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第13章

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

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