中国古代的天文学是如何形成的?
在中国古代,天文学思想同儒家思想,以及与之互相渗透的佛教、道教思想都有着密切的联系。天空区划、星官命名、星占术的理论和 *** 、编制历法的原理、宇宙结构的探讨等等,无不受其支配,从而形成一套带有鲜明特色的中国古代天文学。
古代天文学简史的中国古代天文学的辉煌成就
中国是世界上天文学起步最早、发展最快的国家之一,天文学也是我国古代最发达的四门自然科学之一,其他包括农学、医学和数学,天文学方面屡有革新的优良历法、令人惊羡的发明创造、卓有见识的宇宙观等,在世界天文学发展史上,无不占据重要的地位。我国古代天文学从原始社会就开始萌芽了。公元前24世纪的帝尧时代,就设立了专职的天文官,专门从事“观象授时”。早在仰韶文化时期,人们就描绘了光芒四射的太阳形象,进而对太阳上的变化也屡有记载,描绘出太阳边缘有大小如同弹丸、成倾斜形状的太阳黑子。
公元16世纪前,天文学在欧洲的发展一直很缓慢,在从2世纪到16世纪的1000多年中,更是几乎处于停滞状态。在此期间,我国天文学得到了稳步的发展,取得了辉煌的成就。我国古代天文学的成就大体可归纳为三个方面,即:天象观察、仪器 *** 和编订历法。
我国最早的天象观察,可以追溯到好几千年以前。无论是对太阳、月亮、行星、彗星、新星、恒星,以及日食和月食、太阳黑子、日珥、流星雨等罕见天象,都有着悠久而丰富的记载,观察仔细、记录精确、描述详尽、其水平之高,达到使今人惊讶的程度,这些记载至今仍具有很高的科学价值。在我国河南安阳出土的殷墟甲骨文中,已有丰富的天文象现的记载。这表明远在公元前14世纪时,我们祖先的天文学已很发达了。举世公认,我国有世界上最早最完整的天象记载。我国是欧洲文艺复兴以前天文现象最精确的观测者和记录的更好保存者。
我国古代在创制天文仪器方面,也作出了杰出的贡献,创造性地设计和制造了许多种精巧的观察和测量仪器。我国最古老、最简单的天文仪器是土圭,也叫圭表。它是用来度量日影长短的,它最初是从什么时候开始有的,已无从考证。
此外,西汉的落下闳改制了浑仪,这种我国古代测量天 *** 置的主要仪器,几乎历代都有改进。东汉的张衡创制了世界上之一架利用水利作为动力的浑象。元代的郭守敬先后创制和改进了10多种天文仪器,如简仪、高表、仰仪等。
我国公元前240年的彗星记载,被认为是世界上最早的哈雷彗星记录从那时起到1986年,哈雷彗星共回归了30次,我国都有记录。1973年,我国考古工作者在湖南长沙马王堆的一座汉朝古墓内发现了一幅精致的彗星图,图上除彗星之外,还绘有云、气、月掩星和恒星。天文史学家对这幅古图做了考释研究后,称之为《天文气象杂占》,认为这是迄今发现的世界上最古老的彗星图。早在2000多年前的先秦时期,我们的祖先就已经对各种形态的彗星进行了认真的观测,不仅画出了三尾彗、四尾彗,还似乎窥视到今天用大望远镜也很难见到的彗核,这足以说明中国古代的天象观测是何等的精细入微。
古人勤奋观察日月星辰的位置及其变化,主要目的是通过观察这类天象,掌握他们的规律性,用来确定四季,编制历法,为生产和生活服务。我国古代历法不仅包括节气的推算、每月的日数的分配、月和闰月的安排等,还包括许多天文学的内容,如日月食发生时刻和可见情况的计算和预报,五大行星位置的推算和预报等。一方面说明我国古代对天文学和天文现象的重视,同时,这类天文现象也是用来验证历法准确性的重要手段之一。测定回归年的长度是历法的基础。我国古代历法特别重视冬至这个节气,准确测定连续两次冬至的时刻,它们之间的时间间隔,就是一个回归年。
根据观测结果,我国古代上百次地改进了历法。郭守敬于公元1280年编订的《授时历》来说,通过三年多的两百次测量,经过计算,采用365.2425日作为一个回归年的长度。这个数值与现今世界上通用的公历值相同,而在六七百年前,郭守敬能够测算得那么精密,实在是很了不起,比欧洲的格里高列历早了300年。
我国的祖先还生活在茹毛饮血的时代时,就已经懂得按照大自然安排的“作息时间表”,“日出而作,日入而息”。太阳周而复始的东升西落运动,使人类形成了最基本的时间概念--“日”,产生了“天”这个最基本的时间单位。大约在商代,古人已经有了黎明、清晨、中午、午后、下午、黄昏和夜晚这种粗略划分一天的时间概念。计时仪器漏壶发明后,人们通常采用将一天的时间划分为一百刻的做法,夏至前后,“昼长六十刻,夜短四十刻”;冬至前后,“昼短四十刻,夜长六十科”;春分、秋分前后,则昼夜各五十刻。尽管白天、黑夜的长短不一样,但昼夜的总长是不变的,都是每天一百刻。
包括天文学在内的现代自然科学的极大发展,最早是从欧洲的文艺复兴时期开始的。文艺复兴时期大致从14世纪到16世纪,大体相当于我国明初到万历年间。我国天文史学家认为,这200年间,我国天文学的主要进展至少可以列举以下几项:翻译 *** 和欧洲的天文学事记;从公元1405-1432年的20多年间,郑和率领舰队几次出国,船只在远洋航行中利用“牵星术”定向定位,为发展航海天文学作出了贡献;对一些特殊天象作了比较仔细的观察,譬如,1572年的“阁道客星”和1604年的“尾分客星”,这是两颗难得的超新星。
我国古代观测天象的台址名称很多,如灵台、瞻星台、司天台、观星台和观象台等。现今保存最完好的就是河南登封观星台和北京古观象台。
我国还有不少太阳黑子记录,如公元前约140年成书的《淮南子》中说:“日中有踆乌。”公元前165年的一次记载中说:“日中有王字。”战国时期的一次记录描述为“日中有立人之像”。更早的观察和记录,可以上溯到甲骨文字中有关太阳黑子的记载,离现在已有3000多年。从公元前28年到明代末年的1600多年当中,我国共有100多次翔实可靠的太阳黑子记录,这些记录不仅有确切日期,而且对黑子的形状、大小、位置乃至分裂、变化等,也都有很详细和认真的描述。这是我国和世界人民一份十分宝贵的科学遗产,对研究太阳物理和太阳的活动规律,以及地球上的气候变迁等,是极为珍贵的历史资料,有着重要的参考价值。
《史记·秦始皇本纪》记载的秦始皇七年(公元前240年)的彗星,各国学者认为这是世界上最早的哈雷彗星记录。从那时起到1986年,哈雷彗星共回归了30次,我国史籍和地方志中都有记录。实际上,我国还有更早的哈雷彗星记录。我国已故著名天文学家张钰哲在晚年考证了《淮南子·兵略训》中“武王伐纣,东面而迎岁,……彗星出而授殷人其柄”这段文字,认为当时出现的这颗彗星也是哈雷彗星。他计算了近四千年哈雷彗星的轨道,并从其他相互印证的史料中肯定了武五伐纣的确切年代应为公元前1056年,这样又把我国哈雷彗星的最早记录的年代往前推了800多年。
我国古代对著名的流星雨,如天琴座、英仙座、狮子座等流星雨,各有好多次记录,光是天琴座流星雨至少就有10次,英仙座的至少也有12次。狮子座流星雨由于1833年的盛大“表演”而特别出名。从公元902~1833年,我国以及欧洲和 *** 等国家,总共记录了13次狮子座流星雨的出现,其中我国占7次,最早的一次是在公元931年10月21日,是世界上的第二次纪事。从公元前7世纪算起,我国古代至少有180次以上的这类流星雨纪事。
下面分享相关内容的知识扩展:
中国天文史的由鼎盛到衰落(从宋初到明末)
唐末的藩镇割据和五代十国的混乱局面,以来的统一而告结束。中国的封建经济在宋代(公元960~1279年)得到进一步的发展。生产的发展又大大地推动了科学的前进,被马克思誉为“最伟大的发明”的火药、印刷术和指南针,就是中国人在末代完成的。作为自然科学之一的天文学在这一时期也取得许多重要成就。
关于1006年和1054年的超新星的出现,特别是1054年的超新星记录,成为当代天文学研究中极受重视的资料。在这颗超新星出现的位置上,现在遗留有一个蟹状星云,这是当代最感兴趣的研究对象之一。
这一时期先后进行过五次恒星位置测量:之一次在大中祥符三年(公元1010年),第二次在景枯年间(公元1034~1038年),第三次在皇枯年间(公元1049~1053年),第四次在元丰年间(公元1078~1085年),第五次在崇宁年间(公元1102~1106年)。其中元丰年间的观测结果被绘成星图,刻在石碑上保存下来,这就是著名的苏州石刻天文图。
元丰年间的观测结果,同时也以星图的形式保存在苏颂著的《新仪象法要》中。《新仪象法要》是为元枯七年(公元1092年)制造的水运仪象台而写的说明书,它不但叙述了150多种机械零件,而且还有60多幅图,是研究古代仪器的极好资料。
苏颂和韩公廉在完成水运仪象台以后,又制造了一架浑天象,其天球直径大于人的身高,人可以进入内部观看。在球面上按照各恒星的位置穿了一个个小孔,人在里面看到点点光亮,仿佛天上的星辰一般。今人把这种仪器也称为假天仪,它是现代天文馆中星空演示的先驱。
与苏颂同时代的沈括在天文学上也有重要贡献。熙宁七年(公元1074年)他在制造浑仪时省去了白道环,改用计算来求月亮的白道坐标,这是中国浑仪由复杂走向简化的开始。沈括还用缩小窥管下端孔径的办法来限制人目挪动的范围,以减少照准误差;又用观测北极星位置的 *** 来校正浑仪极轴的安装方向。他在漏壶方面也有改进,并且从理论上研究了漏壶在不同季节水流速度不等的问题,提出一个相当于真太阳日和平太阳日(见日)长度之差的问题。更重要的是沈括在历法上独树一帜,提出十二气历,“直以立春之一日为孟春之一日,惊蛰为仲春之一日,大尽三十一日,小尽三十日;岁岁齐尽,永无闰月。”(《梦溪笔谈·补笔谈卷二》)这实际上是一种阳历,由于传统习惯,这个历法未能实行。
在宋代三百多年间实行过的历法有18种,其中比较有创造性的是北宋姚舜辅的《纪元》(1107年)和南末杨忠辅的《统天历》(1199年)。《纪元历》首创利用观测金星来定太阳位置的 *** ;《统天历》确定的回归年数值为365.2425日,和现行公历的平均历年完全一样,但比公历(1582年)的颁行早383年。《统天历》还提出的回归年的长度在变化,它的数值古大今小。
宋代的思想家对自然现象有较多的讨论。在天文学方面讨论得较多的是天体的运行和天体的形成问题。其中较有代表性的人物是张载和朱熹。
张载提出,一年中间昼夜长短的变化,是阴阳二气的升降使大地升降所致;一日中间天体的东升西落,是大地乘气左旋的结果。张载并且认为空间和时间是物质存在的形式,宇宙到处充满了气。“气不能不聚而为万物,万物不能不散入大虚,循是出入,是皆不得已而然也。”
朱熹虽然主张宇宙循环论,但对于具体天地(相当于太阳系)的形成过程则有完整的见解。他从旋涡水流把物体卷入旋涡中心的现象出发,认为“天地初间只是阴阳之气。这一个气运行,磨来磨去。磨得急了,便拶许多渣滓,里面无处出,便结成个地在中央。气之清者便为天,为日月,为星辰,只在外,常周环运转;地便只在中央不动,不是在下”(《朱子语类》卷一)。在今天看来,这个学说自然有很多错误,但比起朱熹以前的天体演化思想来却前进了一步。 1276年元军攻下南宋都城临安(今杭州)以后,忽必烈把金、宋两个司天监的人员集中到大都(今北京),再加上新选拔的一些人才,组成了一支强大的天文队伍。这支队伍在王恂、郭守敬主持下,从事制造仪器,进行测量和编制新历,在短短的五年时间(1276~1280年)中取得了极大的成就,将中国古代天文学推向新的高峰。
之一,制造了多种新仪器,其中简仪、仰仪、高表、景符、正方案和玲珑仪等都具有新意。简仪是对浑仪进行革命性改革而成的,它的设计和制造水平在世界上领先三百多年,直至1598年著名天文学家第谷发明的仪器才能与之相比。仰仪是用针孔成像原理,把太阳投影在半球形的仪面上,以直接读出它的球面坐标值。高表是把传统的八尺表加高到四丈,使得在同样的量度精度下,误差减少到原来的五分之一。景符是高表的辅助仪器,它利用针孔成像的原理来消除高表影端模糊的缺点,提高观测精度。正方案是在一块四尺见方的木板上画19个同心圆,圆心立一根表,当表的影端方的木板上画19个同心圆,圆心立一根表,当表的影端落到某个圆上时就记下来,从早到晚记完后把同一个圆上的两点联接起来,它们的中点和圆心的联线就是正南北方向;如果把它侧立过来,还可以测量北极出地高度,这是一种便于携带到野外工作的仪器。玲珑仪和苏颂、韩公廉所造的浑天象相似,是一种可容人在内部观看的表演仪器。
1281年以后,郭守敬还创制了不少新仪器,其中大明殿灯漏是最突出的一项。它是一个外形像灯笼球用水力推动的机械报时器。上面还布置有能按时跳跃的动物模型,这同欧洲在机械钟表上附加的种种表演机械是一样性质的。
第二,进行了一次空前规模的观测工作。在全国27个地方设立观测所,测量当地的地理纬度,并在南起南海(北纬15度),北至北海(北纬65度),每隔10度设立一个观测站,测量夏至日影的长度和当天昼夜的长短。
第三,对一系列天文数据进行实测,并对旧的数据进行检核,选用其中精密的数据。例如,回归年数值取自南宋《统天历》,朔望月、近点月和交点月的数值取自金赵知微重修的《大明历》(1181年)和元初耶律楚材《西征庚午元历》。对于二十八宿距度的测量,其平均误差不到5',精确度较宋代提高一倍。新测黄赤交角值,误差只有1'多。
第四,在大量观测和研究的基础上,于至元十七年(公元1280年)编成《授时历》,并于次年起实行。《授时历》用三次差内插法来求太阳每日在黄道上的视运行速度,和月亮每日绕地球运行的速度,用类似球面三角的弧矢割圆术,由太阳的黄经求它的赤经赤纬,求白赤交角,以及求白赤交点与黄赤交点的距离。这两种 *** 在天文学史和数学史上都具有重要地位。
《授时历》从元代一直用到明亡(公元1644年)。在明代把它改名为《大统历》,但 *** 上只是把北京所见的日出日没时刻改为南京所见的时刻,以洪武十七年(公元1384年)为历元,省去了回归年百年消长之法等,其他都无改变。
元明两代除通用的《授时历》以外,在中国少数民族中间还流行一种从 *** 传来的《回历》。至元四年(公元1267年),西域天文学家札马鲁丁进呈《万年历》,忽必烈曾颁行过。同年,札马鲁丁负责制造七件 *** 天文仪器,其中包括托勒密式的黄道浑仪、长尺,以及地球仪和星盘。至元八年(公元1271年)设立 *** 司天台于上都(今内蒙古自治区正蓝旗境内),每年颁行 *** 历书。元亡明兴,将 *** 司天监人员迁至京师,在钦天监内设 *** 科,计算天象,颁布历书,与《大统历》进行比较,同时还翻译了一些天文书籍。 中西天文学的融合。从明初到明万历年间的二百年中,天文学上的主要进展有:翻译 *** 天文书籍;郑和于1405~1432年远洋航行中利用“牵星术”定位定向,发展了航海天文;对奇异天象(例如1572年和1604年的超新星)的观测等。总的来说很少发明创造,可以认为是中国天文学发展史上的一个低潮。
明末,资本主义萌芽促使人们对科学技术产生新的要求。1595年和1610年的两次改历运动虽然没能实现,但是改革历法的主张受到人们的重视。就在这个时候,欧洲耶稣会传教士来到中国。他们了解到中国对新知识的追求,便采取了学术传教的方针。
早期来华的意大利人利玛窦(1583年来华),曾多次向欧洲报告中国对天文知识的兴趣和需要。在他的影响和请求下,后来来华的耶稣会士大都懂得一些天文学知识,有些甚至受过专门的训练。他们所介绍的欧洲天文学知识受到当时进步知识分子的欢迎,并加以翻译和介绍。
早期出版的有关欧洲天文学知识的著作有:《浑盖通宪图说》(1607年)、《简平仪说》(1611年)、《表度说》(1614年)、《天问略》(1615年)、《远镜说》(1626年)等。这些著作多数是介绍欧洲的天文仪器。
“浑盖通宪”和“简平仪”都是一种星盘,“表度”是西方的日晷,“远镜”则是伽利略式的望远镜。在《天问略》中,介绍了托勒密地心体系的十二重天,和伽利略用望远镜观测到的一些崭新结果。其中除了《浑盖通宪图说》一书是李之藻自己所写之外,其他都是耶稣会士在中国学者的协助下写成的。
中国学者除参与翻译和介绍欧洲天文知识外,还向耶稣会士学习了欧洲天文学的计算 *** 。因此,万历三十八年(公元1610年),徐光启得以用西法预报这一年十一月朔(12月15日)的日食。经观测证明,这个预报比较准确,因而引起人们对西法的注意。
崇祯二年五月乙酉朔(公元1629年6月21日)日食,钦天监的预报又发生明显错误,明朝 *** 决心改历,命令徐光启在北京宣武门内组成百人的历局,聘请耶稣会士邓玉函、罗雅谷、汤若望等参加编译工作,经过五年的努力,成书137卷,命名曰《崇祯历书》。
《崇祯历书》与中国古代天文学体系最显著的不同是:采用第谷的宇宙体系和几何学的计算系统;引入地球和地理经纬度概念;应用球面三角学;采用欧洲通行的度量单位,分圆周为360度,分一日为96刻,24小时,度和时以下采用60进位制。 《崇祯历书》于1634年编成后,未曾颁行。1644年清军入关后,汤若望把这部书删改压缩成103卷,更名为《西洋新法历书》,进呈清 *** 。清 *** 任命汤若望为钦天监监正,用“西洋新法”编算下一年的民用历书,命名为《时宪历》。从此以后,除了在康熙三年到七年(公元1664~1668年),因杨光先的控告,汤若望被钦禁时期外,直至道光六年(公元1826年)为止,清 *** 都聘用欧洲传教士主持钦天监,有时还同时任用二、三个传教士。
这期间钦天监做的主要工作有以下三项:康熙八年到十二年,南怀仁(1659年来华)负责制造了六件大型第谷式古典仪器(现存北京古观象台),并编写了一部说明书,即《灵台仪象志》。
康熙六十一年,在修改《西洋新法历书》的基础上,编成《历象考成》一书;乾隆七年(公元1742年)又编成《历象考成后编》10卷,之一次应用了开普勒行星运动之一、第二定律,但是在椭圆焦点上的是地球而不是太阳。
乾隆十七年(公元1752年),编成《仪象考成》32卷,所列星表收星3083颗。道光年间,传教士离开以后,中国天文工作者对《仪象考成》星表重新进行了测量,于道光二十四年(公元1844年)编成《仪象考成续编》32卷,收星3240颗。
清 *** 除组织钦天监主编这些图书以外,在康熙和乾隆年间还组织过两次大规模的测量工作。康熙四十七年到五十七年间进行的一次,在全国测量了630多个地方的经纬度,建立了以北京为中心的经纬网;决定以工部营造尺为标准,定1800尺为1里,200里合地球经线1度,这种使长度单位与地经线1度的弧联系起来的 *** ,在世界上是一个创举,比法国制宪会议关于以地球经圈的四千万分之一弧长为1米的决定早80年。在这次测量中还发现,38’~39’之间每度的弧长较41’~47’之间每度的弧长短,6’内就相差258尺:就是在41’~47’之间,每度弧长的里数也不相同。这是世界上之一次通过实地测量获得的地球为椭球体的资料。
在清代,还有一批民间天文学家,他们采取严肃的治学态度,无论是对于古代的东西,还是外国的东西,都细心钻研,有所批判,有所发展,在中西天文学的融合上作出了应有的贡献。其中著名的有薛凤柞、王锡阐、梅文鼎、薛凤柞,他们在翻译西方天文学著作的基础上,著有《历学会通》等十余种书,除介绍一般理论外,还系统地、详尽地介绍了各种计算天体运动的 *** 。为了计算方便,他把60进位制改成10进位制,为此重新编出三角函数等数学用表。
王锡阐与同时代的薛凤柞有“南王北薛”之称,但王的成就比薛要大,他著有《晓庵新法》和《五星行度解》。在前一书中他提出金星凌日的计算 *** ,并改进了日月食的计算 *** ;在后一书中推导出一组计算行星位置的公式,计算结果准确度较前为高。梅文鼎著述较多,在普及天文知识方面很有贡献。他和江永等人在研究行星运动的过程中萌发了引力的思想,江永说得尤为清楚:“五星皆以日为心如磁石之引针。”
梅文鼎以后的乾嘉学者,在天文学方面的主要贡献是运用当时的天文知识对经书和史书中的天文资料进行训诂、校勘、辨伪、辑佚等考据工作,使许多疑难混乱的资料得到一番清理。其中重要的有李锐对汉代《三统历》、《四分历》和《乾象历》进行了研究;顾观光对古六历和《周髀算经》进行了研究。此外,阮元等编撰了《畴人传》,汪曰祯著有《历代长术辑要》。这些都是有益于天文学史研究的工具书。
中国历史上有名的天问学家有哪些?
中国古代著名天文学家羲和,中国远古时代天文历法学家。
甘德,战国时代天文学家。
石申,战国时期魏国天文学家。
贾逵(30~101),东汉时天文学家、经济学家。
张衡(78~139),东汉时期伟大的天文学家。
刘洪,东汉末天文学家。
何承天(370~447),南北朝时代天文学家。
祖冲之(429~500),南北朝时期杰出的数学家、天文学家。
刘焯(544~610),隋朝天文学家。
李淳风(602~670),唐代初期天文学家、数学家。
一行(本名张燧,683~727),唐代著名天文学家和佛学家。
曹士为(生卒年不详),历法家,活动于唐德宗建中年间。
梁令瓒(),唐代天文仪器制造家。
苏颂(1020~1101),宋代天文学家、数学家。
杨忠辅(生卒年不祥),宋代天文学家。
郭守敬(1231~1316),元代天文学家。
王恂(1235~1281),元代天文学家、数学家。
邢云路(),明代天文学家。
徐光启(1562~1633),明末杰出科学家、天文学家。
薛凤祚(1600~1680),明末清初数学家、天文学家。
王锡阐(1628~1682),明清之际民间天文学家。
梅文鼎(1633~1721),清代天文学家、数学家。
李善兰(1811~1882),清代天文学家、数学家。
中国近现代著名天文学家
高鲁(1877~1947),现代天文学家,中国天文学会创始人,参与紫金山天文台选址;
余青松(1892~1978),现代天文学家、紫金山天文台创建人;
张云(1897~1958),现代天文学家;
李珩(1898~1989),现代天文学家;中国科学院上海天文台首任台长,名誉台长。
陈遵妫(1901~?),现代天文学家;
张钰哲(1902~1986),现代天文学家;中国科学院紫金山天文台首任台长。
程茂兰(1905~1978),现代天文学家;中国科学院北京天文台首任台长。
戴文赛(1911~1979),现代天文学家;著名天文教育学家,南京大学首任系主任。
黄授书(1915~1977),美籍华人,天体物理学家;
林家翘(1916~ ),美籍华人,现代天文学家、物理学家、数学家,星系密度波理论创始人之一。
王绶馆(1923~ ),现代天文学家,中国射电天文学开创者之一,中国科学院北京天文台第二任台长。
叶叔华(1927~ ),现代天文学家,中国天文地球动力学开创者之一,中国科学院上海天文台第二任台长。
从中国天文与历法史籍来看,从黄帝作甲子,尧命羲和,舜齐七政,周公测景等故事中,咸认我国天文及历法起源甚早。而外国天文学者,也推崇我国天文的历史悠久,诸如荷兰人Schlegel即利用中国星象命名的意义,来推测中国天文之起源,远在五、六千年之前。法国天文家拉伯拉斯(Laplace)亦曾说纪元前1100年,中国周公在洛阳所测日影,用以推算当时黄赤交角,与他自己用天体力学精密公式所推算的得数,所差不过2'弧度有余。因此对中国天文学发达之早而且正确,深感惊人。
张衡
张衡,别号平子,南阳西鄂人,(就是现今河南省南阳县人),县城之北,有一鄂城寺,就是汉朝西鄂的故址。他出生于汉章帝建初三年,也就是民前1834年。
他的学术思想是多方面的,从他的著作中来看,有哲学、有政治、有历史、有地理、有数学、有训诂,还有文学等等。其中最为重要的是两篇天文著作,一是「浑仪」,一是「灵宪」。而成为我国古代千余年中「宇宙观」的正宗学派。
张衡的家世,出于春秋时代晋国大夫的张老,他的曾祖父及祖父都很富有,到了他的父亲却很贫穷。张衡自幼聪颖好学,多才多艺,且善绘画,尤其喜欢天文阴阳历算,后来也引起皇帝对他才华的注意。派他当一名「郎中」。他的创作天才,逐渐开展。制造「三轮自动车」、「自飞木雕」、「指南车」、「土圭」等器具。他对于天文历数的嗜好,也有心得,进而研究天文、历法、数学等之自然科学。他的成绩为当代的人所钦佩。四年后升为「太史令」。掌管「天时」、「星历」。凡岁之将终之时,启奏新历。国家祭祀丧娶之事,掌拜良日及时节禁忌。这就是后代「钦天监」的职务。直到清朝采用外国官员担任钦天监时,如南怀仁之辈也不例外。他虽然不懂中国星相这一套,可也不能推辞不干,至于纪录瑞应灾异,在普通的见解,也许认为无聊。但国史上却是一份异常宝贵的资料。 我国古代保有最古的日食纪录。以及最丰富的流星陨石纪录,这些都是科学史上重要的资料。
六年后出任「公车司马令」,这个职位作用现代语解释,应该是管理「人事」或「公共关系」的官员。他对这职位甚感头痛,他的朋友还讥笑他不长进。他扼要答复数句是「不患位之不尊,而患德之不崇,不耻禄之不伙,而耻智之不博」。可见他是个多么宁静淡泊的人。
后来又恢复太史令工作,居八年之久,在这期间创造「候风地动仪」,就是近代的地震仪,为中国史上,最科学化的仪器。这时顺帝终于把他调为「侍中」,这是皇帝的机要秘书,从此就被宦官嫉忌,终于在五十九岁离开了机要重地,出任「河间相」,张衡到任后,严整法度,收擒奸党,上下肃然。做了三年之后,大家都佩服他的政绩。张衡辞去支河间相后,改官为「尚书」,但不久就与世长辞,享年六十二岁。
落下闳
落下闳,中国西汉民间天文学家。生卒年不详,活动在公元前100年前后。字长公,巴郡阆中(今四川阆中)人。汉武帝元封年间(公元前110~前104年)为了改革历法,征聘天文学家,经同乡谯隆推荐,落下闳由故乡到京城长安。他和邓平、唐都等合作创制的历法,优于同时提出的其他17种历法。
汉武帝采用新历,于元封七年(公元前104年)颁行,改元封七年为太初元年,新历因而被称为《太初历》。汉武帝请落下闳担任侍中(顾问),他辞而未受。
落下闳是浑天说的创始人之一,经他改进的赤道式浑天仪,在中国用了两千年。他测定的二十八宿赤道距度(赤经差),一直用到唐开元十三年(公元725年),才由一行重新测过。落下闳之一次提出交食周期,以135个月为“朔望之会”,即认为11年应发生23次日食。 他知道《太初历》存在缺点:所用回归年数值(356.2502日)太大,有预见地指出“后八百年,此历差一日,当有圣人定之。”(事实上,每125年即差一日,到公元85年就实行改历。)
虞喜
虞喜(公元281--356年),字仲,会稽余姚(今浙江余姚)人,东晋天文学家,宣夜说的继承和发展者。
虞喜于西晋太康二年(公元281年)出生于刚刚亡国的孙吴官宦世家。父亲虞察,是孙吴的征虏将军。族曾祖虞翻,是吴国的名士,训注《易》、《老子》、《论语》、《国语》。族祖虞耸,在吴国曾任越骑校尉、河间太守,入晋以后,为河间相,著有《穹大论》。胞弟虞预,在东晋成帝(公元326--342年在位)、康帝(公元343--344年在位)、穆帝(公元345--361年在位)时曾任著作郎、散骑常待等官,进爵平康县侯,好经史,著有《晋书》、《会稽典录》等。
虞喜博学好古,少年老成,年轻时就有很高的声望,受到人们的赞扬。西晋帝(公元307—313年在位)诏他出任官职,他坚辞。东晋元帝(公元317--323年在位)时,诸葛恢任会稽太守,强迫虞喜充任他手下的功曹,对他 *** 很大,下决心以后终生不仕。东晋明帝(公元323--326年在位)和成帝都多次诏他做官,都被一一拒绝。成帝时,内使何充曾称赞虞喜“博闻强识,钻坚研微,有弗及之勤”,成帝则下诏嘉奖他“守道清贞,不营世务,耽学高尚,操拟古人”。可见虞喜安贫乐道,一生惟做学问而已。
虞喜不愿做官,便在家中做学问,他“释《毛诗略》,注《孝经》,为《志林》三十篇”,主要还是偏重于对经典著作的阐释和训注,但他从古代史志书中,发现汉代最初沿用古历,以冬至起于牵牛初度,太初历制定时根据实测,以牵牛西斗宿中央附近的建星为冬至点,刘款对冬至点西遇的现象甚为疑,最后犹豫其辞,认为“冬至进退牛前四度五分”,贾逵才明白他说冬至在斗。不过,中国古代天文学家们对于冬至点移动的记录都存而不论,没有把“周天”(恒星年)和“周岁”(回归年)区分开来。
事实上,由于月球、太阳和行星的引力影响,使赤道部分比较突出的椭形地球的自转轴绕黄作缓慢的移动,相应的春分点治黄道以每年50.24分速度西退,差不多71年西移1度,大约26000年移动一周。
虞喜当时虽然不知道也不可能知道上述道理,但是他从古代冬至点位置的实测数据发生西退现象的分析中,得出了太阳一周天并非冬至一周岁的结论,即天自为天,岁自为岁。冬至一周岁要比太阳一周天差一小段,虞喜将之命名为“岁差”,这就发现了回归年同恒星年的区别。
更进一步,虞喜根据《尧典》记载“冬至日短星昴”,而当时实测冬至点在“东壁中”,即壁宿九度。从昴宿经胃宿十四度、娄宿十二度、奎宿十六度,至壁宿九度,合计退行五十多度,虞喜估计唐尧时代相距“二千七百余年”,由此可求得岁差值为约“五十年退一度”。
岁差的发现,是中国天文学史上的一件大事。虞喜发现岁差,虽然比古希腊的依巴谷晚,但却比依巴谷每百年差一度的数值精确。而且自南北朝祖冲之将岁差引进《大明历》后,隋刘悼《皇历》、宋杨忠辅《统天历》和元郭守敬《授时历》的岁差值日趋精确。而当时的欧洲,制历家们还在墨守成规地沿用百年差一度的差数据。两相比较,相形见绌。
虞喜对宇宙理论也颇有研究。他对汉代以来的盖天说、张衡的浑天说、郗萌的宣夜说三家进行分析比较,认为盖天说“天象盖笠,地法复盘”(大意:天像个斗笠,地像反盖的盘子)太粗疏;浑天说“浑天如鸡子,天体圆如弹丸,地如鸡中黄,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。”(大意:整个宇宙就像个鸡蛋,大地就像是蛋中的黄。天大地小,天的表面和内部都有水,天和地的关系就像蛋壳和蛋黄一样。天和地都是由气组成的,且都是飘浮在水上。)虽比盖天说先进,但仍非至善;于是在成帝咸康中(约公元340年)乃著《安天论》。
虞喜说:“天高穷于无穷,地深测于不测。天确乎在上,有常安之形;地魄焉在下,有居静之体。当相覆冒,方则俱方,圆则俱圆;无方圆不同之义也。其光耀布列,各自运行,犹江海之有潮汐,万品之有行藏也。”(大意:宇宙是无边无际的,却也相对安定;天和地无方圆木同之理;所有天体都有自己的运动周期,以自己的轨道运行,并不是附着在一个固定的球壳上。) 《晋书·天文志》称:“虞喜因‘宣夜’之说作《安天论》。”的确,虞喜的《安天论》既否定了天圆地方的盖天说,又批判了天球具有固体壳层的浑天说。他信仰主张宇宙无限的宣夜说,并予以继承和发展,这在天文学史上,占据了重要的地位。英国著名的研究中国科学史的李约瑟博士,这就样评价过“宣夜说”:“这是宇宙观的开明进步,同希腊的任何说法相比,都毫不逊色。”
张遂(法号一行)
和尚天文家张遂,生于唐代高宗弘道元年(即公元683年),是唐初张公谨的曾孙,原藉甘肃省敦煌,后迁河南省南乐县,这里就是张遂的诞生地。生后不久,遭遇武后政变,唐朝几乎灭亡。他的父亲,也做过几任县令,很早就去世。留下遗孤,过着贫苦的生活。他自幼至长,好学不倦,最喜欢研究历象及阴阳五行之说,再进而研究有关天文、历法的学问。
有一天他去元都观借书,认识元都观中的一位道士,名叫伊崇。伊祟一见张遂,就和他交上朋友,两人过从甚密。伊崇借给他「太玄经」,是一本很难了解的书,张遂却很快读完,并且把所绘的图,所写的书,通通交给伊崇看,伊祟看后,惊为天才。于是到处对人传说。他的名声传遍了长安城。不幸被武后的侄子武三思知道,就多方设法拉拢,张遂无计可施,而有遁世出家的打算,入嵩山崇阳寺(河南省登封县)削发为僧,改名敬贤,法号一行法师,从此张遂的名字,渐渐埋没。后世人只知一行,不知张遂。
张遂出家之后,除了研究佛学外,又研究天文、历算。并且 *** 各地,实现他「读万卷书,行万里路」的理想。到了天台山国清寺(即今浙江省天台县)修行多年,直到睿宗景云二年(公元711年)才回到嵩山崇阳寺,就在那一年,朝廷派员到嵩山征召张遂出山为国服务,他托病谢辞,后来又作第二次出游,到了荆州当阳县玉泉山(今湖北省当阳县)就在那里研究佛学及其它学识不再回嵩山了。
唐玄宗时,政治复上轨道,社会繁荣,史称「开元之治」。就在这个时期,皇帝下诏求贤,派礼部郎中张洽(张洽是张遂的族叔)力邀张遂回京,开元五年(公元717年)回到长安,皇帝立即召见,安排在光太殿居住。不久让他在华严寺和印度来华的僧侣,翻译多部佛经,传导密宗的教义。皇帝时常召见。垂询安国抚民之道,深得玄宗信任,张遂由和尚而变为皇帝御前更高顾问。
自唐玄宗开元九(公元721年)开始,接受天文科学工作任务,建议改革历法,创造天文仪器为开端,我国古代农耕与历象、节气关系密切,因此历代帝王无不重视天文。唐开元初年,还沿用「麟德历」逐年发生误差。预测日月食多不准确。张遂奉旨改革历法工作,从实测天文着手。可是那时太史监所存天文仪器,都已破旧,不堪使用,只好重新计画制造。就在皇宫丽正殿当作工场,制造黄道游仪的最初模型,然后奏请皇帝用铜铁铸造。于开元十二年(公元724年)制造成功。第二年制造水运浑仪的结构,再用铜铸造成功。该仪结构复杂,而且奇巧,可以反映日、月、五星运行规律的浑天仪。又是一个自动定时器,利用水力推动,每时辰自动击鼓,每一刻自动撞钟。可以说是全世界最早的之一台天文时钟。
张遂发动大规模观测队,先于开元十二年(公元724年)召集测量人员于丽正殿书院开会,分配工作,校正尺度,取黄河之南北平原为中心,曾在阳城建立一座八尺日规,并立一个石表(即石柱)上刻周公测景台,成为我国科学史上一个光荣古迹。测量二分、二至正午时日影的长度,而定回归年的长度,张遂自己坐镇京师,各地测量按时报告结果,向京城奏报,由于观测队所发生的作用,主要有下列成果:
(一)提供编着新历法最可靠资料。
(二)证明日影差数,和地面距离的关系。
(三)测定子午线每度弧长。
张遂制造天文仪器,进行大规模观测之后,开元十二年开始编写新历法,尽量参考从前历法优点,从上古六历,汉代太初历,甚至唐朝麟德历,又经四年长时间过滤,才告成功,名为「大衍历」。他于脱稿的同年九月,就病倒华严寺,十月初稍愈,力疾随侍玄宗皇帝往新丰镇,这时他的精神已颓丧,不欲说话,就在那天晚上,溘然归西,享年四十五岁。
祖冲之
祖冲之(429-500)的祖父名叫祖昌,在宋朝做了一个管理朝廷建筑的长官。祖冲之长在这样的家庭里,从小就读了不少书,人家都称赞他是个博学的青年。他特别爱好研究数学,也喜欢研究天文历法,经常观测太阳和星球运行的情况,并且做了详细记录。
宋孝武帝听到他的名气,派他到一个专门研究学术的官署“华林学省”工作。他对做官并没有兴趣,但是在那里,可以更加专心研究数学、天文了。
我国历代都有研究天文的官,并且根据研究天文的结果来制定历法。到了宋朝的时候,历法已经有很大进步,但是祖冲之认为还不够精确。他根据他长期观察的结果,创制出一部新的历法,叫做“大明历”(“大明”是宋孝武帝的年号)。这种历法测定的每一回归年(也就是两年冬至点之间的时间)的天数,跟现代科学测定的相差只有五十秒;测定月亮环行一周的天数,跟现代科学测定的相差不到一秒,可见它的精确程度了。
公元462年,祖冲之请求宋孝武帝颁布新历,孝武帝召集大臣商议。那时候,有一个皇帝宠幸的大臣戴法兴出来反对,认为祖冲之擅自改变古历,是离经叛道的行为。 祖冲之当场用他研究的数据回驳了戴法兴。戴法兴依仗皇帝宠幸他,蛮横地说:“历法是古人制定的,后代的人不应该改动。”祖冲之一点也不害怕。他严肃地说:“你如果有事实根据,就只管拿出来辩论。不要拿空话吓唬人嘛。”宋孝武帝想帮助戴法兴,找了一些懂得历法的人跟祖冲之辩论,也一个个被祖冲之驳倒了。但是宋孝武帝还是不肯颁布新历。直到祖冲之死了十年之后,他创制的大明历才得到推行。
尽管当时社会十分动乱不安,但是祖冲之还是孜孜不倦地研究科学。他更大的成就是在数学方面。他曾经对古代数学著作《九章算术》作了注释,又编写一本《缀术》。他的最杰出贡献是求得相当精确的圆周率。经过长期的艰苦研究,他计算出圆周率在3.1415926和3.1415927之间,成为世界上最早把圆周率数值推算到七位数字以上的科学家。
祖冲之在科学发明上是个多面手,他造过一种指南车,随便车子怎样转弯,车上的铜人总是指着南方;他又造过“千里船”,在新亭江(在今南京市西南)上试航过,一天可以航行一百多里。他还利用水力转动石磨,舂米碾谷子,叫做“水碓磨”。
郭守敬
郭守敬,字若思,元朝邢台人。他的父亲敦荣,精通五经,尤善算术以及水利之学。守敬承受父亲家业,并且师事刘秉忠学有专长,元世祖对他非常器重。他曾经修复西夏、滨河、五洲这几条河流。然后复命其修治历法,如是参考诸历,昼夜测验,推算极为精确,修成历法后,授予太史官。
元世祖至元十三年,太史郭守敬奉命制造天文仪器有十三件。有简仪,高表,候极仪,浑天象,玲珑仪,仰仪,立运仪,证理仪,景符,窥几,日月食仪,星晷,定时仪等十三器。到了明朝定都燕京(北京),将这一批仪器迁往江南,陈列于鸡鸣山观象台。清康熙七年钦天监请修浑仪,找到元郭守敬所制仪器于江南,康熙五十二年至五十三年之间,尚见观象台下所遗仪器甚多,刻有王恂、郭守敬监造人姓名。康熙五十四年,西人纪利安奏制地平经纬仪,将台下所遗元明代旧仪器,尽作废铜充用,古代法物一扫而空,诚为我国天文学界一大不幸。
郭太史生于公元1231年,即元太宗三年。卒于公元1316年,即元仁宗延佑三年。
王恂
王恂〔公元1235-1281〕字敬甫,中山唐县〔今河北省唐县〕人,元代数学家、天文学家,幼年在家随父学习数学、天文,后与郭守敬一道从刘秉忠学习数学和天文历法。至公元1276年奉命改历,和郭守敬一道组织太史局,王恂任太史令,负责天文观测和推算方面的工作,在《授时历》的编制工作中,其贡献与郭守敬齐名。
徐光启
徐光启,别号文定,生于明朝世宗嘉靖四十一年,就是公元1562年。这时倭寇年年作乱,国势日衰。到了徐氏入主翰林,授礼部尚书,入阁参政时,满州独立称帝,流寇大乱。这时已进入明末的时期。
文定公从政后,对于农政、国防、水利、财政、建设都极为关心。认为农政乃民生大事,着有一部「农政全书」流传至今,他肯接受西洋文化,其中以改革历法最为重要。
当十六世纪与十七世纪之间,西方宗教家来华传播教义,输入了西方优秀的自然科学及应用科学。最主要的是历算之学。而中西方更先接触的人,就是徐光启和利玛窦。利玛窦是一位艰苦卓越的传教士,他深知中国人对历法的重视,就献其所学,博取华人的信仰。公元1600年左右,利玛窦写信给罗马教会,再三请求,派遣几位天文专家来华。利氏自认对历学所知甚少,若有专家来此,必能大开中国门户。
徐光启是典型的中国读书人,而且见识通达,笃信宗教,与利玛窦交谊甚深。认为几何「几何之学」,西洋确有远胜于中国者,所以急于与利玛窦合作译书,以其精心杰作之「欧几里德几何」原本六本为重。徐、利二氏深知一切自然科学,非几何立其基础不可。
崇祯二年(公元1629年)五月朔,日食,钦天监推算又见失准,而光启推算应验。于是九月十三日由皇帝明令徐光启修历。徐氏立即设局于宣武门外,专事翻译历书,保举龙华民,邓玉函参预修历。汤若望、罗雅谷授制仪器及演算诸事。徐氏授命修历之后,对于翻译十分积极,其时由洋人主译,而由华人笔述,既定计划后,立刻分期完成。自祟祯四年(公元1631年)正月起至祟祯七年(公元1634年)十一月止,分五次进呈皇帝,总共137巷。其中最后两次进呈时,徐光启巳不幸病故,由其指定继承人李天经递补。书名「祟祯历书」,题名徐光启督修。本书内容:分太阳、太阴、恒星、五纬、交食诸事、各有历理,有历数、有推法、有算表、有星图,并兼有几何测量应用之法,可算是天体力学兴起之前最完备的一部历学巨著。不久明室倾覆,改历之事,没有正式实行。至清朝统一后,采用新法,定名「时宪」,其实就是徐氏所修之历法。时宪历法虽以「历象考成」为底本,其实亦不过「新法历书」之改头换面而已。
李之藻
李之藻,别号振之,字我存,又号存园寄叟。明嘉靖四十四年(西历1565年)出生于浙江杭州仁和。万历二十二年(1594年),时年三十考取举人,三十四岁中进士。万历三十八(1610年)十一月朔日食,钦天监推算有误。礼部因奏:翰林院检讨徐光启及南京工部员外郎李之藻.,精通历理,可与西洋人迪莪、三拔等人同译西洋历法。
万历四十一年(1613年)之藻改御南京太仆少乡,是年先生上书推荐庞迪莪、龙华民、熊三拔、阳玛诺等翻译历算书籍,以供修历参考。之藻译有「新法算书」、「几何」、「天学初函」、「同文算指通编」、「浑天盖天通宪图说」等书,又译「名理探」一书,为各学之最新译本。祟祯三年(1630年)九月二十七日逝世,享年六十五岁。
除了《开元占经》《灵台秘苑》《乙巳占》以外,中国还有哪些关于天文的古籍经典?
《大唐开元占经》满足你所有要求作者:瞿昙悉达
《开元占经》记述了大量古代天文学家有关宇宙结构和运动的认识,而且其中有一些是仅见于此书的.如后秦天文学家姜岌《浑天论参难》,梁武帝在长春殿召集群臣讨论天文、星象的记载,以及祖恒对姜岌的批评等等.这些论述在《开元占经》之外迄今尚未发现影迹.
《开元占经》自撰成以后,传世极少.这是因为书是一部以星占术为主的书,宣扬天命论的本身及笃信迷信的历代封建统治者都把它视为高度的机密,生怕有人拿其中的话,结合天上的天象,来“妖言惑众”,危及自己的统治,所以本书在唐、宋时代就流传极少.宋以后即无记载,当已失传.甚至连明代的皇家天文台也无藏本.直到明神万历四十四年(1616),安徽歙县有叫程明善的学者,因给古佛像布施装金,而在佛腹中发现了一部抄本.当今传世较广的是道光年间的恒德堂刻版巾箱本.近年来,台北出版了文渊阁藏本《四库全书》影印本.中国书店也于一九 *** 出版影印本.
灵台秘苑
不著撰人名氏.考《北史·庾季才传》,称所著有《灵台秘苑》一百二十卷,《垂象志》一百四十二卷,《地形志》八十七卷,并行於世.此书书名卷数皆与相合.然书中所徵引故实,迄於元末.又所记冬至以日躔箕宿四度起算,则明人所编辑,仍袭季才之名耳.其书首一卷至五卷论天,六卷至十二卷论日月,十三卷至十七卷论五星,十八卷至二十七卷论三垣,二十八卷至五十三卷论二十八宿,五十四卷论杂星,五十五卷至六十卷论望气,六十一卷至六十六卷为天象杂占,六十七卷至七十卷论风角,七十一卷至一百二十卷为杂占候.大抵推步纬度者少,测验祥异者多,体例亦颇冗沓.盖方技之流杂抄占书为之耳.