經(jīng)小雅中還以詩歌的形式記載著發(fā)生的日食： “十月之交，朔日辛卯，日有食之”。 從我國春秋時(shí)期到清代同治十一年（公元前770 年公元 1874 年 ），有記載的日食共985 次，其中年月不符，無日食可考的僅有8 次，不及總數(shù)的1%。夜中星隕如雨流星的記錄繁星密布的夜空中，常常能看到一道白光一閃而逝，這就是流星。有時(shí)候還能看到天空的某個(gè)區(qū)域有無數(shù)亮光四下飛流，好像下雨一樣，這就是壯觀的流行雨現(xiàn)象。流星和流星雨是行星際空間中稱為流星體的塵粒和固

5、體塊闖入地球大氣圈同大氣摩擦燃燒產(chǎn)生的光跡。中國人對流星群、流星的記載，早于其他國家。古書 竹書紀(jì)年中就有關(guān)于流星的記錄：“夏帝癸十五年， 夜中星隕如雨?！弊髠?的記載， 魯莊公七年 “夏四月辛卯夜， 恒星不見，夜中星隕如雨”， 是世界上最早的天琴座流星雨記錄。我國古代的流星雨記錄達(dá)180 次之多。星見于房新星和超新星的記錄某些通常很暗的星星，突然爆發(fā)出比原來的亮度強(qiáng)幾千到幾百萬倍的光，叫新星，有的亮度增強(qiáng)到一億乃至幾億倍，叫超新星。以后它們又逐漸暗弱下去，好象在星空中做客一般，所以被古人稱之為“客星“。我國對新星和超新星的出現(xiàn)早有記載。商代甲骨卜辭中就記載了大約公元前十四世紀(jì)出現(xiàn)于天蝎座a星

6、附近的一顆新星。漢書天文志中記載有：“元光元年五月，客星見于房。這記錄的是公元前134 年出現(xiàn)的一顆新星，這顆新星是中外史書中均有記載的第一顆新星，與其他國家的記載比，我國的記載不僅寫明了時(shí)間，還寫明了方位，因此法國天文學(xué)家比奧在著新星匯編時(shí)把漢書的記載列為首位。甘石星經(jīng)甘石星經(jīng)是世界上最早的天文學(xué)著作。在長期觀測天象的基礎(chǔ)上,戰(zhàn)國時(shí)期楚人甘德（今屬湖北 ）、魏人石申（今屬河南開封）各寫出一部天文學(xué)著作。后人把這兩部著作合起來,稱為甘石星經(jīng)。書中詳細(xì)記載了五星之運(yùn)行情況，以及它們的出沒規(guī)律，并肉眼記錄木衛(wèi)二（甘德所載，1981 年席澤宗指出，但國際上未被承認(rèn)）。書中記錄800 多個(gè)恒星的名字，

7、并劃分其星官，其體系對后世發(fā)展頗有深遠(yuǎn)影響。書中提及日食、月食是天體相互掩食的現(xiàn)象。（為紀(jì)念石申之發(fā)現(xiàn)，月球上有一座環(huán)形山以其姓名命名）中國古代關(guān)于天體的結(jié)構(gòu)的學(xué)說蓋天說 ：崖生于戰(zhàn)國前，是中國最古老的天文學(xué)說，現(xiàn)見于漢代的周髀算經(jīng)。蓋天說的主體是天圓地方，然而后來人們活動范圍擴(kuò)大，學(xué)說演變成天地均圓。天地像反轉(zhuǎn)的盤子，天蓋于地。此說主要用以解釋四季變化。渾天說：渾天說主要于漢代以后開始流行，他們主張?zhí)烊珉u子，天體圓如蛋丸，地如雞中黃，天外為氣，天內(nèi)有水而地漂于水上。天之一半于地上，半于地下，運(yùn)轉(zhuǎn)不息。他們把天球分為幾部分：近北極有恒顯圈，全年可見；近南極有恒隱圈，于地平下，永不可見；中間的圓

8、周是天球赤道。由于渾天說有可以可被量化的性質(zhì)（包括相似三角形的等比關(guān)保和勾股弦定理等幾何定理），可作反復(fù)計(jì)算和驗(yàn)證。他們曾有日影千里差一寸的假設(shè)，唐朝開元年間被測量結(jié)果否定了，但渾天說反而可以發(fā)揚(yáng)光大。這就是因?yàn)闇喬煺f有科學(xué)性的原故。渾天說雖然在漢代便開始有不錯(cuò)的理論支持，而且能解釋蓋天說難以解釋之處。但直至唐代的實(shí)地論證后方能結(jié)束和蓋天說的爭論，原因大概是人們心理上難以接受大地漂浮和日月星夜晚泡于水中的假設(shè)。宣夜說：是一種和前兩說相當(dāng)不同的一套宇宙論?？赡苄纬捎趹?zhàn)國時(shí)期，而記載于晉書?天文志 。蓋天與渾天二說均認(rèn)為天空如一殼，日月與星附于殼上。宣夜說認(rèn)為，固體天殼并不存在，天之所以是藍(lán)色，是

9、因?yàn)殡x開我們太遠(yuǎn)了。天是個(gè)充滿氣的虛空處，日月眾星均只是浮游其中的發(fā)光氣體，受氣體的推動而活動。天地均無限，天體之間亦互不干涉。中國古代的天體測量儀器渾儀渾儀是以渾天說為理論基礎(chǔ)制造的測量天體的儀器。我國渾儀的發(fā)明大約是在公元前四世紀(jì)至 公元前一世紀(jì)之間（即戰(zhàn)國中期至秦漢時(shí)期）。早期的渾儀比較簡單，經(jīng)過歷代天文學(xué)家的改進(jìn)，到了唐代，由天文學(xué)家李淳風(fēng)設(shè)計(jì)了一架比較精密完善的渾天黃道儀。整個(gè)儀器分為三層，外層叫六合儀，包括地平圈、子午圈和赤道圈。中層叫三辰儀，是由白道環(huán)、黃 道環(huán)和赤道環(huán)構(gòu)成。 里層叫四游儀，包括一個(gè)四游環(huán)和窺管。 現(xiàn)存明制渾儀基本就是這種結(jié) 構(gòu)，所不同的是取消了三辰儀中的白道環(huán)，

10、而加上了二分環(huán)和二至環(huán)。 但渾儀的圈環(huán)過于復(fù)雜，遮掩天區(qū)，影響觀測。簡儀元代天文學(xué)家郭守敬于公元1276年創(chuàng)制的一種測量天體位置的儀器。因?qū)⒔Y(jié)構(gòu)繁復(fù)的唐宋渾儀加以革新簡化而成，故稱簡儀。它包括相互獨(dú)立的赤道裝置和地平裝置，以地球環(huán)繞太陽公轉(zhuǎn)一周的時(shí)間 365.25日分度。簡儀的赤道裝置用于測量天體的去極度和入宿度（赤道 坐標(biāo)），與現(xiàn)代望遠(yuǎn)鏡中廣泛應(yīng)用的天圖式赤道裝置的基本結(jié)構(gòu)相同。它由北高南低兩個(gè)支架，托著正南北方向的極軸，圍繞極軸旋轉(zhuǎn)的是四游雙環(huán)，四游環(huán)上的窺管兩端安有十字絲，這是后世望遠(yuǎn)鏡中十字絲的鼻祖。極軸南端重迭放置固定的百刻環(huán)和 游旋的赤道環(huán)。為了減少百刻環(huán)與赤道環(huán)之間的摩擦，郭守敬

11、在兩環(huán)之間安裝了四個(gè)小圓柱體，這種結(jié)構(gòu)與近代“滾柱軸承"減少摩擦阻力的原理相同。簡儀的地平裝置稱為立運(yùn)儀，它與近代的地平經(jīng)緯儀基本相似。它包括一個(gè)固定的陰緯環(huán)和一個(gè)直立的、可以繞鉛垂線旋轉(zhuǎn)簡儀的底的立運(yùn)環(huán)，并有窺管和界衡各一。這個(gè)裝置可以測量天體的地平方位和地平高度。 座架中裝有正方案，用來校正儀器的南北方向。在明制簡儀中正方案改為日思。渾象渾象是一種表演天體視運(yùn)動的儀器。它把太陽、月亮、二十八宿等天體以及赤道和黃道都繪制在一個(gè)圓球面上，能使人不受時(shí)間限制，隨時(shí)了解當(dāng)時(shí)的天象。白天可以看到當(dāng)時(shí)在天空 中看不到的星星和月亮， 而且位置不差；陰天和夜晚也能看到太陽所在的位置。用它能表演太

12、陽、月亮以及其他星象東升和西落的時(shí)刻、方位，還能形象地說明夏天白天長，冬天黑夜長的道理等。我國的第一架渾象大約是公元前7050年間耿壽昌創(chuàng)制的。后來歷代都十分重視渾象的制造工作，張衡、一行、蘇頌等許多天文學(xué)家都曾進(jìn)行過設(shè)計(jì)，這些實(shí)物現(xiàn)在都沒有了，僅存 的清代天體儀可算是古代渾象的仿制品。假大儀一般的渾象，大都是人站在球外邊看，這對于計(jì)算坐標(biāo)和觀察星空有它方便的地方，但對于象征天穹來說，還不夠逼真。宋代的蘇頌、韓公廉共同研制了一個(gè)能從內(nèi)部觀看形象的設(shè)備。它在球面相應(yīng)于天空星象的位置鑿有小孔，人進(jìn)到球內(nèi)，可以看到點(diǎn)點(diǎn)光亮如天上繁星，轉(zhuǎn) 動球體，則"中星、昏、晚（曉），應(yīng)時(shí)皆見于竅中。&q

13、uot;這種假天儀可說是近代天象儀的祖先。中國天文學(xué)發(fā)展歷史1 .在遠(yuǎn)古時(shí)期，早期中國的天文學(xué)發(fā)展是緩慢的，這點(diǎn)與世界各族相同。但由于中國文明 的高度發(fā)展，天文學(xué)的發(fā)展亦開始領(lǐng)先了。踏入春秋戰(zhàn)國，貴族對天象作占卜的興趣（其實(shí)商代的天文觀測正建基于占卜上 ）更推動了天文學(xué)的發(fā)展。中國成為首先發(fā)現(xiàn)多種天象的國 家，如：觀測太陽黑子，古中國人在沒有望遠(yuǎn)鏡的幫助下居然仍能發(fā)現(xiàn)，比西方早了近二千年，令一位美國天文學(xué)家慨嘆西方學(xué)者為何要用望遠(yuǎn)鏡方能見到。2 .漢朝開始，中國天文學(xué)的發(fā)展加快。張衡發(fā)明渾天儀正是其代表。南北朝祖沖之亦發(fā)現(xiàn)了 歲差和日月不均勻等現(xiàn)象。3 .宋元時(shí)期，古中國天文學(xué)進(jìn)入了其頂峰時(shí)期

14、，高度發(fā)達(dá)的經(jīng)濟(jì)支持著天文學(xué)的發(fā)展。大型天文儀器的使用（如蘇頌的水運(yùn)儀象臺）展示了中國人的超凡技術(shù)，數(shù)據(jù)的精度亦提高到和現(xiàn) 代數(shù)值相差無幾的驚人程度。4 .明朝開始，中國天文學(xué)學(xué)開始進(jìn)入停滯時(shí)期。由于明清兩代的鎖國政策，中國開始對外封閉，不利學(xué)術(shù)交流。明朝禁止私人編歷顯示了中國的學(xué)術(shù)自由正被消滅，天文學(xué)知識的傳播被中斷了；雖然清朝大力提倡考據(jù)學(xué)，雖有助今人明白古代天文論著，但于事無補(bǔ)。明清兩代的錯(cuò)誤政策，使東西方科學(xué)及技術(shù)差距加大。天文學(xué)對古代中國的意義1 .天文學(xué)讓人類知道天地運(yùn)行規(guī)律，四季時(shí)分的終始，時(shí)間的尺度得以碓立，我們的行為亦 有了更好的規(guī)律。天文學(xué)亦是人類自然崇拜中的最高神化目標(biāo)。

15、天文學(xué)更被用以發(fā)展占星學(xué)，令古代天文學(xué)蒙上了一點(diǎn)神祕主義的氣氛。2 .對于古代中國來說，天文學(xué)除了上述的各項(xiàng)外，亦顯示了中國文化和其他人一樣，有把道德外在化的傾向。但中國人對天的觀念僅在于作為道德的化身。中國雖然在傳統(tǒng)中也有迷信，但我們不認(rèn)為上天是會控制一切的，結(jié)果仍在我們手中。中國人，無論是星相家、堪 輿師等，都一直認(rèn)為他們所預(yù)測的并非不可改變，先天的因素是可以由后天修改的。3令我們努力自力更生，形成中國人勤奮向上、強(qiáng)調(diào)內(nèi)省的性格，亦使我們把大自然看成朋友。由于天道只是一套外在的客觀規(guī)則，所以人們只有和天地合作共處，才能安身，對中國這個(gè)農(nóng)耕民族來說，平穩(wěn)的生活是很重要的。天地是人的合作對象，而不是征服對象。這