“岁镇一宿,二十八年一周天”——史话古人对行星会合周期的观测

如题所述

第1个回答  2022-08-13

行星从合到合所需的时间叫作"会合周期"。这个概念在僧一行的《大衍历》之前是被从行星的晨始见到下一次晨始见的时间间隔取代的。从理论上讲,这可能不会比以合来判定会合周期更精密,然而事实却并非如此。中国的一些古代文献显示了令人惊讶的观测结果,因为至少在战国时代,对于行星会合周期的观测已非常准确,而且到公元七世纪初,所有的会合周期值都达到了相当高的水平。我们把公元前四世纪以后的行星会合周期的多次估计数字比较一下便会发现当时天文学的发展显然在日趋精密。

最早的记录虽然还缺少土星的数据,但其他四个行星的会合周期的预测已经比较可靠。水星由于离太阳太近,最难观测,当然它所引起的困难也最大,这种情况在西汉末年的《三统历》中已经得到了根本的改变。汉代的观测值显然更为精密,《三统历》和东汉《四分历》所测的五星会合周期已与真值相差无几。南朝祖冲之的《大明历》把五星会合周期的精度在编近《四分历》的基础上又提高了一步,误差全部小于0.095日。然而这个精度在不到一百年的时间里就被隋代的大业历》所超越。张胄玄测得的五星会合周期显示,除火星和金星的误差为百分之ー日以外,其馀行星的误差都已降至千分之二日以下,即小于2分53度。自此以后,历代的五星会合周期始终都保持着这样高的水平。

帛书《五星占》是一件值得特别重视的文献,因为无论与中国传世的或新出的天文文本比较,它都是最可信赖而且时间最早的天文专著。这篇帛书自1973年于长沙马王堆三号汉墓出土以后,对它的研究就始终没有间断。帛书存有约八干字,共分九个章节,占文保存了甘德和石申夫天文著作的一部分。文中第一次使用以五行配属五星的名称,末尾三部分列有从秦王政元年(公元前246年)至汉文帝三年(公元前177年)共七十年间木星、土星和金星的位置,并对它们在一个会合周期内的动态加以描述,这意味着当时的人们已经把行星的动态研究和位置的推算工作有机地联系了起来,这显然比战国时代石氏、甘氏的零星探讨进步得多。

帛书《五星占》中的五星占辞除去一些详细的星占内容外,保留了更有价值的有关行星的材料。现将《五星占》文的主要部分择录于下:

这些文字与《史记・天官书》、《准南子・天文》多有相合,比较三个文本,可以大致梳理出其思想的发展脉络。如《五星占》以五星视为与五帝、五帝佐并列的五神,即不见于《天官书》,而同于《淮南子・天文》,似乎反映了秦汉以来五帝、五佐观念的发展。

帛书所称"皆出三百六十五日而夕入西方,伏卅日而晨出东方,凡三百九十五日百五分日而复出东方",实取木星的会合周期395日,这个数值仅属大概,并不精密。在三百九十五日中,从晨出东方到夕入西方,有三百六十五日可以看到;从夕入西方到晨出东方为伏,共三十日,木星淹没于太阳光中而不见。帛书以二百四十为进位制,即分一日为二百四十分,则留有秦商鞅变法的遗迹。

这个周期在战国时代的甘氏看来,则以为"岁星凡十二岁而周,皆三百七十日而タ入于西方,三十日复晨出于东方",所得数据更为粗疏。《开元占经》编者案云:"历法岁星一见,三百六十三日而伏,三十五日一千三百三十分日之ー千ー百六十二奇四十五复见如初。一终三百九十八日一千三百四十分日之ー千ー百六十二奇四十五。众家之说皆云十ニ年而一周天,唯此微为疏矣。"事实上,直到西汉晚期,对于木星的行度才观测得较为精密,其周天应为11.86年,并非十二年,致使刘歆提出岁星超辰之说。

西汉及其以前,有关金星的会合周期有甘氏的630日,石氏的624日,《准南子・天文》的635日,《史记・天官书》的645日,都很粗疏。帛书则谓"二百廿四日晨入东方,寝行百二十日,夕出西方,二百廿四日夕入西方,伏十六日九十六分日,晨出东方",取会合周期为584日,较今测值583.921日只大不足半日,是其同期或其前最精确的数值。帛书同时注意到,金星的五个会合周期,其长度恰好等于八年,文称"五出,为日八岁",即在说明这种金星周期与历年的对应关系,意即584日的五倍,其积和为2922日,而四分历回归年长为365.25日,其八倍的长度恰好也是2922日。这个周期曾经被现代法国天文学家弗拉马利翁用来预报二十世纪后半期金星作为辰星和昏星最易观测的时间,以及1956-2012年金星下合时可以看见光亮细环的时间。

但是谁又能想到,两千多年以前,中国人早已利用这个周期开列出了一张七十年的金星动态表呢!土星的会合周期,帛书记为 "见三百四十五日,伏卅二日,凡见三百七十七日而复出东方", 取为377日,比今测值378.092日小1.092日。而《史记・天官书》云:"填星出百二十日而逆西行,西行百二十日反东行。见三百三十日而入,入三十日复出东方。"取360日为土星会合周期,远较帛书粗疏。帛书同时记有土星"卅岁ー周于天"的恒星周期,与《史记・天官书》的认识也有不同。《天官书》云:镇星"二十八岁周天",司马贞《素隐》引晋灼日:"岁镇一宿,二十八岁而周天。"而土星恒星周期的今测值为29.46年,也显示出帛书的取值更为准确。

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