中國古代天文觀測史,設施齊全,功能多樣

引言

中國的天文臺的建築具有悠久的歷史,天文臺的發展同時也代表了那一代天文學發展的水平。

在我國古代對天文臺曾經有過許多稱呼,比如:靈臺、漸臺、清檯、天台、雲臺、觀臺、候臺、瞻星臺、司天臺、觀星臺、觀象臺等等。

相傳夏代就有了天文臺,叫作清檯,商代設有神臺,周代設有靈臺。當然那時的天文臺設施十分簡陋,僅僅是一座高於周圍房屋建築的高臺,臺上放一些必要的觀測工具而已,至漢代天文臺才有了較大的發展。

在過去天文臺又常常被作為祭祀的場所,每逢重大的政事活動,慶典豐收,或有大事需要占卜時,統治者均來到天文臺,觀測天象,舉行祭祀活動,只是後來隨著科學的發展和天文觀測手段的提高,祭祀活動的頻繁增多,天文臺才與祭臺分開。

從這裡我們也可以看出在我國天文學與占星術的緊密聯繫,直到現在還有許多天文工作者從眾多的星佔著作中研究天文內容,同時研究占星術,星象學的學者又從浩如煙海的天文史籍中尋找資料。這裡我們僅舉幾個目前尚居於世界第一流的古天文臺為例,窺見中國古代天文學的發展狀況。

東漢洛陽靈臺

東漢光武帝中元元年(公元56年),在洛陽南郊(今河南偃師)建造了一個觀測天象的"靈臺"。漢代是我國天文孥發展的繁榮時期,那時的許多研究成果居於世界領先地位,而洛陽又是我國的古都之一,是政治、經濟、科學技術及文化交流的中心,東周、東漢、西晉及後唐都曾先後在洛陽定都,因此在"洛陽"建立天文臺是有一定的科學道理的。

中國古代天文觀測史,設施齊全,功能多樣

這座靈臺規模很大,東西各有牆垣,總佔地面積為44000平方米,牆垣內的中心建築是一座方形高臺,即靈臺,據一些史料記載,這座臺子高約20米左右,臺基長寬大約50米見方,共有12座門。靈臺的頂部是觀測天象的場所,四周的建築是觀測人員處理觀測資料的辦公地點。臺子的最高領導者稱為"靈臺丞",他負責主持全臺的工作,以下42人:14人候星,2人候日,3人候風,12人候氣,3人候晷影,7人候鐘律,還有一位勤雜人(稱為舍人)。

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靈臺丞的直接上級是太史令,他掌管靈臺和明堂兩個機構,明堂是我們前面提到的專門進行祭祀活動·頒佈月朔時令的地方。如此看來這座漢靈臺規模宏大,組織嚴密,分工明確,項目齊備,對於東漢時期天文學的發展起到了相當大的作用。

它是當時全國最大的國家天文臺,從東漢中元元年至曹魏和西晉時期,連續使用達250年之久,直到北魏時方棄之不用。東漢時期著名的天文學家張衡從元初二年(公元115年)至永寧元年(公元120年)和永建元年(公元128年)至陽嘉二年(公元133年)曾先後兩次在此擔任太史令,直接領導了靈臺圖37東漢洛甶褢臺的觀測工作。張衡曾在這裡親自動手設計製造了漏水轉渾天儀和世界上第一臺記錄地震的儀器一候風地動儀,寫出了《渾天儀圖注》《靈憲》等不朽的天文學著作。

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從1974年冬到1975年春,考古工作者對這座遺址進行了挖掘,發現靈臺是用夯土築成,臺基高8米多,是迄今為止我國發現最早的天大臺,儘管靈臺僅剩存遺址,但作為反映我國古代天文學發展水平的科學古蹟其地位還是相當重要的,不少文人墨客多有詩詞讚譽靈臺,可見其在當時影響之大。

河南登封測景臺

早在3000年前的西周初年,在河南省登封縣告成鎮周公廟就設有"周公測景臺",相傳周公曾經在這裡主持過測影,它是我國最早的;天文臺建築,也是世

界上最古老均天文臺遺址之一,比西方公元前2至3世運所建立的亞歷山大文臺和羅迪斯觀星臺都早。

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周公在這裡建餘之後,接代都在這裡從事測量,對其設施也有所改進。唐殘元務―敏公元732年),一行為編制《大衍曆》,在全國十三個地點進行大地瀾量,河南登封的測景臺就是其中很重要的。這個觀測點,當年南宮說等人在這裡進行觀測時所立的8尺石表,上面刻著的"周測景臺"五個大字至今仍清晰可見。元初(公元1279年),郭守敬為編纂《授時歷》在全國設立27個觀測點,從事天文觀測,其規模比唐代更大。郭守敬就在唐南宮說所立石表的北面,建築了永久性的觀象臺,臺高40尺,臺體本身就作為高表的一部分即立表,圭長從臺下起算從南往北共128尺。

到了明代,該臺又經重建,改稱"觀星點",臺上不僅設有圭表,而且還有其他觀測星象的測器。據明碑記載,該臺有銅壺滴漏,以配合圭表觀測,在明代增建的臺頂房屋的房粱上還有後人書寫的墨書"金壺滴漏處",由此可以看出登封測景臺曾經是一座擁有配套儀器設備。

以測景為主,兼有觀星、記時等多功能的古代天文臺。如今臺上的其他天文儀器,已隨著歲月的流逝不復存在了,但從巍峨屹立在河南登封的臺體遺蹟中還不難看出當年的雄姿(圖38、近年來,北京天文臺等有關單位曾對該臺的石圭方位進行了考證和測量,發現它與正南北方向圖38河南登封測景臺幾乎完全一致,這簡直令人驚歎不已。登封測景臺存在的本身就向世界雄辯地證明中國古代科技文明的輝煌與不朽。

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明灣觀象臺

北京古觀象臺位於北京建國門立交橋西南側,距今已有550多年的歷史,為我國明清兩代的皇家天文臺和觀測研究中心,辛亥革命後,改為"中央觀象臺"。觀象臺又稱為欽天監外署。所謂欽天監就是政府機構中專門從事有關天文、氣象工作的科學業務機構,在中國古代天文學發展史上,欽天監的工怍有著相當的作用和影響,它不.僅負責製造天文儀器,而且利用儀器所測出的數據,編制曆書,頒行全國。

作為皇家天文臺的古觀象臺,每當有重要天象出現時,欽天監的主要官員都要到這裡來視察工作,等候觀測,甚至有時皇帝也親自駕臨古臺,至今在古觀象臺紫微殿和西耳房中還有傳說為康熙手書的"觀察惟勤"和乾隆手書的"觀象授時"的巨幅橫匾。

北京古觀象臺還是西方傳教士來華最早的落腳點之一,在傳教士來華前和來華初期它一直是按中國傳統方式工作的,晚明為改歷和引進西法而設局大規模譯書,清初因採用西法治歷而引起的流血教案均發生於此,比利時傳教士南懷仁監製的大型天文儀器則是西法在我國鞏的標誌。

古觀象臺的歷史與中西文化交流史上許多重大事件有關,足見其特殊的歷史作用。古觀象臺的珍貴古儀雖幾經磨難,南遷北運,甚至遠渡重洋,但其主要部件卻遺存至今,從臺體建築到天文儀器是目前我國現存天文臺中最為完整的一座,是世界上少有的天文古蹟。今天人們已經把古觀象臺看作人類科技史、文化史、交流史的歷史象徵和紀念。

北京古觀象臺溯源北京古觀象臺的歷史,追本求源要上溯到700多年前的金代。金滅宋以後,建都北京,稱為

"中都",在此設立太史局司天臺,為進行天文觀測,將北宋開封的天文儀器運到北京,至此北京的天文臺擁有了一批天文儀器。金代司天臺的具體位置,因年代久遠已無史料可考。

元滅金後,元代仍定都北京,將中都改為"大都",至元十六年(公元1279年),天文學家王恂、郭守敬等人在元大都東南建立了一座司無臺(距今建國門觀象臺北側不遠的地方),北宋運來的天文儀器一則已經陳舊,二則因開封的地理緯度與北京的不同,這些儀器已不能用於觀測,因此郭守敬等人重新設計製造了一批天文儀器。

《元史》記載,這些儀器有:玲瓏儀、簡儀、渾天儀、仰儀、高表、立運儀、證理儀、景符、窺幾、日月食儀、星晷定時儀、候極儀、正儀、正方案和正儀座等。擁有這樣一批在當時較為先進的天文儀器,元代司天臺的規模和陣容就可想而知了。雖然由於連年的戰亂,元司天臺已蕩然無存,但最近一些天文工作者根據當時學者楊恆所著的《太史院銘》又復原出元太史院的建築佈局圖如下。太史院在元大都東牆下,院牆長約123米,寬約92米,院內主體建築為一座高7丈的靈臺,臺體共分三層。太史令相當於現今天文臺臺長,其下設有推算、測驗、漏刻三個局,共計有工作人員70人。

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靈臺的下層為專供太史令及工作人員的辦公用房沖層為研究用房,按八方(即離、巽、坤、震、兌、坎、乾、艮)分成八個房間,分別放置圖書、資料、蓋天圖、渾天象、水運渾天、漏壺等等;靈臺上層放置簡儀和仰儀,簡儀的底座上設有正方案。靈臺的左右各建有一座小臺,上面設置有玲瓏儀,靈臺右面建有4丈高表,表北為石圭,靈臺南面的東西兩角為印歷工作局。整個機構組織嚴密,分工明確,儀器設備齊全,可與現代天文臺媲美。


結語:

王恂、郭守敬等天文學家都在這裡辛勤工作,創制儀器,編訂曆書,使中國天文學的發展達到頂盛時期,時值13世紀,中國天文學的發展,不僅在中國,而且在世界亦屬領先地位。在前一段時期曾有些專家學者認為元太史院即為明清觀象臺的前身,後經反覆實地考察,找串許多物證後,可以肯定元太史院與明清觀象臺並非一處,但它們相去不遠,在業務上還是有一定的承傳關係的,所有的這些傳承都標誌著中國古代天文學的興起與科學技術的進步,可想而知中國古代科學也是非常進步的。

參考文獻:

《元史》

《太史院銘》

《授時歷》

《大衍曆》


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