中国天文起源与发展
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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。
中国古代天文学萌芽于原始社会,到了战国秦汉时期后,形成了以历法和天象观测为中心的完整的体系。历法是中国古代天文学的主要部分,它不单纯是计算朔望、二十四节气和安置闰月等编撰日历的工作,还包括日月食和行星位置的计算等一系列方位天文的课题,类似编算现在的天文年历。中国古代天文学的一项重要内容是天象观测,其中包括天象观测的方法、仪器和记录。
(一)中国古代天文学的萌芽:从远古到西周末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。《尧典》还说,一年分为四季有366 天,用闰月来调整月份和季节,这些都是中国历法的基本内容。《尧典》里还根据黄昏时南方天空所看到的不同恒星,来划分季节。
从夏朝(公元前21世纪~公元前16 世纪)开始,中国进入奴隶社会。此时流传下来的《夏小正》一书,反映的可能是夏代的天文历法知识:一年十二个月,除二月、十一月、十二月外,每月都用一些显着的天象作为标志。在殷商(公元前16 世纪到公元前11 世纪)的甲骨卜辞中,干支纪日的材料很多。一块武乙时期(约公元前13 世纪)的牛胛骨上完整地刻划着六十组干支,可能是当时的日历。从当时大量干支纪日的记录,学者对当时的历法得出比较一致的意见:殷代用干支纪日,数字记月;月有大小之分,大月30日,小月29日;有连大月,有闰月;闰月置于年终,称为十三月;季节和月份有大体固定的关系。甲骨卜辞中还有日食、月食和新星纪事。西周时期(公元前11 世纪至公元前8 世纪)铸在铜器(钟、鼎等)上的金文中有大量关于月相的记载,但无朔字。
(二)体系形成时期:从春秋到秦汉(公元770~公元220 年)春秋时期(公元前770~ 前476 年),中国天文学处于从一般观察到数量化观察的过渡阶段。《礼记•月令》虽是战
国晚期的作品,但据近人考证,它所反映的天象是公元前600 年左右的现象,应能代表春秋中叶的天文学水平。它是在二十八宿产生以后,以二十八宿为参照物,给出每月月初的昏旦中星和太阳所在的位置。它所反映的天文学水平要比《夏小正》所述的高得多。同时,记录这一段历史的《春秋》和《左传》,都载有丰富的天文资料。
随着观测资料的积累,战国时期已有了天文学的专门着作,齐国的甘公(甘德)着有《天
文星占》八卷,魏国的石申着有《天文》八卷。这些书虽然都属于占星术的东西,但其中也包含着关于行星运行和恒星位置的知识,所谓《石氏星经》即来源于此。
(三)体系发展时期(公元220 年~宋朝初年):这是中国古代天文学在体系形成之后,继续向前顺利发展的阶段,在历法、仪器、宇宙理论等方面都有不少的创新。三国时魏国杨伟创制《景初历》(237 年)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;又发明推算日月食食分和初亏方位角的方法。吴国陈卓把战国秦汉以来石氏、甘氏、巫氏三家所命名的星官(相当于星座)总括成一个体系,共283 星官、1464 星,并着录于图。陈卓的星官体系沿用了一千多年,直到明末才有新的发展。葛衡在浑象的基础上发明浑天象,它是今日天象仪的祖先。
唐代后期和五代(公元907~960 年)时期的历法,值得一提的有长庆二年(公元822 年)颁行的《宣明历》和建中年间(公元780~783 年)流行于民间的《符天历》。徐昂的《宣明历》在日食计算方面提出时差、气差、刻差三项改正,把因月亮周日视差而引起的改正项计算更向前推进一步。后晋天福四年(公元939 年)颁行的《调元历》,不采用上元积年,使用了五年,后在辽又用了四十年,直到元朝的《授时历》(1280 年),才完全实现了这两大改革。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。
忽必烈把金、宋两个司天监的人员集中到大都(今北京),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。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》从元代一直用到明亡(公元1644 年)。在明代把它改名为《大统历》,但方法上只是把北京所见的日出日没时刻改为南京所见的时刻。
(四)中西天文学的融合:从明末到鸦片战争(公元1600~1840 年)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。早期出版的有关欧洲天文学知识的着作有:《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。1873 年,法国在上海建立徐家汇天文台,1900 年在佘山建立了另一个天文台。1894 年日本帝国主义侵入台湾,在台北建立测候所,1900 年德国在青岛设立气象天测所。这些机构都是列强侵华的工具,主要是为他们的军舰在中国沿海活动提供情报。
建国后,从1958 年开始,在北京建立了以天体物理研究为主的综合性天文台—北京天文台。1966 年起,建立了以时间频率及其应用研究为主的陕西天文台;1975 年起,把昆明凤凰山观测站扩建成大型综合性的云南天文台。1958 年在南京建立了南京天文仪器厂。在天文教育方面,1952 年广州中山大学的天文系和济南齐鲁大学天算系(成立于1880 年)中的天文部分集中到南京,成为南京大学天文系。1960 年北京师范大学设天文系。同年北京大学地球物理系设天体物理专业。
为了繁荣和推进天文科学,中国天文学会1953 年开始出版《天文学报》,北京天文馆于1958 年创刊《天文爱好者》月刊,大力传播天文科学知识。几十年来,中国从无到有地建立了射电天文学、理论天体物理学和高能天体物理学,以及空间天文学等学科,填补了天文年历编算、