凝望蒼穹4000年

陳典

中國傳統(tǒng)天文星宿圖

得益于古人的詳細(xì)記錄，中國千百年來積累了大量寶貴的天文數(shù)據(jù)，即使在現(xiàn)代，很多觀測數(shù)據(jù)仍然具有非常重要的研究意義。例如，世界上第一顆被發(fā)現(xiàn)的彗星的近似軌道，就是根據(jù)中國古人的觀測推算出來的。

中國古代天文學(xué)萌芽于新石器時(shí)代，當(dāng)時(shí)的先民注意到物候現(xiàn)象（受氣候、水文、土壤等環(huán)境影響，動植物出現(xiàn)的以年為周期的自然現(xiàn)象）和天象（天文現(xiàn)象）的周期變化密切相關(guān)，于是開始觀察日月星辰等天象，并利用植物的生長和動物的行蹤等自然變化來判斷季節(jié)。例如，中國出土的許多彩陶上，都繪有太陽和月亮的圖案，這反映出中國古人原始樸素的天文學(xué)觀念。

復(fù)原后的陶寺觀象臺

春秋戰(zhàn)國時(shí)期，齊國人甘德和魏國人石申是當(dāng)時(shí)的天文學(xué)家。甘德是木衛(wèi)三的最早發(fā)現(xiàn)者，著有《天文星占》等；石申曾系統(tǒng)地觀察了金、木、水、火、土五大行星運(yùn)行規(guī)律，測定了121 顆恒星方位，撰述《天文》等。后人把甘德與石申各自寫出的天文學(xué)著作結(jié)合起來，稱為《甘石星經(jīng)》，是世界上現(xiàn)存最早的天文學(xué)著作。

雖然物候與太陽運(yùn)動有關(guān)，但是由于氣候多變，不同年份、相同的物候特征往往會相差幾天甚至更長時(shí)間。因此，僅僅通過物候來判斷季節(jié)顯然不夠準(zhǔn)確。于是，人們改用《尚書》（中國最早的一部歷史文獻(xiàn)匯編，被列為儒家經(jīng)典之一，已流傳2000多年）中所記載的“觀象授時(shí)”，即用日月星辰的運(yùn)行規(guī)律來判定季節(jié)。

例如，在山西陶寺遺址發(fā)現(xiàn)了距今4000多年的古觀象臺，這比英國的巨石陣觀測臺早了近500年，是目前發(fā)現(xiàn)的世界上最早的天文臺。陶寺觀象臺由13 根夯（hāng）土柱組成，呈扇形輻射排列。古人通過土柱間的12道縫隙，從觀測點(diǎn)觀察日出方向，從而確定當(dāng)時(shí)的節(jié)氣，安排農(nóng)事。

中國進(jìn)入夏商周時(shí)期，天文學(xué)發(fā)展突飛猛進(jìn)。河南安陽商代后期都城遺址（又名殷墟，距今3300多年）出土的甲骨中保存了大量天文觀測資料。其中，有多次日食、月食、日珥（在太陽的色球?qū)由袭a(chǎn)生的一種非常強(qiáng)烈的太陽活動）和新星（偶然出現(xiàn)在天空的明亮星星）的記錄，也有對大火（星宿名）、鳥星（星宿名）、歲星（古代指木星）、彗星的記載。

歷法是為了配合生活需要，根據(jù)天象制定的計(jì)算時(shí)間的方法。當(dāng)人們對天文規(guī)律，尤其是北回歸線的位置有了更多的了解，就可以推斷季節(jié)和節(jié)氣，古代的歷法也就應(yīng)運(yùn)而生了。

商朝的天文學(xué)家將每個月分為三旬，每旬為10日，這和現(xiàn)在基本一致。商朝采用陰陽歷——將一年分為12個月，而閏年則有13個月。例如，今年是農(nóng)歷癸卯兔年，就有閏二月。

在春秋戰(zhàn)國時(shí)期，百家爭鳴，中原大地上曾流行過各個諸侯國頒布的歷法，林林總總，有黃帝、顓（zhuān）頊（xū）、夏、商、周、魯6 種歷法。它們的回歸年都是365 天，但定義每年的首月首日各有差別。

太陽由內(nèi)到外分為核心區(qū)、輻射區(qū)、對流區(qū)，最外層則是大氣。太陽大氣分為光球?qū)?、色球?qū)雍腿彰釋樱ɡL圖/ 魏欣）

此時(shí)，古人對天象變化也有了完整的記錄。我們熟悉的哈雷彗星，是從地球上唯一能用肉眼直接看到的短周期彗星。其實(shí)，早在公元前613年，中國文獻(xiàn)中就有“秋七月，有星孛（bó）入于北斗”的記載，這是世界上最早對哈雷彗星的描述。

在兩漢時(shí)期，人們對宇宙的認(rèn)識不斷深化。東漢著名科學(xué)家張衡提出了“渾天說”來反對之前倡導(dǎo)天圓地方的“蓋天說”，認(rèn)為天在外、地在內(nèi)，天是一個圓球，把地包在里面。其后，又有學(xué)者提出“宣夜說”，主張?zhí)炜諢o邊無際，日月星辰在虛空中漂浮，模糊地提出了宇宙的無限性，正和我們?nèi)缃裾J(rèn)識到的宇宙一樣。

漢代出現(xiàn)了許多新的天文觀測儀器。依靠這些天文觀測儀器，古人發(fā)現(xiàn)月亮并不是勻速運(yùn)動，而是有遲疾和進(jìn)動；而且不只是月亮，太陽和金、木、水、火、土五大行星的運(yùn)動都不是均勻的。

例如，渾儀是一種用于觀測天象、顯示天地關(guān)系及日月星辰運(yùn)行軌道的中國傳統(tǒng)天文儀器。它的創(chuàng)制和使用與“渾天說”密切相關(guān)。

北京古觀象臺中的渾儀（攝影/ 知力記者 高琳）

渾儀分外、中、內(nèi)三層。外層為六合儀、中層為三辰儀、內(nèi)層為四游儀（繪圖/ 張玲）

“蓋天說”示意圖（繪圖/ 魏欣）

“渾天說”示意圖（繪圖/ 魏欣）

北宋時(shí)期，中國迎來了天文儀器的高速發(fā)展。其中特別值得一提的是北宋天文學(xué)家蘇頌和北宋天文儀器制造家韓公廉所造的水運(yùn)儀象臺。這是一個集古代渾儀、渾象（表現(xiàn)天體運(yùn)動的演示儀器）與報(bào)時(shí)裝置于一身而又以水運(yùn)推動的大型天文儀器，絕對算是當(dāng)時(shí)技術(shù)綜合程度最高、設(shè)計(jì)理念最先進(jìn)的大型機(jī)械裝置（關(guān)于蘇頌以及水運(yùn)儀象臺可見2022年《知識就是力量》7月刊）。

中國古人對天文學(xué)進(jìn)行著孜孜不倦的探索。如今的我們透過“中國天眼”“中國復(fù)眼”等高科技天文觀測儀器，凝望那片先輩仰望過的蒼穹，接續(xù)他們不朽的科學(xué)精神，璀璨星空中有更多奧秘等待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)！。

1279年，元代著名天文學(xué)家郭守敬在渾儀的基礎(chǔ)上創(chuàng)制了簡儀。簡儀消除了渾儀中圈環(huán)互相遮擋的缺點(diǎn)，突出了赤道裝置的觀測。

北京古觀象臺銅制簡儀（攝影/ 知力記者 高琳）

水運(yùn)儀象臺結(jié)構(gòu)圖

圭表是中國古代根據(jù)日影長度變化測定季節(jié)、劃分四季和推算歷法的工具。正午，表的日影落在圭的刻度上，根據(jù)表影的長度可以測定節(jié)氣，推算歷法等。

北京古觀象臺中的圭表（攝影/ 知力記者 高琳）

中國古人對天文學(xué)進(jìn)行著孜孜不倦的探索。如今的我們透過“中國天眼”“中國復(fù)眼”等高科技天文觀測儀器，凝望那片先輩仰望過的蒼穹，接續(xù)他們不朽的科學(xué)精神，璀璨星空中有更多奧秘等待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)！。

（責(zé)任編輯 / 高琳 美術(shù)編輯 / 周游）