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古代天文學

鎖定
曆法與天文學的發展是緊密相聯的,中國是世界上產生天文學最早的國家之一,也是最早有曆法的國家之一。遠在5000多年前,中國就有了《陰陽曆》,每年366天。商代(公元前1600年~公元前1066年)時期,已有專門的官員負責天文曆法,當時採用的是《陰陽合曆》,將閏月放在歲末,稱為“十三月”。西周(公元前1066年~公元前771年)時期,天文學家用圭、表測量日影,確定冬至、夏至和一年的二十四個節氣,來指導農牧業生產。
中文名
古代天文學
出現時間
5000多年前
最早出現國家
中國
發展時期
西漢

古代天文學起源

西漢(公元前206年~公元23年)漢武帝時,命令官員在古歷的基礎上重新制定了新的歷法——《太初曆》(公元前104年成書),沿用200餘年。東漢(公元25年~公元220年)初年,國家又制定了《四分曆》。魏晉南北朝(公元220年~公元518年)時期,祖沖之制定《大明曆》,首次將歲差計算入內,每年365.2428天,與現在的精確測量值僅相差52秒。
詞典 詞典
唐代(公元618年~907年)著名天文學家僧一行經過數年的測量後製定了中國歷史上最全面最詳盡的曆書——《大衍曆》。該書共七部分,包括:計算朔月,望月的方法,計算二十四節氣及晝夜長短的方法,計算太陽,月亮運動,計算五大行星的運動,七十二侯,六十四卦,以及預測日食月食等。這個曆法對中國曆法史影響很大,在明末採用西歐方法編歷之前,歷次修訂曆法都是仿照它的結構進行的。
北宋時期(公元960年~公元1127年)沈括制訂了依據時令氣節而定的《十二氣節歷》,撤銷閏月,與現行的公曆主張一致。元朝(公元1279年~公元1368年)郭守敬在實際觀測的基礎上,吸取了前人的經驗,加上自己的創見,編訂了中國最優秀的歷法《授時歷》。廢除了上元積年的日法,創立了招差法,孤矢割圓術,精確而圓滿地解決了古歷中定朔、閨月安排,二十四節氣安排,預推日、月食日期、時刻和見食情的四個主要問題。
從明朝(公元1368年~公元1644年)萬曆年間開始,中國曆法引入西學,清代(公元1644年~公元1911年)初期順治時,德國傳教士湯若望等人編制《時憲曆》。公元1912年,中國開始使用公曆,但同時使用農曆,其實質上仍是《時憲曆》。
上古人們認為宇宙有一位至高無上的主宰,稱為“帝”或“上帝”。在上古文獻裏,天和帝常常成為同義詞自然現象各有它的人格化的主持者,如風師謂之飛廉,雨師謂之屏翳,雲師謂之豐隆,日御謂之羲和,月御謂之望舒。(這些名字,主要用作古詩賦中的辭藻。)可刪,因為“豐隆”、“羲和”、“望舒”在《黃帝內經》中用以論述自然界氣候變化對人體的影響。
出於農耕民族掌握四季變化的需要,古人觀測天象是很勤的,殷商時代的甲骨文就有了某些星名和日食、月食的記載,《尚書》、《詩經》、《春秋》、《左傳》、《國語》、《爾雅》等書有許多關於星宿的敍述和豐富的天象記錄,史記有《天官書》,《漢書》有《天文志》。
古人的天文知識不僅豐富,而且也很普及。明末顧炎武在《日知錄》裏説:
“三代以上,人人皆知天文。“七月流火”,農夫之辭也。“三星在户”,婦人之語也。“月離於畢”,戍卒之作也。“龍尾伏辰”,兒童之謠也。後世文人學士,有問之而茫然不知者矣。”

古代天文學基本概念

古代天文學 古代天文學
以下介紹七政五緯、二十八宿四象、三垣、十二次、分野等天文基本概念。
一、七政五緯:古人把日月和金木水火土稱七政,也叫七曜。其中金木水火土合起來又稱五緯。
金星古稱明星,又名太白,這是因為它光色銀白,亮度特強。《詩經》的“子興視夜,明星有燦”(《鄭風·女曰雞鳴》),“昏以為期,明星煌煌”(《陳風·東門之楊》)都是指金星説的。金星黎明見於東方叫“啓明”,黃昏見於西方叫“長庚”。
木星常稱為歲星,簡稱歲
水星又叫辰星。
火星古名熒惑。
土星又叫鎮星或填星
需要注意的是,先秦古籍中談到天象時所説的水並不是指行星中的水星,而是指恆星中的定星(營室),即室宿,在西方則為飛馬坐的αβ兩星。如《左傳莊公十九年》 “水昏而正栽”。先秦古籍中談到天象時所説的火也不是指行星中的火星,而是恆星中的大火,特指心宿二,在西方則天蠍座的α星,如《詩經》中的“七月流火”。
二、二十八宿、四象
古人觀測日月五星的運行是以恆星為背景的,因為恆星相互間的位置相對穩定不變,可以用它們來做日月五星運行所到的位置。古人選取黃道赤道附近的二十八星宿作為座標。下面先介紹一下黃道、赤道。
黃道是古人假想的太陽週年運行軌道。地球沿着自己的軌道國境線太陽公轉,從地球軌道不同的位置上看太陽,則太陽在天球(為研究天文而假想的,通常是以地球為中心,無限長為半徑的球體)上的投影的位置也不盡相同。這種視位置的移動叫做太陽的視運動,太陽週年的視運動軌跡就是黃道。
赤道不是指地球的赤道,而是指天球赤道,就是地球赤道在天球上的投影。
星宿不是一顆星,而是鄰近若干得的集合。古人把比較靠近的幾顆恆星聯繫起來,東西南北各有七宿,每七宿,想象成一種動物,稱為二十八宿:
東方蒼龍:角亢氐房心尾箕
北方玄武:鬥牛女虛危室壁
西方白虎:奎婁胃昴畢觜參
南方朱雀:井鬼柳星張翼軫
(亢音kàng, 氐音dī,箕音jī,昴音mǎo,觜音zī,參shēn,軫zhěn)。蒼龍玄武、白虎和朱雀稱為四象。玄武是一種龜蛇合體的動物。
古人以二十八宿來觀測日月和五個行星的運行。瞭解了這一點,古書上的一些內容就不難懂了。《尚書》“月離於畢”指的是月亮附於畢宿(離通麗,附着的意思);《論衡》“熒惑守心”指的是火星位於心宿;《詩經》“太白食昴”指金星遮蔽了昴宿
二十八宿不僅用於觀測日月五星,有的還是古人測定歲時季節的觀測對象。上古時代,人們認為初昏時參宿在南方就是春季正月,心宿在正南方就是夏季五月等。另外,古人還按上述二十八宿為主體,把黃道附近的一周天按照由西向東的方向分為28個不等分。所以在這個意義上説,二十八宿就意味着28個不等分的星空區域了。
三、三垣
古代對星空的分區,除了二十八宿以外,還有所謂三垣。既然紫微垣太微垣天市垣
古人在黃河流域的北天上空,以北極星為標準,集合周圍其它各星,合為一區,名曰紫微垣。在紫微垣外,在星張翼軫以北的星區是太微垣;在房心箕斗以北的星區是天市垣。
北斗七星在古代天文也佔有重要地位。北斗是由天樞天璇天璣天權玉衡開陽搖光七星組成的。古人把這七星聯繫起來想像成舀酒的鬥形。天樞、天璇、天璣、天權為鬥身,古曰魁;玉衡、開陽、搖光為斗柄,古曰杓。北斗七星屬於大熊座
古人很重視北斗,因為可以利用它來辨方向,定季節。把天璇、天樞連成直線並延長五倍距離,就可以找到北極星,而北極星是北方的標誌。北斗星在不同的季節和夜晚不同的時間,出現在於天空不同的方位。人們看起來它在圍繞着北極星轉動,所以古人又根據初昏時斗柄所指的方向來決定季節:斗柄指東,天下皆春;斗柄指西,天下皆秋;斗柄指南,天下皆夏;斗柄指北,天下皆冬。
四、十二次
古人為了説明日月五星的運行和節氣的變換,黃道附近一周天按照由西向東的方向分為十二等分,稱為十二次。每次中都有二十八宿中的某些星宿作為標誌。由於十二次是等分的,而二十八宿廣狹不一,所以十二次各次的起止界限不能宿與宿之間的界限一致,有些宿是跨屬於相鄰的兩個次的。列表如下:
十二次 二十八宿
1.星紀 鬥牛女
2.玄枵 女虛危
3.諏訾 危室壁奎
4.降婁 奎婁胃
5.大梁 胃昴畢
6.實沈 畢觜參井
7.鶉首 井鬼柳
8.鶉火 柳星張
9.鶉尾 張翼軫
10.壽星 軫角亢氐
11.大火 氐房心尾
12.析木 尾箕斗
枵音xiao1, 諏訾音zou1 zi1

古代天文學古代天文人物

發展歷史
中國最早的天象觀察,可以追溯到好幾千年以前。無論是對太陽、月亮、行星、彗星、新星、恆星,以及日食和月食、太陽黑子日珥流星雨等罕見天象,都有着悠久而豐富的記載,觀察仔細、記錄精確、描述詳盡、其水平之高,達到使今人驚訝的程度,這些記載至今仍具有很高的科學價值。在中國河南安陽出土的殷墟甲骨文中,已有豐富的天文象現的記載。這表明遠在公元前14世紀時,我們祖先的天文學已很發達了。舉世公認,中國有世界上最早最完整的天象記載。中國是歐洲文藝復興以前天文現象最精確的觀測者和記錄的最好保存者。

古代天文學天文人物

落下閎(公元前140-前87年)中國西漢時期天文學家,以歷算和天文學的傑出成就著稱於世,為我國最早的歷算學家。漢武帝元封年間為了改革曆法,徵聘天文學家,他與他人合作創制新曆法,優於其他曆法,被漢武帝採用,稱《太初曆》,共施行189年,是中國歷史上有文字可考的第一部優良曆法, 《太初曆》採用的歲首和科學的置閏法,我國的陰曆一直沿用至今。落下閎是渾天説的創始人之一,經他改進的赤道式渾天儀,在中國用了2000年。在天文學史上首次準確推算出135月的日、月食週期,即11年應發生23次日食。根據這個週期,人類可以對日、月食進行預報,並可校正陰曆。 [1] 
張衡(公元78—139年),我國東漢時期偉大的科學家、文學家、發明家和政治家,在世界科學文化史上樹起了一座巍巍豐碑。在天文學方面,他發明創造了“渾天儀”(公元117年),是世界上第一台用水力推動的大型觀察星象的天文儀器,著有《渾天儀圖注》和《靈憲》等書,畫出了完備的星象圖,提出了“月光生於日之所照”科學論斷
張衡在太史令任內,積極從事理論研究工作,系統觀測天體運行,著《靈憲》等書,創制渾天儀,且在曆法方面也有所研究。 《靈憲》是張衡積多年的實踐與理論研究寫成的一部天文鉅著,也是世界天文史上的不朽名作。該書全面闡述了天地的生成、宇宙的演化、天地的結構、日月星辰的本質及其運動等諸多重大課題,將我國古代的天文學水平提升到了一個前所未有的新階段,使我國當時的天文學研究居世界領先水平,並對後世產生了深遠的影響。
郭守敬(1231-1316),中國古代傑出的八大科學家一。為了精確彙集天文數據,以備制定新的歷法,郭守敬花了兩年時間,精心設計製造了一整套天文儀器,共13年,其中最有創造性的有3件:高表及其輔助儀器,簡儀仰儀。郭守敬根據觀測的結果,於公元1280年3月,制訂了一部準確精密的新曆法《授時歷》。這部新曆法設定一年為365.2425天,比地球繞太陽一週的實際運行時間只差26秒。歐洲的著名曆法《格里曆》也規定一年為365.2425天,但是《格里曆》是公元1582年開始使用的,比郭守敬的《授時歷》晚了整整300年。郭守敬在天文曆法方面的著作有14種,共計105卷。直到很晚,世界各國的科學界才逐漸瞭解他
甘德,戰國時楚國人。經過長期的天象觀測,甘德與石申各自寫出一部天文學著作。後人把這兩部著作結合起來,稱為《甘石星經》,是現存世界上最早的天文學著作。書裏記錄了八百顆恆星的名字,其中一百二十一顆恆星的位置已被測定,是世界最早的恆星表。書裏還記錄了木、火、土、金、水等五大行星的運行情況,並指出了它們出沒的規律。
石申,戰國時代魏國天文學、占星學家,著有《天文》八卷、《渾天圖》等。石申曾系統地觀察了金、木、水、火、土五大行星的運行,發現其出沒的規律,記錄名字,測定一百二十一顆恆星方位,數據被後世天文學家所用。《甘石星經》在宋代失傳,今天只能從唐代《開元佔經》裏見到它的片斷摘錄。它比希臘天文學家伊巴谷測編的歐洲第一個恆星表早二百年,《甘石星經》在我國和世界天文學史上都佔有重要地位。
張遂(一行)(683年-727年),唐朝高僧,著名的天文學家。主要成就是主持編制《大衍曆》,製造天文儀器、觀測天象和主持天文大地測量等方面均有重要的貢獻。 糾正了我國古天文算學著作——《周髀算經》關於子午線“王畿千里,影差一寸”的錯誤計算公式,對人們正確認識地球做出了重大貢獻。他設計製造了黃道遊儀渾儀、復矩等天文測量儀器。
祖沖之,南北朝天文學家祖沖之除了研究數學外,祖沖之還非常注重天文學的研究。他發現前代的歷法不夠精確,採用曆法推算出來的天象有時與實際天象不符。於是,祖沖之博覽古歷,在吸取前代曆法精華的基礎上,根據自己長期觀測天象的結果,於33歲時創制了《大明曆》。在《大明曆》中,祖沖之首次引入了歲差,還採用了391年設置144個閏月的精密的新閏周。這些做法,都是對前代曆法的重大改革。他在《大明曆》中所採用的一個迴歸年的天數,跟現代科學測定的天數只相差50多秒;採用的一個交點月的天數,跟現代科學測定的相差不到1秒;在制歷過程中,他發明了用圭表測量冬至前後正午時日影長度以定冬至時刻的方法,這個方法為後世長期採用。
沈括是北宋時期一位多才多藝的科學家,他不僅精通地理,而且對天文、數學、醫學、農業等學科也頗有研究。30多歲時,他在參中編校昭文館書籍的工作中,開始學習和研究天文學。他注重實際觀測,通過學習和實踐,他認識到歲差現象引起天象的變化是一種自然規律;他解釋月亮是因為受太陽光照射發光而產生圓缺變化;他科學而生動地描述了常州隕石的墜落過程,並準確地判斷出其成分是鐵;他還注意到行星的視運動有往復現象。
後來,沈括在主管司天監工作期間,致力於整頓機構,強調實際觀測,添置了新的天文儀器。在製造新渾儀時,他對傳統的渾儀結構進行改進,簡化渾儀的方向。為了測定北極星北天極之間的距離,沈括親自參加觀測,每天上半夜、午夜和下半夜各觀測一次,連續堅持了三個月,畫了二百多張圖,斷定出北極星離北天極“三度有餘”。
徐光啓(1562—1633)是我國明末著名的科學家,是第一個把歐洲先進的科學知識介紹到中國的人。崇禎帝授權徐光啓組織歷局,重新編歷。徐光啓力主在研究中國古代曆法的同時,參用西曆,吸收西方先進的科學知識,請了三位傳教士參與此工作,編譯成了《崇禎曆書》。這本系統介紹歐洲天文學知識的鉅著,包括了歐洲古典天文學理論、儀器、計算和測量方法等。在編歷中,他還注重歐洲天文學知識的介紹和西方觀測儀器的引進等工作。他所主持的編歷工作,為中國天文學古代向現代發展奠定了一定的基礎。
王貞儀(1768—1797),字德卿,生於江寧府上元縣(今南京),籍貫安徽天長,清代著名女科學家。王貞儀撰寫的《月食解》一文,精闢地闡述了月食發生、月食和月望以及食分深淺等知識。她總結了中國古代數學成就和西方籌算法,寫下了當時的科普書,《勾股三角解》《歷算簡存》《籌算易知》《象數窺餘》等等。她是世界上唯一一個從宇宙宏觀與微觀結合來理解“天圓地方”這個概念的。她還弄清楚了日食、月食的形成原理,並寫下了《月食解》。不僅語言直白,還有配圖,一目瞭然。著有《西洋籌算增刪》一卷、《重訂策算證訛》一卷、《象數窺餘》四卷、《術算簡存》五卷、《籌算易知》一卷。
李善蘭(1811—1882年),清代天文學家、數學家。在天文學方面,他翻譯了赫歇耳的《天文學綱要》一書,名為《談天》,於1859年出版。書中介紹了哥白尼的學説,李善蘭在序言中闡述了自己的觀點,説明日心體系和行星運動中的橢圓定律等是客觀存在,他還批判了前人對哥白尼日心説的攻擊。他對天體橢圓軌道運動等的解算進行過研究,提出了自己獨特的解算法,其中最主要的是他第一次在中國使用了無窮級數的概念來求解開普勒方程。他的著譯甚多,他曾將自己主要的天文、算學著作彙編成《則古昔齋算學》一書。 [1] 
中國是世界上天文學起步最早、發展最快的國家之一,天文學也是中國古代最發達的四門自然科學之一,其他包括農學、醫學和數學,天文學方面屢有革新的優良曆法、令人驚羨的發明創造、卓有見識的宇宙觀等,在世界天文學發展史上,無不佔據重要的地位。 中國古代天文學從原始社會就開始萌芽了。公元前24世紀的帝時代,就設立了專職的天文官,專門從事“觀象授時”。早在仰韶文化時期,人們就描繪了光芒四射的太陽形象,進而對太陽上的變化也屢有記載,描繪出太陽邊緣有大小如同彈丸、成傾斜形狀的太陽黑子
公元16世紀前,天文學在歐洲的發展一直很緩慢,在從2世紀到16世紀的1000多年中,更是幾乎處於停滯狀態。在此期間,中國天文學得到了穩步的發展,取得了輝煌的成就。中國古代天文學的成就大體可歸納為三個方面,即:天象觀察、儀器製作和編訂曆法。

古代天文學國外對比

外國古代把黃道南北各八度以內的空間稱為黃道帶,也自西向東分為十二等分。起止界限與中國的十二次略有差異,大致對照如下:
十二次 黃道十二宮
1.星紀 摩羯宮
2.玄枵 寶瓶宮
3.諏訾 雙魚宮
4.降婁 白羊宮
5.大梁 金牛宮
6.實沈 雙子宮
7.鶉首 巨蟹宮
8.鶉火 獅子宮
9.鶉尾 室女宮
10.壽星 天秤宮
11.大火 天蠍宮
12.析木 人馬宮
古人創立十二次主要有兩個用途:第一:用來指示太陽所在的位置,以説明節氣的變換,例如太陽在星紀中交冬至,在玄枵中交大寒。第二,用來説明歲星(木星)每年運行所到的位置,並拒以紀年,例如説某年“歲在星紀”,次年在“歲在玄枵”等。
十二次的名稱,多和各自所屬的星宿有關。例如大火是次名,同時又是心宿的星名。鶉首、鶉火、鶉尾,其所以名鶉,顯然又和南方朱雀有關,朱雀七宿也正屬於這天宿內。
五、分野
古人是把天上的星宿和地上的州域聯繫起來看的。在春秋戰國時代,人們根據地上的區域來劃分天上的星宿,把天上的星宿分別指配於地上的州圖,使它們相互對應。説某星是某國的分星,某某星宿是某某州國的分野,這種看法,即是“分野”的概念。
古人的建立分野的目的在觀察天象,以占卜地上所配州國的吉凶。《論衡》中談到熒惑守心時就説:“熒惑,天罰也;心,宋分野也。視當君。”對野有了瞭解,就可以知道古代作家在寫到某地區時會連寫到這個地區相配的星宿。如庚信《衷哀江南賦》:以鶉首而賜秦,天何為而此醉,王勃滕王閣序》,“星分翼軫”,李白蜀道難》“捫參歷井”。指的就是所描繪的地方的星宿分野。
古代是把天象的變化和人事的吉凶聯繫到一起的。如日食是上帝對當政者的警告,彗星的出現象徵關兵災。歲星正常運行到某某星宿,則地上與之相配的州國就會五穀豐登,而熒惑運行到某一星配,這個地區就會有災禍等。古人還認為,一些天象的變化還是水旱、饑饉、疾疫、盜賊等自然、社會現象的預兆。
參考資料