【占星】[轉貼] -- 中國古代天文學

劉克勤

在中國的史書中《春秋》和《左傳》﹐記錄了37次日蝕﹐現已證明其中32次是可*的﹐ 魯莊公七年(公元前687年)“夏四月辛卯﹐夜﹐恆星不見。夜中﹐星隕如雨”這是天琴座流星雨的最早記載。 魯文公十四年(公元前613年)“秋七月﹐有星孛入於北斗﹐”是關於哈雷彗星的最早記錄。 大概在春秋中葉(公元前 600年左右)已開始用土圭來觀測日影長短的變化﹐以定冬至和夏至的日期。 那時把冬至叫作“日南至”﹐以有日南至之月為“春王正月”。
春秋戰國時代﹐有人設計出一種只同天象聯繫﹐而與人間社會變遷無關的歲星紀年法﹐歲星﹐即木星。 古人認為它的恆星周期是十二年。因此﹐若將黃､赤道帶分成十二個部分﹐稱為十二次﹐ 則木星每年行經一次。這樣﹐就可以用木星每年行經的星次來紀年。 歲星紀年法到漢以後就發展成為干支紀年法。
《莊子•天運》和《楚辭•天問》提出一系列問題﹐例如﹐宇宙的結構怎樣﹖天地是怎樣形成的﹖ 為了回答第一個問題﹐出現了蓋天說﹐先是認為“天圓如張蓋﹐地方如棋局”﹐ 後來又改進成為“天似蓋笠﹐地法覆槃”(《晉書•天文誌》)。
關於第二個問題﹐明確而全面的記載則始見於漢代的《淮南子》(約成書於公元前140年)﹐ 《淮南子•天文訓》一開頭就講天地的起源和演化問題﹐認為天地未分以前﹐混混沌沌﹔ 既分之後﹐輕清者上昇為天﹐重濁者凝結為地﹔天為陽氣﹐地為陰氣﹐二氣相互作用﹐產生萬物。 戰國以後﹐與農業生產有密切關係的二十四節氣也在逐步形成﹐它們的完整名稱也始見於《淮南子》。 二十四節氣﹐簡稱“氣”﹐這是中國古代曆法的陽曆成分。而“朔”則是中國古代曆法的陰曆成分。 氣和朔相配合﹐構成中國傳統的陰陽曆。
東漢時代(公元25∼220年)﹐張衡以發明候風地動儀聞名於世。在天文學方面﹐他是渾天說的代表人物﹐ 主張“天圓如彈丸﹐地如卵中黃”﹔並且在耿壽昌所發明的渾象的基礎上﹐製成漏水轉渾天儀﹐ 演示他的學說﹐成為中國水運儀象傳統的始祖。《張衡渾儀註》中說:“渾天如雞子。天體圓如彈丸﹐ 地如雞子中黃﹐孤居於天內﹐天大而地小。天表裡有水﹐天之包地﹐猶殼之裹黃。天地各乘氣而立﹐ 載水而浮。周天三百六十五度又四分度之一﹐又中分之﹐則半一百八十二度八分度之五覆地上﹐半繞地下﹐ 故二十八宿半見半隱。其兩端謂之南北極。北極乃天之中也﹐在正北﹐出地上三十六度。 然則北極上規徑七十二度﹐常見不隱。南極天地之中也﹐在正南﹐入地三十六度。南規七十二度常伏不見。 兩極相去一百八十二度強半。天轉如車轂之運也﹐周旋無端﹐其形渾渾﹐故曰渾天。” 可見渾天說比蓋天說進了一步﹐它認為天不是一個半球形﹐而是一整個圓球﹐地球在其中﹐ 就如雞蛋黃在雞蛋內部一樣。不過﹐渾天說並不認為“天球”就是宇宙的界限﹐ 它認為“天球”之外還有別的世界﹐即張衡所謂:“過此而往者﹐未之或知也。 未之或知者﹐宇宙之謂也。宇之表無極﹐宙之端無窮。”(《靈憲》)
除了蓋天說和渾天說以外﹐比張衡略早的郗萌還提出他先師宣傳的宣夜說﹐ 這個學說認為並沒有一個硬殼式的天﹐宇宙是無限的﹐空間到處有氣存在﹐天體都漂浮在氣中﹐ 它們的運動也是受氣制約的。
東漢末年﹐劉洪在《干象曆》(公元206年創制)中第一次把回歸年的尾數降到1/4以下﹐ 成為 365.2462日﹐並且使朔望和日月蝕的計算都前進了一大步。
東晉虞喜發現歲差﹐南朝祖沖之將它引進曆法﹐將恆星年與回歸年區別開來。 祖沖之測定一個交點月的日數為27.21223﹐同今測值只差十萬分之一。 祖沖之之子繼承父業﹐也精於天文。他發現過去人們當作北極星的“紐星”已去極一度有餘﹐ 從而證明天球北極常在移動﹐古今極星不同。
貞觀七年(公元633年)﹐李淳風製成渾天黃道儀﹐把中國觀測用的渾儀發展到極為複雜的程度。
開元十三年(公元725年)﹐一行和梁令瓚改進了張衡的水運渾象。他們把渾象放在木櫃子裡﹐ 一半露在外面﹐一半藏在櫃內﹐在櫃面上有兩個木人分立在渾象兩旁﹐一個每刻擊鼓﹐ 一個每辰(2小時)敲鐘﹐按時自動。這可以說是最早的自鳴鐘﹐它的名字叫“開元水運渾天俯視圖”。 一行質問“宇宙之廣﹐豈若是乎﹖”剎住了計算宇宙大小的風氣﹐並使柳宗元受到了影響。 柳宗元把宇宙無限論推向新的高峰﹐他認為宇宙既沒有邊界﹐也沒有中心﹐ “無青無黃﹐無赤無黑﹐無中無旁﹐烏際乎天則﹗”(《天對》) 也就是說﹐天既沒有青､黃､赤､黑各種顏色之分﹐也沒有中心和邊緣之別﹐怎麼能把它劃分成幾部分呢﹖
關於1006年和1054年的超新星的出現﹐特別是1054年(宋仁宗至和元年)的超新星記錄﹐ 成為當代天文學研究中極受重視的資料。在這顆超新星出現的位置上﹐現在遺留有一個蟹狀星雲。
1276年以後﹐忽必烈把金､宋兩個司天監的人員集中到大都﹐再加上新選拔的一些人才﹐ 組成了一支強大的天文隊伍。這支隊伍在王恂､郭守敬主持下﹐從事製造儀器﹐進行測量和編制新曆﹐ 在短短的五年時間(1276∼1280年)中取得了極大的成就﹐將中國古代天文學推向新的高峰。 第一﹐製造了多種新儀器﹐其中仰儀是用針孔成像原理﹐把太陽投影在半球形的儀面上﹐ 以直接讀出它的球面坐標值。 高表是把傳統的八尺表加高到四丈﹐使得在同樣的量度精度下﹐誤差減少到原來的五分之一。 正方案是在一塊四尺見方的木板上畫19個同心圓﹐圓心立一根表﹐當表的影端落到某個圓上時就記下來﹐ 從早到晚記完後把同一個圓上的兩點聯接起來﹐它們的中點和圓心的聯線就是正南北方向。 玲瓏儀和蘇頌､韓公廉所造的渾天象相似﹐是一種可容人在內部觀看的表演儀器。 1281年以後﹐郭守敬還創制了不少新儀器﹐其中大明殿燈漏是最突出的一項。 它是一個外形像燈籠球､用水力推動的機械報時器﹐上面還布置有能按時跳躍的動物模型﹐ 這同歐洲在機械鐘錶上附加的種種表演機械是一樣性質的。
第二﹐進行了一次空前規模的觀測工作。在全國27個地方設立觀測所﹐測量當地的地理緯度﹐ 並南起北緯15度﹐北至北緯65度﹐每隔10度設立一個觀測站﹐測量夏至日影的長度和當天晝夜的長短。
第三﹐對一系列天文數據進行實測﹐並對舊的數據進行檢核﹐選用其中精密的數據。
第四﹐在至元十七年(公元1280年)編成《授時曆》﹐並於次年起實行。 《授時曆》用三次差內插法來求太陽每日在黃道上的視運行速度和月亮每日繞地球運行的速度﹐ 用類似球面三角的弧矢割圓術﹐由太陽的黃經求它的赤經赤緯﹐求白赤交角﹐ 以及求白赤交點與黃赤交點的距離。
忽必烈至元四年(公元1267年)﹐西域天文學家札馬魯丁進呈《萬年曆》﹐同年製造七件阿拉伯天文儀器﹐ 其中包括托勒密式的黃道渾儀､長尺﹐以及地球儀和星盤。
從明初到明萬曆年間的二百年中﹐天文學上的主要進展有﹕ 翻譯阿拉伯天文書籍﹔鄭和於1405∼1432年遠洋航行中利用“牽星術”定位定向﹐發展了航海天文﹔ 對奇異天象(例如1572年和1604年的超新星)的觀測等。
明末﹐歐洲耶穌會傳教士來到中國。他們瞭解到中國對新知識的追求﹐便採取了學術傳教的方針。 他們所介紹的歐洲天文學知識受到當時進步知識分子的歡迎﹐並加以翻譯和介紹。 中國學者除參與翻譯和介紹歐洲天文知識外﹐還向耶穌會士學習了歐洲天文學的計算方法。因此﹐ 萬曆三十八年(公元1610年)﹐徐光啟用西法預報這一年十一月朔(12月15日)的日蝕。經觀測證明﹐ 這個預報比較準確﹐因而引起人們對西法的注意。崇禎二年五月乙酉朔(公元1629年6月21日)日蝕﹐ 欽天監的預報又發生明顯錯誤﹐明朝政府決心改曆﹐命令徐光啟在北京宣武門內組成百人的曆局﹐ 聘請耶穌會士鄧玉函､羅雅谷､湯若望等參加編譯工作﹐經過五年成書 137卷﹐命名《崇禎曆書》。 《崇禎曆書》與中國古代天文學體系最顯著的不同是﹕採用第谷的宇宙體系和幾何學的計算系統﹔ 引入地球和地理經緯度概念﹔應用球面三角學﹔採用歐洲通行的度量單位﹐分圓周為360°﹐ 分一日為96刻﹐24小時﹐度和時以下採用60進位制。 《崇禎曆書》於1634年編成以後﹐未曾頒行。1644年清軍入關以後﹐湯若望把這部書刪改壓縮成103卷﹐ 更名為《西洋新法曆書》﹐進呈清政府。清政府任命湯若望為欽天監監正﹐ 用“西洋新法”編算下一年的民用曆書﹐命名為《時憲曆》。
埃及古代天文學
埃及第三王朝到第六王朝(約公元前二十七世紀至公元前二十二世紀)文化最為繁榮。 埃及對於數學､醫學和天文學的重要貢獻﹐都產生在這一時期。名聞世界的金字塔也是在這一時期建造的。 據近代測量﹐最大的金字塔底座的南北方向非常準確﹐當時在沒有羅盤的條件下﹐必是用天文方法測量的。 最大的一座金字塔在北緯30°線南邊二公里的地方﹐塔的北面正中有一入口﹐從那裡走進地下宮殿的通道﹐ 和地平線恰成30°的傾角﹐正好對著當時的北極星。 除知道北極附近的拱極星外﹐埃及人認星最大的特徵是將赤道附近的星分為36組﹐每組可能是幾顆星﹐ 也可能是一顆星。每組管十天﹐所以叫旬星(Decans)。當一組星在黎明前恰好昇到地平線上時﹐ 就標誌著這一旬的到來。現已發現的最早的旬星文物屬於第三王朝。
埃及最早的曆法﹐合三旬為一月﹐合四月為一季﹐合三季為一年。 三個季度的名稱是﹔洪水季(Akhet)､冬季(Peret)和夏季(Shemu)﹐冬季播種﹐夏季收穫。 在古王國時代﹐一年中當天狼星清晨出現在東方地平線上的時候﹐尼羅河就開始氾濫。 古埃及人根據對天狼偕日昇和尼羅河氾濫的周期進行了長期觀測﹐把一年由360日增加為 365日。 這就是現在陽曆的來源。但是這與實際周期每年仍約有0.25日之差。
美索不達米亞天文學 古代兩河流域的科學﹐以數學和天文學的成就為最大。據說在公元前三十世紀的後期就已經有了曆法。 他們分圓周為 360°﹐分1小時為60分﹐1分為60秒﹐以7天為1個星期﹐分黃道帶為12個星座等。 因為當時的年是從春分開始﹐所以古巴比倫曆的一月相當於現在的三月到四月。
巴比倫人以新月初見為一個月的開始。這個現象發生在日月合朔後一日或二日﹐ 決定於日月運行的速度和月亮在地平線上的高度。 為瞭解決這個問題﹐塞琉古王朝的天文學家自公元前311年開始制定日､月運行表﹐ 有日月運行表以後﹐計算月蝕就很容易了。事實上﹐遠在薩爾貢二世(約公元前九世紀)時﹐ 已知月蝕必發生在望﹐而且只有當月亮*近黃白交點時才行。 巴比倫人不但對太陽和月亮的運行周期測得很準確﹐朔望月的誤差只有0.4秒﹐ 近點月的誤差只有3.6秒﹐這些數據遠比後來希臘人的準確。