中国古代的天文学成就.doc

24第二章中国古代的天文学成就、二十八宿起源之谜、夏商周三代起始之谜解读我国古代天文学是世界上天文学发展最早的国家之一，在天文观测、星图、星表的测绘、历法的修订、天文测绘仪器的发明与使用，以及对宇宙形成的认识等方面的成就是举世瞩目的其中的一些成就，尤其是天文考古，还帮助我们解开了许多历史之谜，如二十八宿起源、夏商周三代起始时间等科技之谜本章试就中国古代的天文学成就、二十八宿起源、夏商周断代工程中的天文考古等作简要介绍第一节 中国古代天文学成就概述一 天文观测记录我国是天文观测记录持续时间最长的国家，记录的资料也最多，其内容之广泛在世界文明史中是罕见的1.日食从商代至清初，我国共记录的日食有 1000 多次，最早的记录是商代的甲骨卜辞贞，日有食甲寅卜又食，告癸酉贞日夕有食，维若癸酉贞日夕有食，匪若虽然《书经 . 胤征篇》中有夏代仲康时期的日食记载：“乃秋季月朔，辰弗集于房，瞽奏鼓，啬夫驰，遮人走…… ”但由于夏代的历史还带有很大的传说性，而且《书经 . 胤征篇》又是出现的比较晚的文献，因而这个结论的可靠性还有待于考证但上述所引甲骨卜辞中的四次日食已经被专家们肯定或基本肯定《书经 . 小雅》中有一首诗就记载了其时发生的日食现象：“十月之交，朔日辛卯，日有食之。

”有人根据其记载的日干支辛卯，经推算后认为；这次日食发生在周幽王六25年，即公元前 776 年 9 月 6 日中科院紫金山天文台研究员张培瑜先生在《殷商西周时期中原五城可见的日食》一文中，列出了公元前 1500 年至 771 年中原五城可见的日食表，对北京、安阳、洛阳、江陵、西安所有可见的日食的发生日期，食分和食甚时刻进行了计算，并用此计算方法对历史文献中记载的 23 次日食进行了检验时间最早从公元前 709 年（鲁桓公三年） ，最近为 1697 年（清康熙三十六年）有十四次完全符合，或基本符合其时首都的见食情况；有 4 次虽然不得见全（或环）食，但临近地区可见“食既” ；其中虽有 5 次记录有些问题，经分析后认为，这些存在问题有些是明显的记录错误，有些则系预报2.月食 据北京天文台等单位从收集的资料中统计得：从春秋到清初，我国史书中记录的月食 900 多次甲骨卜辞中记有口丑卜宾贞……六日口午夕月有食乙未洒……癸末……之夕月有食旬壬申夕月有食七日己未 庚申月有食乙酉夕月有食，八月据专家的考证，这几次月食是武丁世的可靠记录3.太阳黑子 我国是最早对太阳黑子进行连续记载的国家公元前 140 年《淮南子 · 精神训》中已有“日中有骏乌”之说，对太阳黑子做出明确记载的是《汉书 . 五行志下》：“河平元年，三月己未，日出黄，有黑气大如钱，居日中。

”河平元年为公元前 28 年，这是世界公认的关于太阳黑子的明确记载从汉河平元年到明末为止，我国共有 100 多次太阳黑子的记录这些记录既有准确的日期，又有黑子的形状、大小、位置以至变化情况等欧洲直到公元九世纪才有关于太阳黑子的记录留存下来我国关于太阳黑子的纪录为太阳黑子的研究提供了极为宝贵的史料4.彗星 彗星是比较罕见的天象，我国古代的先民们早就注意到它我国可靠的彗星记录始见于《春秋》：“鲁文公十四年秋七月，有星孛于北斗 ”鲁文公十四年为公元前 613 年，这里是关于哈雷彗星的最早记载据专家考证自秦始皇七年（公元前 240 年）至清宣统二年（公元 1910 年）的两千多年26里，哈雷彗星共出现过 29 次，每次我国都有详细地记载在我多古代的文献中还记录了不少其它的彗星，从殷商时代起到公元 1911年，我国记录的彗星不少于 360 次虽然，其中有些记载的并不是彗星而是新星、超新星或北极光等其它一些天象，但是一般记作彗星、孛星、星孛的，大多数都是彗星在我国记载的彗星中，有些还对彗星的形状作了非常详细地描述，长沙马王堆出土的西汉初年的帛书中就有一幅十分珍贵的关于彗星的绘图（见图 2—1）图 2—1 马王堆帛画中的彗星图（临摹）5.新星和超新星 对于新星的记载我国始于商代。

甲骨卜辞中有这方面的记录：辛未有 新星七日己已夕 ，口有新大星并火公元前 134 年，汉武帝时期就记下了第一颗超新星到 1700 年为止，我国共记录了超新星 90 多颗，其中 1054 年的记录尤为翔实可信著名的蟹状星云就是这次超新星爆发后留下的遗迹这些超新星的记录为现代天文学家对中子星的研究提供了难得的宝贵资料所以在全世界天文学界流传着这样一个说法，天文考古在中国二 星图、星表的绘 制27世界上最早的星表也出自我国大约在公元前 260—350 年，战国时的甘德和石申分别著有《天文星占》和《天文》一书，各载有数百颗恒星方位其中《天文》一书载有不同方位的恒星 121 颗（原书已失佚） 敦煌石窟中发现的一卷唐代星图，大约绘制于公元 8 世纪初该图是用圆筒投影的方法绘制出来的，最后再把紫微垣画在以北极为中心的圆形图上（见图 2—2） ，这卷敦煌星图中共记载有恒星 1350 颗绘于 1094 年—1096 年间的苏颂（1020—1101，福建泉州人）星图记载有恒星 1464 颗现存于苏州博物馆的石刻星图刻于 1247 年，由黄裳于 1190 年绘制，王致远依图刻于石上，载有恒星 1434 颗（见图 2—３）。

世界上其图 2—2 敦煌星图甲本紫微星图（唐代） 图２—３苏州石刻星图（宋代）他国家保留下来的星图，没有早于 14 世纪的，17 世纪之前的星图，没有一幅超过 1100 颗长沙马王堆出土的帛书《五星占》绘制了自公元前 246 年—公元前177 年的 70 年间木星、土星、金星的位置及它们在一定会合周期内的动态表，其数据相当准确，如金星会合周期为 584.4 日，与今天测得的金星会合周期值 583.992 日相差无几三 历法历法是人类最古老的文化之一我国古代天文观测的主要目的在于制定较好的历法，以指导农业生产和国家大事的进行我国古代历法其起源之早、种28类之多可算是世界之最据历史记载，我国早在商代就有了春分、夏至、秋分和冬至，知道了一年有 366 日，战国时期有了 24 节气，这在世界天文史上是独一无二的公元前 5 世纪初，我国已经开始使用“四分历” ，即规定一年为 365.25 日，与今天的测得值相差 11 分 14.53 秒，这比古希腊早了 100 多年南北朝（公元 420 年-579 年）时期的祖冲之改进了观测技术，把一年定为 365.2428 日南宋时期的“统天历” （1199 年制定）把一年定为 365.2425 日，与今天世界上通用的格里高利历（1528 年定）所用的数据相同。

元代的郭守敬（公元 1231年—1316 年）用自制的高 4 丈的巨大圭表，证实了太阳的回归年长度为 365.2425 日，这是当时世界上最精确的测量数值欧洲采用这一数值比我国晚了 400 年明代的邢云路把圭表加高到六丈，于 1608 年测得的回归年长度为 365.242190日，与当今测得的 365.242193 日相差只有 0.2592 秒我国古代对月亮的运行情况也有精确观测具体反映在历法的制定当中，所以我国实际的历法是阴阳历，即年为阳历，而月为阴历，以月亮的圆缺，即月亮绕地球一周的时间为一个月由于两者之间的运行周期不等，故而出现了闰月，即有些年份不在是通常的一年 12 个月，而是 13 个月闰月法至迟出现在商代，因为在甲骨文中早已有闰月的记载明代崇祯之前，我国历法采用《大统历》 ，崇祯年间作了修订，即《崇祯历法》 ，共 130 卷该历法一直延用了 300 年在清代对历法的修订一直争论不休，以杨光先为首的保守派，极力反对近代天文计算法在中国的使用与推广据统计，我国历史上制定和正式颁布施行的历法大约有 100 多种，这在世界上是绝无仅有的四 天文观测仪器对各种天象进行观测记录，自然离不开观测工具，我国古代的天文家们经过数千年的不断研究、改进，使我国古代天文仪器的制作达到了相当高的水平。

最早的天文观测仪器为窥管，即细长的空心竹管，通过建立在天空中的二十八宿星座进行天空测量东汉时期，张衡（公元 78 年—139 年）发明了世界上第一台自动天文观测仪—浑天仪，其精确程度很高，从而达到自动地、近似地正确演示天象的目的观测人员只要在房间里观看仪器的转动，就可以知道任何一颗星体的东升西落情况另外他还制作了地动仪和候风仪唐代僧人一行（公元 683 年—727 年）于公元 721 年制作了黄道游仪和水29运浑天仪，前者用于测量天体位置，后者用于演示天象和报时宋代的苏颂和韩公廉等人设计建造的水运仪象台（见图 2—4） ，是中国古代最宏伟、最复杂的天文仪器，同时也这是世界上最早的天文钟，在它的传动机构中采用了最先进的擒纵机构，图 2—5 所示为明代浑仪图 2—4 水运仪象台（宋代）元代的郭守敬对浑天仪进行了一次大改造，制成了简仪，其设计和制造水平领先于世界 300 年另外，他发明的景符对精确测量太阳回归年的长度起到了极大的作用据专家研究证实，用景符测量表影的长度，其误差在两毫米以内，这种准确程度在当时是空前的30图 2—5 明代浑仪五 关于宇宙的认识对宇宙的起源和宇宙的结构，我国古代的先民们早就有了探讨、提出了数种不同的宇宙起源假说和结构假说。

战国时期的老子等人认为，宇宙起源于“道”， 《老子 . 道德经》中说：“道生一、一生二、二生三、三生万物，万物负阴而抱阳，冲气以为和 ”有学者认为，这里的“道”就是无形无象的混沌状态的精气， “道生一”就是说“道”可以生它自身即宇宙；“一生二”即分化为阴阳二气，阴、阳二气利用“冲气”的方式化为宇宙中的万物而《易经》中则认为， “太极”是宇宙的本源 《易经 . 卜辞》中说：“是故易有太极，太极生两仪，两仪生四象，四象生八卦， ”即宇宙起源于太极，太极生出天、地两仪，天、地两仪生出四象，即春、夏、秋、冬四时四时运行就形成八卦，八卦之中自然也包含了天、地在内，其余的则为雷、风、水、火、山、泽西汉的刘安（公元前 179—公元前 122 年）等人在《淮南子 . 天文训》中认为，宇宙起源于“太昭” 有专家认为“太昭”是“太始”之讹该书中是这样31来描述宇宙的形成过程：“天坠未形，冯冯翼翼，洞洞浊浊，故曰太昭（始） ，道始于虚廓，虚廓生宇宙，宇宙生气，气有涯垠清阳者薄霏而为天，重浊者凝滞而为地，清妙之合专易，重浊之凝竭难，故天先成而地后定天地之袭精为阴阳，阴阳之专为四时，四时之散精为万物积阳之热气生火，火气之精者为日。

积阴气之寒为水，水气之精者为月 ”这段话是说，在宇宙生成之前，天地还不存在，只是浑浑沌沌，这就叫做“太昭” 其后才有了道、宇宙和气，于是便有了万物对于宇宙的结构我国古代曾先后提出多种不同的说法，比较典型的说法有三种，即盖天说、浑天说和宣夜说盖天说起源比较早，据《晋书 . 天文志》介绍，当在殷周时期：“盖天之说，即周髀是也其本庖牺氏立周天历度，其所传则周公受于商高，周人志之，故曰周髀 ”据专家考证《周髀》一书约成于公元前 100 年左右，其中曾明确提出：“天象盖笠，地法覆盘 ”这是我们现在所能见到的关于“盖天说”的最早记载浑天说起源于东汉时期，其代表作《张衡浑仪注》中说：“浑天如鸡子，天体圆如弹丸，地如鸡子中黄，孤居于内，天大而地小，天表里有水，天之包地，犹壳之裹黄天地各乘气而立，载水而浮周天三百六十五度又四分之一度；又中分之，则一百八十二度八分度之五覆地上，又一百八十二度八分度之五绕地下，故二十八宿半见半隐其两端谓之南北极，……两极相去一百八十二度半强天转如车毂之运也，周旋无端，其形浑浑，故曰浑天 ”宣夜说的产生时间大致与浑天说同时，东汉时期的浑天家蔡邕说：“宣夜之说，绝无师法 ”据《晋书 . 天文志》中说：“宣夜之书亡。

惟汉秘书朗郗萌记先师相传云。