中国天文学发展简史

中国天文学发展简史

中國歷法的改革與發展

我國是世界上農牧業生產最早、最發達的國家之一，農牧業生產的發展需要天文學，因而，我國也是世界上有天文學最早的國家之一，每個時期都有所發展有所創造，也都有記載。我國最古的典籍里面就有“欽若昊天”，“敬授民時”的記載。這說明古人就专门重視觀察自然現象，把握自然規律，來決定一年季節的時令，使農牧業及時進行。

中西天文學，正如其他方面，有专门多不同之處：

一：中國古代對星星多以實際存在之人事物命名，例如帝、太子、宰相、牛、天牢等。

二：中國古代把可見範圍的天空分成「三垣二十八宿」，有天區31、星官283、星1464顆。

三：中國古代要紧用赤道坐標系統，輔以似黃道坐標系統。

四：中國古代把全天分為365.25度，對應一年之日數。

五：中國古代習慣用代數法模擬天象；西方則用幾何法。

六：中國對常規和異常天象的觀測十分重視，其二千多年的持續記錄，是世界其他各族難以相比的。

七：中國之曆法乃以陰陽合曆為傳統，創立了二十四節氣，與農業關係紧密。陰陽合曆之二十四節氣系統更屬全世界之僅有。中國的曆法編製更是和天象觀測並行發展，曆法不單是安排日月年，也包括日、月位置及日月食時間和行星位置等，相當於一本天文年曆。

八：中國占星術的哲學觀點以陰陽、五行、天人感應為基礎。

九：中國古代天文學一直有濃厚的官方色彩，天文機構為朝廷所直截了当管轄，一切所須由政府支持。

在遠古時期，早期中國的天文學發展是緩慢的，這點與世界各族相同。但由於中國文明的高度發展，天文學的發展亦開始領先了。踏入春秋戰國，貴族對天象作占卜的興趣(其實商代的天文觀測正建基於占卜上)更推動了天文學的發展。中國成為第一發現多種天象的國家，如：觀測太陽黑子，古中國人在沒有望遠鏡的幫助下难道仍

能發現，比西方早了近二千年，令一位美國天文學家慨歎西方學者為何要用望遠鏡方能見到。

漢朝開始，中國天文學的發展加快。張衡發明渾天儀正是其代表。南北朝祖沖之亦發現了歲差和日月不均勻等現象。

宋元時期，古中國天文學進入了其頂峰時期，高度發達的經濟支持著天文學的發展。大型天文儀器的使用(如蘇頌的水運儀象台)展现了中國人的超凡技術，數據的精度亦提高到和現代數值相差無幾的驚人程度。

惋惜，明朝開始，中國天文學學開始進入停滯時期。由於明清兩代的鎖國政策，中國開始對外封閉，不利學術交流。明朝禁止私人編曆顯示了中國的學術自由正被消滅，天文學知識的傳播被中斷了；雖然清朝大力提倡考據學，雖有助今人明白古代天文論著，但於事無補。明清兩代的錯誤政策，使東西方科學及技術差距加大。

就各個時期的記載和天文文物來看，中國天文學的發展過程中，經歷了如下五個階段和四次大改革：

一、萌芽階段從遠古到東漢末年

黃帝時期，就有了《陰陽歷》。《史記》中記載傳說中的黃帝時代已有了專門測定日影的人員，并在測量的基礎上編制了當時世界上比較先進的歷法，據《尚書堯典》中載：“期三百有六旬有六日，以閏月定四時成歲”，這是一年有366天的一種《陰陽歷》。《尚書·堯典》已有年、月、日、旬、四季、閏月的概念，並有以星象定季節的描述。夏代人們就已經發現了北斗七星斗柄的指向，可用來判斷季節。夏代根據斗柄的旋轉確定了一年十二月，以“建寅之月為正月”。《夏小正》相傳記載了夏朝的曆法，按月記載中星、斗柄指向、氣候的變化，這可能是人類最早的曆法。

商代，由于重視天文歷法，專設官員治理此事，甲骨卜辭中有许多日食月食和觀察新星的記錄。商代的歷法為《陰陽合歷》，把閏月放在歲末，稱為“十三月”。

西周時期，周公在告城（即古陽城），用圭、表測日影，驗四時確定一年二十四節氣，來指導農、牧業生產。

二、形成期與第一次大改革春秋戰國到漢末年

春秋時期，天文學有了专门大的成就。魯文公十四年（公元前613年），“秋十月，有星孛于北斗”的記載，是天文學界公認的世界上最早的哈雷慧星的記錄，比歐洲早兩千年還要多些。1978年，湖北省隋縣發現戰國初曾候大墓出土的漆箱上繪有二十八宿名稱，這說明二十八宿體系在春秋時期已大體形成。

戰國時期，同農業生產緊密相關的天文歷法有了新的成就。天文學家甘德和石申曾對許多恆星的位置進行了測量，測得的成果被編成《甘世星經》一書，其中已証明了120個恆星的座標。這是世界上最早的恆星標，比希臘的恆星表約早200年。

秦漢時期，天文學出現了許多具有當時先進成果。《漢書.五行志》中精確記錄了河平元年（公元前28年）三月十八日太陽黑子出現的位置、時間。這是世界上公認最早的有關太陽黑子的正式記錄，比歐洲早八百多年。

漢代的《太初曆》─流傳至今最早的一部較完備的曆法。東漢太初（公元前104─101年）以后，我國許多傑出的天文學

家，都不斷地獨立創造新法，來提高歷法的精確度，形成了我國歷法上的一個優良傳統。

關于天體的結構，就有三種不同的學說：一是宣夜說﹔二是蓋天說，以《周髀算經》為代表﹔三是渾天說。持渾天說的有洛下閎，耿壽星、張衡等人。張衡還總結了當時天文學家的最新成就，寫成了天文學巨著《靈憲》一書。洛下閎在漢武帝時期制造渾天儀，于太初三年（公元前102年），用水鐘測定了二十八宿的位置。東漢張衡又設計了一種新的渾天儀，即用水力轉動布列了星宿的球體儀器，轉動時反映出來的現象。完全與天上的日月星辰的變動相符合。

一：蓋天說：

產生於戰國前，是中國最古老的天文學說，現見於漢代的《周髀算經》。蓋天說的主體是「天圓地点」，然而後來人們活動範圍擴大，學說演變成天地均圓。天地像反轉的盤子，天蓋於地。此說要紧用以解釋四季變化。舊說稱天地間有陰陽兩氣，光透不過陰氣，太陽每天穿梭陰陽氣間，夏

天陽氣多故日長，冬天陰氣多故日短。新說稱太陽有七條軌道，即七衡六間，太陽在軌道間運動。夏至時於第一衡(內

衡)，冬至時於第七衡(外衡)。蓋天說更據勾股定理(即畢氏定理)認為天地相距八萬里。因為他們認為陽光照耀範圍有限，人可見範圍亦有限，太陽於內衡時較近北方，人可見時間較長；外衡時較近南方，人可見時間較短。這點有些像南北回歸線之設。

二：渾天說：

渾天說要紧於漢代後開始流行，他們主張天如球殼，天包著地如雞蛋，天外為氣，天內有水而地漂於水上。天之一半於地上，半於地下，運轉不息。

他們把天球分為幾部分：近北極有恆顯圈，全年可見；近南極有恆隱圈，於地平下，永不可見；中間的圓周是天球赤道。由於渾天說有能够可被量化的性質(包括相似三角形的等比關係和勾股弦定理等幾何定理)，可作反復計算和驗證。他們曾有「日影千里差一寸」的假設，唐朝開元年間被測量結果否定了，但渾天說反而能够發揚光大。這确实是因為渾天說有科學性的原故。