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原作者：生民無疆

前言：世界天文學(xué)到底起源于哪里？本文只提供一些基本素材，供讀者參考。大家自己下結(jié)論。

一、現(xiàn)代天文學(xué)的一些基本理論

? ? ? ?這里，我從一部大學(xué)天文學(xué)專業(yè)教科書《普通天文學(xué)教程》，摘錄以下文字：

1．天圓（天球）的假設(shè)

? ? ? ?“無論在地球表面什么地方，我們都可以看見天空好象是一個巨大的天穹，太陽、月亮、恒星都分布在天穹的內(nèi)表面?！芫靡郧熬鸵呀?jīng)知道，星球的距離彼此相差很大，并且事實(shí)上也沒有什么固體的圓球；雖然如此，科學(xué)上仍然保留這個假想的圓球作為表示天體視運(yùn)動的輔助工具。在球面上作些假想的點(diǎn)和線，利用它們來確定星球的視位置?！?/span>

2．天極、地球中心的假設(shè)

? ? ? ?“由觀測可以知道，夜天的形象隨時在改變：西方的星座逐漸下落，有的完全落到地平線下；相反地，東方的星座逐漸上升，新的、不久以前還看不見的星座不斷地出現(xiàn)。但是星座的形狀并不改變。恒星好象是固定在天的一定位置上，而天穹象一個整個的固體圓球，均勻地在轉(zhuǎn)動著。天穹每天旋轉(zhuǎn)一次，因此這運(yùn)動叫做周日旋轉(zhuǎn)。假想的天穹的旋轉(zhuǎn)軸線叫做天軸。它通過天球心，也就是通過觀測者的眼睛，和天球交于正相對的兩點(diǎn)―天極。天極在天空的位置很容易由觀測決定：如果有一個恒星正好位于天極上，這個恒星便固定不動。事實(shí)上并沒有這樣的星，但是在小熊座里有一個相當(dāng)亮的恒星非?？拷鼉蓚€天極的一個(北極)。用肉眼看來，它的位置似乎永不改變，這個星叫做北極星，由它可以定出天球北極的大概位置。與北極相對，便是天球的南極，在地球的北半球看不見它。恒星由于周日運(yùn)動畫出大小不同的圓圈；離天極較近的恒星所畫出的周日圈較小。所有天體的周日圈互相平行，因此被叫做周日平行圈。離天極較近的恒星所畫出的圓圈完全在地平線上，這些恒星永不下落。對于北半球的觀測者，北極附近恒星的旋轉(zhuǎn)是按反時針方向。”

3.“地方”的假設(shè)

? ? ? ?“豎直線或鉛直線就是所在地重力作用的方向，決定了一個基本的方向。鉛直線向上延長和天球相交的點(diǎn)做天頂。向下延長得到的交點(diǎn)叫做天底。穿過觀測者的眼睛(即天球中心)而且垂直于鉛直線的平面叫做地平面。地平面在天球上截出了一個大圓，叫做數(shù)學(xué)地平或真地平?！?/span>

（“天圓地方”，不是愚昧無知，而是科學(xué)假設(shè)，否則，如何建立東南西北？）

4.經(jīng)緯線的假設(shè)

? ? ? ?“第二個基本點(diǎn)是北天極。經(jīng)過天極和天頂作大圓，便得到天子午圈：它和地平圈交于北點(diǎn)和南點(diǎn)。子午面和地平面垂直；它們的交線叫做正午線。南北兩點(diǎn)在正午線上。在地平面上通過球心而且垂直于正午線的面線和地平圈交于東點(diǎn)和西點(diǎn)。每個天體每天通過子午圈兩次：(1)在天極的南方，這時天體走到最高位置(這叫做上中天)。(2)在天極的北方，這時天體走到最低的位置(這呼做下中天)。和兩極距離相等的大圓叫做天赤道。天赤道面和天軸垂直。赤道與地平圈交于東點(diǎn)和西點(diǎn)；它把天球分為南北兩半球。恒星的周日平行圈顯然和天赤道平行。”

5.天軸的假設(shè)

? ? ? ?“天球的旋轉(zhuǎn)是一種表觀的現(xiàn)象，實(shí)際上并不是整個天穹由東向西轉(zhuǎn)，而是地球由西向東轉(zhuǎn)的結(jié)果。所謂“天軸”和地球的自轉(zhuǎn)軸平行，而天球赤道面和地球赤道面平行?！?/p>

6.緯度的設(shè)定

? ? ? ?“在地球表面上任意一點(diǎn)，天極離地面的高度等于該點(diǎn)的地理緯度?！?/p>

7.黃道的假設(shè)、黃赤交角的設(shè)定

“太陽除了參加其他天體的周日視運(yùn)動以外，本身還有周年運(yùn)動……太陽在它向東的周年運(yùn)動中，有時向北偏，有時向南偏……古時候已經(jīng)測定了太陽在恒星間移動的路徑，那是在天球上的一個大圓，稱為黃道，它和赤道的交角約23.5°。黃道和赤道的交角稱為黃赤交角……黃道兩旁的恒星在古代就已經(jīng)被歸入12個星座內(nèi)了。這些星座所處的天空稱為黃道帶（“動物圈”）。在黃道帶的每一個星座里太陽都要逗留約一個月之久……為了準(zhǔn)確地決定黃道對赤道的傾角，必須測量一年之中太陽中心正午時的高度的最大值和最小值，或者它的最大和最小的天頂距……很早以前，就已經(jīng)用這種方法求出黃赤交角來。這個數(shù)值的最古的一次測定是公元前1100年左右由中國天文家周公所做的。黃赤交角隨著時間在改變著，但變得很慢?！?/span>

8.時間的假設(shè)

? ? ? ?“古代的人們已經(jīng)采用了晝夜交替的周期來量度時間間隔，以后也采用四季的循環(huán)。我們知道這些現(xiàn)象是地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的反映。地球自轉(zhuǎn)最能滿足時間量度的要求(旋轉(zhuǎn)周期穩(wěn)定，應(yīng)用方便)，因此一晝夜成了時間的基本單位，而時間的量度也成為天文學(xué)最重要的一個任務(wù)……我們可以根據(jù)天穹的視運(yùn)動來判斷地球的自轉(zhuǎn)。我們根據(jù)春分點(diǎn)或者太陽的運(yùn)動所表現(xiàn)出來的天穹旋轉(zhuǎn)來得出時間的基本參考系，定出了恒星時和太陽時?！?/p>

9.二分二至的設(shè)定

? ? ? ?“黃道和赤道的交點(diǎn)稱為春分點(diǎn)和秋分點(diǎn)。在黃道上春分點(diǎn)和秋分點(diǎn)間的中點(diǎn)稱為夏至點(diǎn)和冬至點(diǎn)。冬至點(diǎn)或夏至點(diǎn)和赤道的角距離，就等于黃赤交角?！?/p>

10.歷法的編制

? ? ? ?“較長的時間間隔的參考系統(tǒng)叫做歷法。遠(yuǎn)古的人們就已經(jīng)用回歸年作為長的時間間隔的參考基礎(chǔ)，它是季節(jié)循環(huán)的周期，等于365.2422個平太陽日。但回歸年同平太陽日以及平均長度為29.531平太陽日的另一種時間單位—月(月貌的循環(huán)周期)?—沒有簡單的關(guān)系。此外，這些單位是彼此無關(guān)的，因?yàn)槊恳环N都決定于一種和地球或月球的運(yùn)動有關(guān)的自然現(xiàn)象的長短?；貧w年所含的日數(shù)不是整數(shù)。但我們的生活所根據(jù)的年是包含整數(shù)(365或366)的平太陽日的歷年。含有366日的年叫做閏年，閏年的建立是為了使歷年的平均長度接近于回歸年的長度，使季節(jié)的開始能夠在歷年中保持不變的位置?！?/p>

11. 補(bǔ)充材料

（1）“希臘化”時代的埃及托勒密天文臺，是一個子虛烏有的存在，因?yàn)椋?500年以前，埃及的亞歷山大城所在地，還是茫茫大海。

（2）1667年，巴黎天文臺成立，這是法國歷史上的第一個天文臺，也是歐洲歷史上的第一座天文臺。

（3）1675年，格林威治天文臺成立，這是英國歷史上的第一個天文臺。

（4）牛頓：1661年進(jìn)入劍橋大學(xué)三一學(xué)院學(xué)習(xí)；1664年被選為三一學(xué)院研究生；1665-1666年間為躲避瘟疫回到農(nóng)村老家研究行星問題而成就斐然；1693年患神經(jīng)病。

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二、中國古代的天文學(xué)理論

? ? ? ?唐初大天文學(xué)家李淳風(fēng)撰寫的《晉書·天文志》：

? ? ? ?“古言天者有三家，一曰蓋天，二曰宣夜，三曰渾天……暨漢太初，落下閎、鮮于妄人、耿壽昌等造員儀以考?xì)v度。后至和帝時，賈選逵系作，又加黃道。至順帝時，張衡又制渾象，具內(nèi)外規(guī)、南北極、黃赤道，列二十四氣、二十八宿中外星官及日月五緯，以漏水轉(zhuǎn)之于殿上室內(nèi)，星中出沒與天相應(yīng)。因其關(guān)戾，又轉(zhuǎn)瑞輪蓂莢于階下，隨月虛盈，依歷開落。其后陸績亦造渾象。至吳時，中常侍廬江王蕃善數(shù)術(shù)，傳劉洪《乾象歷》，依其法而制渾儀，立論考度曰：

? ? ? ?前儒舊說天地之體，狀如鳥卵，天包地外，猶殼之果黃也；周旋無端，其形渾渾然，故曰渾天也。周天三百六十五度五百八十九分度之百四十五，半覆地上，半在地下。其二端謂之南極、北極。北極出地三十六度，南極入地三十六度，兩極相去一百八十二度半強(qiáng)。繞北極徑七十二度，常見不隱，謂之上規(guī)。繞南極七十二度，常隱不見，謂之下規(guī)。赤道帶天之纮，去兩極各九十一度少強(qiáng)。

? ? ? ?黃道，日之所行也，半在赤道外，半在赤道內(nèi)，與赤道東交于角五少弱，西交于奎十四少強(qiáng)。其出赤道外極遠(yuǎn)者，去赤道二十四度，斗二十一度是也。其入赤道內(nèi)極遠(yuǎn)者，亦二十四度，井二十五度是也。

? ? ? ?日南至在斗二十一度，去極百一十五度少強(qiáng)。是也日最南，去極最遠(yuǎn)，故景最長。黃道斗二十一度，出辰入申，故日亦出辰入申。日晝行地上百四十六度強(qiáng)，故日短；夜行地下二百一十九度少弱，故夜長。自南至之后，日去極稍近，故景稍短。日晝行地上度稍多，故日稍長；夜行地下度稍少，故夜稍短。日所在度稍北，故日稍北，以至于夏至，日在井二十五度，去極六十七度少強(qiáng)，是日最北，去極最近，景最短。黃道井二十五度，出寅入戌，故日亦出寅入戌。日晝行地上二百一十九度少弱，故日長；夜行地下百四十六度強(qiáng)，故夜短。自夏至之后，日去極稍遠(yuǎn)，故景稍長。日晝行地上度稍少，故日稍短；夜行地下度稍多，故夜稍長。日所在度稍南，故日出入稍南，以至于南至而復(fù)初焉。斗二十一，井二十五，南北相應(yīng)四十八度。

? ? ? ?春分日在奎十四少強(qiáng)，秋分日在角五少弱，此黃赤二道之交中也。去極俱九十一度少強(qiáng)。南北處斗二十一，井二十五之中，故景居二至長短之中?？模俏?，出卯入酉，故日亦出卯入酉。日晝行地上，夜行地下，俱百八十二度半強(qiáng)，故日見之漏五十刻，不見之漏五十刻，謂之晝夜同。夫天之晝夜以日出沒為分，人之晝夜以昏明為限。日未出二刻半而明，日入二刻半而昏，故損夜五刻以益晝，是以春秋分漏晝五十五刻。

? ? ? ?三光之行，不必有常，術(shù)家以算求之，各有同異，故諸家歷法參差不齊……

? ? ? ?分黃赤二道，相興交錯，其間相去二十四度。……張衡云：‘文曜麗乎天，其動者有七，日月五星是也。日者，陽精之宗；月者，陰精之宗；五星，五行之精。眾星列布，體生于地，精成于天，列居錯峙，各有攸屬。在野象物，在朝象官，在人象神。其以神差，有五列焉，是為三十五名。一居中央，謂之北斗。四布于方各七，為二十八舍。日月運(yùn)行，歷示吉兇，五緯躔次，用告禍福。中外之官，常明者百有二十四，可名者三百二十，為星二千五百，微星之?dāng)?shù)蓋萬有一千五百二十……”

主要內(nèi)容如下：

1. 很早以前，中國的天文學(xué)有三大流派：蓋天學(xué)派、宣夜學(xué)派、渾天學(xué)派。渾天學(xué)派由于其卓越的現(xiàn)實(shí)成就，成為近兩千多年的天文學(xué)界的主導(dǎo)者。（任何一門學(xué)科的形成，都必須且必然有一個漫長的過程。）

2. 張衡制作渾天儀，上面有內(nèi)規(guī)外規(guī)、南極北極、黃道赤道、二十八宿、日月金木水火土星，上面還列有二十四節(jié)氣。渾天儀以水力驅(qū)動運(yùn)轉(zhuǎn)，各星體運(yùn)行與實(shí)際觀測的天體運(yùn)行完全一致。（僅有理論是不夠的，還必須有實(shí)際觀測、科學(xué)實(shí)驗(yàn)。）

3. 以張衡為代表的歷代天文學(xué)家，深知宇無極、宙無窮，但是，為了便于工作，他們根據(jù)日月星辰運(yùn)行規(guī)律，虛擬了一個宇宙模型。三國時期吳國官員王蕃根據(jù)劉洪《乾象歷》制造渾儀，并撰寫了說明書如下。（通過觀測、實(shí)驗(yàn)而推導(dǎo)建立的宇宙模型）

4.“譬如卵白，白繞黃也”。如同雞蛋一樣，天包裹著地，天如同蛋殼蛋白，地如同蛋黃。（天是球體，地也是球體）

5. “斗極，天之中也”，“南極北極，天軸所在，轉(zhuǎn)運(yùn)所由”。始終高高在上、相對不動的北斗被確定為天的中心，由此，假設(shè)一根南北向穿過地心的天軸、地軸，北為北極，南端則為南極。假設(shè)地球靜止不動，由日月星辰構(gòu)成的天，圍繞這根軸而運(yùn)轉(zhuǎn)。（地球中心說。地球中心說與太陽中心說的區(qū)別，不過是站在不同角度看宇宙罷了。）

6. ?經(jīng)過測定，太陽東西向運(yùn)行一個周天，形成365.2462天（三百六十五度五百八十九分度之百四十五）。于是，確定球體的經(jīng)度，均為365.2462度。（太陽歷；經(jīng)度的來歷）

7. 太陽白天從上面過，晚上從下面過（“天如車輪而轉(zhuǎn)，日月旦從上過，夜從下過”），所以，對地球“又中分之，則半覆地上，半繞地下”，于是，地球被分為上半球、下半球。（據(jù)太陽光投射，將地球分為兩個半球；現(xiàn)在分為東、西半球）

8. 南北兩極相距182.5度多一點(diǎn)（周天經(jīng)度的一半；今為180度）。以其中線為赤道，等分為南半球、北半球，各自的緯度為91度多一點(diǎn)。中國古人測量緯度，就是“夜視北極出地高度”，如，據(jù)《資治通鑒》卷212：“開元十二年甲子（公元724年）……壬子，命太史監(jiān)南宮說等于河南、北平地測日晷及極星，夏至日中立八尺之表，同時候之。陽城晷長一尺四寸八分弱，夜視北極出地高三十四度十分度之四……”陽城即當(dāng)今河南登封市告成鎮(zhèn)。唐代測出的是北緯34.4°；按衛(wèi)星地圖該地在北緯34.47°。（赤道、南北半球、緯度）

9. 太陽運(yùn)行，并不是正東西向的，而是與赤道交叉的一條軌跡，這就是黃道。經(jīng)過測定，黃道越過赤道南北最遠(yuǎn)處達(dá)二十四度，便往回返，這就是南、北回歸線。（黃道，及其與赤道的關(guān)系）

10. 太陽自南往北越過赤道時便是春分日，反之便是秋分日，這就是黃赤二道相交處。太陽行至最北處便是夏至，反之便是冬至。（二分二至）

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三、中國傳統(tǒng)歷法的編制

? ? ? ?有了上述基礎(chǔ)，開始進(jìn)入歷法編制。

? ? ? ?中國的傳統(tǒng)的歷法，是一個大系統(tǒng)，而不是簡單的太陽歷，其編制工作十分復(fù)雜。

? ? ? ?據(jù)《后漢書·律歷下》：

? ? ? ?“天之動也，一晝一夜而運(yùn)過周，星從天而西，日違天而東。日之所行與運(yùn)周，在天成度，在歷成日?！瓨O建其中，道營于外，琁衡追日，以察發(fā)斂，光道生焉?？讐貫槁?，浮箭為刻，下漏數(shù)刻，以考中星，昏明生焉。日有光道，月有九行，九行出入而交生焉?！瓪v數(shù)之生也，乃立儀、表，以校日景。景長則日遠(yuǎn)，天度之端也。日發(fā)其端，周而為歲，然其景不復(fù)，四周千四百六十一日，而景復(fù)初，是則日行之終。以周除日，得三百六十五四分度之一，為歲之日數(shù)。日日行一度，亦為天度。察日月俱發(fā)度端，日行十九周，月行二百五十四周，復(fù)會于端，是則月行之終也。以日周除月周，得一歲周天之?dāng)?shù)。以日一周減之，余十二十九分之七，則月行過周及日行之?dāng)?shù)也，為一歲之月。以除一歲日，為一月之?dāng)?shù)。月之余分積滿其法，得一月，月成則其歲大。月四時推移，故置十二中以定月位。有朔而無中者為閏月。中之始曰節(jié)，與中為二十四氣。以除一歲日，為一氣之日數(shù)也。其分積而成日為沒，并歲氣之分，如法為一歲沒。沒分于終中，中終于冬至，冬至之分積如其法得一日，四歲而終。月分成閏，閏七而盡，其歲十九，名之曰章。章首分盡，四之俱終，名之曰蔀。以一歲日乘之，為蔀之日數(shù)也。以甲子命之，二十而復(fù)其初，是以二十蔀為紀(jì)。紀(jì)歲青龍未終，三終歲后復(fù)青龍為元?！?/span>

大意是：

1.?有了天文臺和基本的設(shè)備，就需要大批人員日夜不斷地進(jìn)行天文觀測，不斷地校準(zhǔn)時間，并實(shí)時記錄日月星辰的運(yùn)行狀態(tài)，包括在全國各地立儀、表，以校日景。

2.?確定某一天某一時（比如春分日中午十二點(diǎn)整）為太陽運(yùn)行的起點(diǎn)，太陽要運(yùn)行4周天，即1461天，才會準(zhǔn)確回到這個起點(diǎn)。這，便是陽歷四年一閏的原因。

3.?同樣方法觀測，太陽要運(yùn)行19周天，月亮要運(yùn)行254周天，才會回到起點(diǎn)。這稱之為章。

4.?由于太陽19周天（非4的倍數(shù)）的時間，不夠均衡年歷，因此，取日月公約數(shù)，則太陽運(yùn)行76周天即76年，月亮運(yùn)行1016周天，才能實(shí)現(xiàn)日月同時回到最初的起點(diǎn)。這稱之為蔀。

5.?以月周天作為年內(nèi)二級計(jì)量單位，每年12個月；以24節(jié)氣記錄太陽日歷；以數(shù)字（如初一、十五）記錄太陰日歷，從而建立起完整的陰陽合歷。（為什么西歷也是一年12個月？）

6.?以天干地支紀(jì)年。天干地支是由5個（金木水火土）12生肖（即一個歲星輪回）構(gòu)成，一個甲子是60年，確保了甲子紀(jì)日的輪回。如此，20蔀即1520年，才能完成一個循環(huán)。這稱之為紀(jì)。

7.?歷法起始時間為甲子朔旦冬至。要實(shí)現(xiàn)其完整循環(huán)即五行相代，回到甲子朔旦冬至，則需要3紀(jì)即4560年。這稱之為元。

這，就是我國歷法的“紀(jì)元”，在2000年多前的歷法規(guī)則。它包含著這個宇宙運(yùn)行規(guī)律的大系統(tǒng)。其中，既有四季分明、利于農(nóng)事的二十四節(jié)氣，也有易記易察、預(yù)告潮汐的月歷；既有通俗的甲子紀(jì)年，也有高深的七曜（日、月、金、木、水、火、土）運(yùn)行規(guī)律。

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四、地圖與地球儀的基本規(guī)則

今天，在全世界，我們看地圖、地球儀，統(tǒng)統(tǒng)是：

（1）上北、下南、左西、右東，

（2）東西為經(jīng)、南北為緯，

（3）中分南北者為赤道，

（4）地球儀的北軸對準(zhǔn)北極星。

? ? ? ?如此等等全球統(tǒng)一的規(guī)則，與中國自古以來的基本規(guī)則完全一致。為什么會這樣？其核心在于：北為上，北為尊。這既是我國的天文學(xué)規(guī)則，也是傳統(tǒng)的禮法規(guī)則。引用一句簡單而權(quán)威的話，《論語》：

? ? ? ?“子曰：為政以德，譬如北辰，居其所而眾星共之?！?/p>

? ? ? ?因此，古代朝堂、衙門一律坐北朝南，皇帝上朝必是“面南背北”。

? ? ? ?這就決定了古人在繪制地圖時，必然是上北下南。這一文化傳統(tǒng)，也體現(xiàn)在我們?nèi)粘Ｉ钣谜Z中，如：北上天津、南下廣州。

? ? ? ?關(guān)于地球儀的來源，《隋書·天文上》說：

? ? ? ?“故王蕃云：渾天儀者，羲、和之舊器，積代相傳，謂之璣衡。其為用也，以察三光，以分宿度者也。又有渾天象者，以著天體，以布星辰。而渾象之法，地當(dāng)在天中，其勢不便，故反觀其形，地為外匡，于已解者，無異在內(nèi)?！?/span>

? ? ? ?“渾天象者，其制有機(jī)而無衡，梁末秘府有，以木為之。其圓如丸，其大數(shù)圍。南北兩頭有軸。遍體布二十八宿、三家星、黃赤二道及天漢等。別為橫規(guī)環(huán)，以匡其外。高下管之，以象地。南軸頭入地，注于南植，以象南極。北軸頭出于地上，注于北植，以象北極。正東西運(yùn)轉(zhuǎn)?；杳髦行?，既其應(yīng)度，分至氣節(jié)，亦驗(yàn)，在不差而已。不如渾儀，別有衡管，測揆日月，分步星度者也?！?/span>

大意是：

? ? ? ?三國時吳國天文學(xué)家王蕃說，自古以來，天文學(xué)家就制作了渾天儀用于天文學(xué)研究。后來又制作了渾天象，用來描述天體與地球的關(guān)系。為了簡便，便做了一個地球，將日月星辰直接標(biāo)定在上面，將天地合為一體。

? ? ? ?南北朝時南朝的秘書監(jiān)就有用木頭做的渾天象，那是一個很大的圓球，球面標(biāo)定有二十八宿、三家星、黃道、赤道、天漢，和石氏、甘氏、巫咸三家星圖。其南北兩端有一個軸，北在上，南在下，可以東西向旋轉(zhuǎn)。在其外裝有一個標(biāo)定節(jié)氣等數(shù)據(jù)的橫規(guī)環(huán)。轉(zhuǎn)動時，也基本與實(shí)際相符，其功能當(dāng)然不如渾儀了。

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