中國古代星圖概觀

李亮

星圖是描繪天上恒星分布和排列組合的圖像，它不僅是人們認(rèn)識和記錄星空的某種反映，也是研究和學(xué)習(xí)天文學(xué)的重要工具。星圖在古代中國也被稱為天文圖，作為重要的天文資料，中國古代星圖歷史悠久、種類眾多、繪制精美細(xì)致，是中國古代科學(xué)文明的一項重要成就，這在世界歷史上也是不多見的。李約瑟在《中國科學(xué)技術(shù)史天文卷》中就曾征引薩頓等科學(xué)史家的觀點(diǎn)“直到十四世紀(jì)末，除了中國的星圖，再也舉不出別的星圖了”，并認(rèn)為“歐洲在文藝復(fù)興以前，可以和中國天文制圖傳統(tǒng)相提并論的東西，可以說很少，甚至就沒有”。另外，中國古代的星圖還曾傳播至日本和朝鮮半島等地區(qū)，構(gòu)筑了整個東亞地區(qū)共有的獨(dú)特星象體系，也是古代科學(xué)與文化傳播的重要紐帶之一。

一 古星圖的源起

星圖主要是對天上恒星進(jìn)行的圖像描繪。常識告訴我們，恒星是與行星相對而言的，一般指那些自身會發(fā)光，且位置看似相對固定的星體。當(dāng)然，現(xiàn)代天文學(xué)中對此解釋則更加復(fù)雜。“恒星”一詞其實(shí)很早便已出現(xiàn)，《春秋》中對此就有記載，晉朝杜預(yù)注曰：“恒，常也，謂常見之星?！背酥猓昂阈恰币渤１环Q作“列星”或“經(jīng)星”。所謂“列星”，漢代劉熙在《釋名》中稱：“星，散也，列位布散也?！痹S慎的《說文解字》曰：“萬物之精，上為列星”，也就是說恒星是布列于天上的常見之星。所謂“經(jīng)星”，則是相對五大行星的“緯星”而言，這是由于行星的運(yùn)動軌跡錯綜復(fù)雜，在赤道緯度上不斷地變化，而恒星則保持不變。所以，清初著名的數(shù)學(xué)家和天文學(xué)家梅文鼎對此解釋有：“曰恒者，謂其終古不易也;曰經(jīng)者，謂其不同緯星南北行也，經(jīng)亦有恒之義焉?！?/p>

星圖是“天空的鏡子”，其魅力不僅在于它映射出了歷史的星空，具有較高的歷史和科學(xué)價值。多姿多彩的古星圖不僅使恒星確定了方位和坐標(biāo)，也使天文學(xué)增添了詩意和美感，使得整個星空都被藝術(shù)化，因此它也具有極高的藝術(shù)價值。此外，星圖也是人類社會發(fā)展的產(chǎn)物，各個文明都有自己的星座體系和星座文化?，F(xiàn)如今，大家廣泛使用的88星座系統(tǒng)，就是發(fā)展于古希臘傳統(tǒng)，并隨著大航海和科學(xué)革命等活動而不斷擴(kuò)充完善而最終形成。作為一個東方大國，古代中國有著博大而深厚的天文學(xué)傳統(tǒng)，中國的天象觀測、天文儀器、歷法編制等，都曾在世界幾大文明中獨(dú)樹一幟。中國的星圖和星官體系同時也是中國古代社會和文化在天上的反映，有著獨(dú)特的文化內(nèi)涵。東漢張衡在描述古代星官時就認(rèn)為“在野象物，在朝象官，在人象事，于是備矣”（《靈憲》），故中國的星名大多以器物、官名、人事名之。天上儼然成了古人世間百態(tài)、社會制度和人文習(xí)俗等各方面的縮影。

中國古代星圖大致可以分為示意性星圖和寫實(shí)性星圖兩大類。前者通常用于裝飾，常見于墓葬和建筑，且大多準(zhǔn)確性不高，只是使用象征性的星座圖形以及文字對局部天區(qū)進(jìn)行示意或抽象的描繪。后者則真實(shí)地反映了星空中所見恒星的實(shí)際位置和相對關(guān)系，有的還具有諸如黃道、赤道和經(jīng)緯線等坐標(biāo)系統(tǒng)，具有一定的科學(xué)性。

示意性星圖的起源可以追溯到新石器時代，二十世紀(jì)七十年代中期河南鄭州大河村出土有一批新石器時期彩陶，上面就繪有太陽、月亮和星星等圖案，經(jīng)測定距今四千年至五六千年（圖1）。二十世紀(jì)八十年代，在河南濮陽西水坡一座距今六千多年的新石器墓葬中，還發(fā)現(xiàn)有用蚌殼等拼砌而成的青龍、白虎和北斗圖形，這些都是目前已知中國古代較早的天文星象圖。這類示意性星圖還包括后來的漢代畫像石星象圖案、漢代至唐代眾多墓室壁畫中的四神圖、墓頂天穹星圖以及一些器物中的星象裝飾圖案等。這些星圖在科學(xué)方面雖然不夠嚴(yán)謹(jǐn)，但在歷史文化和藝術(shù)等方面頗有價值，在一定程度上能幫助我們了解古人如何認(rèn)識星空。

寫實(shí)性星圖可以上溯至漢代之前就已成形的蓋天學(xué)說，其中提到一種所謂的“蓋圖”，蓋圖可以看作配合蓋天說使用的一種儀器。最初的蓋天學(xué)將天地關(guān)系形象化成“天圓地方”，但沒有對其結(jié)構(gòu)作定量描述，后來《周髀算經(jīng)》中提出了一種假定為天地平行的模型，以此解釋各種天體的運(yùn)行，并且能進(jìn)行定量描述和計算。

蓋天學(xué)說認(rèn)為天如同一個圓蓋，日月星辰附著于天蓋上，天蓋周日不停旋轉(zhuǎn)，帶動星辰產(chǎn)生視運(yùn)動。作為天地模型的蓋圖由上下兩個圓形圖疊合而成（圖2），下層的圖為黃色，以北極為中心，繪有二分和二至等不同時刻的日行軌跡，且標(biāo)有北斗和二十八宿等星官;上層的圖為青色，以觀測者的位置作為中心繪成一個大圓，表示人的目視范圍。通過上層青圖透視下層黃圖的部分，就是在該地觀測者所能見到的星空。如果將黃圖繞北極順時針方向旋轉(zhuǎn)，在青圖中就可看到不同的星空，這樣的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)代的活動星圖有些類似。

蓋圖中黃圖所繪的星空實(shí)際就是寫實(shí)性星圖的早期雛形，由于那時已確定的全天星官和恒星的數(shù)目并不是很多，可以想象這種星圖上的星官和恒星數(shù)量應(yīng)該是比較少的，而且由于不同流派定義的星官和星數(shù)也不盡相同，所以不同流派使用的蓋圖在星象內(nèi)容上也可能有所不同。

需要指出的是，雖然我們可以將星圖大致分為示意性和寫實(shí)性兩大類，但這也并不是絕對的。例如，目前發(fā)現(xiàn)的漢代星圖多以示意性星圖為主，卻也有一些介于示意性星圖和寫實(shí)性星圖之間的類型。這些星圖通常繪有二十八宿星官，其星點(diǎn)的數(shù)量和位置基本上源于真實(shí)的星空，但也有些單個星官配以人物或動物等象征物象。如二十世紀(jì)八十年代發(fā)現(xiàn)的西安交通大學(xué)西漢墓星圖壁畫，以及2009年至2015年在陜西靖邊新發(fā)現(xiàn)的一些東漢中晚期星圖壁畫（圖3），它們都是其中典型的代表。

此外，出土的漢代文物中沒有寫實(shí)性較強(qiáng)的星圖，但這并不意味著在漢代就沒有科學(xué)星圖，至少歷史文獻(xiàn)中對此有不少相關(guān)記載，可以讓我們略見一斑。據(jù)蔡邕所著《月令章句》記載，當(dāng)時天文史官使用有一種被稱作“官圖”的星圖，其內(nèi)容為“天旋，出地上而西，入地下而東。其繞北極徑七十二度常見不伏，官圖內(nèi)赤小規(guī)是也，謂乎恒星圖也。繞南極徑七十二度常伏不見，圖外赤大規(guī)是也。據(jù)天地之中，而察東西，則天半不見，圖中赤規(guī)截婁、角者是也”。

也就是說，當(dāng)時的官圖大致是用紅色繪出三個不同直徑的同心圈，圓心就是赤道北天極（圖4）。最里面的小圓稱為內(nèi)規(guī)，代表恒顯圈，即始終在地平線以上繞北極周日旋轉(zhuǎn)的天區(qū);最外面的大圓為外規(guī)，對中原地區(qū)的觀測者來說，外規(guī)之外為常伏不見，是始終在地平線以下的天區(qū);中間的圓代表“據(jù)天地之中”的赤道，它距南北兩極相等。雖然文中沒有提到黃道，但據(jù)“截角、婁者是也”可知，圖上應(yīng)該還有二十八宿，其中的角宿和婁宿就處于黃道和赤道相交的位置。由此可見，后來所用的圓形星圖，至少在漢代就已經(jīng)比較完備了。

二 古星圖的發(fā)展

隨著漢代天文觀測儀器的不斷創(chuàng)制，借此而開展的恒星觀測工作也促進(jìn)了星圖發(fā)展，星圖中的星官體系也逐漸完善。到了三國時期，吳國的太史令陳卓將當(dāng)時主要的三家星官流派（甘氏、石氏和巫氏）整合在一起，求同存異，編成了一個包括有二百八十三個星官一千四百六十四顆恒星的星表，并依此繪制了星圖。如今，陳卓的星圖早已不存，但他對中國古代星官系統(tǒng)的總結(jié)，對后世星圖產(chǎn)生了很大的影響，成為歷代效仿的范本。

由于古人沒有完全解決星圖中的投影技術(shù)問題，在一幅以北天極為中心的圓形星圖中，古人一般將赤道和黃道都繪成正圓，其實(shí)這是不正確的。如果赤道是個正圓，那么與赤極不等間距的黃道在投影中應(yīng)該為扁圓形。如果黃道也繪成正圓形，就會導(dǎo)致即便冬至點(diǎn)和夏至點(diǎn)的位置準(zhǔn)確無誤，但春分點(diǎn)和秋分點(diǎn)的位置也會發(fā)生偏差。

到了唐代，僧一行在研究月亮出入黃道位置時，發(fā)現(xiàn)了這一缺陷，即“赤道內(nèi)外，其廣狹不均，若就二至出入赤道二十四度，以規(guī)度之，則二分所交不得其正”。于是，他利用實(shí)測數(shù)據(jù)，將黃道分成七十二份，每份標(biāo)記為一點(diǎn)，再將這些點(diǎn)的真實(shí)位置用曲線連接起來，就得出了星圖中正確的黃道形狀。不過，由于這種方法操作起來并不方便，后世的星圖基本上還是延續(xù)了赤道和黃道皆是正圓的繪制方法。

隋代前后，出現(xiàn)了一種采用直角坐標(biāo)投影的方形星圖，也被稱作“橫圖”或“方圖”，目的是解決圓形星圖在極投影上的一些缺點(diǎn)，如赤道附近的星官變形較大的問題。對此，宋代的蘇頌（1020—1101）評論有“古圖有圓縱二法，圓圖視天極則親，視南極則不及;橫圖視列舍則親，視兩極則疏”。

“橫圖”如同現(xiàn)代常見的地圖，以緯度方向的量作縱軸，以經(jīng)度方向的量作橫軸，這種星圖能很好地解決距離北天極較遠(yuǎn)星官的失真問題。不過，這樣一來又導(dǎo)致北天極附近的天區(qū)變形嚴(yán)重，就像地圖中的南極和北極地區(qū)嚴(yán)重失真一樣。為此，古人發(fā)明了“圓圖”和“橫圖”兼用的星圖，將上規(guī)以內(nèi)的恒星繪成“圓圖”，把上、下規(guī)之間的恒星繪成“橫圖”。這樣將兩種投影方式相結(jié)合的方法，在唐代的敦煌星圖中就已經(jīng)得到了很好的運(yùn)用。

到了五代和宋代，科學(xué)性較強(qiáng)的寫實(shí)星圖開始更多地出現(xiàn)，這一時期有不少石刻星圖繪制得都比較精確，如五代吳越錢元瓘墓星圖以及宋代淳祐年間（1241—1252）繪制記錄元豐年間（1078—1085）觀測結(jié)果的蘇州石刻天文圖（圖5）。另外，《新儀象法要》中所附星圖也是另一份重要的宋代星圖，它分兩套共計五幅，第一套由兩幅“橫圖”和一幅“圓圖”組成。“橫圖”一幅為東方和北方、自角宿至壁宿;一幅為西方和南方，自奎宿至軫宿，“圓圖”則為北天極紫微垣內(nèi)的天區(qū)，這樣通過三幅圖就完整地展現(xiàn)了全天的星空。

《新儀象法要》星圖的第二套由兩幅“圓圖”組成，皆以赤道為界，以南北天極為中心，將天球南北兩部分?jǐn)r腰截斷，分別投影繪制在二幅“圓圖”上，這與現(xiàn)今星圖的繪制方法已經(jīng)相當(dāng)接近，可以稱其為“雙圓圖”（圖6）。據(jù)蘇頌所言：“今仿天形，為俯仰兩圓圖。以蓋言之，則星度并在蓋外，皆以圓心為極，自赤道而北為北極內(nèi)官星圖，赤道而南為南極外官星圖。兩圖相合，全體渾象，則星宮闊狹之勢與天吻合，以之占候，則不失毫厘矣。”

宋元是中國傳統(tǒng)天文學(xué)發(fā)展的高峰時期，制作有大量的天文儀器，星象觀測活動也持續(xù)不斷。宋代景祐、皇祐、元豐等時期都曾進(jìn)行過系統(tǒng)的恒星觀測，前面提到的《新儀象法要》星圖就得益于元豐年間的恒星觀測。雖然目前還留存有諸如《新儀象法要》星圖、蘇州石刻星圖等這樣的宋代星圖精品，但保存至今的宋代寫實(shí)科學(xué)星圖的數(shù)量和種類還是比較有限的。

至于元代，基本上沒有星圖實(shí)物遺留下來，但這不意味著元代就沒有繪制過星圖。在元世祖忽必烈時期，西域人札馬魯丁曾進(jìn)呈有七件西域儀器，其中就包括阿拉伯天球儀和阿拉伯星盤，因此阿拉伯天文和星象知識也能得以傳入中國，其中就包括了將恒星亮度進(jìn)行分等的方法。天文學(xué)家郭守敬在進(jìn)行《授時歷》的編修過程中，也開展了恒星測定工作，編有《新測二十八舍雜座諸星入宿去極》和《新測無名諸星》等星表，這些也都是與星圖繪制相關(guān)的工作。郭守敬的星圖雖然沒有實(shí)物和完整文獻(xiàn)保存下來，但這些工作卻在明代一些星圖中得到了很好的體現(xiàn)。

明清兩代距今年代不遠(yuǎn)，因此不少星圖得以留存。其中，明代星圖在形式上開始呈現(xiàn)出了多樣性，既有常熟石刻星圖這樣的碑石，也有大量官方及民間的抄本和刊本，此外星圖卷軸、建筑藻井星圖等亦有不少。尤其是嘉靖和萬歷之后，隨著社會實(shí)學(xué)思潮的興起以及天文歷法禁令的松弛，各式的星圖開始大量涌現(xiàn)，而這些星圖大都繼承了此前宋元星圖的風(fēng)格和特征。

另外，明末西方傳教士來華，也將西方的星圖繪制技術(shù)帶到了中國。特別是崇禎二年（1629）之后，由徐光啟（1562—1633）領(lǐng)導(dǎo)開展了大規(guī)模翻譯西方天文學(xué)和數(shù)學(xué)著作的活動，歷局等官方天文機(jī)構(gòu)因此繪制了多種不同類型中西合璧的全天星圖，如《見界總星圖》、《赤道南北總星圖》和《黃道南北總星圖》等（圖7），這些星圖的繪制利用了基于西方幾何學(xué)和投影技術(shù)的繪圖方法。

清代的官方星圖傳世也頗多，乾隆及之前的官方星圖大多為供職于欽天監(jiān)的來華傳教士根據(jù)西方的星表繪制而成。道光朝之后，傳教士撤出欽天監(jiān)，官方星圖的繪制工作開始完全由欽天監(jiān)的中國官生來主導(dǎo)。此外，清代私人繪制的星圖也不少，這其中既有完全依據(jù)傳統(tǒng)方法的，也有采用西方投影方法的。

明清時期，也有一些在不同領(lǐng)域有著特殊用途的星圖，比如航海星圖。在古代航海中，星象指認(rèn)常被用于定向和導(dǎo)航。中國古代的航海事業(yè)曾一度相當(dāng)發(fā)達(dá)，累有豐富的航海天文知識，但出于各種原因，與航海天文相關(guān)的典籍及星圖保存至今的卻十分有限。其中，有代表性的包括《鄭和航海圖》、《順風(fēng)相送》和《指南正法》，這些文獻(xiàn)中就分別介紹有“牽星術(shù)”和“觀星法”兩種常用的天文引航方法。

在明代兵書《武備志》中繪有《鄭和航海圖》，記載了鄭和寶船從長江口出海至南亞和東非諸國的航海線路、指南針方位以及航程等信息。其末尾所繪的四幅“過洋牽星圖”，分別給出蘇門答臘、錫蘭山（古國名，今斯里蘭卡）、忽魯謨斯（今波斯灣地區(qū)）、沙姑馬山和丁得把昔等五個地點(diǎn)不同星宿的地平高度值（通過觀測恒星的地平高度，就可以推算出該地的地理緯度）。古人利用“牽星術(shù)”進(jìn)行觀測，就能判斷船舶是否處于與這五個地方緯度相同的位置。

不過，“牽星術(shù)”雖然可以確定船舶的緯度，但其經(jīng)向的定位，則只能依據(jù)指南針位和航程來估算。當(dāng)然除了指南針，通過觀測恒星的出沒方位，也可以用以確定方向。比如，明朝中后期的航海手冊《順風(fēng)相送》中，就有所謂的“觀星法”，其中提到“北斗出在丑癸，入在壬亥。華蓋出在癸，入在壬。燈籠骨出在巳丙，入在丁未”。這屬于利用星象來判斷夜間的方位，以校正船舶航向的方法，其中的“丑癸”“壬亥”等就是古人采用四卦、八干、十二支組成地羅經(jīng)的二十四個方位。

三 作為文化紐帶的古星圖

在“書同文”的歷史與社會大背景下，中國發(fā)展出了極具特色的“東方天文學(xué)體系”，這在東亞地區(qū)長期以來有著很強(qiáng)的文化認(rèn)同。同時，東亞文明間的天文學(xué)交流與會通，也進(jìn)一步促使了整個東方天文學(xué)傳統(tǒng)的形成。在星圖方面，中國古代的星圖曾傳播至日本和朝鮮半島等地區(qū)，構(gòu)筑了整個東亞地區(qū)共有的獨(dú)特星象體系，這也是古代科學(xué)與文化傳播的重要紐帶之一。不少朝鮮星圖實(shí)際上還保留有中國更早期星圖的一些痕跡，這對我們研究中國早期的星圖也有所裨益。此外，日本的星圖在中國星圖的基礎(chǔ)上，也發(fā)展出了一些自己的特征。

中國與朝鮮半島陸地接壤，交通便利，在科技和文化等方面自古就有十分密切的交流，朝鮮歷代統(tǒng)治者也都十分重視從中國學(xué)習(xí)天文知識。高句麗晚期的墓室壁畫中就有源自中國中原地區(qū)的四神和日月星辰等圖案。另據(jù)文獻(xiàn)記載，公元692年，僧人道昭曾將唐代的天文圖傳至新羅，這也是中朝之間最早關(guān)于星圖交流的文字記載。

朝鮮李朝初期，太祖李成桂重刻了七世紀(jì)高句麗從中國得到的一塊石刻天文圖，將其命名為“天象列次分野之圖”，這也在朝鮮歷史上影響最廣的一幅中國傳統(tǒng)星圖。十七世紀(jì)之后，隨著西學(xué)的傳入，戴進(jìn)賢的《黃道總星圖》在朝鮮也流傳頗廣，《新舊天文圖》《新法天文圖》等星圖皆受到其影響。

中朝兩國的星官體系基本相同，皆是以陳卓的三家星官和丹元子《步天歌》的二百八十三官一千四百六十四星為依據(jù)。古代朝鮮星官的圖形、星數(shù)及相對位置也絕大部分與中國傳統(tǒng)星官相同，但在某些星官的圖形上，也存有一些差別，其中差異比較明顯的大約有三十馀個，如八谷和翼宿等（圖8）。不過，若是將朝鮮星官與敦煌星圖等中國早期星圖相比，這其中的差異則要更小。也就是說，不少朝鮮星官的圖形實(shí)際上是保留有中國更早時期星官的痕跡。

歷史上中日兩國在政治、經(jīng)濟(jì)、文化和科技方面的交流延續(xù)了兩千多年，在十六世紀(jì)之前，日本的天文學(xué)基本上都是源自中國的傳統(tǒng)天文學(xué)。甚至長期以來，日本都是直接使用中國的歷法，并且按中國的體制建立官方的天文機(jī)構(gòu)。在星圖方面，日本也明顯受到中國文化和朝鮮文化的巨大影響，七世紀(jì)至八世紀(jì)的日本高松冢和龜虎古墳中的天文圖壁畫就幾乎與早期中國中原地區(qū)和朝鮮半島地區(qū)的墓室天文壁畫如出一轍。

自公元894年，日本停止委派遣唐使來華，中日的文化交流開始減少，日本也因此逐步形成了其本國獨(dú)特的文化，這一時期日本的星圖在中國星圖的基礎(chǔ)上，也發(fā)展出了一些自己的特征，如已知日本傳世最早的紙本星圖《格子月進(jìn)圖》。

在德川幕府統(tǒng)治的江戶時期，中日的文化交流又開始頻繁起來，大量的中文書籍被銷往日本，這其中就有不少含有天文和星圖知識的著作，其中在日本影響較大的就有《事林廣記》、《三才圖會》和《管窺輯要》等（圖9）。這些書在日本也被大量重刊并廣泛流傳，如和刻本的《事林廣記》就介紹有北宋蘇頌《新儀象法要》中的中國傳統(tǒng)星圖，和刻本《校正天經(jīng)或問》則基于清朝游藝的《天經(jīng)或問》，介紹了當(dāng)時已經(jīng)傳入中國的一些西方天文和星圖知識。另外，朝鮮李朝的“天象列次分野之圖”在當(dāng)時的日本影響也頗大。

日本元祿年間（大約相當(dāng)于清代康熙中期），日本天文學(xué)家涉川春海和涉川昔尹父子進(jìn)行了一系列的星象觀測，繪成了日本人自己最早創(chuàng)制的星圖“天文成象圖”，并且在其所撰《天文瓊統(tǒng)》中，對中國的星座體系進(jìn)行了補(bǔ)充，增加了六十多個星官，形成了日本自己的三百〇八星官系統(tǒng)。

（作者單位：中國科學(xué)院自然科學(xué)史研究所）