三国两晋南北朝的天文学

三国两晋南北朝的天文学

三国两晋南北朝是天文学非常活跃的时期，不仅产生了一系列极为重要的新发现，而且在恒星观测、历法计算和天文仪器制造等方面也取得了不少新的成就，从而为中国天文学的进一步发展打下了良好的基础。

一、星官体系与全天星图

研究日月五星运动规律需要建立参考体系，制作浑象需要将星象缀刻在仪器上，因此天体运动的研究和天文仪器的研制，要求加强恒星观测工作并提供一种含星较多的星官体系。先秦典籍和甲骨卜辞中已记载有不少星官名称。湖北随县曾侯乙墓中出土的二十八宿漆箱盖图案，说明在公元前433 年以前已经形成了北斗二十八宿这一星官体系。汉武帝时，司马迁在《史记·天官书》中，综合以前各星占学派使用的星官，建立起一个有五宫二十八宿共计558 颗星的星官体系，这是中国古代第一个完整的星官体系。这一体系中的星官与西方天文学中的星座大同而小异。星座是指许多恒星组成的视觉图案，星官则有两个以上恒星组成的组合，也有单个的恒星，所以星官一般比星座小。在此以后，史籍中还有一些关于天文图籍和星官的零星记载，但总的说来，汉代以前对全天恒星系统的认识仅限于二十八宿及其外的某些星组。此外，社会上使用星官最多的是天文星占家。但长时间形成的不同星占学派，由于对星空的认识和占卜方法的不同，因而各自有常用的星官体系，其中最著名的是甘德、石申和巫咸三大家，于是也就有甘、石、巫咸三派星官体系。《史记·天官书》不区分三家星，在实用中不完全适合不同流派星占家的需要。在魏晋南北朝时期，根据社会需要和在前人成就基础上，对全天星名、星数进行一次总结，建立一种既能区分三家星又是统一体的新星官体系，已是必要的和条件成熟的工作。这项工作由三朝太史令陈卓完成了。陈卓大约生活在3 世纪下半叶至4 世纪初，年轻时任孙吴太史令，曾作《浑天论》，其观点与王蕃大致相同。晋灭吴后，他由吴都建邺（今南京）到洛阳，任晋太史令，后因年迈离职。316 年西晋亡，陈卓重返江东，次年在东晋都城建康（今南京）复为太史令。据《晋书·天文志》载，“武帝时，太史令陈卓总甘、石、巫咸三家所著星图，大凡二百八十三官，一千四百六十四星，以为定纪”。陈卓把当时主要的三家星汇集在一起，并同存异，编成283 官、1464 颗星的星表，并绘制出总括三家星官的全天星图，还写了占赞文字。陈卓的成果对后世有很大影响，他所总结的全天星官名数一直是后世制作星图、浑象的依据，在我国历史上沿用了一千多年。我们现在见到的星图和星表，如著名的敦煌星图、苏州石刻天文图、常熟石刻天文图等，其所收星官数都未超过陈卓星图，直到明末西方星图和星表知识传入后才有所突破。另据记载，刘宋元嘉年间太史令钱乐之两次铸造浑象，将全天恒星标在浑象上，他所用的就是陈卓所定283 官1464 星，并用朱、白、黑和黄、白、黑三种不同的颜色来区分三家星。陈卓也是一位大星占家，不仅为星图加注占赞词语，而且撰有《天官星占》10 卷、《万氏星经》7 卷等星占著作。陈卓的星表、星图和著作均已失传，但仍有不少材料为他人所引用，如《开元占经》中收有许多陈卓占语，在敦煌写本中还发现一首反映他的星官体系的《玄象诗》。写有《玄象诗》的敦煌卷子现存法国国家图书馆，编号分别为P2512 和P3589 号，P2512 抄于唐武德四年（621），P3589 卷末有“太史令陈卓撰”，可知此诗系陈卓所写。这首诗分别按石氏、甘氏和巫咸氏三段吟诵三家星，最后一段专写紫微垣。《玄象诗》是研究魏晋时期星官体系的重要资料。唐代学者王希明《丹元子步天歌》也介绍了陈卓所总结的星官体系。第二节天文仪器的研制和革新据今所知，三国时期，蜀、魏都没有制作天文仪器的记录，而孙吴则在制作仪象方面很有成就，如王蕃依据张衡旧制制成一台小型浑象，葛衡也制造一台浑象，其特点为“使地居于中，以机动之，天转而地止，以上应晷

度”①。天文学家陆绩还制造了一台卵形浑象。

西晋末年，中原匈奴族政权前赵制成测量用浑仪。此仪由史官丞南阳孔挺设计制作，成于刘曜光初六年（323）。这台仪器是很重要的，因为对于在此以前使用过的浑仪，仅有片言只语的记载，而孔挺浑仪则是第一台留下详细资料的仪器，通过它可以进一步了解汉代浑仪的基本结构。据《隋书·天文志》所载，孔挺浑仪系铜制、由内外两重组成，外重由三个相交的大圆环构成浑仪的骨架，并由四柱支撑着外重骨架；内重是用轴固定在骨架上的可转动的双环，双环直径八尺，双环之间夹置一具可以俯仰的望筒①，也长八尺。由于年重的转动轴一为天北极，另一为天南极，所以这架仪器可以方便地测量天体的赤道坐标。在孔挺以前时间最近的同类仪器当属东汉永元十五年（103）左中郎将贾逵的黄道铜议，由于该仪加有黄道，所以必为三重结构，比较繁杂，且不易使用②。孔挺显然注意到这个问题，于是将自己的仪器改为两重结构，去掉了黄道环。

东晋义熙十四年（418），宋高祖刘裕于咸阳之战后，得到孔挺所制浑仪，并在称帝后，将其运至首都建康（今南京）。刘宋元嘉年间，社会稳定，经济发展，颇好历数的宋太祖刘义隆认为这台浑仪虽然很好，但在仪器上着不到日月五星和恒星星象③，是个缺欠，因而诏令太史令钱乐之制作新仪。钱乐之于元嘉十三年（436）铸成有别于浑仪的浑象。他的新浑象继承和发展了东吴的浑象制作技术，特别是受到葛衡仪器的影响，其结构与张衡的仪器有所不同。新浑象将地平置于球内，地平面将大圆球一分为二，半覆地上，半没地下。在球上缀以星象，在黄道上布以日月五星①，以水力推动，昏明中星与天相应。为了与地平放在球外的浑象区别，按宋代苏颂等人的称呼可称之为浑天象②。元嘉十七年（440），钱乐之又制成一台小型的浑天象，直径只有二尺二寸，便于搬动，使用起来更加方便。浑天象与浑象功能相同，本质上是一回事，但由于结构变化，工艺要求更高一些。球内地平表示人居住的大地，如果要在球外能看到球内的大地和大地上的装饰，这就要求球必须有相当的透明度。其具体制作方法，现在已难于查考，可能在铸好的骨架上蒙上细铜丝编成的铜网，做成透明网球；也可能蒙上纺成的细纱，再缀以星体。总之制作难度较大，这也反映了当时工艺水平的提高。

①见《隋书·天文志》。

①《隋书·天文志》：“其双轴之间，则置衡长八尺，通中有孔，圆径一寸，..衡既随天象东西转运，又自于双轴得南北低仰。..其仪至梁尚存，华林重云殿前所置铜仪是也。”

②《后汉书·律历志》：“黄道与度数转运，难以候，是以少循其事。”

③《宋书·天文志》：“高祖平长安，得衡旧器，仪状虽举，不缀经星七曜。”

①《宋书·天文志》：“诏乐之更铸浑仪..地在天内..规二十八宿..置日月五星于黄道之上，以水转仪。”

②见苏颂《进仪象状》。

浑天象在当时发挥了很好的作用，因为天包着地，所以它比浑象更形象地演示出浑天说的精髓，更符合浑天说者的原话。据《隋书·天文志》载，刘宋天文学家何承天论浑天象体就说过“详寻前说，因观浑仪，研求其意，有悟天形正圆，而水居其半，地中高外卑，水周其下”。何承天观察了仪器演示后对天体浑圆，有了新的领悟，但他仍相信盖天说的观点，把地说成中间高四周低的弧面。浑天象实际上并不是单纯的演示仪器，它也是研究日月五星运动规律的有力工具。根据实际观测得到的七曜相对于周围恒星的位置，可以较准确地将其分别安置在黄道的不同部位，然后通过不断观测，可以了解它们相对于恒星的运动规律，从而测算出行星的会合周期。钱乐之的仪器还有一个十分突出的特点。据《宋书·天文志》说，那台小浑天象“安二十八宿中外官，以白黑珠及黄三色为三家星”；而大浑天象，则用朱、白、黑三种颜色分别表示甘、石、巫咸三家星。显然，他将陈卓的星官体系固化到了仪器上，尽管后来陈卓的图录失佚，但钱乐之的仪器