理论教育 帝尧时代的天文学全貌:中国早期天文学与文明研究

帝尧时代的天文学全貌:中国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】:能够确定这个点,表明当时对月亮已经进行了长期细致的观察,因此陶寺人把朔望月作为历法中的一个时间单位是符合当时天文学发展状况的。在《尚书·尧典》中,四仲中星的观测是由分派到四方的羲仲、羲叔、和仲、和叔执行的,而在尧都掌管天文历法的羲和的具体工作并没有记载。因此可以说,考古发现与文献记载互补,揭示了帝尧时代中国天文学的全貌。

帝尧时代的天文学全貌:中国早期天文学与文明研究

陶寺观象台共有12条观测缝,现代冬至日出于2号缝中偏北的位置,日面有一部分被北边的柱子挡住,但是由于黄赤交角的变化,在公元前2100年陶寺观象台建成的年代,冬至日太阳正好在2号缝的中线位置升起。夏至日对应着12号缝,现代夏至日出时有一半被12号缝南面的柱子挡住,但是同样由于黄赤交角的变化,在陶寺时代夏至日太阳升起时正好位于12号缝偏南非常接近南面柱子的位置。8号缝非常接近春秋分日出方位,应该是当时的春秋分观测缝。具备了明确的冬至、夏至和春秋分观测缝,整个观象台无疑是为了观测日出方位的变化而精心设计的。柱缝系统把一年划分为20个季节,从如此细致的划分可以推断,当时对于日出从一条缝到下一条缝之间的时间间隔会有清楚的认识。经过如此长期反复的观测日出,就能够得到比较准确的回归年长度,并逐渐形成简单的推步历法,推定二分二至日。这应该是《尧典》中“三百有六旬有六日”的一个来源。

除了陶寺观象台遗址,陶寺还出土了另一种重要的天文仪器,就是圭表。陶寺的圭表是由一根漆杆和另一根红色的杆子组合而成,二者出土于不同的墓中。漆杆出土于陶寺中期的王级大墓IIM22中,被漆成红、绿、黑三种颜色的多段色带,在测影时可作为圭尺使用。漆杆上与夏至影长相应的地方有一个特别的标记,应该是用来测量夏至影长的。该墓还出土了一块玉琮,可以在测影时作为游标使用,此外还出土一块带有一小穿孔的玉戚,推测在测影时作为景符使用。作为立表的杆子出土于陶寺早期王族墓地的一座中型墓M2200中,其长度与陶寺时期的尺寸和古文献中记载的八尺表长正相吻合。虽然漆杆与木表不是同一时期的器物,但这二者的存在暗示陶寺时期有了圭表测影。漆杆上夏至日位置的特殊标记表明当时对夏至的观测非常重视。[54] [55]通过这样多年反复的观测可以得到一个回归年的平均长度。圭表测影也是中国后世确定回归年长度的传统方法。

因此,《尚书·尧典》中的“三百有六旬有六日”的回归年长度是通过陶寺观象台观测日出方位和圭表测量正午日影两种方法共同得到的。

《尧典》中的“以闰月定四时成岁”表明当时历法是阴阳合历,以朔望月为月。陶寺观象台最南端的1号缝不能用于观测日出,计算表明它恰好可以用来观测月亮升起的最南点,即“月南至”,月亮在这个点升起并不容易观察到,在陶寺时代,大约每个18.6年的周期中只有一年有多次看到的机会[56]。能够确定这个点,表明当时对月亮已经进行了长期细致的观察,因此陶寺人把朔望月作为历法中的一个时间单位是符合当时天文学发展状况的。

观测中星不能用来准确地确定季节进而制定三百有六旬有六日的历法,那么为什么要观测和记载中星呢?其实这更多的是一种“月令”式的记载,是古人对自然之间联系的一种认识。汉以后的中星记载可以分为两类,一类是历法志中的记载,按照严格的日入地平二刻半、正南方子午线的标准,给出的结果就是如前引东汉四分历的记载,某宿某度某分的形式,即不是一颗具体的恒星,而是赤道上的一个位置,这是精确的、严格的“中星”。这样的“中星”显然无法观测。

另一类就是一般书籍中的记载,通常是普通人可以比较方便地观测到的中星,如《礼记·月令》中的中星:“孟春之月,日在营室。昏参中,旦尾中”,“孟夏之月,日在毕。昏翼中,旦婺女中。”这样的记载中,作为昏旦中星的参、尾、翼、婺女显然是指二十八宿中的一宿,而不是指单独的一颗恒星。既然是一宿,就有一定的宽度,因此不能严格地根据其昏或旦南中天来确定非常准确的季节日期。自春秋时代,各国的历法都是推步历,有了推步历确定季节已无需昏旦中星的观测,但是月令的记载中却一直包含完整的12个月昏旦中星,敦煌星图中也有各月中星的记载,直到清代,也都有文献记载昏旦中星。(www.daowen.com)

这种昏旦中星的记载是月令的一部分。古人通过长期的观测会认识到,到了某一季节,天空会出现什么样的星象,植物动物会发生什么样的变化,人应该从事什么样的活动,古人认为这些现象是有机联系在一起的,从《夏小正》到秦汉之际的各种月令都是这样记载。《尧典》中四仲中星的记载之后都跟随一段与民事、农业生产以及物候有关的内容,这与《礼记·月令》中各月应该做的事情相似,只是《月令》中更加复杂化详细化,如《礼记·月令》中的孟春之月:“孟春之月,日在营室。昏参中,旦尾中。其日甲乙,其帝大皞,其神句芒。其虫鳞,其音角,律中大蔟。其数八。其味酸,其臭膻,其祀户,祭先脾。东风解冻,蛰虫始振,鱼上冰,獭祭鱼,鸿雁来。”

因此,《尚书·尧典》关于四仲中星的记载是后世月令系统的早期形态。中星的观测不需要特殊的仪器,很难留下遗迹

在《尚书·尧典》中,四仲中星的观测是由分派到四方的羲仲、羲叔、和仲、和叔执行的,而在尧都掌管天文历法的羲和的具体工作并没有记载。陶寺观象台和陶寺出土的漆杆表明,羲和的工作是用不同的方法观测太阳和月亮,制定推步历法。《尧典》为什么对于在尧都进行的天文观测没有详细记载,反而对四仲中星的观测记载更详细呢?这是因为《尧典》是一部政论性著作,羲和在尧都通过陶寺观象台和圭表进行的天文观测和历法计算是具体的“科学活动”,在政论性著作中不会详细记载;而分派四位官员到四方去观测中星督导人民根据节令进行正确的生产和生活属于民生事项,因此要记载在《尧典》中。

由此看到,《尚书·尧典》记载的天文学只是当时的一个侧面,陶寺观象台和陶寺圭表展示出的是《尧典》所不曾记载的另一个侧面。这并非两种不同的天文学,而是恰恰相反,《尧典》中没有明确记载的观测方法正好由陶寺观象台和圭表展示出来了。因此可以说,考古发现与文献记载互补,揭示了帝尧时代中国天文学的全貌。

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