【中华诗词库】用望远镜看古代天文学

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用望远镜看古代天文学

中国是世界上天文学发展最早的国家之一,几千年来积累了大量宝贵的天文资料,受到各国天文学家的注意。就文献数量来说,天文学可与数学并列,仅次于农学和医学,是构成中国古代最发达的四门自然科学之一。

中国古代天文学的萌芽

1960年在山东莒县和1973年在山东诸城分别出土的两个距今约4500年的陶尊,上都有一个象形符号。有人释为“旦”字,因为它就像山上的云气托出初升的太阳,其为早晨景象,宛然如绘。《尚书•尧典》说“乃命羲和,钦若昊天,历象日月星辰,敬授人时”。说明在传说中的帝尧(约公元前二十四世纪)的时候已经有了专职的天文官,从事观象授时。

大概在春秋中叶(公元前600年左右),我国已开始用土圭来观测日影长短的变化,以定冬至和夏至的日期。那时把冬至叫作“日南至”,以有日南至之月为“春王正月”。战国时期的百家争鸣的局面促进了天文理论的发展。此时关于气是万物本原的观念,后来影响到天文学理论的许多方面。东汉时期中国出现一位多才多艺的科学家,那就是张衡。他以发明候风地动仪闻名于世。在天文学方面,他是浑天说的代表人物,主张“天圆如弹丸,地如卵中黄”;并且在耿寿昌所发明的浑象的基础上,制成漏水转浑天仪演示他的学说,成为中国水运仪象传统的始祖。总之,到汉代为止,中国古代天文学的各项内容大体均已完备,一个富有特色的体系已经建立起来。

历史小故事:著名的 “张衡星”

东汉时期,地震比较频繁,从公元96-125年的30年中,就曾发生了23次比较强烈的地震,震区有时大到几十个郡。起初,满朝文武都不相信这台地动仪能够测出地震的方向。凑巧在138年 (汉永和三年)突然地动仪朝向西北方向的钢球落了下来,掉进仪器下面的蟾蜍口里。可是,洛阳居民谁也没有感觉到地震。几天后,陇西驿者日夜奔驰来京师,报告陇西地震,二郡山崩(震级约为6.5级)。陇西正好在洛阳的西北方向。在事实面前,大家都不得不承认候风地动仪的灵验,佩服张衡的发明。由于他的贡献突出,联合国天文组织曾将太阳系中的1802号小行星命名为“张衡星”。

体系发展时期

三国时魏国杨伟创制《景初历》发现黄白交点有移动;知交食之起不一定在交点,凡在食限以内都可以发生;又发明推算日食月食和初亏方位角的方法。

北齐张子信,致力于天文观测三十多年,发现太阳和行星的运动也不均匀;合朔时月在黄道南或黄道北,会影响到日食是否发生,而月食则没有这一现象。张子信的这些发现导致隋唐时期天文学的飞跃发展。

贞观七年,李淳风制成浑天黄道仪,把中国观测用的浑仪发展到极为复杂的程度,在《皇极历》基础上制成《麟德历》,于唐高宗麟德二年(公元665年)颁行。

现在英国伦敦博物馆保存的敦煌卷子中有一卷星图,也可能与李淳风有关,因为在星图的前面还有48条气象杂占,每条都是上图下文,在第十五条下有“臣淳风言”的字样。

发展鼎盛

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》和南末杨忠辅的《统天历》。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。元代天文学家郭守敬创制了高表、玲珑仪、观象台计 16 种仪表,仪器专门测量天体使用。还制作了简仪,现存紫金山天文台。丹麦天文学家第谷所做的同类测量比郭守敬晚300年。

以名字命名的月球环形山

郭守敬在天文、历法、水利和数学等方面都取得了卓越的成就。他自至元十三年(1276年)起,奉命修订新历法,历时四年,制订出了通行三百六十多年的《授时历》,成为当时世界上最先进的一种历法。为修订历法,郭守敬还改制、发明了简仪、高表等十二种新仪器。1970年,国际天文学会以郭守敬的名字为月球上的一座环形山命名为“郭守敬环形山”。

明代·星表

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:翻译阿拉伯天文书籍;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。乾隆十七年,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,于道光二十四年编成《仪象考成续编》32卷,收星3240颗。

古代牵星术

在天文航海技术方面,我国很早就可以通过观测日月星辰测定方位和船舶航行的位置。郑和船队已经把航海天文定位与导航罗盘的应用结合起来,提高了测定船位和航向的精确度,人们称“牵星术”。用“牵星板”观测定位的方法,通过测定天的高度,来判断船舶位置、方向、确定航线,这项技术代表了那个时代天文导航的世界先进水平。航行时确定航行的线路,叫作针路。当时罗盘的误差,不超过2.5度。

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