中国天文学

坠落天使路西法

五、中国天文学

1． 萌芽和体系形成

    中国是世界文明古国之一，也是农牧业发展最早的国家，因此，中国天文学的起源可追溯到久远的年代。中国天文学史最能清楚地表明天文学由萌芽到早期形成和发展的一般过程。原始社会一般尚无文字，但从许多考古发掘中可以了解到当时的人掌握天文知识的情况。在距今约6000年的西安半坡文化遗址中，可以看到房舍和墓葬都有一定的取向，说明当时的人已懂得天文定向知识。在山东莒县和诸城出土的距今约4500年的陶尊上，都有表示日出的陶文。据《尚书·尧典》记载：" 寅宾日出，平秩东作，日中星鸟，以殷仲春 "。意思是当日出正东时就是春分日，要举行祭祀，以利农耕。这陶尊该是祭礼日出的礼器。这一考古发现与《尧典》所载相互印证，古代传说有可信之处，当无疑义。据史书所载，五帝时代（公元前26世纪～前21世纪）已有一套观察日月星辰定季节的办法，并有专职官员"火正"负责这项工作。那时一年的长度定为366天，以闰月的办法调整月份和季节的关系。

    有人考证，《夏小正》是记述夏朝(公元前21世纪～前17世纪)的历书。夏代观象授时更加系统，天象物候并重。该书按12个月的顺序记述每月的星象、气象、物候以及相应的农事活动。如三月采桑育蚕、蝼蛄始鸣、参宿已不可见等。

    从发掘的大量殷商甲骨中证实，殷商时代（公元前17世纪～前11世纪）的天文学已相当发达。除用回归年纪年，朔望月纪月外，还采用干支纪日。商代历法是阴阳历，闰月安排在年终。在甲骨卜辞中，还有相当数量的日食、月食、新星、超新星等天象记录，其中有的已被现代的天文考古考证出具体年代。

    西周时期（公元前11～前8世纪）的天文学不仅相当发达，而且还很普及，把天象与日常生活相互联系。《诗经》中"七月流火，九月授衣"，"月离于毕，俾滂沱矣"这样的记载相当多见。西周时期还把日月所经过的天区划成28个星座，称二十八宿。近年在甲骨卜辞中也找到部分二十八宿的名称，因此，它的起源可追溯到更久远的时代。

    如果把上述时代看作是天文学萌芽时期，那么春秋战国（公元前770～前222年）时代便是我国古代天文学形成时期。这个时期天象观测的对象广，内容多，有的还达到精确的数量化程度。记录这一时期历史的《春秋》和《左传》里有丰富的天文资料。如从公元前720年到前48年，《春秋》记有日食37次，现考证有32次是准确的；公元前687年的陨石雨记载，是天琴座流星雨的最早记录；所记公元前644年落在宋国的陨石，是世界上最早的陨石记录；《左传》所记公元前613年"秋七月有星孛入......"，是彗星的最早记录。战国时期已有专门天文著作。齐国甘德著《天文星占》8卷，魏国石申著《天文》8卷，并编制了含有一百多颗星的赤道坐标星表。

    春秋战国时期教育发展较快，思想活跃，是各种学派百家争鸣的时期，产生了许多优秀的自然哲学思想。最迟在战国时期已出现了丰富多彩的宇宙理论，概括起来有三种：盖天说主张天圆地方，较早出现在《周髀算经》中；浑天说认为天地都是浑圆形状，大概由石申建立；宣夜说认为天无形质，日月星辰靠气飘浮于空中，因此曾有杞人忧天的故事。尸佼提出"天左舒而起牵牛，地右辟而起毕宿"朴素的地动思想，用天地的相对运动解释天体的周日视运动。还提出"上下四方曰宇，往古来今曰宙"含有时空观的宇宙概念（中国古代宇宙观详见第12章）。

2． 早期综合和发展

    秦汉时期（公元前221年～公元220年）国家统一，为综合和发展在诸侯割据时期各地发展起来的天文学创造了条件，从而形成具有中国特色的完整的天文学体系。

    历代帝王出于巩固自己统治地位的需要，对天文学都非常重视。天文机构和天文研究始终受到皇家的监视和扶持。汉代的太史令是掌握天文机构的最高官吏。因此，中国天文学家对天象观测和研究一直十分精湛，有丰富而连续的天象记录，且可信度非常高，为全世界提供了罕见的天文学史料。

    曾作过太史令的司马迁总结了汉代及其以前的天文学成就，在他的《史记》里有《历书》和《天官书》两部天文学专门篇章。前者概述了我国天文学的起源、发展和制历原则；后者确定了由五官二十八宿组成的我国第一个完整的星官（星表）体系，还在行星视运动、交食、恒星亮度颜色、彗、孛、流陨、极光和黄道光等广泛的天文领域展开研究和总结，开创了天文学载入国史的先河。《汉书·五行志》中也有许多重要的天象记载，如太阳黑子，超新星等，都是世界最早的天象记录。

    历法方面，秦统一中国后继续使用颛顼历，以孟冬之月（相当今农历十月）为岁首，年终置闰，并有24节气的全部名称。汉武帝七年编制太初历，改为与今相同的岁首，将年终置闰改为没有中气的月份为闰月，此法沿用至今。到西汉末年已将交食周期和五星会合周期测得很准，与今值相差甚微。

3． 继续发展和繁荣

    继秦汉之后，从三国到隋唐五代时期（公元220～960年），我国天文学研究逐渐走向繁荣发展，在历法、仪器和天文实测等方面都有不少创新和发现。

   在历法上，南朝何承天于公元443年编撰的元嘉历，第一次按实际合朔安排朔日，由定朔法代替平朔法。公元462年祖冲之制定的大明历第一次引入岁差，把回归年和恒星年区分开来，从而提高了历的精度。岁差是东晋虞喜在公元330年前后发现的。北齐张子信经过30多年的观测，发现太阳周年运动的不均匀性。公元604年隋朝刘焯把这一成果用于他编制的皇极历，由定气法代替过去每15天为一节气的平气法，使二十四节气安排更为合理（历法内容详见第4章）。

    这个时期的天文仪器，有唐代李淳风研制的、可同时测定天体赤道坐标和黄道坐标的浑天仪。三国时吴国太史令陈卓将古代留传下来的星表加以综合，编制成具有283星官和1465颗恒星的星表和星图，一直被沿用到近代。唐代一行和南宫说等人在河南地区，将天文观测用于测地，这是一个创举。他求得子午线1°弧长为122.8km，虽比今值（1°弧长约为111.1km）大些，但它纠正了"日影千里差一寸"的旧观念。

4． 由鼎盛到相对滞后

    五代十国的混乱局面，由宋统一而告结束。从宋初到明末（公元960～1600年）是中国经济发展较快的时期。生产的发展，推动了自然科学前进，其中天文学也取得了许多重要成就。

    首先是宋代所记录的两次超新星，被今天世界天文界所关注。一次是景德三年（公元1006年）发生在豺狼座的超新星；另一次是至和元年（公元1054年）发生在金牛座的超新星，至今人们还在研究它们的射电源。

    天文仪器的发明和制造令人瞩目，宋元佑七年苏颂、韩公廉工于巧思，制造了可自动演示天象和自动守时、报时的水运仪象台。还制造了人可进入内部观看的浑天象，是现代天文馆演示天象的先驱。宋代的沈括不仅研制和改进过一些观测仪器，还创造了我国仅有的一部阳历历书，即十二气历，但未被实行。元代郭守敬，为编制新历，主持制造仪器和观测工作。他研制的许多新颖仪器，充实了当时世界上最大的元大都天文台，其中包括玲珑仪、简仪、浑天象、仰仪、高表、景符等，都是当时最先进的仪器。简仪的赤道装置是当今望远镜赤道装置的鼻祖。现存河南登封的观星台，其直壁和石圭就是郭守敬所创高表的实物例证。

    元代疆域辽阔，有利于对东与西，南与北的天文差异进行探索。元太祖十五年（公元1220年）耶律楚材在西亚寻斯干城（今撒马尔罕），发现当地月食时刻与大明历所推算的时刻不同，在中国首次提出"里差"概念，即地理经度。数年后，苏天爵据此提出地方时概念。公元1279年，在王旬、郭守敬等主持下，进行过一次空前规模的天文大地测量，南起海南（北纬15°），北到北海（贝加尔湖一带，北纬65°），全国设27个观测点，测定极高、交食时刻、食分、节气早晚、昼夜长短等，为编制授时历积累数据，此历一直沿用到明亡。

5． 与西方天文学交融

    除了明朝初期郑和远洋航行，曾利用"牵星术"定位定向，发展了航海天文学外，一般进展平缓，很少发明创新。相比之下，明代是我国天文学发展的低潮时期。从明末到鸦片战争(公元1600～1940年)，由于经济、文化的发展，促使人们对科学技术产生新的追求。适值西方近代天文学兴起，为改历的需要，我国学者逐渐接受西方天文学的研究成果。明朝万历年间，徐光启与精通天文的意大利传教士利玛窦结识，合作翻译了《几何原本》、《测量法义》，把西方科学知识最早传入中国。明朝政府命徐光启等人组成历局，聘请耶稣会士龙华民、邓玉函、罗雅谷、汤若望等参加。经过五年努力，于崇贞七年（公元1634年）完成有137卷之多的《崇贞历书》，这是中国第一部引进欧洲天文学基础的历书。但未曾颁发，清军入关。后来汤若望把这部书删改成103卷，更名为《西洋新法历书》进呈清政府，依它编制《时宪历》颁发，此历一直延用到清亡。

    清政府组织钦天监在《西洋新法历书》基础上，编成《历象考成》等书籍出版。不过，这些书都是以地球为中心的宇宙体系。把哥白尼学说介绍到中国的是1760年法国传教士蒋友仁，在他献给乾隆的《坤舆全图》中介绍了该学说。在康熙、乾隆年间进行过两次经纬度测量，建立了以北京为中心的经纬网。

    1669年，继汤若望之后，清政府命传教士南怀仁任钦天监监正，他先后主持制造的8件天文仪器设置于北京古观象台，并写成《灵台仪象志》，其中有7件都是欧洲风格的古典仪器，这是西学东渐的历史见证。

6. 近代、现代天文学的发展

    鸦片战争之后（公元1840年至今），许多先进的中国人觉醒起来，要学习西方富国强兵之道。1862年清政府在培养外语人才的同文馆内，增设"天文算馆"。1859年李善兰与英国伟烈亚力合译赫歇尔的《天文学纲领》，译名《谈天》，把西方天文学的新成就较系统地介绍到中国，受到中国革新派学者的关注和欢迎。

    发展近代天文学需要精密的仪器和昂贵的设备。因此，中国早期的近代天文机构的建立都具有殖民地性质。1877年法国传教士为收集中国沿海气象情报，为舰船提供授时服务，在上海徐家汇建天文台，后又在佘山建天文台。1894年日本在台湾建测候所。1900年德国在青岛设气象天测所。1911年辛亥革命以后，于第二年采用世界通用公历。当时的北洋政府将钦天监更名为中央观象台，其任务是编日历和天文年历。

    "五四"运动以后，科学与民主思潮活跃。1922年在北京成立中国天文学会。后创刊《中国天文学会会报》，1930年改为《宇宙》，一直出版到1947年。1934年在南京建立紫金山天文台，1938年因日本占领南京曾迁往昆明后又搬回南京。

    中华人民共和国成立后，中国科学院接管原有各天文机构，进行调整和充实。先后又建立了上海天文台（徐家汇和佘山）、北京天文台（总台及怀柔、密云、兴隆观测站），陕西天文台、云南天文台、青海观测站、新疆乌鲁木齐观测站和长春人卫观测站。1958年建南京天文仪器厂，改变了天文仪器完全靠进口的局面。21世纪初，我国天文单位机构实行改革，紫金山天文台、上海天文台保留原有机构；2001年陕西天文台脱离天文管理部门改为国家授时中心；2000年10月起北京天文台、云南天文台、南京天文仪器厂以及青海观测站、新疆乌鲁木齐观测站和长春人卫观测站等合并重组，并于2001年4月25日成立国家天文台，总部设在北京。这标志着我国天文学发展进入一个里程碑式的新阶段。

    近40多年来，中国从无到有，发展了射电天文学、理论天体物理学、高能天体物理学以及空间天文学等现代学科，组织起自己的时间服务系统、纬度和极移服务系统，在诸如世界时测定、仪器制造、人造卫星轨道计算、恒星和太阳观测、高能天体物理研究以及天文学史研究等方面，都取得了不少重要成果。

    在天文教育方面，1952年将中山大学天文系和齐鲁大学天算系的天文部分，调整到南京，成为南京大学天文系。1960年北京师范大学设立天文系；同年北京大学地球物理系设立天文专业，现已有天体物理中心。1977年中国科技大学建立天体物理中心，1999年又成立了天文与应用物理系。1957年建成的北京天文馆以及2004新馆落成，为全国天文普及教育工作起了积极作用。国内天文刊物主要有《天文学报》、《天体物理学报》、《天文学进展》 和《天文爱好者》等。

    此外，全国高等院校大部分地理系开设了"天文基础课"，以培养中学地理教师能"上知天文，下知地理"和开展天文观测活动的能力。近来随着对大学生素质教育的重视，不少高校在全校范围内开设"天文选修课"，这一趋势还在不断增长。随着计算机网络技术的发展天文网站也不断涌现。当今，普及天文科学知识，不仅是天文学的首要任务，也是现代人们的普遍要求，是社会文明发展的需要。

思考与练习题(参考答案)

1． 简述天文学的研究对象、研究方法和特点。

2． 研究天文学的意义有哪些？

3． 了解天文学的科学分支。

4． 简述古代天文学的起源和发展。

5． 简述欧洲15、16、17、18、19、20世纪天文学发展的特点及成就。

6． 简述中国天文学从古到今的发展过程。

进一步讨论题：

1． 21世纪的天文与空间科学。

2． 举例说明天文与地学的关系。

3.  天文学与其它学科的关系。

beckhamhe

有点意思~ 不错~

忘我寂寞

你们都在那里找到的 ？