天文历法·中国古代的天文历法成就

天文历法·中国古代的天文历法成就

天文历法是与人们的现实生活息息相关的，特别是在我国这样一个农业国家.农事活动与天文历法关系更是密切，因而我国古代的天文历法不仅丰富，而且发达。在明代以前，我国天文学所取得的成就，世界上其它国家是无法比拟的(西方国家更是望尘莫及)。它的渊源，可以说中华民族文明之始，天文学便开始萌芽发展，我们可以从古老的一些神话传说，如女娲补天、夸父追日，甚至牛郎织女中，寻找出一些端际来。恩格斯曾经说过：“必须研究自然科学各个部门的顺序发展，首先是天文学——游牧民族和农业民族为了定季节，就已绝对地需要它。”先民们为了到远方打猎和采集果实，为了在夏秋贮藏食物度过寒冷的冬天，他们掌握一定的天文知识是必要的而且是必须的。就是在这种必要和必须中，天文知识便开始萌芽、发展。明末学者顾炎武曾经说过：“三代以上，皆知天文。”也是这种现象的反映。人类在严酷的自然环境中，为了自身的生存和发展，必须去认识自然，掌握自然界的规律。天文学的发展自然也是基于这种需要。我国古代文献中可追溯的最早的天文学大概就是古人所谓的“观象授时”。《尚书·尧典》记载的四仲中星(鸟、虚、火、昴)就是一个典型的例子，其它一些正式文献中也都有记载。当进入“观象授时”阶段以后，古人对星象便开始了有目的的观测，渐渐地掌握了天空星体出没的规律，从而将人们最常见的，与人们生活密不可分的太阳周年视运动与星空背景直接联系起来。在这个基础上，才有了科学的天文学的发展。我国相传最早的历法是《夏小正》，被认为是夏代的历法，它把一年分为十二月，指明各月份的天象、物候和农事，将天象、物候和农事节令联系起来，它提供了最早的从以观测物候而定农时的自然阶段到以观测天象确定农时的观象授时阶段的过渡情况，是我国后代历法的源头。我国古代天文学的成就，可从以下几个方面简单地概括：

(一)天象纪事。我国古代留下了许许多多详尽、系统、连续、丰富的天象记录，其中很多都是世界上最早的。太阳黑子：《汉书·五行志》记载的公元前28年3月出现的太阳黑子，是现今举世公认的最早的太阳黑子纪事，从汉代到明代一千六百多年中，见于正史的明确记载，就有一百多次，是世界上是最完整、最系统的太阳黑子纪事。日食记录：世界上以我国的观测为最早，可靠的日食记录在公元前1217年就有了。从春秋到清乾隆年间，我国史书记录的日食近千次。彗星纪事：从殷商时代至公元1911年，我国彗星记录达500次以上，我国拥有世界上最早的哈雷彗星纪事(也是世界上最早的彗星纪事)，在马王堆天文帛书中有29幅彗星图，是极其宝贵的资料。流星雨：《春秋·大传》中记载的公元前687年流星雨，是世界上最早的天琴座流星雨，我国共有一百八十多次详细的流星雨的记录，其丰富性举世公认。陨石：最早也见于春秋，对陨石的本质的认识要比欧洲人早2 000年以上。新星与超新星：古人称之为客星，最早的记载见于商代甲骨文，从商代到17世纪末，我国史书共记载了新星、超新星90颗左右，在世界上独一无二。极光：最早见于《汉书·五行志》，到10世纪为止，据不完全统计，我国共有极光记录145次。我国古代不仅有丰富无比的天象纪事，对一些特别天象的认识，也比欧洲早很多年。

(二)星象观测与记录。我国古代历来重视星象的观测，历朝历代都建有观测星象的基地——灵台，也就是天文台。天文台的发展代表了一个时代天文学发展的水平。我国古代最著名的天文台有东汉洛阳灵台，河南登封测景台，明清观象台等。古人观测的星象，最多的当属日月五星。对日月五星的运行轨道、会合周期、运行状态各朝各代都做了细致的研究，所取得的数值在世界天文学史上具有重要的意义，在这方面的著作中，以马王堆三号汉墓出土的天文帛书《五星占》为代表。对日月五星的研究是各朝各代各个天文学家制定历法的基础。除了对日月五星的研究外，对其它星象的研究也达到了很高的水平。古人为了观测和记忆的方便，逐渐把天空中的星星划分成群，各群星数多少不等，一群即为一星官。在先秦著作中所记载的星官数为38个，包括二百多颗恒星。西汉时司马迁所著《史记·天官书》中记载星官共91个，恒星数约五百多颗。到了东汉张衡所著的《灵宪》中，星官数达到了320个，恒星数则有2500个。在这纷繁复杂的星官中，最为著名的当属三垣二十八宿。古人对恒星的观测和记录，体现在数量众多的星表、星图以及当作装饰品用的天象铜镜中。星表是把测得的大量恒星的坐标加以汇编而成的，是古代天文学家们的重要工具，最早的星表是战国时的石氏星表，保存在《开元占经》中。星图是人们对星空的形象记录，包括示意性星图与科学研究用的星图两类。中国古代保存下来的星图很多，著名的有吴越石刻星图、苏州石刻天文图、唐敦煌星图等，对研究星象有重要的参考价值。天象铜镜则以湖南出土的唐代天象铜镜最为著名。中国古代在观测和记录天象的同时，也逐渐总结了一套特殊的计算方法，包括上元积年算法，步日躔术、步月离术、步交食术、步五星术、步晷漏中星术等等，在天象研究、历法制定过程中都发挥了积极有效的作用。

(三)古代天地结构学说。中国古代的天地结构学说主要形成于周代至晋代这个历史时期。公元180年前后东汉的蔡邕在给皇帝的上书中，曾对各家学说进行了总结。中国古代的天地结构学说主要有三种：盖天说、浑天说、宣夜说。盖天说是最古老的一种学说，它产生的年代最早可追溯到奴隶制社会的周代，其最主要的理论载于《周髀算经》。盖天说又分三家：周髀说、周髀家说和平天说。浑天说是三家学说中最有影响、最有成就的理论，其基本思想可追溯到战国时期，但其理论的定型是由东汉张衡完成的。东汉张衡在《浑天仪图注》中详尽明确地做了阐述。浑天说与盖天说自产生以后就争论不休，但浑天说的影响逐渐增大，盖天说渐渐衰落，到唐代僧一行通过实测，否定了“日影千里差一寸”的错误结论后，浑天说取得了完全的胜利。宣夜说在这三家学说中影响相对较小。它起源也较早，主张宇宙无限广大，《晋书·天文志》所记载的汉秘书郎郗萌的话，系统全面地阐述了宣夜说的理论，它否定了有形质的天的存在，这一点比浑、盖二家高明，对后代影响也较大。

(四)历法。中国古代历法丰富而复杂，形成一套具有中国特色的历法体系。先说一下历法要素。①回归年长度：从四分历开始，古代天文学家就测定一个回归年为365.25日，是当时世界上最精密的数据。到了南宋杨忠辅的《统天历》，他所测定的回归年长度为365.2425日，和现在通用的阳历——格列高里历数值一样，但比它早近四百年。②岁差：晋时天文学家虞喜发现了岁差现象，祖冲之在其《大明历》中首先引进了岁差，虽然数值误差较大，但比欧洲人一百年差一度的说法，精确不少。尤其是到了《授时历》中采用的数值是66年又8个月差一度，精确度已很高。③节气与置闰：节气的概念在商朝就已出现，现在通用的二十四节气大家更是熟悉，它对指导农业生产十分有利，置闰也产生于商代，由于我国一直采用阴历，因而采用了闰月的方式，即在一年中，将无中气之月作为闰月。④干支纪法：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸为十天干，子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥为十二地支，古人把干支顺序相配，正好六十为一周，以此来纪年、纪月、纪日、纪时，这就是干支纪法，这是我国古人重大的发明和独特的创造。

历法的要素还很多，如平气、定气、平朔、定朔等等，在制定历法时都要慎重考虑。我国从商时即采用阴阳历，一直沿用了几千年，自战国时代的古六历到清末，我国古代历法就达一百多部，实在是丰富多彩。它经历了一个从不完善到比较完善的过程，其中有影响的历法有西汉太初历、祖冲之大明历、僧一行大衍历和授时历，这些都是阴阳历。太初历，是我国诞生的第一部科学的历法;大明历引进了岁差的概念且采用391年144闰的新闰法;大衍历，在定气与定朔的计算中，发明了不等间距二次内插法，纠正了前人对太阳周年视运动变化规律的错误认识，首创了九服食差与九服晷影的计算方法，明确提出了五星近日点的存在，并发现了表影长度与太阳天顶距之间存在的固定关系;授时历，集中国古代历法之大成，在古代历法中，行用时间最长，长达364年，它在历算中采用的天文数据在当时都是最精确的。它彻底废除了上元积年，使用百进位的小数表示法并创立了两种先进的数学方法。中国古代还有两部纯阳历的历法，即十二气历与天历，十二气历是沈括提出来的，天历是太平天国的产物，但同阴阳历相比，影响较小。

中国古代天文历法方面的成就，这里无法全都述及，仅就其主要方面简单加以概括。还应当指出，中国古代的天文历法几乎全部为官方所垄断，具有明显的官办色彩，为帝王的统治服务。另外，它与古代占星术密切相关，具有浓厚的神秘色彩，这些都是我们所不取的，研究时应注意。