數(shù)千年來，中國人對于 星空的探索從未停止

　　北斗組網(wǎng)、嫦娥探月、載人航天……近年來，中國航天事業(yè)取得的成就全球矚目。事實上早在數(shù)千年前，中國就是天文學最為發(fā)達的國家之一。歷代科學家創(chuàng)造了早于西方成百上千年的天文成就，同時留下了數(shù)以千計的天文觀測資料，時至今日仍在為現(xiàn)代天文學研究貢獻一己之力。

　　然而，中國留給世界的天文學寶庫卻沒能在西方國家得到充分認可，很多歐洲人至今依然錯誤地認為“是耶穌會傳教士將天文學帶到了中國”。作為一位法國天體物理學家，讓-馬克·博奈-比多在新近出版的《4000年中國天文史》中以一位歐洲人的視角，對中國歷史上的天文成就進行了客觀、公正的闡述。

　　——編者

　　中國歷史上，為什么有那么多的天文成就？

　　古代中國，人們遵循“天人合一”的哲學思想，君王們不僅要對國家治理的秩序負責，也要對上天的正常運轉(zhuǎn)負責，這一特性使天文學在當時成為官方的首要科學

　　在成書于公元前100多年的《淮南子》中，記載著一個我們熟知的神話故事：“昔者共工與顓頊爭為帝，怒而觸不周之山。天柱折，地維絕。天傾西北，故日月星辰移焉；地不滿東南，故水潦塵埃歸焉?！边@些文字作為對中國天文學思想發(fā)端的記載，一直流傳至今。

　　誠然，神話中涉及的諸如地軸傾斜和季節(jié)產(chǎn)生等天文知識和宇宙現(xiàn)象，其確切的起源已消失在歷史的迷霧中。但從這些神話開始，天文學就在中國歷史上占據(jù)著極其重要的地位。從史前的天文遺址，到西漢的彗星帛書；從唐朝遺留的星圖，到宋代記載的客星……這些早于西方國家成百上千年的天文成就，以及留存至今的數(shù)以千計的天文觀測資料，時至今日仍在為現(xiàn)代天文學研究貢獻一己之力。

　　為什么中國歷史上會有如此眾多的天文成就？《4000年中國天文史》一書認為，這與“天人合一”的中國哲學思想以及中國古代天文學的官辦性質(zhì)密不可分。

　　在許多其他文明中，天堂被認為是一個獨立的空間，一個只有神才能涉及的領域。古代希臘人，例如哲學家亞里士多德就認為天空是幾何學上純粹的、完美的領域，由不變的層層天球組成；亦是一個死板的空間，與人世隔絕。與此相反，在古代中國，人們遵循“天人合一”的哲學思想，每天都在通過天象解讀自己的命運。無論是國家的政治活動，還是百姓的日常生活，都與天空密切相關。

　　“天人合一”又稱“天人合德”或“天人相應”。老子提出“人法地，地法天，天法道，道法自然?！睗h朝董仲舒將其引申為天人感應之說，程朱理學則引申為天理之說。古人認為，天地是相通的，天上發(fā)生的每一種天文現(xiàn)象（例如行星相合、日食、彗星、新星等），都對人間的事件有著特殊的啟示；與此同時，天上的不同區(qū)域也都有地理上的分野與之對應。天空就如同一面鏡子，映照著人間的一切。生活在地上的人，就這樣一直處于上天的凝視之下。

　　在這一哲學思想的影響下，國家被稱為“天下”，帝國被喚作 “天朝”，治國要遵循“天意”，皇帝亦自命為“天子”。正是通過與上天頻繁的“對話”，中國古人豐富的思想才得以呈現(xiàn)。

　　在諸多與“天”相關的事物中，“天子”一說耐人尋味?！疤熳印鳖櫭剂x是“上天之子”，統(tǒng)治者被認為是上天的代言人，維系著天地之間的和諧。作為“天子”，不僅要對國家治理的秩序負責，也要對上天的正常運轉(zhuǎn)負責。為此，君王們必須解讀天象。這一特性使中國的天文學在當時成為官方首要科學，不但在很早之前就有了歷法計算等基本內(nèi)容，還注重持續(xù)地關注任何可能發(fā)生的天象異常。中國古代天象觀測活動的頻率究竟高到何種程度？從早期的來華耶穌會傳教士的記述中就可見一斑。

　　1688年，法國傳教士李明訪問北京古觀象臺，被眼前看到的景象所震驚。他后來在《中國近事報道》中寫道：“五個天文學家整夜待在觀象臺上，觀察天上發(fā)生的所有事情，其中一個人負責天頂區(qū)域，另外四個人分別負責東、南、西、北四個方向……這些人極為警惕地注意著風、雨、氣等不尋常的現(xiàn)象，以及日食或月食、行星的‘沖’與‘和’、流星等一切有用的天象?！?/p>

　　當時的李明或許并不知道，類似的天文觀測活動已經(jīng)在中國持續(xù)了近4000年，并且從未中斷過。

　　中國歷史上的天文成就，為何難以得到歐洲的認可？

　　明清時期，耶穌會傳教士對中國的天文學體系缺乏認知，他們對中國傳統(tǒng)科學的傲慢態(tài)度和錯誤評述，導致西方至今仍認為“是耶穌會傳教士將天文學傳入中國的”

　　從公元前5世紀到1911年的清朝末年，中國歷代的天文學家們?nèi)諒鸵蝗?，年復一年，詳細且精確地記錄著幾乎所有曾經(jīng)發(fā)生的天象。他們?yōu)榇酥圃斐鰢@為觀止的精密天文儀器，同樣留給后世數(shù)以千計的天文觀測資料。然而，這樣一座天文學寶庫卻沒能在世界范圍內(nèi)得到充分利用。令人費解的是，這些遺產(chǎn)在西方鮮為人知，甚至在一定程度上被現(xiàn)代科學史學家忽略。究其原因，《4000年中國天文史》一書認為，這與明清時期歐洲傳教士對中國科技和文化的誤讀有著直接關系。

　　1368年明朝建立之后，中國逐步放開海禁，同時允許歐洲耶穌會傳教士來華傳教。這些傳教士很快發(fā)現(xiàn)天文學在中國的特殊地位，并且意識到要獲得朝廷的認可，天文學可能是比神學更加有效的工具。而此時的歐洲正處在一個關鍵時期，短短的幾十年間爆發(fā)了以哥白尼的日心說、第谷·布拉赫的天文觀測成果，以及伽利略和開普勒的新發(fā)現(xiàn)為代表的科學革命。歐洲的傳教士們嘗試將這些知識引入中國，他們在歷法制定、日食預報上表現(xiàn)出來的優(yōu)勢，也讓朝廷對歐洲的天文學產(chǎn)生了濃厚的興趣。

　　1644年清軍入關，新的統(tǒng)治者擔心天象被別有用心的人利用，轉(zhuǎn)而向耶穌會傳教士尋求幫助。先有湯若望承擔欽天監(jiān)“歷法治理”工作，開啟中國歷史上外國人負責天文機構(gòu)的先河；后有南懷仁主持天文儀器制造，給中國數(shù)千年的天文成就帶來難以挽回的巨大損失。

　　在漫長的天文研究過程中，中國古代的科學家們建立了一套有別于歐洲的知識體系。例如，赤道圈是依據(jù)太陽的視運動劃分的，即劃分為365.25度，對應的每日太陽的平均視運動為1度，這與歐洲采用360度的六十進制的西方傳統(tǒng)相斥。顯然，這種對赤道的劃分方式讓那些接受過古希臘天文學傳統(tǒng)訓練、習慣了黃道坐標系的傳教士迷惑不解。同時，中國的天文學家將1度劃分為100分，而不是60分，這同樣讓歐洲傳教士感到困惑。

　　面對這種全新的知識體系，歐洲傳教士沒有進行觀察學習，反而抱著傲慢的態(tài)度，肆意踐踏。1600年，作為第一位來華的耶穌會傳教士，利瑪竇在南京看到了自元朝起就已經(jīng)被使用的天文儀器，包括一座圭表、一臺渾儀和一臺渾象。他起初感嘆“其規(guī)模和設計的精美程度，都遠遠超過了我們在歐洲所能看到的類似東西”。但很快，利瑪竇就確信這些有別于歐洲的天文儀器存在種種“缺點”，于是記錄道：“北京有一座中國數(shù)學家的學院（即欽天監(jiān)），南京也有一座，它們之所以聞名，只是由于其輝煌的建筑，而不是天文學家的學問。因為他們不具備太多的學識，更沒有任何科學上的造詣。他們不過是依據(jù)前人的方法不停地修訂節(jié)氣和歷書而已?！?/p>

　　1669年，當康熙皇帝要求南懷仁改進天文儀器時，后者同樣沒有去了解中國傳統(tǒng)儀器的特性，而是簡單地采用他認為更合適的西式儀器。南懷仁借鑒第谷·布拉赫在其著作《機械學重建的天文學》中的設計，制造了赤道經(jīng)緯儀、黃道經(jīng)緯儀、地平經(jīng)儀、象限儀、紀限儀和天體儀等六臺新儀器，并在隨后出版的著作《靈臺儀象志》中強調(diào)了它們與傳統(tǒng)中國儀器相比“所取得的顯著進步”。南懷仁移除了中國傳統(tǒng)的赤道儀器，從而使中國的天文學倒退了數(shù)百年。中國人在赤道坐標儀器上的創(chuàng)新和成就，最終因為歐洲近代科學的飛速發(fā)展而被人遺忘。更令人唏噓的是，到了18世紀，后續(xù)來此工作的耶穌會傳教士一舉銷毀了那些被南懷仁移除的傳統(tǒng)儀器，只為確保西洋天文學在中國的主導地位。

　　“令人欽佩的是，這樣一個從未與歐洲有過關系的國家，可以通過自己的方式，在醫(yī)學、倫理學、數(shù)學、天文學、算數(shù)，以及機械學和人文科學方面，取得幾乎與我們相同的成果。”在利瑪竇這段“褒獎”中，我們可以讀到耶穌會對中國傳統(tǒng)科學文化的傲慢。在那些傳教士的觀念里，歐洲才是這個世界當仁不讓的“強者”，其他文明唯有借鑒歐洲，才可能取得成就。更加可笑的是，在他們看來中國“幾乎與我們相同的成果”，早已被證明遠在歐洲之上。耶穌會的這種傲視態(tài)度是長期存在的，以至于西方世界至今仍認為“是耶穌會傳教士將天文學傳入中國的”。而事實上，中國在包括天文學在內(nèi)的許多領域，都比歐洲更為先進、更具創(chuàng)新性。

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　　◆漢字里的天文學

　　漢語是現(xiàn)存最早的語言文字之一。一些漢字的構(gòu)造也表明了天與人的密切聯(lián)系，反映出古人對宇宙概念更為深層的理解。

　　漢字“人”非常簡潔，有著強有力的步伐感。為了表示“大”，漢字在“人”上面多出了標志性的一橫，說明具備領導的屬性。在“大”字上再加上一橫，就是“天”，即在“大”人物之上又多了一層擔子，囊括了上天與人的兩重含義，在天人之間建立了聯(lián)系。古代的君王就是這種聯(lián)系的中間人，基于此，中國還誕生了“天下”和“天子”的概念。

　　一些基本的天文學術語也反映了中國古人對這些現(xiàn)象的深刻觀察。甲骨文中表示太陽的符號由一個圓內(nèi)加一個點組成，這一神秘的符號可能暗示著中國人早期對太陽黑子的觀察。令人驚訝的是，如今所有天文學家使用的太陽符號，竟然和中國甲骨文中的太陽符號一模一樣。

　　對另外一些術語的分析可能會令人更加驚訝。表示空間的“宇”如果去掉上面的部首，下面的“于”就與空間結(jié)構(gòu)的運動有關。與此相似，“宙”字是對時間的溯源。將這兩個字合在一起，就構(gòu)成了“宇宙”，有了時間和空間的雙重屬性。在中國古人的思想中，宇宙便是“時空”。早在戰(zhàn)國時期，尸佼就有“天地四方曰宇，往來古今曰宙”的論述。要知道，歐洲完全理解這個概念，是在愛因斯坦提出相對論之后。

　　◆馬王堆漢墓的古彗星圖

　　1972年，湖南長沙馬王堆漢墓出土的帛書中有兩件古老的天文學文獻。其中之一便是專門描繪天象和氣象的《天文氣象雜占》。

　　《天文氣象雜占》長約1.5米，分為六列，包括250幅圖畫，如云氣占、日占、月占、星占，以及掩星和彗星等。其中，關于彗星的這部分圖的內(nèi)容令人眼花繚亂，包含了29幅精心繪制的彗星圖像，另有兩幅已經(jīng)殘損。每幅圖都附有一個特定的彗星名稱和一段占驗釋文，如“17號彗星：‘是是蒿彗，兵起，軍幾（饑）?！薄?9號彗星：‘翟星出，日（春）見孰（熟），夏見旱，秋見水，冬見小兵戰(zhàn)。’”更加嘆為觀止的是，《彗星圖》還根據(jù)彗星的不同形態(tài)對它們進行了分類：既有單尾彗星，又有多尾彗星；彗尾或為集中狀，或為發(fā)散狀；有的彗尾為直線，有的則為曲線。分析表明，當時的天文學家已經(jīng)注意到了彗核和彗尾的數(shù)量，以及它們外觀的不同，并據(jù)此進行了分類。

　　通過對帛書《彗星圖》中的彗星名稱和特征進行分析，歷史學家發(fā)現(xiàn)這些彗星圖并非完成于漢朝，而是可能完成于公元前370年至公元前346年的某個時期。馬王堆的這份彗星帛書是已知世界上最早的彗星圖，歐洲直到16世紀，才有能與之媲美的彗星圖。

　　◆莫高窟的敦煌星圖

　　在那些包含了佛教經(jīng)卷、醫(yī)學歷法等內(nèi)容的卷軸里，一幅全天星圖成為莫高窟藏經(jīng)洞中最珍貴的文獻之一。敦煌星圖全部為手工繪制，使用了不同顏色的油墨，整幅卷軸長約4米、寬25厘米，紙張的厚度不超過0.04毫米。星圖中繪有1300顆星，被分成257個星官，包括12幅以天赤道為中心的連續(xù)方圖和一幅繪有環(huán)繞北極區(qū)域的恒星的原圖。全圖以赤道為中心，天空則被自東至西分成12幅跨度約為30度的方圖，分別代表一年12個月的中天星象。每幅星圖的左邊都有一段文字，描述了該月的七十二侯、十二辰次，以及分野等信息。在每幅星圖的底部還有一段文字，介紹了這個月太陽所處的宿度及昏旦中星等內(nèi)容。

　　從敦煌星圖來看，中國的星官體系與歐洲的星座傳統(tǒng)完全不同。在中國的傳統(tǒng)星官體系中，星空被劃分得更加細致，以至于星官數(shù)量達到257個，有時甚至單獨的一顆星也能成為一個星官。如此詳細的劃分方法，有助于在沒有坐標線的情況下提供更為精確的位置標記，甚至僅通過一些尺度較小的星官名稱，就可以確定某天象在天上發(fā)生的具體位置。

　　研究認為，敦煌星圖完成于大約公元650年，其作者極有可能是唐朝初年著名的數(shù)學家、天文學家和歷史學家李淳風。這是已知最古老的全天星圖，是天文學史上一個極為重要的發(fā)現(xiàn)。

　　◆宋朝的客星記載

　　宋仁宗在位的至和元年（公元1054年），農(nóng)歷五月剛剛開始。巳丑日這天，在開封司天監(jiān)的觀象臺上，天文學家楊維德發(fā)現(xiàn)天關星附近有一種奇怪的光芒。這種光芒如此強烈，甚至當太陽躍出地平線時，仍可以看到它的存在。楊維德斷定，此時出現(xiàn)的這顆亮星應該是“客星”。他記下了這一特殊天象，并且一直關注著這顆亮星，直至兩年后它消失于天邊。

　　700多年后的1758年，法國天文學家查爾斯·梅西耶通過望遠鏡在金牛座中發(fā)現(xiàn)了一個模糊的亮點。他將這些模糊的天體稱為星云，并將金牛座中的這個亮點命名為M1。到了1844年，愛爾蘭天文學家發(fā)現(xiàn)其中細絲狀彎曲的細節(jié)看起來像一只螃蟹，將它最終命名為“蟹狀星云”。1928年，美國著名天體學家哈勃推斷，蟹狀星云達到當時的規(guī)模是膨脹了大約900年的結(jié)果，這與楊維德在史料中記載的日期非常吻合。

　　就這樣，蟹狀星云成為人們理解超新星爆炸的入口：楊維德在史料中記載了超新星確切的爆炸日期；在近一千年后，天文學家在他當年記錄的位置附近發(fā)現(xiàn)了一團星云；最后，天體物理學家在這團星云的中心發(fā)現(xiàn)了恒星死亡后的“致密心臟”。這三個關鍵因素，幫助我們揭開了被稱為“客星”的超新星之謎。中國古代的天象記錄，成為今日科學家尋找歷史上的超新星最為寶貴的資料。

　　◆子午線的測量

　　早在數(shù)千年前，中國人就發(fā)現(xiàn)在正午時刻，不同地區(qū)的圭表影長會不一樣，于是在漢朝就有了日影“千里差一寸”的說法。然而自隋朝起，人們發(fā)現(xiàn)幾次測量的結(jié)果都與“千里差一寸”的說法并不一致。唐玄宗時期，國家的版圖得到前所未有的擴張，圭表日影的問題再次引起關注。要想真正解決這一問題，只有通過天文大地測量。

　　這次由僧人一行領導的子午線測量前后開展了四年，共建立十多個觀測點，跨度約2500公里。根據(jù)皇帝的詔令，天文學家在每個觀測點的地面豎起八尺高的圭表（略短于2米），隨后分別在夏至日和冬至日進行日影的測量。根據(jù)計算，圭表的影長差一寸，實際上對應的地理距離只有250里。這次意義深遠的子午線測量活動，比歐洲相應的測量早了一千多年。

　　半個多世紀后的元朝，郭守敬在河南登封建立起有四丈高表的觀星臺，完成了更加精準的子午線測量。1276年，他用水槽注水的方式對石圭進行水平校準，又發(fā)明一種叫做“景符”的裝置巧妙解決了半影的問題，通過計算影子最長和最短時刻的時間間隔，得出回歸年長度是365.2425天的結(jié)果。這與現(xiàn)代結(jié)果相比僅有23秒的誤差，絕對是一個了不起的成就。