中華先民的天文探索

文 -- 黃金生

位于河南省登封市的觀星臺夜景。觀星臺建于元代至元十三年（1276 年），是我國現存最古老的天文臺，也是世界上重要的天文古跡之一。

三代以上，人人皆知天文

顧炎武在《日知錄》中說：“三代以上，人人皆知天文?！睋渡袝酚涊d，上古時代的帝堯（約活動于4300多年前）曾命令羲和“欽若昊天，歷象日月星辰，敬授民時”，即根據天文觀測編制歷法。20 世紀60 年代在山東莒縣出土的距今約4500 年的陶尊上，發現有由“日、月、山”等組成的符號，有人釋為“旦”字，這是我國迄今發現最早的天象紀事。在17 世紀以前的漫長歲月中，肉眼是人類觀天的唯一工具，農業社會的需要產生了早期的歷法，一代又一代的探索者，在極其困難的條件下，辛勤地觀察日月星辰，研究它們的運動規律，記錄了大量重要的天象，積累了寶貴的天文資料，為近現代天文學的發展奠定了必不可少的基礎。

中國是世界上最早發明歷法的國家之一?！断男≌肥俏覈糯鱾飨聛淼囊徊枯^早的歷法書籍，最早出現于漢代初年的《大戴禮記》中，在古代一直相傳是夏朝流傳下來的天文學著作，時至現在，人們還經常以“夏歷”指稱我國通用的陰歷歷法，后來經天文學家祖沖之、僧一行等不斷改進。到元代時，郭守敬和王恂等人根據大量觀測資料，并仔細研究了自西漢以來的70 種歷法，編制出《授時歷》，達到我國古代歷法的巔峰?！妒跁r歷》將一年定為365.2425日，這與地球圍繞太陽公轉一周的時間僅有26 秒之差?？梢哉f，《授時歷》的精度與如今在全球通用的公歷相差無幾，但它的出現卻比現行的公歷早了300 余年。另外，《授時歷》應用招差術推算太陽、月亮以及五星逐日運行的情況，早于歐洲400 年。1670 年，英國天文學家格利高里才對招差術在歐洲作首次說明。

“歷法疏密，驗在交食”

“司天臺，仰觀俯察天人際。羲和死來職事廢，官不求賢空取藝?！卑拙右自凇端咎炫_》里的這句詩源于“羲和之死”這個典故，這個記載在《尚書》里的故事是我國、也是世界上最早的關于日食的記錄，即著名的“書經日食”，也稱“仲康日食”。

古人將日食歸結為天將要降災的征兆，很早就有“天狗食日”的說法。傳說早在堯帝的時候，派了“羲氏”和“和氏”（兩個部落的領袖，連起來就是“羲和”）掌管天文歷法，根據日月星辰的運行規律，指導百姓的農業生產。在此之后，他們的部落后人世代擔任司天之官，掌管四時日月，“羲和”逐漸便成為一種官職。夏的第四位君主仲康在位時的一天，人們突然發現原本高懸在天空光芒四射的太陽，光線在一點點減弱，仿佛有個黑黑的怪物在一點點地把太陽吞吃掉。面對突如其來的兇險天象，當時已經形成一套“救日”儀式，監視天象的天文官“羲和”要在第一時間觀測到這一天象并以最快的速度上報，隨后由最高統治者率領眾臣到殿前設壇，焚香祈禱，向上天貢獻祭品以把太陽重新召回?？蛇@次，時間過去了好久，眼看著太陽一點點消失，無盡的黑夜就要籠罩大地了，夏王仲康和文武百官都已聚到宮殿前，卻獨不見羲和的身影。已經錯過了最佳救護時間，仲康顧不得多想，連忙主持救護之禮。直到儀式結束，羲和也沒露面，仲康十分惱火，立刻派人去尋找。結果發現這位重任在肩的天文官居然在呼呼大睡，原來羲和昨天喝了一夜的酒，此刻仍然爛醉如泥。仲康大怒，立刻下令將羲和推出斬首。

對于這次日食發生的確切時間，自古以來被許多科學家推算，尚未取得一致意見。唐代天文學家一行認為這次日食發生于公元前2128年10 月13 日，現代天文學家、北京天文館首任館長陳遵媯則認為這是公元前2137年10 月22 日的一次日食。

《尚書》有“古文尚書”與“今文尚書”之分。古文尚書真偽歷來存疑，而記載這個故事的《胤征》恰好出于古文尚書，由此也引發人們對這次日食記錄真偽的質疑。不過，古文尚書即使是偽作，也并不等于《胤征》篇完全為無中生有，據《史記·夏本紀》里司馬遷的記錄：“帝中康時，羲和酒淫，廢時亂日，胤往征之，作《胤征》?！睆摹皬U時亂日”一句看來，雖然沒有明示是否發生日食，但顯示羲和的確疏忽了重大任務。即使“書經日食”尚有爭議，那我國古代對日食的確切記載至少可以上溯到商朝晚期。河南省安陽出土的一根長約12厘米的獸骨上刻著有關一次日食的卜問：“癸酉貞日夕又食，佳若？癸酉貞日夕又食，非若？”“癸酉”為占卜的日期，“貞”意為占卜，“夕”指黃昏，這句卜辭的大意為：“癸酉日占卜，黃昏發生日食，是吉兆還是兇兆？”經研究人員判斷這是殷商武乙時期（即公元前1100 年左右）的文物。

除“書經日食”外，還有著名的“詩經日食”?！对娊洝ば⊙拧分械摹妒轮弧菲型瑫r記載了一次日食和一次月食：“十月之交，朔日辛卯。日有食之，亦孔之丑。彼月而微，此日而微。今此下民，亦孔之哀?！薄洞呵铩酚涗浟?7 次日食，魯宣公以前15 次，有7 次記明發生在朔日，魯成公以后22次，全部記明發生在朔日。經用現代天文學方法推算，這37 次日食中已經能夠證實的有33 次。這說明魯成公以后的歷法對朔日的推算已經相當準確。

那么，我們的先人對日食、月食的記錄意義何在呢？所謂“歷法疏密，驗在交食”，日月食記錄的精確度和對日月運動的掌握程度息息相關，而成系統性的記錄又可表明古代已有專人負責此事，并可由此檢驗歷法是否精確。正是對于這些特殊天象的準確記錄才逐步了解日月運行規律，使得中國成為人類璀璨文明的杰出代表。另外，由于日月運動的周期性可測定，日月食這類天象是極其容易回推的。若古代的日月食記載與現代回推吻合，則很容易推測出那段歷史真實發生的年代，可以說是一種變相的手段證實了歷史的真實性和精確性。著名的夏商周斷代工程中就利用《竹書紀年》：“懿王元年丙寅春正月，王即位，天再旦于鄭”中“天再旦”（天亮了兩次，日出之際發生了日全食）的記載，推算這次日食發生在公元前899 年4 月21 日 凌 晨5 時48 分，推定出周懿王元年為公元前899 年。這種利用天象記載推定歷史年代的學問被稱為“天文歷史年代學”。

“三月己未，日出黃，有黑氣，大如錢，居日中央?！薄稘h書·五行志》記載了公元前28 年的太陽黑子，時間、位置、大小俱全。據不完全統計，我國從漢代至明代的1600 余年中，有關黑子的記錄多達100 余次。歐洲直到伽利略使用望遠鏡才在1610 年看到太陽黑子。世界天文史學界公認，我國對哈雷彗星觀測記錄久遠、詳盡，沒有哪個國家可比。公元前613 年的“秋七月，有星孛入于北斗”（《春秋左傳·魯文公十四年》）是世界第一次關于哈雷彗星的確切記錄。從公元前240 年到公元1910 年哈雷彗星的每次回歸，我國都有相應記載，這成為哈雷確定這顆彗星回歸周期的重要依據。20世紀初，英國人克羅密林和科威耳曾經利用中國古代哈雷彗星記錄，跟計算所得的每次過近日點時間和周期相比較，最古記錄上推到公元前240 年。對照結果都比較符合，足證古代記錄的可靠。

我們的祖先還發明、創造了各種天文觀測儀器，從利用日影計時的圭表、日晷，測量天體位置的渾儀和簡儀，到演示天體視運動的渾象儀，從單一功能的觀測儀器，到宋代蘇頌等人創制的集觀測、演示、報時于一體的水運儀象臺，無不顯示出我們祖先非凡的想象力和創造力。我國現存最早的古觀星臺，迄今仍巍然屹立在河南登封，明、清兩代建立的規?；趾?、儀器眾多的北京古觀象臺，至今風采依舊。

記錄超新星爆發

1054 年7 月4 日，中國天文學家記錄了金牛座超新星的爆發，這次爆發產生了蟹狀星云。

在古代，天文學家們經常發現一些奇怪的事件，在一片黑暗的天區突然出現一顆明亮的恒星，但是這樣的恒星只在空中待上一段時間，然后就從人類的視野中消失了。這樣的恒星就好像來天空做客，所以古代中國天文學家稱這種恒星為“客星”?，F在通過天文學家的觀察，我們知道了“客星”實際上是一顆恒星步入死亡時的標志，它們通過爆發，把自己外圍大量的物質拋灑向宇宙空間，在這一瞬間，它們損失的能量和物質相當于一顆年輕恒星幾億年時間里向空間中輻射的能量和物質。恒星的這種爆發稱為“新星爆發”（其實恒星原本即已存在，因亮度增加而被認為是新出現的），如果一顆恒星的質量比較大，那么它的爆發規模將會非常大，這樣的新星爆發稱為“超新星爆發”。

中國不間斷的天象觀測中還保留了世界最完整的新星、超新星記錄，商代的甲骨文已有世界最早的超新星記錄：“七日己巳夕，有新大星并火?！痹谶@些記錄中，最著名的就是發生在宋代至和元年（1054）的那一次。

宋仁宗至和元年五月己丑（1054 年7 月4 日），在天關星（金牛座ζ 星）附近突然出現了一顆明亮的客星，起初它亮到甚至白天都看得見的程度，一直到宋仁宗嘉祐元年三月辛未（1056 年4 月6 日）該客星才隱沒不見。后世的許多史書如《宋史·天文志》《宋史·仁宗本紀》《宋會要輯稿》等典籍中都記載了這一現象，在《宋會要輯稿》，記載有：“嘉祐元年三月，司天監言：‘客星沒，客去之兆也’，初，至和元年五月，晨出東方，守天關，晝見如太白，芒角四出，色赤白，凡見二十三日?！?/p>

這段記載記錄翔實，甚至有關于客星顏色、大小、亮度等變化的生動記述，如其曾“晝見如太白，芒角四出，色赤白”等。這顆客星出現時間之久、亮度之大是極為罕見的。

1731 年， 英 國 一 位天文愛好者用望遠鏡觀測時，發現金牛座ζ 星附近有一個朦朧的小星云。100多年后，英國的羅斯伯爵用他自制的當時世界最大的望遠鏡觀測它時，發現它張牙舞爪，像只螃蟹，因此起了個專名叫“蟹狀星云”。到1921 年，天文學家檢查蟹狀星云過去的照片，發現它的個頭一年比一年大，照這個速度回推，它應該是900年前從一個點膨脹開的。這個時間與《宋會要輯稿》中記錄客星出現的時間很相近，而且位置也接近。后來的研究證明，1054 年的天關客星確實是一次超新星爆發的記錄，而著名的蟹狀星云就是1054 年這顆超新星爆發后留下的遺跡。在歐洲各國的歷史文獻中，還沒有發現任何有關這個問題的記錄，因此，中國古代留下的關于新星的記錄是對現代恒星觀測的一項重大貢獻。

從第一次仰望星空開始，人類對神秘的宇宙的探索一直沒有停過。從遠古的創世神話開始，一代代的探索者，在極其困難的條件下，辛勤地觀察日月星辰，研究它們的運動規律，記錄了大量的重要天象，積累了寶貴的天文資料?？此聘呱钅獪y的天文學逐漸發展為一門科學，科學家們不斷突破人類認知邊界，通過科學探測一步步揭開宇宙的奧秘。先民們對宇宙的不懈探索和浪漫情懷，被今天中國腳踏實地的科技工作者繼承。中國行星探測任務被冠以“天問”的大名，“神舟”14 號成功奔向宇宙，都彰顯了中華民族對自然和宇宙空間探索的堅定執著與文化傳承。（來源：《國家人文歷史》）