星座和星表
中國星座的劃分,也明顯地反映出東方天文學體係與西方天文學體係的不同特點。中國的星座稱為星官,它所劃分的星座數目比西方多得多。而且這些星座的名稱也顯示出東方社會的特色。
中國星座的名稱大致以兩部分組成。一是原始社會和奴隸社會流傳下來的原有名稱,這些名稱大多與人民的生產和生活用具有關,例如營室、壁、箕、畢、井、北鬥等等,室就是房子,壁就是牆,箕是揚穀物用的簸箕,畢是捕兔用的小網,鬥是盛酒用的器物。再就是神話人物的傳說故事。例如,牛郎、織女描寫神仙與平民間愛情的悲劇故事。參星商星(大火)記述了互相爭吵的兄弟被分隔開來永遠見不了麵的神話。這個故事實際上包含有重要的天文意義:參星為當時冬季的初昏中星,大火星則為夏季的初昏中星。
另一部分星座的名稱,則象征著中國封建等級製度的社會結構,是人間等級機構在天上的重現。例如,出現有帝、太子、上將、離宮、天牢等星名。它們象征著封建統治階級的權力。天帝星座鎮中央不動;它的附近是皇族和親信大臣;眾星就像臣民那樣,圍繞著皇帝旋轉。
星座名稱的產生肯定起源於傳說時代,.然後逐步增加和發展。據有人利用古代文獻統計,戰國以前出現的星座,包括二十八宿、北辰、北鬥及以外的幾個著名的星座,大約38速,200餘顆恒星。但由於這些文獻並不是天文學專著,所以肯定大大少於當時人們認識的數目。公元前2世紀末司馬遷的《史記.天官書》,則係統地記載了全天星座的情況,計92座,約500餘星。在漢代,天文學得到迅速發展,人們對於星座的知識也在不斷增加,公元初年成書的《漢書.天文誌》,則載有118座783星。而100年後在天文學家張衡的《靈憲》,則增加到444座,2500顆星。但張衡的星表沒有保存下來。三國時東吳的太史令陳卓則將古代流傳下來的石氏、甘氏、巫鹹3家星表綜合在一起,得283座,1465顆星。到此為止,中國古代的星座總數就基本上定型了。
中國星座的劃分,除掉以上的較詳細的分法以外,還常使用一種較粗略的分區。靠近黃赤道南北的廣大天區統稱二十八宿,而北極周圍的拱極區合稱為紫微垣。又將星張翼軫四宿以北的區域稱為太微垣,房心尾箕鬥以北的區域稱為天市垣。統稱三垣二十八宿,它概括了我國整個可見的天區。
戰國中期的石申(公元前4世紀中期)是魏國的天文家,他曾經測定過包括二十八宿距星在內的121顆恒星的赤道坐標。他的著作有《天文》八卷和《渾天圖》。因此,石申很可能是渾天說的創始人。不過,據有人研究,石氏星表中有些數據可能是經過西漢(公元前206~公元25年)和東漢(公元25~220年)天文家重測過的。這一事實很有些巧合,希臘喜帕恰斯的星表的測定年代與石申星表相差不遠,而流傳下來的也是經過公元2世紀托勒密改正的。
據記載,戰國時還出現有另兩位天文家甘德和巫鹹的星表,當然,也可能指從戰國一直流傳到兩漢的甘、巫兩個星占學派的觀測成就。有趣的是,這3家所占的恒星各不相同。三國時東吳的太史令陳卓曾經將3家星表彙集在一起,編成一個具有283座1465顆恒星的星表,並繪成星圖,分別以紅黑白三色將3家的恒星表示在星圖上。它幾乎成為中國古代的標準星圖,一直流傳到近代。
編製星圖的工作,並非從陳卓才開始,.大約在戰國時就有出現。據東漢末年的蔡邕(公元133~192年)記載,當時天文史官就使用過星圖(官圖),這個星圖的結構是這樣的:以紅色畫出3個同心不同直徑的圓,圓心就是北天極,小圓為恒顯圈,中圓為赤道,大圓為恒隱園。另有一不同心的圓與赤道斜交於角宿和婁宿兩點,成24度的夾角。在這幅星圖上除畫有二十八宿外,還畫出了赤道內外的其他星座,星數大致和《漢書.天文誌》所載的情況相同。蔡邕所看到的大概就是張衡製造渾象時所畫的星圖,它已經打下了中國以天極為中心投影星圖的基礎。陳卓的星圖隻是在漢代星圖的基礎上,將3家所測的恒星畫在一張圖上。
太陽月亮運動及日月食預報
中國人研究太陽的運動是很早的,大致經曆了3個階段,早期是肉眼觀測,其次是用圭表觀測,最後是用渾儀觀測。
肉眼觀測主要在發明儀器之前,由於太陽光強烈,隻要太陽一出現在地平線上,就將全部的恒星都掩沒了。觀測的方法隻有利用太陽落下以後或升起之前的那個短暫時刻,觀測昏旦中星的改變,來決定太陽的方位。昏中星沿赤道方向往西約100度的地方,就是太陽的方位。一定的昏中星,反映了一定的季節。不過,這種方法不易得到準確的結果。
由於季節的變化主要是由太陽距地麵的高度決定的,於是人們就發明用一根直立的杆子測量中午影長的辦法來決定太陽的地平高度。太陽地平高度的變化實際就是反映出太陽在黃道上南北位置的改變。而當時人們用這種方法所要測量的,隻是要決定冬至夏至到達的日期和時刻。中國古代回歸年長度的數值,主要就是利用這種方法取得的。當然,為了測得精密的時刻,許多天文學家曾經想出過許多巧妙的方法。
後來就利用渾儀測定太陽的位置了。公元前1世紀,中國的天文學家開始用渾儀直接測量太陽的去極度,這是很容易的。但同時要想取得太陽的入宿度,可不是一件容易的事。從理論上說,隻要依靠漏壺等計時器的幫助,就能測得太陽的赤經,人們早期並沒有想到這麼做,實際上當時的計時器也不夠精密。為了求得某個時刻太陽的準確方位,人們隻得利用月食或日全食這樣的難逢機會。早期冬至點的準確位置主要就是利用這個方法求得的。若要求任意時刻太陽的位置,就以日行一度的平均方法進行推算。