中国古代天文学是什么？日历是什么？
中国古代天文学最重要的组成部分是历法。换句话说，历法是中国古代天文学的核心。中国古代的历法不仅仅是关于历法体系的安排，还包括太阳、月亮和土、木、火、金、水五大行星的运行和位置的计算。恒星位置的计算；下午计算影子的长度和昼夜的长度；日食预报等广泛的话题。从某种意义上说，中国古代历法的编纂相当于现代天文历法的编纂。为此，中国古代天文学家开展了一系列的观测和研究活动，如纪元的选择、天文概念的阐述、天文常数的计算、天文表的编制、具体计算方法、天体测量方法和数学方法的选择和改进等。这些构成了中国古代历法的基本框架和主要内容。
当然，中国古代天文学还包括更广泛的内容，如中国古代特有的精密天文仪器的设计和制造，宇宙理论的探讨，以及对一系列天象特别是奇异天象的长期系统观测和记录。它们和历法一起构成了中国古代天文学的一个非常丰富多彩的体系。
中国古代天文体系经历了发生、发展、完善、衰落的漫长演变过程，最终融入现代天文学。下面我们分六个阶段简单介绍一下(即以下六个板块)。
西周以前的天文知识
这是天文知识开始萌芽并初步积累的一个漫长的历史时期。由于生产生活的需要，从观测星星的出现和日月的运行开始，人们逐渐形成了年、月、日等与这些需要密切相关的时间长度概念，进而产生了最初的历法系统。由于占卜活动的需要，人们十分关注天象的变化，特别是异常天象的出现，也刺激了人们对天文观测的重视，从而逐渐形成了天文记录的传统。这些都对后世的发展产生了深远的影响。
第一，观察图像的时期和时机
我们的祖先生活在辽阔的中国大地上。人们在自己的生产生活实践中，逐渐发现日月星辰的兴衰、自然界的寒冷天气、猎物的存在、植物的荣衰等自然现象都与人类的生存息息相关。因此，有意识地观察和认识这些自然现象，以顺应自然，谋求自身发展，成为我们的祖先感兴趣的问题之一，从中逐渐萌发了天文知识的萌芽。
太阳对人们来说无疑是至关重要的。古人是日出而作，日落而息，这是作息时间表的客观依据。太阳的进出所造成的明暗交替规律一定给了先民很深的感受，所以以太阳的进出为周期的“日”应该是他们最早意识到的时间单位。
自然，月亮的盈亏变化是另一个明显而重要的天文现象。它意义重大，因为明亮的月光是安排人们夜间活动的关键因素。经过长期的观察和计数，人们逐渐发现月亮的圆缺周期约为30天，这又导致了更长时间单位“月”的出现。
理解更长的时间单位“年”比理解“日”、“月”要困难得多，但它却是对人们生产生活意义更大的循环，因为寒暑、雨旱、渔猎、采集甚至农业生产活动都与它有关。为此，人们进行了长期不懈的探索。从观察物候开始——植被枯萎，动物迁徙，出入等。，这大约是探索一年长度的最早方法，随后是对一些恒星的观测。后者的结果比前者更准确。
相传在颛顼帝时代，设立“火正”(1)观测大火星(心宿二，天蝎座α星)，大火星在黄昏刚从东方地平线升起时，就是一年的开始，也就是今年春天的来临。不难推导出一年的长度。这是中国古代观察图像和计时的早期形式。据考证，这大约是公元前2400年。
据《尚书·尧典》记载，在传说中的姚笛，“受命尊天如日月星辰，以教人者，乃xi何也”。具体观测方法和结果如下:“太阳里的星星在殷仲春”、“太阳永远发着火花，在盛夏”、“夜晚的星星是空的，在殷钟秋”、“太阳里的星星是短的，在盛夏”，即观测鸟、火、虚、龙四星在黄昏南的日子据计算，这大约是公元前2000年的实际天象。
从上面的记载中，我们也可以推断出当时出现了原始标准表，否则人们就无法确定一颗恒星的南中天问题。这个时候标准表只是用来确定方位，还没有用来确定日影的长度。观测恒星南中天确定季节，可以减少折射和光线渗出对地平线的影响，其精度自然高于观测恒星的外观。此外，从“在正午”、“在半夜”(指昼夜等分)、“在永恒的一天”、“在短暂的一天”(分别指最长和最短的一天)的表述中，可以知道当时已经应用了某种计量时间的仪器(这一点也可以从下文《夏·郑潇》中的相关记载中得到证明)。这些都说明，此时已经进入了一个相当发达的观察图像和计时的时代。它的标志是观测的恒星由一颗增加到多颗，观测的恒星由东升变为南中天，并使用了一些仪器。
更值得注意的是，姚典还描述了人们采用了“三百六十年有六天，闰月将年龄定在四点”的初始历法。在这里，一年是366天，这是人们计算恒星一年运动周期的结果。因为一年的长短和一个月的长短没有整数倍的关系，所以最初的历法已经通过放置闰月进行了调整，这显然是一种阴阳历，也是中国古代长期使用的阴阳历的最早记录。
在《夏郑潇》一书中，包含了一年中各月的物候、天象、气象、农事等内容。它整合了物候日历、观测时间和初始日历。据说是夏使用的历法。就授时方法而言，是基于观测几颗星(弓、参、龙、南门、火、织女、银河等)的时间。)黄昏时在南方相遇、坠落或过境，北斗的斗柄方向作为一年中某月的起始标准。有人认为“夏”是一种初始历法，一年10个月，每月36日，5-6日为农历大年初一。(2)据夏记载，正月“斗柄初悬”，六月“斗柄初悬”，中间五个月为半年；五月“有天养”，十月“有夜养”，也是半年五个月。有些人认为夏仍然是一个阳历，一年有十二个月。从这个角度来看，《夏郑潇》是一部不考虑月相变化的纯阳历，是可信的。
《尚书·尧典》和《夏郑潇》的记载都反映了观察图像和计时方法的重要成就，同时也反映了夏朝出现的两种不同历法(阴阳历和阳历)的雏形。它们是从观察时间向具有一定规范的初始历法过渡的两种不同形式，具有重要意义。
第二，商周历法
从甲骨文中可以看出，商代使用的历法是阴阳历。
首先，年分两种:平年12月，闰年13月，闰月放在一年的末尾，称为三月。此时，年初已经基本确定，季节与月份名称的关系也已经基本确定。但甲骨文中偶有四月甚至五月的记载，说明此时人们还不能把握年月的长短关系，闰月的多少也没有一定的规律，多是通过规律的观察来确定。当发现季节与月份名称相反时，就加上闰月进行调整，相当随意。这种情况一直持续到西周。
甲骨文中有“至日”、“南日”或“南日”的记载，都是指冬季的至日(春秋时期人们也称之为“南日至日”)。其中一个神谕说:“下午，帮帮忙，打土堆，太阳南，下雨？”到了中午这一天，甄人帮忙占卜，举行祭奠仪式，迎接太阳南归。会下雨吗？)在《李周·官纯·达·乐思》中，有这样的记载:“冬天的至日日，在地上的圆顶上演奏”以迎接神灵。他们谈论的是同一个祭祀活动，这证明“日南”就是“冬天的至日”③。这说明殷商时期通过标准表观测到了日影长度的变化，并由此确定了冬季至日。如果知道冬季至日和回归年的长度，就不难计算出它们的长度。
其次，殷商历法以新月开始，新月包括大月和小月，其中30日为大月，29日为小月。最初只有大小月交替排列，说明人们认为一个新月的长度等于29.5天。后来甚至出现了大月亮，也就是连续两次大月亮排列在几个大小月亮之后，证明人们已经知道一次新月的长度应该略长于29.5天，这是计算新月长度的一大进步，尽管此时新月的放置并没有一定的规则。
再次，殷商时期明确使用了分支守日的方法，建立了一系列不间断的日期记录，为准确探索月、年等更长的时间单位提供了重要依据，也为历史断代提供了重要依据。树干和树枝顺序循环的历法一直持续使用到今天，几乎没有中断，成为世界上最长的历法。
其次，在商朝，一天被分成几个不同的时间段。甲骨文中的时间段专名有:明(旦)、大才、大石、中日、小食、蔡晓、昏(暮)等。这是一种将一天平均分成六个时间段的方法。有人认为把一天分成几百个小时的制度也是从那时开始的。(4)
以上是商代历法对年、月、日、时的大致安排，西周历法与之类似。在金文中，也有不少三月的记载，一月初是“新月”，就是证明。但《十月之交潇雅》诗中有记载:“十月之交，新月高照，日有食粮”。据考证，这应该是指公元前735年165438+10月30日发生的一次日偏食。(5)这是中国典籍中对新的一天最早的记述。由此看来，西周晚期就有以朔为正月而非朔的尝试。因为没有具体的天文现象对应新月，必须测量新月的确切长度后计算得出，所以新月概念的建立和应用是历法史上的一大进步。
此外，青铜器铭文中往往有四个名字:楚姬、生霸王、望霸王、死霸王。古今说法不一。一种是定点月相理论，认为它代表了每个月的特定一天或两三天。在过去的两千年里，人们已经说过很多次了。一种是四弦月相说，认为在西周时期，一个月被分为四部分，每部分约为七天，楚吉等依次为各部分的专名。这是近代王国维首次提到的，也曾被历史学家广泛接受。到了四五十年代以后，新的理论又上来了。现在有了一个比较合理的解释:第一个吉日是指第一个吉日，即每个月上半月的吉日；现有霸和死霸分别指每个月的上半月和下半月；希望是指满月或满月后的一两天。(6)这些解释是对是错，需要进一步论证。
三。天文现象的观察和记录
自古以来，人们就重视对天象的观测，尤其是奇异的天象。在殷商时期的甲骨文中，我们看到了古人关于天文现象的真实记录，这些记录往往与预言人的厄运等占卜活动有关，它们涉及到日食、日珥和新星等异常天文现象。
“真，天天有饭吃”；“贵由甄每天都吃一遍，只是如果。桂友珍天天又吃，土匪像“土匪”。这是日食的记录。”六日□午晚，月有食”；庚申，月球上有食物”长日漫漫，月有食粮”等。这是日食的记录。都是对公元前13世纪以前的交媾现象的记述。
“毛毅许诺要亮，三舀食天，大星星”，意思是在一次日全食中，人们不仅看到了明亮的星星，还看到了三团火焰在黑暗的太阳边缘升起，这就是日珥的记录。
“辛无新星”；“七天过去了，又有新的大明星和火了。”这是新星的记录。
此外，也有人认为甲骨文中有太阳黑子和彗星的记载，有待进一步研究验证。
总之，甲骨文中有丰富的天文记载，说明中国古代重视天文观测和记录的传统最晚形成于殷商时期，对后世的发展影响很大。
春秋战国时期天文历法体系的建立
春秋战国时期是中国古代由奴隶制向封建制过渡的社会大变革时代。这个时候生产力得到了很大的发展，推动了包括科技在内的古代文化的大进步。就天文历法而言，进步的步伐也是清晰可见的，主要表现在对天文现象的观察和描述从定性到定量的转变，农历的定型，关于宇宙的理论的出现，这些都为中国古代独特的天文历法体系奠定了基础。随着的衰落和诸侯的崛起，少数天文学家垄断周代天文历法的局面被打破。由于农业生产的发展和政治需要，各诸侯国都非常重视天文历法的研究，这给流散子弟提供了一个施展才华的好机会。这一时期出现了一批著名的天文学家，“陆有子沈(活跃于公元前550年左右)、金有不言(活跃于公元前650年左右)、郑有弼枣(活跃于公元前500年左右)、宋有子魏(活跃于公元前480年左右)、齐有干德、褚有棠梅、赵高、魏有士沈复(活跃于公元前480年左右)。(7)它们或相继或同时并立，在天文历法领域形成了一家独大、百家争鸣的局面，进一步推动了天文历法的发展。
1.天文观测的量化和系统化
1.二八树系的形成及距离的确定
二十八夜是一个恒星划分系统，它沿着天球的黄赤带将其相邻的天体区域划分为28个区域。其名为:焦、康、毕、方、辛、卫、白、窦、牛、女、徐、卫、石、毕、魁、楼、胃、毕。1978年，湖北省睢县出土的战国早期曾侯乙墓中出土了一件漆箱盖，上面绘有二八宿的全部名字，这是迄今为止发现的最早的二八宿恒星系的完整记录。事实上，二十八家旅社作为一个完整的体系，形成的时间更早，不会晚于春秋时期。据考证，大约在公元前6世纪，人们就已经测出了二十八夜中标准星之间的赤道距离(称为二十八夜距)，其数值还保留在唐代的《开元詹静》一书中。二十八宿制的建立，为确定太阳、月亮、五星和一些天象的位置提供了统一的、定量的背景，是这一时期天文观测定量化、系统化的重要标志之一。
2.星师命名的系统化与《史记行经》。
把天上的星星按照一定的方法划分和命名的工作，在战国时期取得了很大的进步，特别是石神和干德的工作，他们把星星划分成自己的体系。据《开元詹静》记载，沈诗司有65，438+020星官和865，438+05星，干德司有65，438+046星官和687星官，包括28个支部。他们的工作为中国古代传统星官的划分和命名奠定了良好的基础。
石神还确定了120星官的标准星的具体坐标值，从而比较准确地界定了星官和星官中非标准星的位置。其中最重要的是测量了121颗标准星(北斗星座选取了两颗标准星)的具体坐标值，构成了一个完全量化的、成熟的星表，就是著名的石氏星表经典。这一成就也包含在《开元詹静》中。对这121颗恒星坐标值的研究表明，很多恒星的坐标值确实与石神当时的理论值一致，但也有一些与东汉初年的理论值一致，这说明《石石星经》并不是石神当年的全部测量结果，而是石神创立的天文学派几百年来长期观测的汇集。即便如此，《石氏星经》不愧为世界上最早的星表之一，《石申》不愧为星坐标测量的先驱。
3.五星观测的量化
春秋战国时期，人们对五大行星运动的观察和研究取得了重要进展，主要表现在以下两个方面:
首先是五星运动周期的测量。人们已经把行星的恒星期(行星运行一天所需的时间)和会合期(行星看到东方的两个早晨之间的时间间隔)区分开来。石神和甘德都指出木星的恒星周期是12(应该是11.86)。其实这种认识产生的时间不晚于春秋时期。石神还指出，火星的恒星周期是1.9年(应该是1.88年)。甘德还测出金木和水三的会合日期分别为400天(398.9天)、587.25天(583.9天)和136天(115.9天)。长沙马王堆出土的帛书《五行占》还载有木、土、金会合期，依次为395.44天、377天(应为378.1天)、584.8天。这是战国最后一年的观测结果，与当年甘德测得的精度不同。
二是五星动力学的定量描述。石神和甘德先后发现了火星和金星的逆行现象，两人都用“斯”的形状形象地描述了它们的视在轨迹。在《五行占》中，定量地描述了木、土、金在一个交会期内的动态。比如金星的动态分为六个阶段:早上出东-直行-坠落-晚上出西-直行-坠落-早上出东，每个阶段确定经过的时间和每天的运行速度，其中两次直行确定两到三个不同的速度。这就是后世进一步发展的行星动力表的雏形。行星交会周期的确定和动态表的编制，使预测行星位置成为可能。
28星座间距离的测定，石《星经》的出现，以及最初行星动力学姿态的编撰，都证明春秋战国时期已经出现了相应的测量仪器，有研究者称之为“先秦兵士”。(9)虽然现在还说不清这个浑仪的具体结构，但毫无疑问，它应该是汉代以后日益完整的浑仪的直接祖先。
4.二十四节气的完整性
二十四节气是中国古代天文学家的伟大创造。它经历了一个非常漫长的发展过程。起初大约只有两个至日(冬天的至日和夏天的至日)和两个春分(春分和秋分)，直到战国时期才逐渐形成二十四节气的完整体系:从冬天的至日开始，每年的1/24日交一个节气，其名称有冬天的至日、小寒、严寒、立春、雨水等等。这里奇数统称为气，偶数统称为节气。二十四节气分别标记了太阳在一周年运动中的24个大体固定的位置，是太阳一年运动位置的一种特殊描述形式，它们更能反映一年中的冷热、雨旱、日照长短等变化规律。因此，它们不仅具有重要的天文意义，而且对农业生产也有很大的指导作用。自战国时期二十四节气完成以来，一直是我国传统历法的重要内容之一，在广大农村地区仍然具有强大的生命力。
5.天文观测和记录的多样化和系统化。
春秋以来，对异常天象的观测和记录呈现出明显的多样化趋势，如彗星、流星雨、陨石等都有清晰的记录。《春秋》第七年(公元前687年)庄公说“夏四月，辛卯夜，星消，夜落星如雨”，这是世界上最早的天琴座流星雨记录。Xi公十六年(公元前644年)“春王正月五神朔，陨于宋，五月”，这是最早的陨记；文公十四年(公元前613年)“秋七月，一星入北斗”，最早关于哈雷彗星的记载，等等。
此外，几种天文记录的系统化也是另一大特色。比如《春秋》一书中，就有37次日食的记录。据考证，365，438+0记录准确可靠，(65，438+00)说明此时人们对日食观测的重视，并已制度化。又如，长沙马王堆三号汉墓帛书中有29幅形状各异的彗星图像，并被赋予不同的名称，这显然是系统收集和归纳大量彗星观测结果的结果。其中，尾部的形状或长或短，或宽或窄，或直或弯，尾部的数量有多有少，头部被画成圆形或圆点，有的圆形上画有圆形或圆点，说明人们已经注意到头部的结构层次，说明战国时期人们对彗星的观测已经达到了比较精细的水平。
二、古代的季历法
东汉的四季历被称为古代的四季历。从回归年和闰周的长度可以推算出这个历法中太阴月的长度:十九年有七个闰，即有19× 12+7 = 235个太阴月，十九年有19×个闰。
当我们得到如此明确的回归年和新月的长度值时，在调整它们之间的关系时，我们从来没有发现过如此规律的闰周，所以在日历日的安排上，往往会出现多跳或漏跳的情况。因此，古代季历的出现，标志着阴阳历完成了从不稳定的、随机的形式向明确的、有规律的形式过渡。
在欧洲，古希腊人默冬在公元前432年发现的闰周和罗马人在公元前43年采用的儒略历所采取的回归年，与古季历相同，所以古季历的这三个基础数据在当时的世界上处于领先地位。
春秋战国时期，诸侯国分别使用黄帝、颛顼、夏、殷、周、鲁六历，合称古六历。其实都是四季历，也就是都用上述三个基本天文数据，只是规定的历法起始年(历元)、每年起始的月份(年初)、每天起始的时间不同。历元差异是由各观测年的顺序和观测精度的差异造成的，后两者纯属人为。
到了战国时期，古季历的内容日益丰富。如果他们都认为太阳在冬季至日期间处于牵牛花的开始，这说明太阳所在的星间位置的计算已经是此时历法的重要内容之一，那么二十八夜的测量结果也被引入了历法，这是毫无疑问的。此外，二十四节气和五星位置的计算也成为历法的组成部分。