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东方智慧中的天和地

作者:地理人来源:未知 时间:2022-08-14 阅读: 字体: 在线投稿

  却说中国是天文科学最早萌发的国家之一,他们很早就懂得通过天文观测来确定季节、时间和方位。

  大约在4500 年以前,人们就从东、南、四、北四个方向观察天象,后来又懂得了用星宿(亮星)的位置来确定播种的季节,通过天文观测和农耕的实践逐步懂得四季的划分。

  古人对农时的推算和掌握,也是逐步从经验中提升出来的。在尧帝时就有了初步的历法,史书曾记载尧派人观测天象、制定历法、预报季节的情况。到了夏朝时,就有了专管天文的官员。公元前24 世纪中国夏朝发生了一次战争,夏朝皇帝仲康下令让胤国之君为主帅去征讨羲氏、和氏两个人。仲康征讨羲、和二人的原因是:二人沉缅于酒,玩忽职守,使时间发生了错误,所掌握日月不够准确。结果“废时乱日”,“昏迷于天象”,本应预报的日食没有报准。

  依照夏朝之法,预报早于或晚于日食发生时间,均要受到杀头的严厉制

裁。可见,当时中国在天文学上的成就了。

在这时,人们已经能够靠北斗星来确定方位,用其他恒星确定季节,甚

至在原始山洞的石壁上面,就画有大熊星座(北斗星)的图画。

早在夏代,就出现子天干记日法,用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、

壬、癸十个天干进行十进制的记日,把十天分为一旬。

而到了商代,就出现了干支记日法,用十个天干和十二地支相互配合组

成甲子、乙丑、丙寅等六十个干支。这标志着六十进位的形成。到了周代,

又出现了用圭表测日影来确定冬至、夏至的时刻,同时还用12 地支把一天分

为12 时辰。

商、西周时期对天文观测已十分重视,考古学家证明,公元前13 世纪的

甲骨卜辞中就有了日食、新星爆发的记载。《诗经》中就开始提到28 宿的名

字。其中的好几处描述过金星,金星又叫启明星,长康星等。

到了春秋战国时期,天文学有了比较大的发展。如甘德、石申分别著有

《天文星占》和《天文》等书,书中记载了数百颗恒星的方位。

甘、石二人还发现了行星的顺行和逆行,并测得了火星的运行周期为1.9

年,现在测得是1.88 年;木星为12 年,现在测得是11.86 年。可见当时天

文学已发展到一定的高度。

在长沙马王堆出土的帛书《五星占》中,记录了从公元前246 年到公元

前177 年间木星、土星和金星的位置和它们在一个会合周期内的动态表:

金星会合周期为584.4 日,比现在测得值仅小0.48 日;

土星会合周期为377 日,比现在测得值小1.09 日。

在《春秋》一书中,共记载了37 次日食,这是世界上最早的科学的天象

记录。鲁文公14 年(公元前613)就有“星陨如雨”的记载,这也是最早的

关于陨石雨的记载。

关于彗星的观测,《春秋》中也有记载:鲁文公14 年,“‘秋七月’有

星索入北斗。”这是世界上最早的一次关于哈雷彗星的记录。

上面这些都说明春秋战国时,我国的天文观测成就就是很大的,同时也给后人留下了极为宝贵的资料。

和春秋时期天文学相联系的是历法,到春秋后期,采用了一年为

365.25,19 年7 闰,这种历法叫古四分历。古四分历比真正的年长度每年多

11 分钟。

由于农业生产的需要,春秋战国时期还逐步形成了对24 节气的划分,平

均15 天设置一个节气,这实质上是不自觉地根据太阳的位置和视运动来确定

的一种历法。

到了秦、汉时期,我国的天文学的发展主要表现在三个方面,即天文观

测、天文理论和历法。

这个时期对天象观测的记录很多,其中最伟大的科学成就是关于太阳黑

子的观测。

太阳黑子实际上是太阳表面漩涡状的低温区。我们知道,太阳是个炽热

的大火球,表面温度也有6000℃左右。在这样的温度下,所有的物质都气化

了,分解为比较简单的元素。

在太阳燃烧的过程中,会产生局部的温度不均匀区域,这些区域的温度

会低于附近区域的正常温度而产生气漩,这些气漩产生后能存在一定时间,

这就是太阳黑子。

黑子并不是真正的黑色,只不过温度低一点,看上去发暗罢了。现在世

界上公认最早的黑子记事,是中国西汉河平元年(公元前28 年)三月所见的

黑子现象。

据《汉书·五行志》记载:“..日出黄,有黑气大如线,居日中央。”

这段文字把太阳黑子出现的时间、形状、大小、位置都描述得十分清楚。

其实,我国还有比这更早的黑子记载,早在公元前140 年的《淮南子》

一书中就有这样的描述:“日中有鸟”。所谓的“ 鸟”也就是太阳黑

子的形状。

古人们观测太阳黑子,全靠目力。只有利用日赤无光、烟雾蔽日之际,

或是太阳近于地平线,朦胧不清之中,以及利用盆中装油使日影映于盆中的

方法,才能观望和记录。

从汉代后的1600 多年里,我国关于黑子的记录超过100 次。中国人的精

确黑子观测,得到了外国学者的赞扬。中国古人测天的精确,十分惊人。黑

子的观测,远在西人之前大约2000 余年。

的确,直到1610 年,意大利天文学家伽利略才利用望远镜观测到太阳上

的黑斑这一现象,才在欧洲天文学界引起轰动。

我国的祖先们不但记录了最早的太阳黑子现象,而且还记录了公元134

年出现的新星,这是人类第一次对新星的记载。

《后汉书·天文志》中还记载了公元185 年出现超新星,“客星出南门

中,大如半筵,五色喜怒,稍小,至后年六月消”。

中国历史上在1700 年以前曾有90 个新星记录,其中可能有11 颗超新

星,24 史中有100 多次太阳黑子记录,这些极有价值的科学的天文记录,都

出于秦汉时期。

秦汉时期对日食、月食、黑子、陨石雨、彗星、新星、超新星的记录都

比较全面而准确,反映了当时精细而高超的观测水平。

秦汉时期的天文科学理论在天文观测的基础上已经形成。当时的天文科

学理论有三种:

1.盖天说。其系统化和数学化的论说则见于《周髀算经》。这一学说认

为半圆形的天在上,拱形的大地在下,日月星辰附在有实体的天上,但不能

转到地的下面去。

这一学说有许多自相矛盾之处,后来被天文观测的事实所否定。

2.浑天说。这一学说经耿寿昌、杨雄等人的努力,到张衡时就逐步形成

了比较完善的理论。

张衡认为:“浑天如鸡子,天体圆如弹丸,地如鸡中黄,孤居于内,天

大而地小,天表里有水,天之包地,犹壳之裹黄。天地各乘气而立,载水而

浮。”

他们还认为,无限的天体绕地球运行,“宇之表无极,宙之表无穷”。

浑天说实质上是地球中心宇宙论。

3.宣夜说。由东汉时期的郄萌加以系统化,他认为“日月众星,自然浮

生虚空之中,其行止皆须气焉”。天是无限的“高远无极”,各种天体靠气

的作用在无限的空间浮动。

宣夜说缺乏对天体运动规律的具体说明,还只是一种猜测性的理论,所

以它的影响不如浑天说。

秦汉时期,天文学的观测和理论成果主要用于制定和完善历法体系,其

次还用于占卜、算卦等。

公元前104 年,汉都城长安贴出了招募天文历算家来京制历的通告,接

着从全国不少地方征募到20 多人,其中有邓平、落下闳、唐都等人。

他们在公孙卿、壶遂、司马迁等人的主持下,讨论制定了《太初历》。

这是我国流传至今的第一部完整的历法,于汉武帝太初元前(公元前104)

到东汉章帝元和2 年(公元85)间颁布实行。

《太初历》第一次以没有中气的月份为闰月,推算出135 个朔望月有23

次食季的交食周期。它规定:一个月为29+43/81天,平年12个月,闰年加1月,

19年中加个7月。这样计算,每年就是12+7/19月,相当于一回归年是

365+385/1539天。

这一历法根据当时的天文知识,把月份、闰月、季节排布得非常合理,

但用现代测量值来比较,回归年的长度的误差比较大。

秦汉时期,在天文、历法发展的同时,地学知识也逐步地发展起来,用

于军事目的地图和地形图在中国出现得非常早。如在长沙马王堆三号汉墓中

曾出土三幅绘在帛上的地形图、驻军图和城市图。这些图的比例在8 万至18

万分之一,画得精细准确。

秦汉时代典型的地理科学著作是《汉书·地理志》,全书分三部分,第

一部分和第三部分记述了前人的地理学著作,由此可以看出中国地理学研究

的久远历史。

第二部分记录了汉代的疆域、行政区划分,以及山地、河流、物产、水

利工程、官办厂矿、军事要塞、庙宇、古迹等。此外还记载了湖泊、天然气、

盐铁矿等方面的详细位置。这是一部科学价值很高的地理学著作。

与天文学和地理学发展相联系的是气象科学,由于农业生产和军事活动

的需要,人们日益注意天气的变化,开始对雨量、风速和风向、湿度等进行

定量测量。

他们把风力分为8 级:8 级,拔树;7 级,折木飞沙;6 级,折大枝;5

极,折小枝;4 极,坠叶;3 级,摇枝;2 级,鸣条;1 级,叶动。

他们创造性地发明了“悬炭识雨”的晴雨计,还用琴弦的弛张来测晴雨,

王充《论衡》中说:“天且雨,琴弦缓。”

王充和董仲舒等人还用水的循环和五行说解释风、云、雨、雾、雷、电、

雪、雹的成因。上述事实,说明秦汉时期我国人民在劳动实践中积累了相当

的气象科学知识。

上面我们说了自古到秦汉时期我国天文学及有关方面的成就,下面我们

谈谈东汉时期著名的天文学家、数学家和文学家张衡的一生。


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