中國古代天文學: 何為「天極」

　　紫微垣星圖(敦煌星圖，現存大英博物館)

　  編者按：將於7月22日出現的日全食讓無數的天文愛好者充滿期待，這500年一遇的「大日食」在全國掀起了一陣天文熱。其實，中國古代天文學在世界處於領先地位，創造出很多科技史的奇蹟，並且對中國傳統文化有著極為深刻的影響。2009國際天文年提出「探索我們的宇宙」，就是要把神秘的宇宙向所有的地球人拉近，在某種意義上來說，是向中國古代天文學強調「天人關係」的理念的回歸。

　　天人之際：中國古代的天文

　　閱讀索引

　　-中國古代把天文學看得更是高深，其影響和根基深入社會、文化、政治、思想的所有方面。

　　-「究天人之際，通古今之變」，天人之際、宇宙人生、古今變化，自然的、歷史的、社會的都融為一體。

　　-宇宙、社會、人體完全是一種感應的、共鳴的有機體。這是中國古代重要的哲學思想。

　　-「天文」永遠與「人文」密切關聯，所以中國古代的天文學，其根本的目的是探究天人關係。

　　演講人:孫小淳

    演講人小傳:中國科學院自然科學史研究所研究員。主要從事天文學史、科學史研究。現擔任中國古天文聯合研究中心主任、國際天文學聯合會天文學史專業委員會理事、中國天文學會天文學史專業委員會主任、德國馬普科學史研究所-中國科學院自然科學史研究所夥伴小組組長等職。

　　天文學是觀測的科學。400年前，伽利略首先把望遠鏡指向星空，開啟了天文學的新時代。其天文觀測發現衝破了地心說的思想禁錮，把人類的視野從封閉的世界擴展到無限的宇宙。聯合國宣布2009年為國際天文年，正是為了紀念這個為人類帶來新科學、新思想和新視野的偉大發現。然而，在望遠鏡發明並傳入中國之前，中國古代就對星空宇宙進行了數千年的觀測和探索，取得了輝煌的成就。

　　天文學是一門既簡單又高深的學問。說它簡單，就是說人人都可以懂天文。顧炎武說「三代以上，人人皆知天文」。古代的老百姓在日常生活當中就需要天文。現在我們的生活越來越脫離自然，天文離我們的生活似乎很遙遠。其實，大家別忘了我們的生活還是離不開天文的。比如說時間，真正的時間不是電子表、計算機或者其它的計時工具，而是要通過天文觀測來確定的。

　　天文學也很高深，人們可以把它與人類最崇高的理想聯繫起來。黑格爾說:「一個民族有一些關注天空的人，他們才有希望；一個民族只關心腳下的事情，那是沒有前途的。」中國古代把天文學看得更是高深，其影響和根基深入社會、文化、政治、思想的所有方面。要想深入理解中國古代的文化、思想和哲學，天文學是一個很好的切入點。天文學不光涉及曆法、觀察星象等，實際上它還涉及到整個宇宙人生。我主要談談如何從天人關係的角度入手，理解和研究中國古代的天文學。

　　古代天文的特點

　　中國古代天文學具有最長的、連續的天象記錄，這是其他文明所沒有的。為什麼這樣重視天象呢？古代皇帝都自認為是天子，是受天命而君臨天下。做得好，天就會出現祥瑞嘉言之，做得不好，天就會出現災異現象警告之。所以中國古代統治者特別重視天象。漢代的儒學家董仲舒提出一套「天人感應」的學說，就是這種思想的神學構建。他說，「觀天人之際，甚可畏也」。統治者似乎也對這種說法深信不疑，在這種情況下，歷代天文學家都不敢怠慢，認真觀測，如果稍不留神就會受到懲罰。

　　李約瑟在《中國古代科學史》第三卷中提到，中國古代天文學有兩大特點，即天極系統和所謂的政治天文學。什麼叫「天極」？中國古代「極」的位置很重要，因為「極」是不動的，其他的星星都是圍著它轉。孔子說過「為政以德，譬如北辰，居其所而眾星拱之」，如果要用德行來治理天下，就像北極星一樣，其它的東西都圍繞著它轉。有了極之後，就有赤道；有了赤道和極，就有了球面坐標。這樣，任何天體的位置，都可以靠赤經和赤緯來決定。中國古代不叫赤經和赤緯，叫「去極度」，就是離「極」的距離之意。以赤經來說，現在是以春分點為起點，從0到360度。可是中國古代用28宿把天空分成28塊，像桔子瓣式的。說某某星的位置，就說它進入某某宿多少度，然後累計下來就成為現在的赤道坐標系。這樣一個系統，對於觀測來講非常有利。

　　再說說中國古代天文學的政治特點。除李約瑟曾提過之外，還有很多人提過，如美國的席文、英國的古克禮、臺灣的黃一農。上海交大江曉原先生的《天學真原》是很有影響的一本書，強調中國古代天文學與政治、宗教、人神之間溝通的關係。我覺得這個問題可以更進一步深入地探討，不要把政治與科學看做是一種衝突。實際上，古代的科學和政治是融為一體，密不可分的。

　　現在我們回到理解中國古代天文學的一個切入點，還是要從董仲舒所說的「天人感應」開始。說起感應，我們現在可能要研究磁場之類，古人可能沒有這些。但不管怎麼說，這是一種信念。而這種信念怎麼來的，確實值得去研究。這種信念是有一定的經驗基礎的，太陽的軌跡影響著四季變化，月上的變化，也對人體有些影響。古人在這種經驗的基礎上，產生信念，構建理論。這種「天人感應」的思想，對學術本身或者天文學本身產生了非常深刻的影響。中國古代對天上恆星的命名是非常完整的體系。北極星的附近有地星、太子、後宮、大臣、番臣，構成了「紫宮」，那就是天上的紫禁城。再往外圍出去，有將軍、各種行政機構、農民的生活等等，甚至還有廁所。實際上這是人間社會在天上的投影，天上和人間是非常接近的。因為有了這種對應的思想，建立這種對應的關係，就會對佔星、天文產生影響。

　　怎麼樣來看待中國古代天文學？研究中國古代天文學史和研究科學史一樣，如果把古代的科學看成是一種不成熟的科學，是粗糙的科學，那寫出的科學史就要找古代史料中的科學內容，描繪一幅科學不斷進步，直到現代科學的頂峰的圖像。僅僅用這種方式來描寫古代科學，我認為是不夠準確的，甚至有時候可能歪曲了歷史。我建議換一個視角來思考中國古代天文學，即是以歷史、社會、文化的視角來思考，比如古人為什麼要天文觀測與研究？他們是不是研究恆星的演化？肯定不是的，但是他們有他們的追求和目的，並且這種追求比起我們現在科學所謂真理的追求來，一點都不低下，說不定更高尚。比如司馬遷說過「究天人之際，通古今之變」，天人之際、宇宙人生、古今變化，自然的、歷史的、社會的都融為一體。那麼，古人採用什麼樣的思維方法？他們的目的是什麼？他們不同的理論與觀測之間有什麼關係？換成這個視角，我們就會問出很多前一種理解不可能提出的問題，這樣我們的學術就會向前邁出很大的一步。

　　觀象授時——古代曆法

　　中國古代天文學中有眾多的曆法和曆法改革。中國古代有100多部曆法記錄，實際上可能遠不止100多部，因為有的曆法提出來之後，歷史上沒記載。正式頒布的有80多部。為什麼曆法這麼重要呢？當然，老百姓沒有曆法，就安排不了日常生活，連農民種地也需要曆法，這是最基本的需求。但更重要的一點是，曆法是統治的象徵，誰頒布曆法，遵從誰的曆法，就是意味著服從誰的統治。在古代，曆法準確，執行得很好，就意味著統治也非常好，它是一種象徵，所以歷代皇帝都非常重視曆法。每當改朝換代，每當換皇帝或者皇帝推崇改革的時候，都以改革曆法為標誌。比如，最早的記載，漢武帝時候司馬遷、鄧平等人提出「太初改歷」。到了明末，崇禎年間，西方傳教士進來之後，也有改歷，引入了西方天文學知識。

　　制定曆法，就是「觀象授時」，對統治者來說是最重要的事情。天文曆法象徵著帝王「君權神授」的統治權威。傳說堯帝就命天文學家羲、和二氏進行天文觀測以制定曆法。《尚書·堯典》說:「乃命羲和，欽若昊天，曆象日月星辰。」當時是以觀測日出方位和黃昏時中天的恆星來確定季節。根據書中記錄的「中星」天象，可以推斷堯帝「觀象授時」的年代約在公元前23世紀。當時制定的曆法是一年有366天，以置閏月的方法保持與季節同步。

　　到了春秋戰國時代，已經有了完備的「四分曆」。所謂「四分」就是指一年365日之後的餘數為四分之一日。當時已經掌握了19年7閏的規律，即19個回歸年和235(12×19＋7=235)個朔望月的日數非常接近，因而曆法計算就相對容易了。孟子當時就說:「天之高也，星辰之遠也，苟求其故，千歲之日至可坐而致也」，反映了人們對當時的曆法已具有充分的信心。

　　古代記錄曆法的文獻一般叫「律曆志」。先講音律，然後再講曆法。因為古人認為數是從音律中生，宇宙間數的確定，由律來決定，這很像西方畢達哥拉斯的理論。人確實與自然存在著微妙的關係，而且是沒辦法解釋的。宇宙是有機的和諧體制，是總的生命機理，包括天地萬物的機理，也包括人的機理，音律就是典型的證據。曆法是由數來構造，數又產生此律，所以律、歷相通。曆法的目標，就是把所有自然現象的周期性節律調和起來。所以，曆法就是調和節律和周期。中國古代的曆法，理論上來講，也很簡單，就是發現各種周期，定各種常數，然後找一個最小公倍數。但這裡有個追求暗含在裡面，就是把自然的、人體的和社會的節律融為一體，包括歷史、朝代的更替等社會現象。

　　說律歷相生，就必須要提到中國古代一個很重要的概念——「氣」。曆法中的二十四節氣，說的就是氣的狀態。冬至到了，宇宙之氣就到了那個時刻的狀態。怎麼才能測定這種狀態？用測量音律的辦法。《後漢書·律曆志》中講到一種專門測氣的方法。九寸之長的管子，其音律對應的是黃鐘。在管子之中放置些葭灰，一旦彈同樣的音律，就會發生共鳴，灰就會飛起來。宇宙就是氣，也有節律，到某個時候的節律，對應於某個音律的管子裡的灰就應該飛起來。所以，古人做這個試驗的時候，「為室三重，戶閉，塗釁必周，密布緹縵」，保證不受幹擾。「室中以木為案，每律各一，內庳外高，從其方位，加律其上，以葭莩灰抑其內端，案歷而候之」，到冬至時，黃鐘之管中的灰就應飛起來，表明冬至已到。我們無法知道這種實驗是否真做成了。但這至少是一種思想實驗，與麥可遜·莫雷測宇宙以太的實驗差不多。

　　節律也好，宇宙有機體也好，實際上是說宇宙、社會、人體完全是一種感應的、共鳴的有機體。這是中國古代重要的哲學思想。古代在講天、人的時候，人，包括個人，也包括人的組織，即社會。比如講人體的時候，《黃帝內經》裡有十二經絡體系，每個經絡都具有國家某個機關的相同功能。中國古代把人體器官與這些聯繫在一起，成為一種功能體系。天和人、社會，這幾個方面具有對應的關係，構成一個有機的體系，體系之中有氣，所以能產生共鳴。這種聯繫和對應合不合理另當別論，但這裡面有某種古人的經驗基礎、直覺或者說推論是可以肯定的。

　　宇宙論與獨特的星官體系

　　中國古代在觀測天象過程中對宇宙也有認識，形成了一些宇宙學說。其中影響較大的有三種:蓋天說、渾天說和宣夜說。

　　蓋天說以為「天圓地方」，「天象蓋笠，地法覆盤」。這是對天地結構比較直觀的認識，起源於周初。它對古代天文學的影響很大。漢代成書的《周髀算經》利用影長測量數據試圖把蓋天說構造成一個天地幾何模型，說明日月出入、晝夜變化等各種天文現象。但由於天地平行和圭表影長「千裡差一寸」的基本假設有誤，結果並不理想。不過蓋天說對繪製星圖，測量天體坐標來說還是很有用的。漢代有一種星圖叫做「蓋圖」，大概就是按蓋天說的原理繪製的。此外，天體的赤道坐標在中國古代是「入宿度」和「去極度」，與蓋天說並不矛盾。

　　漢代出現了渾天說，大概出現在太初改歷之時。西漢末的揚雄曾說:「或問渾天，曰:落下閎營之，鮮于妄人度之，耿中丞象之」。可見渾天說是隨渾儀和渾象的發明提出來的。東漢張衡的《渾天儀注》對渾天說有非常形象的描寫:「渾天如雞子，天體圓如彈丸，地如雞子中黃。」可見渾天說的本質就是對天球的認識。渾天說對後來天文觀測的影響很大。有了渾天說，就有了渾儀，並且有可能在渾儀上加黃道、白道等，使天體位置測量越來越精密。

　　宣夜說是一種認為宇宙無限的氣宇宙論，是漢代的郗萌提出的學說。認為「天」並沒有一個固定的天穹，而只不過是無邊無涯的氣體，日月星辰就在氣體中飄浮遊動。這種宇宙論雖然對天文測量和天文曆法沒有產生什麼影響，但卻啟發人們對宇宙本原和天體演化的認識。例如，《列子·天瑞篇》說:「日月星宿亦積氣中之有光耀者」。宋代理學家朱熹(1130-1200)更是根據這種氣的宇宙論提出了關於宇宙演化的猜想。他認為宇宙起先只是陰陽二氣，兩者旋轉磨擦，磨出一些渣滓，結在中央，便形成地。氣之清者就上升成為日月星辰，在外周轉不停。這個宇宙演化理論雖然還很粗糙，但其氣漩渦論卻比西方著名自然哲學家笛卡爾(1596-1650)的宇宙演化漩渦說早400多年。

　　中國古代宇宙論還有一個重要特點，就是強調天地對應和天人對應。中國古代的星官體系是這一特點的突出表現。西方的傳統開始於古埃及巴比倫，到古希臘時期形成星座體系，以神話中的事物為主。中國星官體系則完全不同，是把人間帝王社會搬到了天上。人間的帝王將相、後宮妃子、宮廷廟宇、市場賓館、車輛道路、穀倉武庫、軍營車騎、宗教儀禮、農耕狩獵、父子老人乃至墳墓屍體、廁所屎糞，都搬到了天上。天地是名副其實的對應。正是有了這種對應，中國古代的天與人之間才那麼的接近。「天文」永遠與「人文」密切關聯，所以中國古代的天文學，其根本的目的是探究天人關係，正如司馬遷所說:「究天人之際」。

　　隨著現代天文學的發展，人在宇宙中的位置看起來似乎越來越不重要。其實情況並不這麼簡單。當我們探索宇宙越深入，就越發現我們人類是與宇宙緊密相關的。例如，現代天文學探索宇宙中的地外生命，就是出於對我們人類自身命運的關懷。只有當我們關心人，才可能更好地探索宇宙；也只有當我們更多地了解宇宙，才能更好地了解我們自己。

來源：人民政協報

 

責任編輯：王佳