世界古代中期科技史-第13章
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的前面，而难以得到大多数人的接受。一般人难以摆脱天地迥然有别的
观念，而习惯承认地球处于宇宙的中心。据说，阿里斯塔克曾被一位哲
学家控告亵渎神灵。可见，传统观念是科学新思想传播的障碍。阿里斯
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塔克的地动日心说，在他那个时代未能得以广泛流传，幸运的是这一光
辉思想被与他同时代的伟大学者阿基米德所记载下来。一千多年之后，
随着文艺复兴运动的兴起，古希腊学者的典籍广泛流行，阿里斯塔克的
光辉思想重见天日，并为哥白尼提出日心地动说起到了重要的启发作
用。
图4。4阿里斯塔克测日月距离比值的方法
4。中国春秋战国时期的天文学成就
中国古代天文学，在春秋战国时期初步确立了自己的独立体系。在
星象坐标体系的建立、阴阳合历的制定、以及关于宇宙的结构和演化理
论的形成方面，都取得了巨大的进展。
（1）天文观测
春秋时期，人们为了观测研究各种天象以及日、月、五星在天穹中
的运动，对星空的现象（星象），即恒星的分布情况有了相当准确的划
分。于是“星官”的知识得到了丰富，并由此发展起了“三垣”、“四
象”、“二十八宿”的星象坐标系统。
“星官”也就是现代所说的“星座”或“星宿”。中国古人为了认
识星辰和观测天象，把天上相邻的恒星组合在一起，分别给以名称，这
就是星官。星官的名称大致来自两个方面：一部分来自古人的生产与生
活以及神话传说，如营室、壁、箕、毕、井、斗，它们分别表示房屋、
墙壁、扬谷的簸箕、捉兔的小网、水井和盛酒的容器等；牵牛星和织女
星等名称则来自神话。另一部分星官名称则是把阶级等级制度的社会结
构映射到星空的体现。如北极星附近为“太一常居”的宫阙组织，中央
为帝星 （小熊座β），周围有太子（小熊座γ）、正妃（勾陈一，小熊
座α）等星；其外还有相当于帝车的北斗七星以及由表示上将、次将、
贵相、司命、司中和司禄的六星组成的作为天府的文昌宫等。根据古文
献统计，中国战国以前记载下来的星官，大约为38个，共包括200余颗
恒星；到公元前2世纪司马迁的《史记·天官书》中，则系统地记载了
全天92座星官约500余颗恒星。
中国古代常用的星象是三垣、四象和二十八宿，由此发展形成了中
国古代的星空区划体系。
三垣即紫微垣、太微垣和天市垣，大约是在战国时代或其以后设立
的，它们是环绕北天极和靠近头顶天空区域的星象。三垣的每一垣都有
东西两藩的诸星围成墙垣的样子，因而称为三垣。紫微垣是三垣的中垣，
位居北天中央位置，故被称为中宫或紫宫、紫垣等，意为皇宫；它大约
相当于现今所谓“恒见圈”的拱极星区，包括现代所说的小熊、大熊、
天龙、猎犬、牧夫、英仙、仙王、仙后、武仙、鹿豹等星座。太微垣是
三垣的上垣，在紫微垣下的东北方向，位于北斗星的南方。北起常陈，
南至明堂，西自上台，东至上将，大体相当于室女、后发、狮子等星座
的一部分。太微为政府的意思。天市垣为三垣的下垣，在紫微垣下的东
南方向，北自七公、南至南海、西起巴蜀、东至吴越，大体相当于现今
的蛇夫、巨蛇、武仙、天鹰等星座的一部分。天市为“天子率诸侯幸都
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市”之意。
所谓“四象”（四兽、四维或四陆），是指四种动物。中国古人以
北极为中央，把周围天区分为东、南、西、北四个区域，配以青、红、
白、黑四种颜色，按照各个天区星象分布的轮廓与何种动物类似，以此
命名而定出天文上的四象。《十三经注疏》说，四象即“前朱雀而后玄
武，左青龙而右白虎。”朱雀即凤凰，玄武即乌龟。所以四象分别为东
方苍龙，南方朱雀，西方白虎，北方玄武 （龟蛇）。古人创设四象是为
了观测日月五星的运行以定四季，它是在四时的“仲中星”基础上发展
起来的，所以四象的东西南北的方位也是这样确定下来的。在古籍 《尧
典》中有关于四仲中星的说明：“日中星鸟，以殷仲春；日永星火，以
正仲夏；宵中星虚，以殷仲秋；日短星昴，以正仲冬。”这是说昼夜等
长而初昏时“星鸟”正好出现在南方中天，就是春分了；若白日长而“火”
于初昏时在南方中天，就是夏至；若黑夜白天等长而“虚”出现于初昏
时的南方中天，则为秋分；若白日短而“昴”出现于初昏时的南方中天，
就是冬至。这说明中国古人测四仲中星以定四时由来已久，由此产生了
把周天恒星分为四群以表示四季星象的思想。更有意思的是，“鸟”的
形象被用来描绘春天初昏时南中天的星象，因为在自然界中，鸟的出现
正是春天来临的信号。人们很容易发现，春分前后初昏时，当朱雀升到
南方中天时，苍龙的房宿正处于东方的地平线附近，白虎的昴宿正处在
西方的地平线附近，而龟蛇的虚宿正处于地平线下与朱雀的七星相对的
北方。这就是确定东西南北四个方位的由来，它是以古代春分前后初昏
时的星象分布为依据的。
中国古代对天象的观测以及历法的制定等，都主要是以二十八宿为
基础的，所以，二十八宿在中国古代天文学的发展中占有很重要的位置。
“宿”也称为“舍”，意为日月五星行经停留的“驿站”，是由若干个
恒星联结成的一个参照星区。1978年在湖北随县发掘的战国早期曾侯乙
墓中，出土了一个漆箱盖，上面画着象征天象的图案。围绕箱盖中央一
个很大的篆文“斗”字，周围书写着古代的二十八宿名称，这就把中国
二十八宿体系的可靠记载提前到了战国初期。可以断言，二十八宿的创
设当在战国以前。二十八宿是古人为了间接参酌月亮在天空的位置来推
定太阳在星宿中的位置而设的，这是中国古代天文学的一大进步。
按照日月视运动的方向，自西向东排列，二十八宿的顺序为：
东方七宿（苍龙）：角、亢、氐、房、心、尾、箕；
北方七宿 （玄武）：斗、牛（牵牛）、女（须女和婺女）、虚、危、
室 （营室）、壁；
西方七宿 （白虎）：奎、娄、胃、昴、毕、觜、参；
南方七宿（朱雀）：井（东井）、鬼（舆鬼）、柳、星（七星）、
张、翼、轸。
经中外学者考证，中国的二十八宿是沿天球赤道划分的，是一种完
善的赤道分区体系。因为中国古代天文学是很重视观测的，汉代以前就
建立了明确的赤道坐标体系，这是中国古代天文学的一大突出优点。
中国古人很早就注意到水、金、火、木、土这五颗行星了。到了甘
德 （战国末期人）、石申（活动于公元前4世纪）的时代，对五星运行
现象已有了初步的描述。1974年初在长沙马王堆三号汉墓 （葬于公元前
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168年）出土的帛书中，用6000多字的巨幅，记述了关于五星的运动，
它保留了甘、石二氏天文书的一部分内容，并列出了从公元前246年到
公元前177年共70年代间木星、土星、金星的位置和五大行星的会合情
况。中国古人观测五星是与占星术密切相关的，所以古人对五星的行度
和会合十分重视。在甘石星经和上述帛书中，都有五星会合周期的观测
结果。甘、石测得水星的会合周期为126日，现代测定值为115。88日；
甘、石测定的金星的会合周期分别为620日和732日，帛书中记为584。4
日，现今测定值为583。92日。帛书中还提到了金星的五个会合周期恰好
等于八年。关于木星的会合周期，甘氏的数值为400天，帛书记为395。44
日，现代值为398。88日。土星的会合周期帛书记为377日，现今测定值
为378。09日。至于火星的会合周期（约为780日），到《汉书·律历志》
中才有记载。
还应指出，在春秋战国时期，中国天文学家已经观测到行星的逆行
现象。《史记·天官书》说：“甘、石历五星法，唯独荧惑有返逆行”。
《汉书·天文志》说：“古历五星之推，无逆行者，至甘氏石氏经，以
荧惑、太白为有逆行”。荧惑指火星，太白为金星，说明甘、石已发现
了外行星火星和内行星金星都有逆行现象。唐代成书的《开元占经》引，
“甘氏曰：去而复还为勾，再勾为巳”，“石氏曰：东西为勾，南北为
巳”。前者将顺行转逆行称为勾，将逆行再转顺行称为巳；后者将东西
向的拐弯称为勾，将南北向的拐弯称为巳。他们的说法虽不尽同，但都
用了“勾”、“巳”描绘行星逆行，是很形象的。
中国最早的日食记载（也是世界上最早的日食记载）见于《书经·胤
征》篇。据考证，这个记载是发生在夏代仲康年代的一次日食，约公元
前2137年前后。当时的天文官羲和由于酗酒未能准确预报这次日食而被
杀头。这个记载似乎说明，《书经》成书时代（公元前8—前5世纪），
即春秋时代，中国古人已经能够预报日食了。春秋以后的242年中，有
史可考的日食记录就有37次，经考证其中33次是可靠的。春秋以后的
日食纪事，都有史可考，基本上都是正确的，所以中国有世界上最早而
且最完整的日食记载。
《左传》中有关于公元前687年3月16日所发生的流星雨记载，这
也是世界上关于天琴座流星雨的最早记载。据不完全统计，中国史书上
关于流星雨的记载至少有180次，是关于流星雨研究的极有价值的资料。
春秋战国时期，还记载了流星坠地为陨石的事迹，认识到陨石是天上的
星陨落而来的。
春秋战国时期，还有不少关于一些明亮彗星的记载。如《春秋·文
公十四年》载：“秋七月，有星孛入于北斗”。据考证，这是世界上关
于哈雷彗星的最早记录，是公元前613年哈雷彗星出现的记载。从公元
前240年起，到1910年，哈雷彗星共出现29次，中国每次都有详细记
载。中国历史上关于各种彗星的记录共约500余次，其中春秋战国时期
的约有15次。到战国时代，还积累了不少关于彗星形态的知识。长沙马
王堆三号汉墓帛书中，就绘有29幅彗星图，这是迄今世界上所发现的关
于彗星形态的最早文献。从图上可以看出，当时人们已经注意到彗星有
多种形态，充分说明了中国古代天文学家对彗星观察的精细程度。
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（2）历法
1
春秋后期，产生了一种取回归年长度为365 日，采用19年
4
7闰为闰周的历法——“四分历”。这在当时的世界上是十分先进的。作
为阴阳历基础的天文常数，是回归年和朔望月的日数，所以制定历法的
第一步，即岁实（回归年）和策朔（朔望月）。中国古代把冬至作为一
年之始，因此只要准确地连续测定两个冬至点的时间，就可以定出回归
年的长度。据《左传》记载，中国最早的冬至时刻的测定，是在春秋时
代鲁僖公五年 （公元前655年）正月辛亥和鲁昭公二十年 （公元前522
年）二月巳丑两次，是用圭表测定的。所谓圭表，即直立于平地上的标
竿 （或石柱）。每天正午时刻标竿的影子，在正北方向，但每天正午时
刻日影的长度是不一样的。夏至时太阳在北回归线，午时的日影最短；
冬至时太阳在南回归线，午时的日影最长。这样，根据正午时表影的长
度，就可以推定节气，从正午时表影长度的周期性变化，就可以确定出
一个回归年的日数。通过连续测量若干个冬至日正午表影长度的方法，
取其间隔日数的平均值，就可得出准确的回归年长度。到春秋末年，中
1
国把岁实定为365 日。这个数值与现代值365。2422 日只长了11
4
分钟，说明当时的观测已达到很精确的程度。月亮运行一周天大约需要
29日多，春秋时期定朔望月的日数为29。5306日。由于朔望月的长度不
是整日数，而在实际应用中每个月都以整日数计，所以就安排大月为30
日，小月为29日，大小月交替排列；每相隔约17个月或15个月，还安
排连续两个大月以消除误差。由于既以太阳的周年视运动为回归年，又
以月亮的朔望变化周期为月，所以中国古代实行的是一种阴阳合历。实
行这种历法，就会遇到如何使两种历法协调整齐的特殊问题，因此必须
用置闰月的方法来加以调整。大约在公元前500年左右，鲁国已发现了
19年7闰的方法；古希腊到公元前433年才采用这种置闰法。不过，若
以365。25日为一年，用19年7闰的方法在日数上仍然带有一个小数
（6939。69日），它的4倍 （76年）极接近于27759日。所以又采用76
年的周期，使大小月的安排以及闰月的插入都以76年为周期。这个方法
在公元前360年战国中期的颛顼历中已经实行了。
使用二十四节气，是中国历法的重要组成部分，也是中国历法的一
个显著特点。所谓二十四节气，即从冬至日开始，将一回归年等分为24
分，大约15天多设置一个节气，以反映太阳在黄道上视运动的24个特
定位置，从而反映出气候变化的情况。所以，二十四节气与阴历的朔望
月周期毫无关系，而是一种反映太阳的回归年周期变化的纯阳历系统。
这种系统始创于殷周时期，经春秋战国时期的发展完善，到公元前 139
年成书的《淮南子》中，二十四节气的名称和顺序已完全确定。二十四
节气系统的制定，是中国古人一个十分杰出的创造。
（3）宇宙论
中国古人在天象观测等长期的天文学实践中，逐渐形成了关于宇宙
结构、天地关系和天体的运动和演化等方面的思想体系。
关于天地结构，中国古代主要有盖天、浑天和宣夜三说。其中盖天
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说的产生最为古老，在战国时期已趋于成熟。盖天说是从“天圆地方”
的思想发展起来的。《周髀算经》卷上记载了周武王之弟周公和大夫商
高的对话，其中谈到“方属地，圆属天，天圆地方”。《周髀》家进一
①
步阐述说：“天员（圆）如张盖，地方如棋局”，把天看作
