從石申、張衡到郭守敬,古人對宇宙星辰的探索之路

2020-12-11 蘇家酒窖

上回小編帶大家了解了中國古代的基本天文常識,奇幻而嚴謹的三垣二十八星宿體系讓人印象深刻。

那麼今天小編要帶大家繼續探討的是古代天文學背後的人——打開中國天文學之門的大拿們,讀讀他們與宇宙星辰的故事。

首先,雖然明朝大學者顧炎武曾言,在古代「三代以上,人人皆知天文」,但是天文學與曆法佔星兩事息息相關,既涉及到農業,也對政治統治起重要影響,所以官方十分重視天文學的發展。

古人夜觀天象

每朝每代都會設置觀察天象的官員,如秦漢的太史令、唐代的太史局和司天台、宋元的司天監、明清兩代的欽天監等等,反之這樣的星象研究對民間來說便是難以插手的壟斷行為。

因此啊,不是誰都可以當天文學家,要踏上星辰徵途,你就得經歷嚴格的人才選拔,方可實現自己的抱負。然而在這樣的條件下,總有智者當關,不單止當上了天文觀測的官員,更是能在這個領域裡大放異彩。他們都是誰呢?小編便給大家介紹幾位!

戰國天文學先鋒——石申

戰國天文學家石申

石申,來自戰國時代的天文學家、佔星家。而他所取得成就讓世界矚目,成為了以其姓名命名月球背面的環形山的中國人之一。石申在星象運動研究方面成就突出,他曾系統地觀察了金、木、水、火、土五大行星的運行,發現其出沒的規律,記錄名字,測定了121顆恆星方位,而且經過長期觀測和仔細考核,還測出恆星138座,共810顆。

而在這其中,石申對木星的研究最為詳細,是研究木星的專家,著有關於木星的專著《歲星經》。而他觀測到的木星最後的衛星木衛二這一舉動,比西方世界的義大利大科學家伽利略於1610年用初代望遠鏡觀測木星時才發現的木衛二,早了將近兩千年,這足以讓國人驕傲。

木星圖片

並且石申著寫了相關的天文星表與曆法,還有逐步形成的天文派系,這在當時的天文學發展過程中都是獨樹一幟的存在。

天文學發明大家——張衡

東漢天文學家張衡

張衡,想必讀過《後漢書·張衡傳》的人都知道,他是東漢時期著名的天文學家、數學家、發明家、地理學家、文學家,雖然他的頭銜很長,但與他真正的成就相比卻仍是遜色。他的偉大貢獻驚豔了世界,讓「張衡」這個名字不僅在月亮背部的環形山上永存,還在太陽系裡留下了一顆「張衡星」(原編號為太陽系中的1802號小行星)。為官時,張衡清廉、愛民如子;科學研究時,他細膩嚴謹,完成了一項又一項困難的發明任務。

渾天儀圖片

而在天文方面,張衡最出名的作品之一便是在西漢耿壽昌發明的渾天儀基礎上改良的更精確更全面的渾天儀,而它的改良依據與張衡的《渾儀注》中談到的「渾天說」有密切聯繫:「渾天如雞子。天體圓如彈丸,地如雞子中黃,孤居於天內,天大而地小。天表裡有水,天之包地,猶殼之裹黃。天地各乘氣而立,載水而浮……」

渾天說概念示意圖

其意思是宇宙就像是一個雞卵一樣,天是蛋殼,而地是卵黃,並且其皆為圓體,而天表裡有水,包裹著地就像蛋殼包裹著蛋黃,天地的運動與氣和水密切相關。

當然「渾天說」這一概念始於戰國(源於部分學者的觀點),隨著時代不斷發展,出現了認為全天恆星都布於一個「天球」上,而日月五星則附麗於「天球」上運行的近似 於「天球」的「現代天文概念」(現代解釋:天球,是研究天體的位置和運動,而引進的一個假想圓球)。

現代「天球」概念

所以說,渾天儀的改良是張衡承前代而「集大成」的代表作,其用一個直徑四尺多的銅球,在球上刻有二十八宿、中外星官以及黃赤道、南北極、二十四節氣、恆顯圈、恆隱圈等,成一渾象,再用一套轉動機械,把渾象和漏壺結合起來,這樣便可利用漏壺流水控制渾象,使它與天球同步轉動,從而實現觀察星空的周日視運動的目的。

除了在發明創造上做出的重大貢獻,張衡在國家修訂曆法時也是積極進言,為阻止曆法倒退做出努力。張衡在星象研究上同樣是獨樹一幟,他剖析著天體運動的奧秘,推動了古代天文學的發展。

星象曆法的仰望者——郭守敬

元朝天文學家郭守敬

郭守敬,元朝著名的天文學家、數學家、水利工程專家,與前兩位一樣,在月球背面同樣有一座「郭守敬環形山」來紀念郭守敬的偉大成就。

郭守敬從小動手能力就很強。十五六歲時,他曾根據書上的一幅插圖,用竹篾扎制出一架測天用的渾儀,並且還堆土做成一個土臺階,把竹製渾儀架在上面,進行天文觀測。

而長大後的郭守敬也不曾忘記年幼時的初心,一部舉世矚目通行了三百多年的《授時曆》足可見其對天文研究的赤子心。而著寫《授時曆》的過程也是不平凡的過程。為了進行精密的天文觀測,完成一部應對元朝疆域擴大狀況的新曆法,郭守敬首先要做的便是勸說強硬的王權,通過一番努力,忽必烈接受了郭守敬的建議,派監候官十四人分道而出,分別在二十七個地方進行天文觀測,後世稱之為「四海測驗」。

登封觀星臺

在這個過程中,郭守敬還搭建了著名的登封觀星臺,它是當時天文觀測的中心站,其作用是「晝參日影,夜觀極星,以正朝夕」,是曆法的完成過程中的重要部分。當然,星象觀察任務繁重,《授時曆》的完成需要集體智慧。

然而在新曆頒行後不久,主要骨幹王恂等人因先後去世或辭歸退出了曆法的後期工作,唯剩下郭守敬獨身一人,在那樣孤獨的歲月裡整理了《授時曆》全部文稿。而這也是後人把《授時曆》的成就都歸於郭守敬的重要原因。

讀完了這三位具有代表性的中國古代天文學家的故事,小編想大家一定多有感觸。在幾千年前,老祖宗就有這樣的天文成就,就有這樣一群熱血的天文學家。在沒有精密的科學儀器的年代,他們嘗試用肉眼去窮盡宇宙的行為或許有些愚蠢,但是他們不曾放棄,他們相信能戰勝時間的唯有時間本身。

古時天文學家雕塑

歲月流金,他們從天文學裡的幼兒逐漸成長,開始繪星圖制曆法,開始建造天文儀器,在宇宙星辰中發現自然的奧秘。古時的天文學家便是這樣質樸,但同時他們又是可愛的,他們刻苦創新,點亮了手中的星星之火向天空明示自己的決心,這樣的人總是值得後人的崇敬。

所以,身處現代的我們在回顧天文學的悠長歷史時,便應銘記曾有過這樣一群星空的追隨者,不辜負老祖宗們為探索「人與天」的奧秘所付出的心血,學習他們的精神品質。

倘若哪天,古人們能搭乘時光機來到現代,看到穹頂之下也在不斷拼搏的我們,看到千年前難解的迷得到了答案,必將為之動容。

那麼更多天文相關的知識,還請大家關注下一期《種花家的觀星指南》!

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