理论教育 观测中星的确定性与节气-早期天文学与文明研究

观测中星的确定性与节气-早期天文学与文明研究

时间:2023-10-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:实际上,观测四仲中星不能确定准确的二分二至日,由此也无法得到比较准确的回归年长度。因此古人在实际应用中无法用一个统一的现代天文学意义上的昏的标准来观测中天的星进而确定准确的节气,并推出一年的日数。但是仅仅依靠观测中星不能建立起冬至和夏至的概念。

观测中星的确定性与节气-早期天文学与文明研究

实际上,观测四仲中星不能确定准确的二分二至日,由此也无法得到比较准确的回归年长度

第一,如果严格依靠观测昏中星来确定季节,要对昏有个明确的定义。现在天文学以日入地平6°为民用昏影终的标准,中国古代用日入二刻半的标准;但是从经验可以知道,黄昏时刚开始能看见星的时刻是一个很难界定的时刻,并且不同亮度的恒星能够被观测到的情况不同。观测时间差15分钟就与正南方偏差3°~4°。因此古人在实际应用中无法用一个统一的现代天文学意义上的昏的标准来观测中天的星进而确定准确的节气,并推出一年的日数。

第二,退一步说,即使可以用一个天文学上统一的昏的定义——例如太阳低于地平6°,但是因为恒星在天上不是连续的,所以很难保证在特定节气日期、昏的时刻、正南方子午线上有一颗明亮的恒星。虽然现代天文学利用岁差原理可以计算出某一颗星在某个特殊季节正好在日落地平6°时出现在正南方子午线上的年代,但是反过来,在古代不可能用这样的方法来确定严格的节气日,更无法保证在二分二至这四个日期中、按照某一昏的定义、在正南方子午线上都有一颗明亮的星,由此就造成观测中星达不到所需的精度。实际上,中国后世历法中给出的严格意义上的昏旦中星并非具体的恒星,而是计算得到的某宿多少度,类似于现代天文学的黄经或赤经的度数。如东汉四分历中,给出的冬至昏中星是“奎六弱”,旦中星是“亢二少强”[52],前者意思是奎宿五度十二分之十一分度,也就是奎宿5.90625度的位置,后者意思是亢宿二度十二分之四分度,也就是亢宿2.34375度的位置[53]。相应的位置并没有具体的恒星。(www.daowen.com)

第三,即使假设在帝尧时代在二分二至日严格的昏的时刻在南方子午线上都恰好有一颗明亮的恒星,也还存在这样一个问题:二分二至的概念在天文学发展的历程中不可能通过观测昏中星确定。中星可以和寒暑物候变化相关联,早期的人们通过长期观测会注意到当某个星象黄昏时出现在正南方天空的时候,天开始转暖,而另一星象出现的时候,天开始转冷。但是仅仅依靠观测中星不能建立起冬至和夏至的概念。在中国这种大陆性季风气候条件下,多年平均最冷的月份不是在冬至所在的月份,而是要推迟一个月左右,同样最热的月份也较夏至所在的月份推迟一个月左右。如果仅仅是观测中星和寒暑的变化,不可能建立起真正的冬至、夏至的观念。

只有通过观测太阳的南北变化才能确定二分二至,经过多年的观测后可以得到回归年的长度。所以,《尧典》观测四仲中星所在的二分二至日只能通过观测太阳得到,“三百有六旬有六日,以闰月定四时成岁”的历法也是通过观测太阳和月亮建立起来的。当时如何观测太阳和月亮,《尧典》中只是简单的“历象日月星辰”六个字,没有具体记载。陶寺观象台和圭表揭示了其中的奥秘。

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