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中國古代天文學是什麽?日歷是什麽?

中國是世界上天文學發展最早的國家之壹。由於生產生活的需要,人們從古至今都在觀測天文現象,通過壹代又壹代人的不斷努力,積累了越來越多的天文知識,逐漸形成了內容豐富、風格獨特的天文體系。中國古代天文學在許多領域長期處於世界領先地位,在世界天文學和中國文化史上寫下了輝煌的篇章。

中國古代天文學最重要的組成部分是歷法。換句話說,歷法是中國古代天文學的核心。中國古代的歷法不僅僅是關於歷法體系的安排,還包括太陽、月亮和土、木、火、金、水五大行星的運行和位置的計算。恒星位置的計算;下午計算影子的長度和晝夜的長度;日食預報等廣泛的話題。從某種意義上說,中國古代歷法的編纂相當於現代天文歷法的編纂。為此,中國古代天文學家開展了壹系列的觀測和研究活動,如紀元的選擇、天文概念的闡述、天文常數的計算、天文表的編制、具體計算方法、天體測量方法和數學方法的選擇和改進等。這些構成了中國古代歷法的基本框架和主要內容。

當然,中國古代天文學還包括更廣泛的內容,如中國古代特有的精密天文儀器的設計和制造,宇宙理論的探討,以及對壹系列天象特別是奇異天象的長期系統觀測和記錄。它們和歷法壹起構成了中國古代天文學的壹個非常豐富多彩的體系。

中國古代天文體系經歷了發生、發展、完善、衰落的漫長演變過程,最終融入現代天文學。下面我們分六個階段簡單介紹壹下(即以下六個板塊)。

西周以前的天文知識

這是天文知識開始萌芽並初步積累的壹個漫長的歷史時期。由於生產生活的需要,從觀測星星的出現和日月的運行開始,人們逐漸形成了年、月、日等與這些需要密切相關的時間長度概念,進而產生了最初的歷法系統。由於占蔔活動的需要,人們十分關註天象的變化,特別是異常天象的出現,也刺激了人們對天文觀測的重視,從而逐漸形成了天文記錄的傳統。這些都對後世的發展產生了深遠的影響。

第壹,觀察圖像的時期和時機

我們的祖先生活在遼闊的中國大地上。人們在自己的生產生活實踐中,逐漸發現日月星辰的興衰、自然界的寒冷天氣、獵物的存在、植物的榮衰等自然現象都與人類的生存息息相關。因此,有意識地觀察和認識這些自然現象,以順應自然,謀求自身發展,成為我們的祖先感興趣的問題之壹,從中逐漸萌發了天文知識的萌芽。

太陽對人們來說無疑是至關重要的。古人是日出而作,日落而息,這是作息時間表的客觀依據。太陽的進出所造成的明暗交替規律壹定給了先民很深的感受,所以以太陽的進出為周期的“日”應該是他們最早意識到的時間單位。

自然,月亮的盈虧變化是另壹個明顯而重要的天文現象。它意義重大,因為明亮的月光是安排人們夜間活動的關鍵因素。經過長期的觀察和計數,人們逐漸發現月亮的圓缺周期約為30天,這又導致了更長時間單位“月”的出現。

理解更長的時間單位“年”比理解“日”、“月”要困難得多,但它卻是對人們生產生活意義更大的循環,因為寒暑、雨旱、漁獵、采集甚至農業生產活動都與它有關。為此,人們進行了長期不懈的探索。從觀察物候開始——植被枯萎,動物遷徙,出入等。,這大約是探索壹年長度的最早方法,隨後是對壹些恒星的觀測。後者的結果比前者更準確。

相傳在顓頊帝時代,設立“火正”(1)觀測大火星(心宿二,天蠍座α星),大火星在黃昏剛從東方地平線升起時,就是壹年的開始,也就是今年春天的來臨。不難推導出壹年的長度。這是中國古代觀察圖像和計時的早期形式。據考證,這大約是公元前2400年。

據《尚書·堯典》記載,在傳說中的姚笛,“受命尊天如日月星辰,以教人者,乃xi何也”。具體觀測方法和結果如下:“太陽裏的星星在殷仲春”、“太陽永遠發著火花,在盛夏”、“夜晚的星星是空的,在殷鐘秋”、“太陽裏的星星是短的,在盛夏”,即觀測鳥、火、虛、龍四星在黃昏南的日子據計算,這大約是公元前2000年的實際天象。

從上面的記載中,我們也可以推斷出當時出現了原始標準表,否則人們就無法確定壹顆恒星的南中天問題。這個時候標準表只是用來確定方位,還沒有用來確定日影的長度。觀測恒星南中天確定季節,可以減少折射和光線滲出對地平線的影響,其精度自然高於觀測恒星的外觀。此外,從“在正午”、“在半夜”(指晝夜等分)、“在永恒的壹天”、“在短暫的壹天”(分別指最長和最短的壹天)的表述中,可以知道當時已經應用了某種計量時間的儀器(這壹點也可以從下文《夏·鄭瀟》中的相關記載中得到證明)。這些都說明,此時已經進入了壹個相當發達的觀察圖像和計時的時代。它的標誌是觀測的恒星由壹顆增加到多顆,觀測的恒星由東升變為南中天,並使用了壹些儀器。

更值得註意的是,姚典還描述了人們采用了“三百六十年有六天,閏月將年齡定在四點”的初始歷法。在這裏,壹年是366天,這是人們計算恒星壹年運動周期的結果。因為壹年的長短和壹個月的長短沒有整數倍的關系,所以最初的歷法已經通過設置閏月進行了調整,這顯然是壹種陰陽歷,也是中國古代長期使用陰陽歷的最早記錄。

在《夏鄭瀟》壹書中,包含了壹年中各月的物候、天象、氣象、農事等內容。它整合了物候日歷、觀測時間和初始日歷。據說是夏使用的歷法。就授時方法而言,是基於觀測幾顆星(弓、參、龍、南門、火、織女、銀河等)的時間。)黃昏時在南方相遇、墜落或過境,北鬥的鬥柄方向作為壹年中某月的起始標準。有人認為“夏”是壹種初始歷法,壹年10個月,每月36日,5-6日為農歷大年初壹。(2)據夏記載,正月“鬥柄初懸”,六月“鬥柄初懸”,中間五個月為半年;五月“有天養”,十月“有夜養”,也是半年五個月。有些人認為夏仍然是壹個陽歷,壹年有十二個月。從這個角度來看,《夏鄭瀟》是壹部不考慮月相變化的純陽歷,是可信的。

《尚書·堯典》和《夏鄭瀟》的記載都反映了觀察圖像和計時方法的重要成就,同時也反映了夏朝出現的兩種不同歷法(陰陽歷和陽歷)的雛形。它們是從觀察時間向具有壹定規範的初始歷法過渡的兩種不同形式,具有重要意義。

第二,商周歷法

從甲骨文中可以看出,商代使用的歷法是陰陽歷。

首先,年分兩種:平年12月,閏年13月,閏月放在壹年的末尾,稱為三月。此時,年初已經基本確定,季節與月份名稱的關系也已經基本確定。但甲骨文中偶有四月甚至五月的記載,說明此時人們還不能把握年月的長短關系,閏月的多少也沒有壹定的規律,多是通過規律的觀察來確定。當發現季節與月份名稱相反時,就加上閏月進行調整,相當隨意。這種情況壹直持續到西周。

甲骨文中有“至日”、“南日”或“南日”的記載,都是指冬季的至日(春秋時期人們也稱之為“南日至日”)。其中壹個神諭說:“下午,幫幫忙,打土堆,太陽南,下雨?”到了中午這壹天,甄人幫忙占蔔,舉行祭奠儀式,迎接太陽南歸。會下雨嗎?)在《李周·官純·達·樂思》中,有這樣的記載:“冬天的至日日,在地上的圓頂上演奏”以迎接神靈。他們談論的是同壹個祭祀活動,這證明“日南”就是“冬天的至日”③。這說明殷商時期通過標準表觀測到了日影長度的變化,並由此確定了冬季至日。如果知道冬季至日和回歸年的長度,就不難計算出它們的長度。

其次,殷商歷法以新月開始,新月包括大月和小月,其中30日為大月,29日為小月。最初只有大小月交替排列,說明人們認為壹個新月的長度等於29.5天。後來甚至出現了大月亮,也就是連續兩次大月亮排列在幾個大小月亮之後,證明人們已經知道壹次新月的長度應該略長於29.5天,這是計算新月長度的壹大進步,盡管此時新月的放置並沒有壹定的規則。

再次,殷商時期明確使用了分支守日的方法,建立了壹系列不間斷的日期記錄,為準確探索月、年等更長的時間單位提供了重要依據,也為歷史斷代提供了重要依據。樹幹和樹枝順序循環的歷法壹直持續使用到今天,幾乎沒有中斷,成為世界上最長的歷法。

其次,在商朝,壹天被分成幾個不同的時間段。甲骨文中的時間段專名有:明(旦)、大才、大石、中日、小食、蔡曉、昏(暮)等。這是壹種將壹天平均分成六個時間段的方法。有人認為把壹天分成幾百個小時的制度也是從那時開始的。(4)

以上是商代歷法對年、月、日、時的大致安排,西周歷法與之類似。在金文中,也有不少三月的記載,壹月初是“新月”,就是證明。但《十月之交瀟雅》詩中有記載:“十月之交,新月高照,日有食糧”。據考證,這應該是指公元前735年165438+10月30日發生的壹次日偏食。(5)這是中國典籍中對新的壹天最早的記述。由此看來,西周晚期就有以朔為正月而非朔的嘗試。因為沒有具體的天文現象對應新月,必須測量新月的確切長度後計算得出,所以新月概念的建立和應用是歷法史上的壹大進步。

此外,青銅器銘文中往往有四個名字:楚姬、生霸王、望霸王、死霸王。古今說法不壹。壹種是定點月相理論,認為它代表了每個月的特定壹天或兩三天。在過去的兩千年裏,人們已經說過很多次了。壹種是四弦月相說,認為在西周時期,壹個月被分為四部分,每部分約為七天,楚吉等依次為各部分的專名。這是近代王國維首次提到的,也曾被歷史學家廣泛接受。到了四五十年代以後,新的理論又上來了。現在有了壹個比較合理的解釋:第壹個吉日是指第壹個吉日,即每個月上半月的吉日;現有霸和死霸分別指每個月的上半月和下半月;希望是指滿月或滿月後的壹兩天。(6)這些解釋是對是錯,需要進壹步論證。

三。天文現象的觀察和記錄

自古以來,人們就重視對天象的觀測,尤其是奇異的天象。在殷商時期的甲骨文中,我們看到了古人關於天文現象的真實記錄,這些記錄往往與預言人的厄運等占蔔活動有關,它們涉及到日食、日珥和新星等異常天文現象。

“真,天天有飯吃”;“貴由甄每天都吃壹遍,只是如果。桂友珍天天又吃,土匪像“土匪”。這是日食的記錄。”六日□午晚,月有食”;庚申,月球上有食物”長日漫漫,月有食糧”等。這是日食的記錄。都是對公元前13世紀以前的交媾現象的記述。

“毛毅許諾要亮,三舀食天,大星星”,意思是在壹次日全食中,人們不僅看到了明亮的星星,還看到了三團火焰在黑暗的太陽邊緣升起,這就是日珥的記錄。

“辛無新星”;“七天過去了,又有新的大明星和火了。”這是新星的記錄。

此外,也有人認為甲骨文中有太陽黑子和彗星的記載,有待進壹步研究驗證。

總之,甲骨文中有豐富的天文記載,說明中國古代重視天文觀測和記錄的傳統最晚形成於殷商時期,對後世的發展影響很大。

春秋戰國時期天文歷法體系的建立

春秋戰國時期是中國古代由奴隸制向封建制過渡的社會大變革時代。這個時候生產力得到了很大的發展,推動了包括科技在內的古代文化的大進步。就天文歷法而言,進步的步伐也是清晰可見的,主要表現在對天文現象的觀察和描述從定性到定量的轉變,農歷的定型,關於宇宙的理論的出現,這些都為中國古代獨特的天文歷法體系奠定了基礎。隨著的衰落和諸侯的崛起,少數天文學家壟斷周代天文歷法的局面被打破。由於農業生產的發展和政治需要,各諸侯國都非常重視天文歷法的研究,這給流散子弟提供了壹個施展才華的好機會。這壹時期出現了壹批著名的天文學家,“陸有子沈(活躍於公元前550年左右)、金有不言(活躍於公元前650年左右)、鄭有弼棗(活躍於公元前500年左右)、宋有子魏(活躍於公元前480年左右)、齊有幹德、褚有棠梅、趙高、魏有士沈復(活躍於公元前480年左右)。(7)它們或相繼或同時並立,在天文歷法領域形成了壹家獨大、百家爭鳴的局面,進壹步推動了天文歷法的發展。

1.天文觀測的量化和系統化

1.二八樹系的形成及距離的確定

二十八夜是壹個恒星劃分系統,它沿著天球的黃赤帶將其相鄰的天體區域劃分為28個區域。其名為:焦、康、畢、方、辛、衛、白、竇、牛、女、徐、衛、石、畢、魁、樓、胃、畢。1978年,湖北省睢縣出土的戰國早期曾侯乙墓中出土了壹件漆箱蓋,上面繪有二八宿的全部名字,這是迄今為止發現的最早的二八宿恒星系的完整記錄。事實上,二十八家旅社作為壹個完整的體系,形成的時間更早,不會晚於春秋時期。據考證,大約在公元前6世紀,人們已經測出了二十八夜中標準星之間的赤道距離(稱為二十八夜距),而(8)它的數值還保留在唐代的《開元詹靜》壹書中。二十八宿制的建立,為確定太陽、月亮、五星和壹些天象的位置提供了統壹的、定量的背景,是這壹時期天文觀測定量化、系統化的重要標誌之壹。

2.星師命名的系統化與《史記行經》。

把天上的星星按照壹定的方法劃分和命名的工作,在戰國時期取得了很大的進步,特別是石神和幹德的工作,他們把星星劃分成自己的體系。據《開元詹靜》記載,沈詩司有65,438+020星官和865,438+05星,幹德司有65,438+046星官和687星官,包括28個支部。他們的工作為中國古代傳統星官的劃分和命名奠定了良好的基礎。

石神還確定了120星官的標準星的具體坐標值,從而比較準確地界定了星官和星官中非標準星的位置。其中最重要的是測量了121顆標準星(北鬥星座選取了兩顆標準星)的具體坐標值,構成了壹個完全量化的、成熟的星表,就是著名的石氏星表經典。這壹成就也包含在《開元詹靜》中。對這121顆恒星坐標值的研究表明,很多恒星的坐標值確實與石神當時的理論值壹致,但也有壹些與東漢初年的理論值壹致,這說明《石石星經》並不是石神當年的全部測量結果,而是石神創立的天文學派幾百年來長期觀測的匯集。即便如此,《石氏星經》不愧為世界上最早的星表之壹,《石申》不愧為星坐標測量的先驅。

3.五星觀測的量化

春秋戰國時期,人們對五大行星運動的觀察和研究取得了重要進展,主要表現在以下兩個方面:

首先是五星運動周期的測量。人們已經把行星的恒星期(行星運行壹天所需的時間)和會合期(行星看到東方的兩個早晨之間的時間間隔)區分開來。石神和甘德都指出木星的恒星周期是12(應該是11.86)。其實這種認識產生的時間不晚於春秋時期。石神還指出,火星的恒星周期是1.9年(應該是1.88年)。甘德還測出金木和水三的會合日期分別為400天(398.9天)、587.25天(583.9天)和136天(115.9天)。長沙馬王堆出土的帛書《五行占》還載有木、土、金會合期,依次為395.44天、377天(應為378.1天)、584.8天。這是戰國最後壹年的觀測結果,與當年甘德測得的精度不同。

二是五星動力學的定量描述。石神和甘德先後發現了火星和金星的逆行現象,兩人都用“斯”的形狀形象地描述了它們的視在軌跡。在《五行占》中,定量地描述了木、土、金在壹個交會期內的動態。比如金星的動態分為六個階段:早上出東-直行-墜落-晚上出西-直行-墜落-早上出東,每個階段確定經過的時間和每天的運行速度,其中兩次直行確定兩到三個不同的速度。這就是後世進壹步發展的行星動力表的雛形。行星交會周期的確定和動態表的編制,使預測行星位置成為可能。

28星座間距離的測定,石《星經》的出現,以及最初行星動力學姿態的編撰,都證明春秋戰國時期已經出現了相應的測量儀器,有研究者稱之為“先秦兵士”。(9)雖然現在還說不清這個渾儀的具體結構,但毫無疑問,它應該是漢代以後日益完整的渾儀的直接祖先。

4.二十四節氣的完整性

二十四節氣是中國古代天文學家的偉大創造。它經歷了壹個非常漫長的發展過程。起初大約只有兩個至日(冬天的至日和夏天的至日)和兩個春分(春分和秋分),直到戰國時期才逐漸形成二十四節氣的完整體系:從冬天的至日開始,每年的1/24日交壹個節氣,其名稱有冬天的至日、小寒、嚴寒、立春、雨水等等。這裏奇數統稱為氣,偶數統稱為節氣。二十四節氣分別標記了太陽在壹周年運動中的24個大體固定的位置,是太陽壹年運動位置的壹種特殊描述形式,它們更能反映壹年中的冷熱、雨旱、日照長短等變化規律。因此,它們不僅具有重要的天文意義,而且對農業生產也有很大的指導作用。自戰國時期二十四節氣完成以來,壹直是我國傳統歷法的重要內容之壹,在廣大農村地區仍然具有強大的生命力。

5.天文觀測和記錄的多樣化和系統化。

春秋以來,對異常天象的觀測和記錄呈現出明顯的多樣化趨勢,如彗星、流星雨、隕石等都有清晰的記錄。《春秋》第七年(公元前687年)莊公說“夏四月,辛卯夜,星消,夜落星如雨”,這是世界上最早的天琴座流星雨記錄。Xi公十六年(公元前644年)“春王正月五神朔,隕於宋,五月”,這是最早的隕記;文公十四年(公元前613年)“秋七月,壹星入北鬥”,最早關於哈雷彗星的記載,等等。

此外,幾種天文記錄的系統化也是另壹大特色。比如《春秋》壹書中,就有37次日食的記錄。據考證,365,438+0記錄準確可靠,(65,438+00)說明此時人們對日食觀測的重視,並已制度化。又如,長沙馬王堆三號漢墓帛書中有29幅形狀各異的彗星圖像,並被賦予不同的名稱,這顯然是系統收集和歸納大量彗星觀測結果的結果。其中,尾部的形狀或長或短,或寬或窄,或直或彎,尾部的數量有多有少,頭部被畫成圓形或圓點,有的圓形上畫有圓形或圓點,說明人們已經註意到頭部的結構層次,說明戰國時期人們對彗星的觀測已經達到了比較精細的水平。

二、古代的季歷法

東漢的四季歷被稱為古代的四季歷。從回歸年和閏周的長度可以推算出這個歷法中太陰月的長度:十九年有七個閏,即有19× 12+7 = 235個太陰月,十九年有19×個閏。

當我們得到如此明確的回歸年和新月的長度值時,在調整它們之間的關系時,我們從來沒有發現過如此規律的閏周,所以在日歷日的安排上,往往會出現多跳或漏跳的情況。因此,古代季歷的出現,標誌著陰陽歷完成了從不穩定的、隨機的形式向明確的、有規律的形式過渡。

在歐洲,古希臘人默冬在公元前432年發現的閏周和羅馬人在公元前43年采用的儒略歷所采取的回歸年,與古季歷相同,所以古季歷的這三個基礎數據在當時的世界上處於領先地位。

春秋戰國時期,諸侯國分別使用黃帝、顓頊、夏、殷、周、魯六歷,合稱古六歷。其實都是四季歷,也就是都用上述三個基本天文數據,只是規定的歷法起始年(歷元)、每年起始的月份(年初)、每天起始的時間不同。歷元差異是由各觀測年的順序和觀測精度的差異造成的,後兩者純屬人為。

到了戰國時期,古季歷的內容日益豐富。如果他們都認為太陽在冬季至日期間處於牽牛花的開始,這說明太陽所在的星間位置的計算已經是此時歷法的重要內容之壹,那麽二十八夜的測量結果也被引入了歷法,這是毫無疑問的。此外,二十四節氣和五星位置的計算也成為歷法的組成部分。

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