中國(guó)古代天文學(xué)漫談（二）

#觀星以授時(shí)

古人為什么要觀星？為什么要為星空劃分區(qū)域，命名星宿，并且觀測(cè)它們的活動(dòng)呢？其目的無(wú)非有二：一是觀星以授農(nóng)時(shí)；二是觀星以知禍福。

觀星以授農(nóng)時(shí)

在數(shù)萬(wàn)年以前，人類主要依靠狩獵和采集為生。

遠(yuǎn)古先民的生存條件惡劣。自然災(zāi)害、毒蟲猛獸、季節(jié)變換等時(shí)刻威脅著他們，為了能夠更好的生存，先民們開始逐群而居，這就是部落的雛形。

圖源自網(wǎng)絡(luò) ▲

在1.3萬(wàn)年以前到1.1萬(wàn)年前左右，地球遭受了一次猝不及防的氣象災(zāi)害，在短短十年時(shí)間里，平均氣溫驟降7~8℃。大量的物種遭受滅頂之災(zāi)，尤其是高緯度的動(dòng)植物，大面積的死亡。史稱——新仙女木事件。

但沒想到這一事件，卻間接促進(jìn)了人類的進(jìn)化。

因?yàn)槭澄锏亩倘保徊糠种侨碎_始將植物的種子收集起來(lái)，并嘗試種植，由此開啟了農(nóng)耕文明。

農(nóng)耕文明 圖源自CC0授權(quán)攝影師 ▲

然而，生活在亞熱帶地區(qū)的居民們想要種植糧食，絕對(duì)不是一件容易的事。

這里的氣候可不像熱帶雨林一樣全年高溫多雨，隨時(shí)都可以播種糧食。在季風(fēng)氣候的影響之下，黃淮流域地區(qū)的雨熱周期規(guī)律，四季分明。實(shí)際上，一年中真正適合播種和適合收獲的時(shí)間非常有限，其實(shí)也就那么短短幾天。

圖源自CC0授權(quán)攝影師 ▲

如果播種過(guò)早，種子容易受凍害而喪失活力。

播種過(guò)晚，則會(huì)導(dǎo)致生長(zhǎng)期縮短，產(chǎn)量下降。

錯(cuò)過(guò)了這個(gè)黃金時(shí)間，這一年有可能就要絕收了。在非常漫長(zhǎng)的一段時(shí)間里，何時(shí)應(yīng)該播種糧食，成了困擾人類進(jìn)步的難題。

圖源自CC0授權(quán)攝影師 ▲

我國(guó)天文考古學(xué)家馮時(shí)曾這樣形容農(nóng)業(yè)與時(shí)間的關(guān)系：一個(gè)對(duì)時(shí)間茫然無(wú)知的民族，絕不可能創(chuàng)造出燦爛的農(nóng)耕文明。

測(cè)影紀(jì)時(shí)

為了確立播種的時(shí)間和季節(jié)的周期，那個(gè)時(shí)代的先驅(qū)者們，都不約而同地想到了使用宇宙中的天體來(lái)作為衡量的標(biāo)準(zhǔn)。

有一部分人選擇在白天望向熾熱的太陽(yáng)。

他們立起一根石柱，用它的影子作為參照物.

將抽象的光照強(qiáng)度化為具象的長(zhǎng)短。觀測(cè)正午時(shí)候的影長(zhǎng)，通過(guò)影子的長(zhǎng)度變化，確立了一年的時(shí)長(zhǎng)以及夏至，冬至等時(shí)間節(jié)點(diǎn)，稱之為圭表。

元代杰出天文學(xué)家郭守敬設(shè)計(jì)的河南登封觀星臺(tái) 圖源自百度百科 ▲

《周髀算經(jīng)》里有記載：“周髀長(zhǎng)八尺，髀者，股也。髀者，表也。” 意思是說(shuō)：八尺之表為股，表影為勾。八尺，大概一米七到一米八左右。

圭表測(cè)試示意圖 圖源自知乎 ▲

古人立表必先校正表的垂直，這使得他們?cè)缭缯J(rèn)識(shí)到了直角三角形三邊的關(guān)系，并且以直立的表取于人的髀股而名“股”，晷影之長(zhǎng)為“勾”。

我們熟知的勾股定理就來(lái)源于此。

在圭表的基礎(chǔ)上，人們又發(fā)明了日晷。

赤道式日晷 圖源自百度百科 ▲

最常見的是赤道式日晷，赤道式日晷由一根晷針和一個(gè)刻有刻線的晷盤組成。針?biāo)傅姆较蚴潜睒O星的方向，而晷面與赤道平行。當(dāng)太陽(yáng)的方位變動(dòng)時(shí)，晷針在晷盤的投影所指的方向也不一樣，所指的時(shí)刻就會(huì)有所不同。

當(dāng)然，測(cè)影紀(jì)時(shí)其實(shí)已是后話。

在這之前，我們的祖先采取了更為直觀的參考物。

他們首先是望向了浩瀚無(wú)垠的夜空，向頭頂上的星星尋求答案。

圖源自cc0攝影師 ▲

大火星 與燦爛的農(nóng)耕文明

在無(wú)數(shù)次的觀察與記錄過(guò)后，

那些氏族部落中抬頭仰望星空的人，

竟然偶然間發(fā)現(xiàn)了一個(gè)足以改變?nèi)祟愡M(jìn)程的自然規(guī)律。

每當(dāng)天氣逐漸轉(zhuǎn)暖，生機(jī)盎然的季節(jié)。

東方的天空中總是會(huì)按時(shí)升起來(lái)一顆紅色的亮星

掛在低空中熠熠生輝。

如果在這幾天種下水稻等農(nóng)作物，

則大概率會(huì)獲得不錯(cuò)的收成。

大火星 圖源自NASA中文網(wǎng) ▲

因?yàn)檫@顆亮星的顏色紅似火焰，

所以最開始也被人冠之以 “大火星” 的名字。

從此，

天上一閃一閃的星星

第一次與地上的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有了聯(lián)系。

天蝎座與油菜花田 圖源自公眾號(hào)星聯(lián)CSVA 攝影師：任健銘 ▲

古代天文學(xué)家通過(guò)大火星的出沒周期來(lái)制定的歷法，

被稱作 “火歷” 。

將大火星不同時(shí)間出現(xiàn)在天空中不同位置的規(guī)律作為授時(shí)標(biāo)準(zhǔn)。

火歷把一年定為360天，

四時(shí)四季，每季兩個(gè)月，一年8個(gè)月，每月45天。

每當(dāng)大火星黃昏時(shí)見于東方地平線時(shí)，

即為火歷的正月（大概是現(xiàn)在的農(nóng)歷三月份左右），代表著農(nóng)耕時(shí)節(jié)的開始。

農(nóng)耕 圖源自包圖網(wǎng) ▲

在封建社會(huì)它又被稱為"龍星"、"商星"和“辰星”。

如此繁多的名字，足以見它在天文歷史上重要的位置。在各朝各代，皇帝甚至還會(huì)特意設(shè)置專門觀察它的官員，名叫“火正”。

火正官員示意圖 圖源自百度百科 ▲

在西方天文學(xué)中，它位于黃道十二宮中的天蝎座，被稱作“蝎子的心臟”

天蝎座示意圖 圖源自網(wǎng)絡(luò) ▲

在中國(guó)古代天文學(xué)中，它是四象中東方蒼龍中的“龍心”，被稱作 “心宿二” 。

東宮蒼龍象 圖源自網(wǎng)絡(luò) ▲

也是全天最亮紅超巨星之一的

天蝎座α星。

北斗七星

但是逐漸的，人們發(fā)現(xiàn)使用火歷來(lái)紀(jì)時(shí)非常的不準(zhǔn)確。

首先天空那么大，人眼觀測(cè)起來(lái)難免會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。而且在有的時(shí)候大火星并不在晚上升上天空，萬(wàn)一有什么差錯(cuò)，之前的努力就都白費(fèi)了。

此時(shí)，迫切地需要一種新的歷法來(lái)精確時(shí)間。

時(shí)常掛在天空的北斗七星成了首選項(xiàng)。

北斗七星 圖源自網(wǎng)絡(luò) ▲

《冠子?環(huán)流》中寫道：“斗柄東指，天下皆春；斗柄南指，天下皆夏；斗柄西指，天下皆秋；斗柄北指，天下皆冬。”通過(guò)柄與北極星所成連線的方向來(lái)判斷季節(jié)。

現(xiàn)在我們使用“斗轉(zhuǎn)星移”來(lái)形容時(shí)光流逝，北斗七星，在最初便與時(shí)間有直接關(guān)系。

圖源自知乎 ▲

但使用北斗七星來(lái)紀(jì)時(shí)也只能是毛估，所以后來(lái)人們便發(fā)明了更加精確的日晷和圭表。通過(guò)晝測(cè)日影，夜觀極星，不僅創(chuàng)造出二十四節(jié)氣，后來(lái)還對(duì)周年（回歸年）進(jìn)行度量，甚至精確到了分鐘為單位。

可能當(dāng)時(shí)那些觀星的人也不會(huì)想到，這些最初只是被他們用來(lái)農(nóng)業(yè)紀(jì)時(shí)的星星，會(huì)對(duì)后來(lái)的中國(guó)社會(huì)，以及我們的文化產(chǎn)生巨大的影響。

就如同那只在南美洲扇動(dòng)翅膀的蝴蝶，本是一次無(wú)心的舉動(dòng)，卻給德克薩斯州帶來(lái)了一場(chǎng)山呼海嘯般的龍卷風(fēng).......

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文字整理：李馨宇

圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)

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參考資料：

1.《中國(guó)天文考古學(xué)》—— 馮時(shí)

2.《中國(guó)古代天文學(xué)思想》——陳美東