知否|古代中國人用什麼仰望星空？牛到超乎想象

作者 | 一橙

出品 | 本站科技《知否》欄目組（公衆號：tech_163）

古代中國人其實對於世界天文學貢獻了很多。總體上可以歸納出三句話：卓越不凡的古典天文儀器、不斷更新的古代天文曆法、豐富而系統的古代天象記錄。

卓越不凡的古典天文儀器

距今3000多年前，中國最古老的天文儀器圭表就誕生了。圭表和日晷一樣，也是利用日影進行測量的古代天文儀器，早在公元前20世紀，陶寺遺址時期就開始使用了。據說，日晷還是在它的基礎上發展起來的。

圭表是測定正午的日影長度以定節令，定迴歸年或陽曆年。在很長一段歷史時期內，中國所測定的迴歸年數值的準確度都居世界第一。通過進一步研究計算，古代漢族學者還掌握了二十四節氣的圭表日影長度。這樣，圭表不僅可以用來制定節令，而且還可以用來在曆書中排出未來的陽曆年以及二十四個節令的日期，作爲指導漢族勞動人民農事活動的重要依據。

北宋時期，天文學家蘇頌等人還創建了水運儀象臺。它是集觀測天象的渾儀、演示天象的渾象、計量時間的漏刻和報告時刻的機械裝置於一體的綜合性觀測儀器，實際上是一座小型的天文臺。

水運儀象臺是十一世紀末我國傑出的天文儀器，也是世界上最古老的天文鐘。國際上對水運儀象臺的設計給予了高度的評價，認爲水運儀象臺爲了觀測上的方便，設計了活動的屋頂，這是今天天文臺活動圓頂的祖先；渾象一晝夜自轉一圈。從水運儀象臺可以反映出中國古代力學知識的應用已經達到了相當高的水平。英國科學家李約瑟等人認爲水運儀象臺“可能是歐洲中世紀天文鐘的直接祖先”。

到了元代，1279年前後，元代傑出天文學家郭守敬在河南登封的告成鎮設計並建造了一座測景臺，即河南登封觀星臺，它是中國現存最早的古代天文臺。整個觀星臺相當於一個測量日影的圭表。通過測量一年當中影子長度的變化，可以確定1年的長度。圭表測時的精度是與表的長度成正比的，這個碩大的“圭表”使測量精度大大提高。

郭守敬的貢獻還不止於此，他在天文、曆法、水利和數學等方面都取得了卓越的成就。 他自至元十三年（1276年）起，奉命修訂新曆法，歷時四年，制訂出了通行三百六十多年的《授時歷》，成爲當時世界上最先進的一種曆法。爲修訂曆法，郭守敬還改制、發明了簡儀、高表等十二種新儀器。

郭守敬是十三世紀末、十四世紀初世界最偉大的科學家，他的科學成果不僅在中國，而且在全世界都是非常卓越的。1970年，國際天文學會以郭守敬的名字爲月球上的一座環形山命名爲“郭守敬環形山”。1977年3月，國際小行星中心將小行星2012命名爲“郭守敬小行星” 。中科院國家天文臺也將國家重大科技基礎設施LAMOST望遠鏡命名爲“郭守敬天文望遠鏡”。

不斷更新的古代天文曆法

中國古代的歷法是陰陽合曆，這與其他文明古國的歷法很不同。中國的歷法涉及了日、月、五星的位置和運動、日食和月食的預報等多方面內容。

中國的古代，每個新王朝都會頒佈自己的新曆法。此外，發現不準確的時候還會改歷，處於一直不斷更新的狀態，先後制定的歷法有上百部之多，其中最有名的是《大明曆》、《大衍曆》、《授時歷》等。

《大明曆》是由南北朝時期中國著名數學家、科學家祖沖之創制的一部曆法，也稱“甲子元歷”。在曆法中，祖沖之首次引入了“歲差”的概念，從而使得曆法更加精確，是中國較大的一次曆法改革。

到了唐代，唐代天文學家一行領導了中國首次大規模的天文大地測量，並以此爲基礎，於開元十五年編成《大衍曆》。該曆法系統周密，比較準確地反映了太陽運行的規律。一行還是世界上用科學方法實測地球子午線長度的創始人。一行從實測中意識到，在小範圍有限的空間裡得到的認識，不能任意向大範圍甚至無際的空間推演，這是我國科學思想史上的一大進步。

元代，郭守敬和王恂等人領導了更大規模的天文大地測量，創造了中國古代最爲精確的歷法《授時歷》，明代的《大統歷》本質仍是《授時歷》，兩種曆法相加實行達364年，是中國古代實行最久的歷法。

豐富而系統的古代天象記錄

早在公元前2世紀，中國人就開始了對彗星進行分類。在長沙馬王堆三號漢墓出土的帛書中，就有29幅彗星形態圖。在扣除對同一彗星的重複記錄外，中國古代的彗星記錄達1500次之多，還擁有哈雷彗星29次迴歸的連續記載，這在全世界都是最爲豐富系統的彗星記錄。

還有人們近幾年探討的近2000年來出現過的超新星，中國古代竟然都有其相關記錄，其中世人最爲關注的1054年超新星，在中國就有極爲詳盡的記載。2016年1月，中國科學家觀測到最強超新星，是太陽亮度5700億倍。

本站科技《知否》欄目，好奇世界，與你一起探索未知。

關注本站科技微信號（ID：tech_163），發送“知否”，即可查看所有知否稿件。