汉代天文学成就有多高?他们的理念是啥?从一次太阳黑子观测说起
对于天文学,每个人都抱有好奇心。喜欢的是痴迷其中,就算是不感兴趣的,听到一些天文方面的东西时也并不会不耐烦。这说明每个人心中都对神秘保持着一定的探索心理。我们现代人的观测已经很方便,除了各种大型天文台,个人在家也是可以观测的。
相对应的,古人对天上的事儿好奇心并不比现代人少,可他们的观测工具就差多了。在一些人心里,古人想观测就要难多了,因为他们没有望远镜,也缺乏相对应的知识,所以古代人对天空的认知都是迷信的。
这完全是信口开河。我们现代的天文学知识有很大一部分是继承的古人,他们只是被时代而局限。他们早在古代时就已经对天上的星空有了一定的了解。汉朝是一个大爆发期,所以今天我们就说汉朝。
汉朝时,有关的记载是非常多的,《史记》里有“天官书”,《汉书》里有“天文志”和“五行志”,《淮南子》中有“天文训”,张衡有“灵宪”。比如在班固的《汉书·五行志下之下》篇中记录了这么一件事:
三月乙未,日出黄,有黑气大如钱,居日中央。
这是观测到了太阳黑子!太阳黑子在那个时候被看到并且记录了下来,这让我们现在看来不由得瞠目结舌。那么,那时候主要取得了什么样的成就?他们的天文学理念是什么?他们是怎么观测的呢?
一、关于理念
汉朝时,其天文学理念自成一派,但这些汉代古籍中的天文篇,基本上都秉承了一个跟天文完全没有关系的人创造出来的理念,那就是哲学家、大儒董仲舒的道教思想,天人感应论,也就是天人合一。当然了,这个理论的基础并不是董仲舒的发明,因为在《尚书》中已经有这样的理论。但董仲舒给具体和完善化后,成为了一种重要的哲学思想。
董仲舒认为,宇宙是个大包容器,而人存在于这个大包容器中,但人同时也是一个包容器。换句话说,人体的构成和宇宙的构成其实是一样的。所以,人是可以感应到天上所发生的一切的,天也可以影响人的行为。这就叫天人感应,也叫天人合一。
这个影响太大了,不管是张衡这样的专业天文学家,还是用以史书传世的司马迁和班固,在天文篇中所用的基础理论就是这个。
比如张衡在《灵宪》中认为,宇宙是一个大混沌的鸡蛋,而地球和星星月亮包括太阳同样也是,在宇宙中分化中,混沌元气是种说不清道不明的东西,可以称为水,这些水包裹和托着这些鸡蛋,所以星星和月亮能在空中悬浮。
于是元气剖判,刚柔始分,清浊异位。天成于外,地定于内。天体于阳,故圆以动;地体于阴,故平以静。
张衡的说法我们初看时有着一定的迷信思想,毕竟其基础理论带有一定的神学论。可假如我们仔细去想这件事的话,这种说法带有一定的物质运动演化论,而物质演化就会带来改变,所以宇宙也是会一直发展和变化。这跟现代宇宙演化有异曲同工之妙。假如你们把这些所谓的混沌元气换成现代宇宙物质,那就是现代宇宙学。
所以,我们看这些古人的智慧时,真的会被震撼。他们生于遥远的古代,一切靠自己的观测和探索,他们的想法虽然有一些错误和迷信,可是在研究这些事物时,他们的智慧是无限的,也基本上触摸到了事物的本质。
同样,淮南王刘安在《淮南子·天文训》中也是同样的理念,他的天文训开篇是这样说的:
道始生虚廓,虚廓生宇宙, 宇宙生气。气有涯垠,清阳者薄靡而为天,重浊者凝滞而为地。
和别的记载都大同小异,这再一次证明了汉朝的天文学基础理念就是这样的。有人可能对这个天地混沌,后来分开有点不意为然,觉得这纯属迷信。可是,现代宇宙形成学上说宇宙来自于一次大爆炸。这个学说从本质上来说,跟天地一片混沌而后又分开形成了日月星辰有什么不同呢?研究是个循序渐进的过程,总不能在那个时候就让他们说出这样的爆炸论吧?想想那个时代,也就理解了他们的难度和成就。
所以,当时的理念其实来源自董仲舒的哲学理念,而董仲舒的哲学理念带有一定的神学味道,受神学论影响很深。
二、关于成就
当时的成就大致可以分为三类:观天象、分星宿和制定历法和节令。
1:观天象
观天像方面,汉朝的成就,对于月亮的认知,对于日食和月食都已经有了全面而科学的认知,他们不会认为这是什么天狗吃月亮,他们明白这是一种自然现象,但有时神学理论上来时,也会归类为要降灾。但更多的是冷静观测后,根据这些制定出来的十二生肖、十二时辰、一年多少天等等。但这样直观的说并不能让我们感受到什么,咱们来看看《淮南子·天文训》中关于这些是怎么记载的:
太阴在四钩,则岁星行二宿,二八十六, 三四十二,故十二岁而行二十八宿。日行十二分度之一,岁行三十度十六分度之七,十二岁而周。
这里说的十二年运行二十八星宿一周,这也是十二生肖的由来,为什么生肖是十二个?不能是十三个十五个呢?这是有根据的,有观测的。而岁星一天运行十二分之一度,这是十二时辰的由来。每十二年环绕一周天,得出一年运行三百六十五又四分之一度,这是一年为什么是365天的由来。所以我们看到这些时就会明白,我们现在有的,是以前的人经过多少代的观测和记录才确定下来的,后面又经过了无数代人的完善,而且他们的观测并不错,这就是他们的成就。
2:分星宿
上面说这个二十八星宿啥的,可能有人觉得迷惑,这个二十八星宿是啥啊?古人把天上的星星分为四个方位,每个方位七个星宿,每个星宿又包含无数颗星星,而这四个方位的星宿就叫二十八星宿。
这是从春秋战国时期就开始的一种分星法,在汉朝时得到了大完善,天上分星,地下分野,地下分的野对应天上的星宿,这是汉朝在分星定野上的一大发明。但分星尚有科学可言,定野则又沾上了神学理论。因为我们知道,天上的星和地上的建筑物什么的是没有关系的。当然了,汉朝的分星绝不仅仅是这二十八星宿这么简单,事实上非常的复杂。《淮南子·天文训》中是这样说的:
天分成九个区域,共有九千九百九十九个小区,离大地五亿万里;天上还有五星、八风、二十八宿、五官、六府,以及紫宫、太微、轩辕、咸池、四守和天阿等。
这些观测得来的记载在我们现代看来仍然非常的复杂和头疼,再想想他们那个时候的工具和难度,我们还有什么理由去责怪他们动不动沾上点神学理论呢?
3:制定历法和节令
想要制定历法和节令,天文学观测必不可少,因为所有的历法和节令都是跟天体运动相对应的,必须要先观测这些天体运动,然后才能制定出相应的历法和节令去让人们有条不紊的生活和劳作。
在历法上,汉朝的时候确定了一年是365天,汉武帝时期推行了《太初历》,但这个历法有一定的不完善性,提议人是司马迁,后来制定的过程中,他也有参与,但主要制定人并不是他。而是邓平、唐都等人制作的。《汉书·律历志》中记载:
乃定东西,立晷仪,下漏刻,以追二十八宿相距于四方,举终以定朔晦分至,躔离弦望……以造《汉太初历》。
由于《太初历》存在着一定的问题,所以使用了一百多年后,西汉末年的刘向和儿子重新整编后又制作了《三统历》。虽然使用年限上并不太多,但对后世的历法产生了深远的影响。《汉书·律历志》中说:
至孝成世,刘向总六历,列是非,作《五纪论》。向子歆究其微眇,作《三统历》及《谱》以说《春秋》。
历法和节气是相互对应的,所以汉朝的节气也制定得非常完善,24节气就是在汉朝得以完善的。其推算的节气和时令跟现在一模一样,也就是说,从汉朝完善了24节气后,直到现在也没有再改变过,一直尚用到了今天。但这个有关记载咱们在别的文章说过,所以这里不再重复举例。
我们看到成就时就会感觉震惊,在那样的时代,他们是怎么做到这些的?他们用什么工具观测天象以及分星定野?
三、当时的天象观测工具
当时最牛的观测工具,当属张衡发明的“漏水转浑天仪”,分浑象和壶漏两个部分,浑像上刻有二十八星宿、南北极、24节气等等,水动力驱动,壶漏控制水流来带动浑像的转动,以观测各种天体运动规律。不过这个浑天仪不是张衡的首创,早在西汉时,修订过《九章算数》的耿寿昌是第一个发明人。
但张衡的漏水转浑天仪影响深远,宋朝苏颂等人造的“水运仪象台”也是根据他的基础造出来的,虽然水运仪象台更加的复杂和功能齐全,但如果没有前期的制造,后面至少会走不少的弯路。
这样的成就不止让我们震惊,在世界上也是赫赫有名,在当时那个时代,汉朝的成就是世界领先的。那还是在遥远的古代,古人在一片片空白的领域不懈的观测和探索,然后留下了他们的感悟、认知和发现。后世人不断的向着他们探索的道路前进,于是就有了一项又一项的天文学成就。汉朝已经灭亡,但这些人的探索精神必定会永世长存!