陳久金:天體的度量系統(tǒng)
文/陳久金
? ? ? ?中國(guó)人對(duì)于二十八宿之名都很熟悉,但具體問(wèn)到二十八宿是干什么的,有什么用處,那就說(shuō)不清楚了。即使說(shuō)對(duì)了一部分,也不全面,或者只說(shuō)次要的,卻忘記了主要功用。事實(shí)上人們創(chuàng)立二十八宿就是為了研究天體運(yùn)動(dòng)的,當(dāng)然同時(shí)包括研究月亮、太陽(yáng)和五星的運(yùn)動(dòng)在內(nèi)。這是因?yàn)?,日月五星都在黃道附近運(yùn)動(dòng)。用科學(xué)的術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō),創(chuàng)立了二十八宿,就是為研究日月五星的運(yùn)動(dòng)設(shè)立了一個(gè)參照物,就如在道路兩旁給村鎮(zhèn)命名一樣。有了這些參照物——二十八宿星名,對(duì)天體的位置就可以做出相應(yīng)的表示,如在某星宿處,在某星宿的右上方、左下方、正前方等等。
? ? ? ?但是,正如前面所述,給黃道帶這些星座的分割和命名,首先是為了能順利開展對(duì)月亮的研究,星座數(shù)都不是隨意的,黃道帶一周的星座數(shù)當(dāng)為二十八或二十七,以便達(dá)到月亮一天運(yùn)行一個(gè)星座的目的,故稱二十八宿或二十八舍。同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)這一目的,各星宿間的平均寬度,也應(yīng)該是對(duì)等的。
? ? ? ?在建立二十八宿系統(tǒng)之前,在黃道帶首先建立起以民族圖騰命名的四象體系,以對(duì)應(yīng)于黃道帶的四季星象。又為了使二十八宿合于恒星分野的觀念,人們?cè)诮o黃道帶二十八宿星座命名時(shí)都不是隨意的。它的大多數(shù)宿名都必須符合中國(guó)民族分布的實(shí)際狀態(tài)。本書第二章對(duì)二十八宿星名含義的解釋就證實(shí)了這一命名的規(guī)律。
? ? ? ?隨著天文學(xué)的發(fā)展,為了進(jìn)一步從量上更準(zhǔn)確地表述天體的方位,人們形成了用天球描述全天星座的觀念,并用橫豎兩個(gè)方位建立坐標(biāo)系的辦法來(lái)表述天體的方位。描述天體的方位大致有三種,地平坐標(biāo)系、赤道坐標(biāo)系和黃道坐標(biāo)系,在中國(guó)古代,這三種坐標(biāo)系都使用過(guò),且有中國(guó)的顯著特點(diǎn)。對(duì)這些特點(diǎn)仔細(xì)加以分析發(fā)現(xiàn),中國(guó)天文坐標(biāo)系是建立在二十八宿基礎(chǔ)之上的?,F(xiàn)對(duì)這三個(gè)坐標(biāo)系分別介紹如下:
? ? ? ?一、地平坐標(biāo)系
? ? ? ?這是人們最初形成的直觀坐標(biāo)觀念。人們?cè)缇陀辛朔轿坏挠^念,這就是以觀測(cè)者為中心的外界的四面八方。在此基礎(chǔ)上形成地平經(jīng)度的概念,它廣泛地使用在日晷測(cè)量和太陽(yáng)出沒運(yùn)動(dòng)的方位上。
? ? ? ?方位角的產(chǎn)生已難考查,漢代時(shí)已使用十二地支表示方位,稍后即配以八干四維,形成二十四方位。四維用八卦中的艮、巽、坤、乾表示東北、東南、西南、西北四角。八干的分配是,甲乙介于正東卯前后,丙丁介于正南午前后,庚辛介于正西酉前后,壬癸介于正北子前后(見圖4-1)。

圖4-1 二十四方位圖
? ? ? ?地平坐標(biāo)的另一個(gè)分量為地平緯度,中國(guó)古代通稱地平高度。地平高度既可用度數(shù)表示,也可以用弧線的長(zhǎng)度丈、尺、寸來(lái)表示。經(jīng)考證,高一尺大致為一度(見圖4-2)。

? ? ? ?在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),地平坐標(biāo)系并未得到普遍應(yīng)用,也從未產(chǎn)生獨(dú)立的地平儀。通常只在渾儀所附的地平環(huán)上才刻有地平經(jīng)度。直到元代郭守敬創(chuàng)立簡(jiǎn)儀,儀中配有立運(yùn)儀,人們才有了既能測(cè)量地平高度,又能測(cè)量地平經(jīng)度的儀器。清代制造的八件天文儀器中,地平經(jīng)緯儀也是這種儀器。
? ? ? ?二、赤道坐標(biāo)系
? ? ? ?地球赤道平面延伸與天球相交的大圓稱為天赤道。它的幾何極稱為天極。赤道坐標(biāo)以天赤道為基圈,北天極為坐標(biāo)系的極。過(guò)天極的大圓稱為赤經(jīng)圈。任何一個(gè)赤經(jīng)圈與天赤道都相垂直。
? ? ? ?赤道坐標(biāo)系的主點(diǎn)是春分點(diǎn),它是黃道對(duì)赤道的升交點(diǎn)。過(guò)天體赤經(jīng)圈與天赤道交點(diǎn)與春分點(diǎn)之間所夾之大弧稱為天體的赤經(jīng)。
? ? ? ?赤道坐標(biāo)是近現(xiàn)代各國(guó)最常用的坐標(biāo)??墒枪糯鞣礁鲊?guó)卻習(xí)慣于使用黃道坐標(biāo),只有中國(guó)是例外。由于石氏星表中已有入宿度和去極度記載,故早在戰(zhàn)國(guó)時(shí)代,中國(guó)天文學(xué)家就已發(fā)明了赤道坐標(biāo),并用以測(cè)定天體的坐標(biāo)。
? ? ? ?中國(guó)古代的赤道坐標(biāo)系是一種特殊的坐標(biāo)系,它是建立在二十八宿的基礎(chǔ)之上的。黃道坐標(biāo)系亦然。因此,沒有二十八宿,就沒有中國(guó)的赤道坐標(biāo)系和黃道坐標(biāo)系,也就沒有中國(guó)的星表和星圖。故二十八宿是中國(guó)天文學(xué)賴以建立和發(fā)展的基礎(chǔ)。
? ? ? ?中國(guó)古代赤道坐標(biāo)是通過(guò)二十八宿中的各個(gè)距星來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)北極和相鄰兩距星大圓在赤道上交點(diǎn)間的夾角稱為前一個(gè)星宿的距度。落在這兩條赤經(jīng)間的天體通過(guò)北極的大圓與赤道交點(diǎn)和距星之間的赤經(jīng)差叫作入宿度,所測(cè)天體與北極的角距離便為去極度(見圖4-3)。

? ? ? ?三、黃道坐標(biāo)系
? ? ? ?中國(guó)古代亦有所謂黃道入宿度和黃道去極度的測(cè)量數(shù)據(jù),它當(dāng)是建立在黃道坐標(biāo)基礎(chǔ)之上的。經(jīng)過(guò)前人研究,古代人所使用的并不是真正意義上的黃道渾儀,而只是在赤道渾儀的赤道環(huán)上附加一個(gè)黃道圈而已。
? ? ? ?因此,所謂黃經(jīng)差,實(shí)際只是二十八宿距星的赤經(jīng)差在黃道上的投影。所謂某宿的黃道距度,就是通過(guò)本宿和下宿距星的兩條赤經(jīng)圈所夾的黃道弧長(zhǎng)。這種黃道距度與以黃道為基本圈,以黃極為極點(diǎn)所得到的真正的黃經(jīng)差是不相同的。故人們將利用這種方法測(cè)得的天體黃道度數(shù),稱之為“偽黃道度數(shù)”或“似黃道度數(shù)”(見圖4-4)。

摘自《中國(guó)古代二十八宿》
青海人民出版社
