銅儀窺夜識星文
——古詩中的天文儀器

□王玉民

銅儀窺夜識星文
——古詩中的天文儀器

□王玉民

古代的天文儀器，指天文觀測時(shí)用于測定日、月、星體位置的儀器，還包括天文鐘等計(jì)時(shí)儀器。中國古代天文儀器可分為表、儀象、計(jì)時(shí)器三類。表是最古老的天文儀器，結(jié)構(gòu)很簡單：一根與地面垂直的石質(zhì)或金屬的柱子，以及一條與表基相連、正北水平放置的尺子“圭”，合起來稱“圭表”。“儀象”中的儀指渾儀，是測定天體的天球球面坐標(biāo)的工具，象指渾象，是演示天體在天球面上視運(yùn)動(dòng)等現(xiàn)象的裝置。明代吳會的詩《送別陰陽教授》寫道：

天官藝學(xué)久龐紛，太史名家屬有聞。寶歷敬時(shí)頒歲正，銅儀窺夜識星文。烏飛圭表移光影，龍咽籌壺定刻分。歸后更詳東井分，五珠何日聚賢群？

詩題中的“陰陽教授”應(yīng)是一位欽天監(jiān)官員（太史），他對龐雜紛繁的天文很精通，名氣很大。詩中對欽天監(jiān)的工作列舉得很具體：頒布?xì)v法敬授民時(shí)，用渾儀夜觀天象，用圭表晝觀太陽的影子，用銅壺滴漏定時(shí)刻——瞧，把表、儀象、計(jì)時(shí)器三類儀器都寫全了。后兩句更是以漢朝建立時(shí)“五星聚于東井”來說明天文對皇家統(tǒng)治的作用：觀天象以用于軍國星占大事。

至于計(jì)時(shí)儀器，在前講已有完整的介紹，這里不再重復(fù)。

圭表

先民很早就知道，在有陽光的時(shí)候，地面上直立一根竿子，就會在地面投出一條細(xì)長的影（還留下了“立竿見影”的成語）。人們還發(fā)現(xiàn)，這條影子的長度和方向在一天中不斷變化，而且變化完全有規(guī)律可循。人們逐漸掌握了這些規(guī)律后，這根竿子就成了最簡單的天文儀器，先人可以利用影子的變化規(guī)律來定時(shí)刻、定方向、定節(jié)氣等。后來定時(shí)刻的功能發(fā)展成了日晷，定方向的功能發(fā)展成了正方案，這根竿子的主要用途就只有定節(jié)氣了，并最終演化成為定節(jié)氣專用的“圭表”。

專用來測定節(jié)氣的這根竿子稱“表”。測量只能在正午進(jìn)行，正午時(shí)，太陽在正南，表的影子投向正北方向。人們發(fā)現(xiàn)，每天正午這條影子的長度都不一樣，影子最短的那天是夏至，最長的那天是冬至。知道了兩個(gè)夏至（或兩個(gè)冬至）的時(shí)間間隔，就可以確定一年的長度了?！对娊?jīng)?大雅?公劉》中有描寫周文王的先祖公劉在山崗上立表測影的詩句“既景廼岡，相其陰陽”，說明那時(shí)已有了初步的立表測影方法。

開始時(shí)人們是用一把尺子去量中午的表影長，后來覺得既然中午表影的方向總朝正北，就干脆把尺子固定在地面，與表做成一體，一頭連著表基，一頭朝北，測量時(shí)直接去讀表影長就行了。人們把這條固定的尺子叫“圭”，于是最早的天文儀器——圭表就這樣正式誕生了?！吨芏Y?考工記》說：“土圭，尺有五寸。以致日，以土地?！闭f明這圭長是一尺五寸，“土”就是“度”，“致日”即測量日中時(shí)的表影長度以求夏至。宋人陳著有詩句“色變化成丹灶火，時(shí)開落應(yīng)土圭針”（《 連山王開詩試子午花》），正是寫土圭沿南北（子午）放置的情形。

圖1 古書中的“夏至致日圖”

圖2 北京古觀象臺圭表

宋人陳襄有無題詩：

天道不可躋，以其高且危。

地道不可尋，以其幽且深。

土圭測日影，可以分照臨。

桐魚擊石鼓，可以求聲音。

嗟夫世之人，不知方寸心。

詩的意思是說，“天道”“地道”難以探求，但通過土圭來測量日影，還是可以求得的，音律通過敲擊也能求得，唯有人心最難探求。

在夏至這一天，不同緯度的地方，表影長也不一樣，從北回歸線算起，越往北越長。為什么選圭尺的長度是一尺五寸？原來，古人認(rèn)為，夏至的影子長一尺五寸的地方，是“地中”，是天地、四時(shí)、風(fēng)雨、陰陽交匯的地方，可以建國都。唐代詩人韋應(yīng)物有《登高望洛城作》：

高臺造云端，遐瞰周四垠。

雄都定鼎地，勢據(jù)萬國尊。

河岳出云雨，土圭酌乾坤。

舟通南越貢，城背北邙原?！?/p>

詩人在洛陽城的一座高臺上眺望，感嘆洛陽這座背靠北邙山、面朝南越通衢、萬國來朝的“定鼎之地”和“天地之中”，當(dāng)年是怎么確定的呢？原來是靠圭表測影。由此可見天文儀器在古代政治中的重要作用。再舉幾句詩：

“影當(dāng)中土正，輪對八荒平。尋客徒留望，璇璣自有程”（【唐】潘緯《中秋月》）也表現(xiàn)了對圭表測影定地中一事的極度重視。

夏至影長一尺五寸時(shí)，表多高呢？恰好8尺。8尺大致是人的高度，按此長度設(shè)計(jì)的圭表，很便于使用，成為定制。到漢代時(shí)，人們改為主要測冬至的影長，冬至影是一年中最長的，將近一丈三尺，于是“一丈三尺”又成了圭長的標(biāo)準(zhǔn)。

宋人鄭剛中有兩首寫冬至的詩，都寫到了這一標(biāo)準(zhǔn)：

今夜云開北陸風(fēng)，丈三將至土圭中。剝窮誰見陰陽妙，來復(fù)方知天地功。

（《庚午冬至夜》）

寒風(fēng)已是識新陽，昨夜千林不禁霜。七日欲知天道復(fù)，丈三先看土圭長。

（《至日》）

“表”在古代有時(shí)也叫作“臬”，所以圭表有時(shí)也稱作“圭臬”。南朝梁人陸倕的《石闕銘?序》有“陳圭置臬，瞻星揆地”，唐代杜甫《八哀詩》“圭臬星經(jīng)奧，蟲篆丹青廣”，都是這么來的。因?yàn)楣绫硎翘煳臏y量的一種重要標(biāo)準(zhǔn)，于是后來出現(xiàn)成語“奉為圭臬”，指把某些事當(dāng)成自己的準(zhǔn)則。

渾儀

中國古代的天文儀器中，扮演最重要角色的是渾儀和渾象。這兩類儀器形體龐大、構(gòu)造復(fù)雜、測度精密、成本昂貴，經(jīng)歷兩千多年的演化逐步完善，到清代達(dá)到最高峰。它們不但是實(shí)用觀測儀器，也是皇家天文事業(yè)的象征，后來干脆歸入了皇家禮器，成了皇權(quán)的象征。既然是禮器，就要做得非?？季浚运鼈冞€是精美的藝術(shù)品。今天，矗立在北京古觀象臺上的清代天文儀器，就經(jīng)常作為中華傳統(tǒng)文明的標(biāo)志和象征出現(xiàn)在影視、廣告及各種媒體中。

中國最早有記載的渾儀可以追溯到西漢時(shí)期。渾儀結(jié)構(gòu)有一個(gè)不變的傳統(tǒng)叫“法象為器”，即按照“天圓地方”的標(biāo)準(zhǔn)，將上半部分做成球籠狀嵌套的環(huán)圈，象征“天圓”，下半部分是支架和底部為方形的基座，代表“地方”。唐代李淳風(fēng)創(chuàng)制“渾天黃道儀”時(shí)，已是渾儀發(fā)展到非常成熟的時(shí)期。渾天黃道儀的主體有許多環(huán)圈相套的，分三層。中層是可繞極軸轉(zhuǎn)動(dòng)的赤道環(huán)、黃道環(huán)和白道環(huán)，稱“三辰儀”；外層是地平、子午、赤道環(huán)，稱“六合儀”；內(nèi)層的環(huán)夾有窺管，窺管可以照準(zhǔn)待測天體，這一套則稱“四游儀”。明英宗朱祁鎮(zhèn)寫的《觀天器銘》：“即器而觀，六合外儀，陽經(jīng)陰緯，方位可稽。中儀三辰，黃赤二道，日月暨星，運(yùn)行可考。內(nèi)儀四游，橫簫中貫，南北東西，低昂旋轉(zhuǎn)。”把渾儀的三層結(jié)構(gòu)交代得很清楚。

圖3 北京古觀象臺明代渾儀

圖4 北京古觀象臺清代赤道經(jīng)緯儀

歷代都有一些描寫渾儀的詩詞，舉幾例如下，宋代劉黻的《贈鐘春谷星學(xué)》：

五星聚東井，老人現(xiàn)端門。

總是太平象，渾儀妙用存。

巖傅本騎箕，執(zhí)筑付無言。

一旦寄霖雨，夜夢形至尊。

試問古馮相，此數(shù)如何論？

詩是贈給一位精通星學(xué)的人的，所以所寫內(nèi)容也都與天文有關(guān)。五星聚會、老人星現(xiàn)，都是祥瑞之兆，都與渾儀的觀測有關(guān)。馮相，是周代的天文官職。

再看晉代潘尼的《長至詩》：

渾儀賦四氣，玉衡運(yùn)招搖。

靈晷修期夕，日南始今朝。

四氣指春、夏、秋、冬四季的溫、熱、涼、寒之氣，“渾儀賦四氣”，即渾儀駕馭春、夏、秋、冬四季星象的意思。

唐人顧況的《送從兄使新羅》：

六氣銅渾轉(zhuǎn)，三光玉律調(diào)。

河宮清奉贐，海岳晏來朝。

這里的六氣指陰、陽、風(fēng)、雨、晦、明，三光指日、月、星，正好與渾儀上“三辰儀”的日、月、星三辰對應(yīng)。有的詩直接就寫出了三辰黃道，如：“日行黃道三辰秩，斗轉(zhuǎn)蒼龍萬象熙”（【宋】洪咨夔《天基圣節(jié)錫宴致語口號》），“日月開黃道，乾坤奠渾儀”（【宋】范?！犊挹w忠定》）等。

寫用渾儀觀測的詩也很多，如

“金掌擎秋調(diào)玉屑，銅渾窺夜約銀釘”（【元】柳貫《次韻伯庸待制上京》）、“問天乞巧看銅儀，再拜雙星恨不隨”（【宋】朱繼芳《和顏長官百詠?貧女》）。渾儀中照準(zhǔn)星體位置的部件叫“窺管”，所以詩中會見到“小臣叨下列，持管謬窺天”（【唐】李乂《奉和幸三會寺應(yīng)制》）、“恩榮不可恃，天道歸寸管”（【唐】鮑溶《秋懷五首》），因篇幅所限，不再多舉例。

古詩中還經(jīng)常以“璿璣”、“璇璣”指代渾儀的詩句，如

“愛國書生心更苦，夜占列象候璿璣?！保ā舅巍亢樽少纭逗秃翁胤蛞娂摹罚?/p>

“夜窺璇璣落星躔，晝負(fù)丹囊踏山水?！保ā舅巍亢螇艄稹顿浶煜煎\》）

渾儀上的圓環(huán)太多，因?yàn)榛ハ嗾趽?，所以有很多觀測死角。到元代，天文學(xué)家郭守敬將傳統(tǒng)渾儀的多重圓環(huán)結(jié)構(gòu)大大簡化，創(chuàng)立了“簡儀”。簡儀只保留了原渾儀的赤道部分，而且赤道環(huán)被移到南端，避免了視線的遮擋，四游環(huán)內(nèi)的筒式窺管改為用細(xì)線照準(zhǔn)，大大提高了觀測精度。元代姚燧有《簡儀銘》，其中寫道：“舊儀昆侖，六合包外，經(jīng)緯縱橫，天常袤帶，……凡今改為，皆析而異，由能疏明，無窒于視?！闭f的就是這種簡化效果。明代于慎行《簡儀贊》：“芒芒元運(yùn)，莫莫三辰，譬彼輻輳，轉(zhuǎn)于一輪”，明英宗朱祁鎮(zhèn)御制《觀天器銘》：“簡儀之作，爰代璣衡，制約用密，疏朗而精”，也是同一意思。

有時(shí)古詩中寫到“銅儀”的，不一定是渾儀，如下面這首詩，讀者可以猜猜其中的“銅儀”是什么儀器：

兔邊分玉樹，龍底耀銅儀。會當(dāng)同鼓吹，不復(fù)問官私。（【唐】楊收《詠蛙》）

詩題為《詠蛙》，兔子、玉樹和蛙（實(shí)際是蟾蜍）都是月亮上的神話形象，那么龍底下的蛙，又“耀銅儀”是個(gè)什么形象呢？原來，這是地動(dòng)儀的形象。宋人蘇舜元的《地動(dòng)聊句》：“丸銅落蟾吻，始異張渾儀”前句也說的是地動(dòng)儀。

圖5 簡儀

渾象

渾象的發(fā)展與渾儀基本同步，這是一種按照渾天說演示天體東升西落現(xiàn)象的儀器。西漢楊雄在《法言》里記載的“耿中丞象之”，可能是古代最早的渾象記載。除此以外，我國最早有明確記載的渾象是東漢張衡的“渾天儀”，它的主體是一個(gè)直徑四尺六寸的空心圓球，球面標(biāo)出黃道、赤道和全天星座等，利用漏壺流水的穩(wěn)定性，通過齒輪傳動(dòng)裝置推動(dòng)渾象均勻地繞極軸旋轉(zhuǎn)，其速度和方向與真實(shí)天球的東升西落完全一樣。以后三國的陸績、隋朝的耿詢、宋代的張思訓(xùn)和蘇頌等都曾制造過渾象。

唐代詩人駱賓王在路過河南南陽的張衡墓時(shí)，曾作過一首《過張平子墓》：

西鄂該通理，南陽擅德音。

玉卮浮藻麗，銅渾積思深。

忽懷今日昔，非復(fù)昔時(shí)今。

日落豐碑暗，風(fēng)來古木吟。

惟嘆窮泉下，終郁羨魚心。

“西鄂”四句是說南陽出了一位經(jīng)天緯地的能人，他發(fā)明的渾天儀（詩里叫“銅渾”）到了高妙的境界。后面都是感嘆和羨慕之辭。

渾天儀是演示儀器，渾儀是觀測儀器，為了避免把二者搞混，后來更常用的一個(gè)名字是“渾象”，清代鑄造的渾象則另起了一個(gè)名字“天體儀”。

宋代王禹偁的《四時(shí)和為玉燭詩》：

堯舜欽（敬）天日，羲和（夏代天文官）正歷時(shí)。銅渾列辰象，玉燭照華夷。真宰（天帝）潛能秉，飛廉（風(fēng)神）詎可吹？

圖6 清代天體儀

單看詩中說的“銅渾”，很難判定它是渾儀還是渾象，但銅渾上“列辰象”，說明它是渾象無疑。

唐代崔損的《北斗賦》：“銅渾作式，未央取則，其變可考，其動(dòng)可測。”這里的銅渾也分明指的是渾象。

宋人陳杰的《送彭萊山談星》：

“古來觀星觀用星，閑劇災(zāi)祥一羽輕。渾儀圖上無人會，兩曜五行四余外?！薄皽唭x圖”是什么？不是渾儀，而是渾象。這東西猛看像渾儀，但上面有很多星象圖，所以叫“渾儀圖”。兩曜指日、月，五行是五大行星，四余是羅睺、計(jì)都、月孛、紫炁四個(gè)假想天體。

元曲《西廂記》中有臺詞“錯(cuò)綜周天數(shù)，列布渾天儀。千古萬窮秘，神仙不測機(jī)?！笔遣皇且彩敲鑼憸喬靸x的？看上下文原來不是，這里是形容圍棋，兩人對弈正酣時(shí)，棋子在棋盤上“星羅棋布”，看似好像渾天儀上分布的星象，所以劇作家有這樣的聯(lián)想。

因?yàn)樘煳膬x器是皇家禮器，所以歷代宮廷詩賦中有專門歌詠描述天文儀器的傳統(tǒng)，以鋪陳描寫、歌功頌德為主。這些詩賦不太為文學(xué)史家所注意，但卻是天文史家的寶庫，比如晉陸機(jī)的《漏刻賦》、東晉孫綽《漏刻銘》、元代姚燧的《簡儀銘》《仰儀銘》、楊桓的《渾象銘》《玲瓏儀銘》《高表銘》、于慎行的《簡儀贊》、張一桂的《簡儀贊》，以及明英宗的《觀天器銘》、清梅文鼎的《擬璇璣玉衡賦》等等。像楊桓的《玲瓏儀銘》，是目前研究玲瓏儀結(jié)構(gòu)的唯一史料，玲瓏儀的復(fù)制、爭議都圍繞著這一篇詩作進(jìn)行。因篇幅限制，這里不多引用，我們只來欣賞楊桓《渾象銘》中最生動(dòng)的幾句：

度數(shù)棋布，星次珠輝。道分黃赤，擬議玄規(guī)。兩極低昂，中主璇璣。匱方象地，極樞以維?！赵陆诲e(cuò)，五行進(jìn)退。造化無窮，不出戶內(nèi)。

寫出了渾象的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行和表現(xiàn)：圓球上有星座、黃道、赤道，兩極傾斜，與渾天傾斜的方向一致，下半部是方形的箱子，包住了地平線下的半球，這樣，人們不必出屋就可以觀看各種天體的東升西落等運(yùn)行了。

（責(zé)任編輯 張恩紅）