中国古代天文学发展史简介

2015-12-28 14:14| 发布者: admin| 查看: 408| 评论: 0

摘要: 天文学的理论不是进几百年才构造起来的。天文学也不是新开拓的学科,它的渊源可以追溯到人类的上古时期,它是古代天文学的延续。从现代天文学的基本概念中很容易发现这些痕迹。 诚然,现代天文学主要继承了古希腊 ...


       天文学的理论不是进几百年才构造起来的。天文学也不是新开拓的学科,它的渊源可以追溯到人类的上古时期,它是古代天文学的延续。从现代天文学的基本概念中很容易发现这些痕迹。

       诚然,现代天文学主要继承了古希腊的天文学体系,但作为人类同样的文化宝库,中国古代的天文学也闪烁着智慧的光辉。天文学是中国古代文明的重要组成部分,即使作为一名普通的中国人,也应该对其有基本的了解。

一、早期天文学

       在文字出现以前,人们就知道利用植物的生长和动物的行踪情况来判断季节,这是早期农业生产所必备的知识。任何一个民族,其发展的最初阶段都要经历物候授时过程,甚至到了20世纪50年代,中国一些少数民族地区还通行着这种习俗。

       物候虽然与太阳运动有关,但由于气候的变幻莫测,不同年份相同的物候特征常常错位几天或十几天,比起后来的观象授时要粗糙多了。

       观象授时就是以星象定季节。《尚书 尧典》描述:远古的人们以日出正东和初昏时鸟星(长蛇座α)位于南方子午线标志仲春;以太阳最高和初昏时大火(天蝎座α)位于南方子午线标志仲夏;以日落正西和初昏时虚星(宝瓶座β)位于南方子午线标志仲秋;以太阳最低和初昏时昴星(金牛座ɧ)位于南方子午线标志仲冬。

       物候授时与观象授时都属于被动授时,当人们对天文规律有更多的了解,尤其是掌握了回归年长度后,就能够预先推断季节,历法便应运而生了。夏商时期肯定已有历法,只是因为文字记载罕有,其内容还在研究中。春秋战国时期,流行过皇帝、颛顼、夏、商、周、鲁等六种历法,是当时个诸侯国借用古名颁布的历法。它们的回归年长度都是365 1/4日,但历元不同,岁首有异。

       春秋战国500年间,政权更迭频繁,星占家们各事其主,大行其道,引起了王侯对恒星观测的重视。中国古代天文学从而形成了历法和天文两条主线。

二、发展与完善

       西汉到五代是中国古代天文学的发展、完善时期。从太初历到符天历,中国历法在编排日历以外,又增添了节气、朔望、置闰、交食和计时等多项专门内容,体系愈加完善,数据愈加精密,并不断发明新的观测手段和计算方法。比如,南北朝时期的姜岌,以月食位置来准确地推算太阳位置。隋朝刘焯在皇极历中,用等间距二次差内插法来处理日、月运动的不均匀性。唐代一行的大衍历,显示了中国古代历法已完全成熟,它记载在《新唐书 历志》中,按内容分为七篇,其结构被后世历法所效仿。

       西汉落下闳以后,浑仪的功能随着环的增加而增加,到唐代李淳风时,已能用一架浑仪同时测出天体的赤道坐标、黄道坐标和白道坐标。天文仪器是测定历法所需数据和检验历法优劣的工具,它的改良也促进了天文观测的进步,岁差和日月行星不均匀性等被发现,并先后引入历法计算。
除了不断提高恒星位置测量精度外,天文官员们还特别留心记录奇异天象发生的位置和时间,其实后者才是朝廷帝王更为关心的内容。这个传统成为中国古代天文学的一大特色。

       中国古代的三种主要宇宙观,起源于春秋战国的百家争鸣。秦以后的1000多年中,在它们的基础上又派生出许多支系,后来浑天说以其解释天象的优势,取代了盖天说而上升为主导观念。

三、鼎盛时期

       宋元时期是我国古代天文学的鼎盛时期。这期间历法有以下特点:

颁行的历法最多:达25部。它们各有特色,其中郭守敬等人编制的授时历性能最优,连续使用了360年,达到中国历法的巅峰。

数据最精:许多历法的回归年长度和朔望月值已经与现代理论值相差无几,在世界处于领先地位。

大型仪器最多:宋代拥有水运仪象台和四座大型浑仪,元代郭守敬还创制了简仪和高表。其中苏颂的水运仪象台,集观测、演示、报时于一身,是当时世界上最优秀的天文仪器。

恒星观测最勤:特别是从公元1010年到1106年的96年中,就先后组织了5次大型恒星位置测量,平均不到20年一次。

       宋元的天文成就与这期间的政权稳定和经济繁荣有着密切的关系。

四、停滞时期

       进入明清后,天文学就开始停滞不前。元代的授时历在明代又继续使用了270多年,知道清初采纳了欧洲耶稣会传教士所编的《西洋新法历书》为止。
中国的天文学之所以没能继续发展,有经济、政策等社会原因,也有天文学本身的原因。首先,元代的天文仪器已经达到肉眼测量的极限,除非再增加凹凸透镜,否则精度不会再提高,而望远镜技术是在欧洲诞生的。其次,中国古代擅长代数计算,在解决天体位置与推算值弥合问题上,只注意表象,不注意几何结构和理论依据。相反,古希腊天文学是侧重几何学的。中国从14世纪以后与欧洲科学水平差距越来越大,令人痛心。

参考资料
1、中国古代天文与历法,陈久金、杨怡著,中国国际广播出版社,2010年9月版:2-6.

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