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中国古代科技成就

天文学

中国古代天文名著简介

中国古代天文学成就辉煌,孕育了丰富的天文经典。古代天文学家用他们饱含知识的笔墨写下了许多著名篇章,给我们留下了非常珍贵的天文遗产。

日历作品

历法是中国古代天文学的重要组成部分,它不仅包括年、月、日、时和节气的排列,还包括太阳、月、行星、日食、阴影、漏刻、星星的出现、天空的划分等等。因此,中国古代历法具有今天天文历法的性质。

《夏郑潇》是现存最古老的书籍之一,据说是夏朝(约公元前21世纪至公元前16世纪)的一部历书。记载了人们通过观察天象和物候来确定农时的知识。它最初是《大戴李记》中的一篇文章,后来作为一部单独的书流传开来。据考证,正文只有400多字。就天文知识而言,它以十二个月的顺序记录每月的星象,如早晚出现在南方的星星,北斗的手柄方向,银河在天空中的位置,太阳在群星中到达的位置。此外,还有每月的气象、物候和农政活动要做。如“正月,蛰始,弓可见,斗柄初昏垂下,……”此处“居”、“申”均为星名,“斗柄”为北斗七星的勺柄。此书是否为夏朝历书,学术界尚无定论,但最晚成书于春秋时期(公元前770年至公元前476年),根据书中反映的天象,显然有更早时代的资料。

自汉代(公元前205年至公元220年)以来,已有完整系统的历法著作,包括各历史朝代已颁布和未颁布的历法* * *约100种,大部分收录在《二十四史·律历志》中,是研究中国历法的宝库。现在选一个简介。

《三历》,刘鑫(?-23),一般认为是根据汉武帝元年(公元前104)邓萍、罗等人所写的历略加修改而成。这是现存最早的完整历法,后世历法的基本内容一般在此时就有了。“三历”有七节:统母、训母、五步、统术、训术、岁术、世经。太阳和月亮运动的基本常数和计算方法,包括回归年、农历正月的长度、一年中的月数、日食周期、农历正月和节气的计算方法等。五步行星的基本常数和计算方法,包括交会周期、运行动力学、侵染规律、行星位置预测等。讨论了恒星年龄的计算方法;石静谈考古年代学。“三历”也明确规定在中性月份设置闰,选择一个“上元”作为历法的起点。这三部历法的这些内容对后世的历法影响很大,有些至今仍在使用。钱大昕(1728-1804)、李锐(1773-1817)、董有成(1791-1823)是清代学者。

《乾象历》是刘虹(约135-210)于建安十一年(公元206年)所作。它在月球运动的研究上取得了新的进展,首次提出了月球近地点(近日点)的运动,从而计算出近日点长度,并在一个近日点月内逐日编制出月离表,首次提出了黄白交角为六度(和一个数),首次提出了交媾计算中食限的计算方法,对后世历法产生了重大影响。

《黄李稷》是(544-610)于汉文帝仁寿四年(公元604年)所作,未刊。黄考虑到日月视运动的不均匀性,计算了日月会合的三个时刻,建立了等距二次差插值法。为了获得任意时刻的定月改正值,建立了任意区间二次差分插值法的公式。这在中国天文学和数学史上占有重要地位。后世历法中计算日月五星运行的内插法,大多继承了黄的方法并继续发展。

《大李岩》为唐玄宗十五年(公元727年)一僧一党(公元683-727年)所作,后由(公元667-730年)和陈编纂。唐玄宗十七年(公元729年)出版,天宝十年(公元751年)使用。开元二十一年(公元733年)传入日本,在日本使用了近百年。《大衍历》结构严谨,条理清晰。* * *有七个日历,具体计算方法有描述。此外,还有12个历法讨论(包括三个简短的例子),谈论历法的理论问题。那是大衍历写的一篇论文,俗称大衍历讨论。大李岩的提法是从制造仪器开始的,基本天文数据是通过实际观测确定的,这是一种科学方法。大衍历制定后,我们对太阳和月亮的不均匀运动有了正确全面的认识。通过实际观察,打破了千年来“一寸之差,十万八千里”的谬论。在计算方法上,《大衍历》中的非等间隔二次差内插法比《黄济历》有所改进。

年表是元世祖至元十七年郭守敬(公元1280年)所撰,次年出版。明朝大历历继续使用其法,前后使用了360多年,是古代使用时间最长的历法,在天文数据和计算方法上达到顶峰。中国古典体系的历法到此结束。后来西方天文知识传入,影响了历法的编制。现存《元史志》中的《服役年谱》第一、二章,是郭守敬在王勋初稿(1225-1281)的基础上重新编辑的。当时虽然已经出版了《计时日历》,但是各种数据表和步进算法还没有定型。元十八年(公元1281),王勋不幸去世,由郭守敬一人主持。他“与全班相比,整整齐齐地分成了两卷”* * *共有七部分,内容与《大衍历》相似;而用等距三次差插值法计算太阳、月亮和太阳的五星位置,用矢状分圆法和类球面三角形法根据太阳黄经求其赤经和赤纬,在天文学和数学史上是重要的。目前,许多中外学者都在研究服役历。

《崇祯历书》由徐光启(1562-1633)主编,明末由李天经(1579-1659)续编,从崇祯二年到七年(1629到1639)。从多个方面介绍了欧洲古典天文学的知识,包括天文学基础理论、三角学、几何学、天文仪器、太阳、月亮和五大行星的运动和日食、全天星图、中西单位换算等。* * * 46种137卷,采用第谷(1546-1601)太阳系。在计算方法上,翻译了哥白尼(1473-1543)《天体运行论》中的许多章节和开普勒(1571-1630)《火星运动论》中的材料,历法计算中没有使用中国传统的代数方法。中国古代天文体系开始向现代天文学转变。

明朝末年,民间历书并不是按照崇祯历书来编的。清朝根据崇祯历书编制的历书一直沿用到清朝末年。《四库全书》中有100卷《西方新算经》,是传教士汤若望(1591-1666)根据崇祯历书编辑而成。

天文明星占作品

在中国古代天文学的发展中,占星术一度超越了它的独特作用。正是由于占星术的需要,许多古代占星家观察和记录了大量的天象,编纂了占星著作,其中包含了大量的天文知识。所以中国古代的很多天文著作都是和占星术结合在一起的。

《石星经》是我们所见到的最早的天文星象书,作者是战国时期(公元前475年至公元前2265438年+0年)魏的石申。该书原名《天文学》,内容涉及太阳、月亮、行星、日蚀、恒星、古代天文术语、宇宙概念等诸多方面,尤其是恒星部分更是弥足珍贵。①

《五行占》是1973年长沙马王堆汉墓出土的一部帛书,专门讲述五大行星的运动和一些天文知识。* * *共九部分,八千字。这本书大约写于汉文帝前一年(公元前179年至公元前164年)。它详细描述了五大行星的运动,成为后世历法中“踏五星”工作的先驱。书中对金星和土星的会合期设定得更为准确,逐年记录了从秦始皇元年(公元前246年)到汉文帝三年(公元前177年)这70年间的木、土、金的动态。这是研究古代行星问题的重要资料,引起了中外学者的广泛关注。

汉代还有两部重要的天文著作值得一提,分别是《天官书》和《周计时书》。天宫书是史书记载之一。公元前一世纪,司马迁写的是145还是135-?),可以算是当时天文知识的总结。特别是星宿部分,记录了当时公认的全天星,有90多组名称,500多颗星,是最早的关于全天星的完整文献。后来很多明星的命名都受其影响。《天官志》除了星辰之外,还包含了行星、分割线、日月周期、奇异天象、云和气体、天文记录和记载等。是研究秦汉天文学乃至先秦天文学的权威文献。《史记·天管叔》开创了后世史书写《田文志》的传统。《二十四史》中有十几部编年史,为研究中国天文学史提供了系统而全面的资料。其中,李(602-670)所著《晋书·天问志》内容丰富全面,并已译成英文在巴黎出版。

《周批艾·Suan经》成书于公元前一世纪西汉末年,是《Suan经》十书之一,被称为《suan书》,但实际上它主要是一部天文著作。全书分上下两卷,重点讲述了当时的一种宇宙结构理论——盖天说,详细介绍了天地结构的计算方法、太阳视轨道的大小、一周的英里数、圆形盖天说星图的制作等。它是一部系统而详细的关于盖天论的古籍。

《踏空之歌》是一部以诗歌的形式介绍满天星的名称、数量、位置的天文著作。相传为唐代王喜明所作,其名为丹·紫苑,故又称“丹·紫苑登天之歌”。诗中七言一韵,满天星按三壁二十八屋的分区法编于诗中。读这首诗就像在星空中漫步。“句中有图,字中有象”,易于辨认和记忆的满天星,是古人学习天文的必读之作。宋代重修的《灵台秘园》一书中,天空之歌配上星图,星空景象越来越清晰。

《GVT秘园》原是北周于吉所作。据隋书《经籍志》记载,* * *共120卷,现仅存20卷,为北宋王安利等人重修。该书收录了345颗恒星的赤道坐标值,是我国现存的第二部星表。其观测日期为北宋仁宗祐年间(公元1049年至1053年),对研究宋代的观星很有帮助。

《开元詹静》共120卷,为唐代屈谭四达所作。写于唐玄宗六至十四年(公元718至726年),故又称大唐开元詹静。失传于唐以后,明神宗万历四十四年(公元1616),安徽歙县人程明山偶然发现了一尊古佛像的肚子,这只佛像再次流传至今。它是一部完整的唐代以前的天文星占学著作集,摘录和编纂了当时所能见到的70余种古代天文星占学书籍,内容涉及天文星占学、气候、奇异现象等。天文学上有名词解释,宇宙论,太阳月亮行星的运动,28夜的距离。甘德、石神和吴显描述和核对了全天星的名称、数目和位置,包括石的星表。此外,还有当时使用的林德历法的基本资料,作者翻译的印度九种历法和其他16种著名的古代历法。这项工作为我们提供了唐代以前天文学史的重要资料。由于《开元詹静》的编纂,许多古代丢失的天文卫星的内容得以保存,这使《开元詹静》成为一部非常有价值的书。

到了唐代,另一部天文星象著作《易思占》是李所作,其中也摘录了许多已经失传的古代星象著作的片段,包括天文、气象、星象等,内容也非常广泛。明代还有一部《观象戏詹》,作者不详,也是田文兴詹书中的一部有价值的作品。

天文星占学著作中有一些迷信成分,应作为糟粕丢弃,但通过大量的天象和奇特的天文记录,我们可以了解历史上许多有价值的天文事件,如新星超新星的爆炸、彗星的出现和分裂、流星雨的变化、变星的光变、日食的景象、历史年份的黑子日珥日冕变化、行星的运动和地月系统的变化等,对现代天文学的理论研究有重要意义。《二十四史》等天文星象典籍中保存了大量的古代天象记录,为现代天文研究提供了不可替代的古代资料。全世界的天文学家都非常珍惜它,由于这些古代资料的现代利用,形成了一门新的天文学分支——历史天文学。这也是中国古代天文学现在受到全世界科学界特别关注的原因之一。