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天学大师的灵气

[2007/8/10]
一、仪器与星图

承继着两汉的遗风,魏晋南北朝的天文仪器制造呈现出一派兴盛的风光。

前赵的孔挺在公元323年制造了一架浑仪,这架浑仪本身并没有什么新奇处,但它却是第一次在文献中有了具体的结构记录,使得后世的人们能够知道古代的浑仪有些什么基本构件。

这个时期最为著名的浑仪,是北魏永兴四年(公元412年)由晁崇与鲜卑族天文学家斛兰主持制造的铁浑仪。这是古代中国唯一的一台铁制浑仪,在它十字形的底座上开有十字形的沟槽,灌上水后,就成为了十字水平校正仪,是一个既简单而又很精妙的创新。

这架浑仪一直使用了三百多年,直到唐代才为更先进的浑仪所替代,但它的盛名却留在了天文学史上。
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与浑仪相比,这时期浑象显然更为丰富,更为多彩。三国时吴国的陆绩、王蕃、葛衡,南北朝时刘宋的钱乐之、梁代的陶宏景等人都造过浑象,尤其是陆绩与葛衡所制作的浑象特别有新奇感。

一般的浑象,主体都是正圆形的球体,而陆绩却根据浑天说宇宙天地“状如鸟卵”的说法,居然破天荒地真的把浑象主体做成了鸟蛋似的椭圆形。

那些曾经说过或信奉“状如鸟卵”的天文家们,在面对眼前这台真的“状如鸟卵”的浑象时,却都如好龙的叶公那样不能接受这么一个不伦不类的“创造”。于是,再也没有人敢步陆绩的后尘了。

其实,天壳根本就不存在,做成鸟卵形与做成正球体又有什么本质的不同呢?更何况是有“状如鸟卵”的说法在先,陆绩只是想做得更逼真一些而已。却不料想这鸟卵形的天壳实在有些难以入眼,一番苦心引来了一片责难声。

与陆绩的境遇不同,葛衡的创新则博得了无尽的赞美声。

葛衡比陆绩还要别出心裁,他所造的浑象主体是一个空心的大球,球上按天体的位置凿穿成孔窍,人能够进入球体的内部,由里向外看,透入小孔中的亮光就犹如天上闪烁的星光一般,极其逼真,极其形象。
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这个构思绝巧的浑象,古人称为“假天仪”,实际上就是现代天象仪的鼻祖,它是古代中华民族高度智慧的又一个灿烂的结晶。
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正因为假天仪是那么的别致引人,所以后来各代屡有重制,成为当时天象演示的最重要的仪器。

能有幸亲睹浑象的毕竟只是少数,而且浑象也不利于搬动,于是,智慧横溢的中国天文学家们又发明了星图。

图画性质的天象描绘,早在原始时期就已经产生,但与天文学所用的星图有着质的区别。中国的星图,据说起源于盖天说的演示图棗盖图。从盖图演变为星图,大约是在汉代时期。而最终奠定这种圆形盖天式星图的,是三国时期吴国与西晋时的太史令陈卓。

陈卓根据战国时期甘德、石申、巫咸这三家所观测到的恒星,汇总为一幅全天恒星图,共收有283官1464颗星。原图以红、黄、黑三种颜色来表示三家不同的记载,后人似乎感到没有必要区分,也就只用单色标画了。陈卓所定的这幅三垣二十八宿体系的恒星图,从此成为了古代天文学的基准星图,奠定了古代的星图体系。

二、发现与突破

这一时期最卓越的天文学成就,是一系列的发现与突破。

1.岁差现象

什么是“岁差”?
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岁差是一种很特殊的现象,由于受到日月行星的引力影响,使得地球的自转轴方向始终有着极微小的变化,这就造成了地球上的节气点也在不断地变化,使得地球上人们看到的太阳恒星年长度与回归年长度产生了差别,这就是“岁差”。

岁差现象的发现,经历了相当长的时期。早在西汉末年,刘歆就发现了冬至点有变动,东汉的贾逵把这个发现记录了下来(见《汉书·律历志》),东汉的刘洪也发现了这一现象,但他们都未能再进一步深究。

一直到东晋时的著名天文学家虞喜,才明确无误地指明了这就是岁差现象,并提出了五十年西移一度的岁差值。虞喜发现岁差现象虽然比古希腊的喜帕恰斯要晚,但他提出的五十年西移一度的岁差值,却比喜帕恰斯所提出的一百年移一度的值更为精确。

2.大气消光现象

您知道初升的太阳为什么不像正午时那么耀眼吗?

东晋时的姜岌向世人揭示了这里面的奥秘,原来是由于大气消光现象在起作用。当太阳初升的时候,由于地球上有“游气”遮挡了部分的日光,所以就不那么炫目。到了正午时,这种“游气”消散,日光完全普照,就极其炫目耀眼。

姜岌的论述,虽然在深度上比不了现代的天文学理论,但在本质上却已经没有什么不同了。

3.天体视运动不均匀性现象

北朝时期有一位很了不起的民间天文学家张子信,他自制了一架浑仪,在一个海岛上专心于天体观测长达三十多年,终于取得了突破性发现,揭示出了天体视运动的不均匀性现象。

张子信先发现了太阳视运动的不均匀性(古人称为“日行盈缩”),即太阳在春分以后运行得慢,秋分以后运行得快。张子信把太阳在一年内的视运动速度变化详细地列成表,成为我国古代最早的“日躔表”。

继而,张子信又发现了五星运动的不均匀性,也同样一天一天地加以辨明。

天体视运动不均匀性现象的发现,是天文学史上一个划时代的突破,它标志着对天体的研究进入了一个更为精确与深入的新阶段,对后世的历法精进产生了质的影响。

4.交食推算精度的飞跃
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