天文學(xué)基礎(chǔ)知識詳說-5

1、1,中國古天文,2,去過未 ?,(以中國古天文儀器為主題),3,「牛郎織女」 唐?杜甫牽牛出河西，織女處其東。萬古永相望，七夕誰見同。神光意難候，此事終蒙朧。颯然精靈合，何必秋遂通。 ………,豐子愷的毛筆漫畫,4,在北半球，三顆亮星合稱 “夏季大三角”,應(yīng)該是織女在河西，牛郎在河?xùn)|。,5,「月夜」 唐?劉方平 更深月色半人家， 北斗闌干南斗斜。 今夜偏知春氣暖， 蟲聲新透綠窗紗。,6,

2、仰韶文化的大致範(fàn)圍,黃河流域的仰韶文化 (7000–5000 年前),在仰韶出土陶片的太陽,,7,「…七日己已夕□，ㄓ新大星並火…」大意： 七日 (己巳) 晚上，有一顆新的大星出現(xiàn)，位於火 (心宿二) 附近。,「癸酉貞日夕又食，佳若？ 癸酉貞日夕又食，非若？」 大意：發(fā)生在癸酉貞日 (占卜日) 黃昏的日食，主吉或主兇？,商代 (三千多年前) 的甲骨文,,8,中國古天文由占卜與 皇權(quán)主導(dǎo)，三千年前

3、 的《易經(jīng)》說： 「天垂象，見吉兇」,上古時(shí)期的天文是由溝通天地鬼神之「巫覡」掌管的,9,木衛(wèi)三 Ganymede 直徑 5260 公里，比水星還要大，是太陽系最大的衛(wèi)星，最亮目視星等 5。,天文學(xué)家亦是星占家，例如戰(zhàn)國時(shí)的甘德、石申,NASA,甘德在公元前 364 年曾目睹木星側(cè)有小星，即是後來伽利略證實(shí)的木衛(wèi)三。,Ganymede (NASA),10,早期的彗星及太陽黑子記述,西漢《淮南子?兵略訓(xùn)》 武王

4、伐紂 ...... 彗星出而授殷人其柄。 「武王伐紂」 約在公元前 11 世紀(jì),《漢書?五行志》 (漢) 成帝河平元年…... 三月乙未， 日出黃，有黑氣，大如錢，居日中央。 河平元年即是公元前 28 年，這是 世界公認(rèn)最早的太陽黑子觀測記錄。,11,由秦始皇七年 (BC 240) 到清末共有 29 次哈雷彗星 回歸記錄，一次不漏，惜無人發(fā)現(xiàn)它是同一彗星。,馬王堆墓

5、出土「西漢帛書」的彗星圖。,1986 年回歸的哈雷彗星，下次回歸 2061 年。,12,第一次全國性 (東漢) 的天文會(huì)議：渾天說 對 蓋天說,13,周代的蓋天說 和 東漢的渾天說,14,古天文學(xué)家,還有 虞喜 (東晉)、蘇頌 (北宋)、沈括 (北宋) … 等,,,,15,張衡 (78-139) 的候風(fēng)地動(dòng)儀,懸垂擺 原理,(復(fù)原品),16,設(shè)大明曆，391 年置 144 閏月， 代替 19 年 7 閏。 測量冬至前後

6、若干天的正午日影 長度，得到更準(zhǔn)確的冬至?xí)r刻。 算得回歸年 = 365.2428 日 算得月球繞地週期 = 27.21223 日 算得圓周率 = 3.1415926 ~ 3.1415927,祖沖之 (429 - 500),17,一行，俗名張遂 (683─727),修訂《大衍曆》 與工匠梁令瓚製造了「黃道遊儀」， 測量日月星辰的座標(biāo)， 定出子午線，發(fā)現(xiàn)恆星 “不恆”。 水力運(yùn)作的「 渾天銅

7、儀」， 每晝夜運(yùn)轉(zhuǎn)一周。 「復(fù)矩」，測北天極高度 (= 緯度) 木人敲鼓辰鐘,18,《步天歌》,始於 7 - 8 世紀(jì)的唐代，作者未確，步天歌以詩歌形式整理前人 (巫咸、石申、甘德) 的星表，將全天分為 31 個(gè)天區(qū)，稱「 三垣二十八宿」，共含星 1645 顆，此後這天區(qū)劃分法一直沿用至清末。,19,,三垣二十八宿,垣是城牆，宿是宿舍，象徵月球每日停守此處,粵音 ?,20,,二十八宿的「宿」，粵音 “叔”，不是音

8、“秀”。 傳教士與明代官員共事時(shí)已英譯為 28 Lunar Mansions， 表明「宿」的原義是宿舍，與 「三垣」字面意義呼應(yīng)。 古籍記載 石申占：「太白與歲星合於一舍，西方兇。歲星出左， 有年 (豐收)；出右，無年 (歉收) 」。 陰符經(jīng)：「天發(fā)殺機(jī)，移星易宿；地發(fā)殺機(jī)， 龍蛇起陸；

9、人發(fā)殺機(jī)，天地反覆 …」 還有白居易詩《宿溪翁》，押韻也是音 “叔”。,讀音考證,21,何謂「太歲」?,除了二十八宿，星占家亦把黃赤天區(qū)分為 12 等份，稱 「 十二次」，歲星 (木星) 大約每年經(jīng)過一「次」。 後來發(fā)覺木星運(yùn)行週期不足 12 年整數(shù)，用木星占卜並不方 便，於是又改黃赤天區(qū)為 12 等份，稱「十二辰」，另假設(shè) 行星 “太歲” 與木星運(yùn)行方向相反，每年剛好經(jīng)過一「辰」。 道教把太歲

10、發(fā)展為六十位太歲神，“犯太歲” 即源於此。,22,,,,二十八宿亦以「四象」配對：東方蒼龍 (對應(yīng) 角、亢、氐、房、心、尾、箕)南方朱雀 (對應(yīng) 井、鬼、柳、星、張、翼、軫)西方白虎 (對應(yīng) 奎、婁、胃、昴、畢、觜、參)北方玄武 (對應(yīng) 斗、牛、女、虛、危、室、壁)四象原是東夷、南蠻、西羌、北狄四大民族的圖騰。,四象,23,我國天文學(xué)家高魯 (1877-1947) 設(shè)計(jì)的四象圖,(中國天文學(xué)家的故事，陳遵媯、湛穗豐著 p.

11、84),24,二十八宿在天球的位置,25,古人相信天人感應(yīng)，天上也要配套對應(yīng)人間社會(huì)，包括許多以官職命名的星，因此星又叫「星官」，星官的星數(shù)由一顆 (例如 “相”) 至廿多顆不等。,星的命名,26,例官職 / 貴族：太子、尚書、三公、相、四輔 …設(shè)施：靈臺、天廚、天關(guān)、天牢、厠、積屍 …器物：華蓋、天床、貫索、五車、斗宿、箕宿 …山川 / 動(dòng)物 ：天江、天雞、天狗、牛宿、觜宿 …神鬼 / 人物：雷電、鬼宿、造父、老人、織女

12、 …地域：齊、趙、鄭、越、秦、晉、楚、燕 …,27,清?光緒三十三年 (1907 年)，英國考古人員從敦煌藏經(jīng)洞中盜走多種古籍，其中包括敦煌星圖。敦煌星圖繪製於唐代 (八世紀(jì)初期)，共有一千三百餘顆星，是世界上現(xiàn)存最古老的全天星圖。,敦煌星圖,(敦煌星圖的一部份),28,現(xiàn)存的北宋蘇州石刻天文圖,石碑 1 x 2 米 1435 顆星 春、秋分點(diǎn)錯(cuò)誤 !,(其他星圖都有不同程度的失真),29,紫微垣必定在星圖中央的「恆顯圈」

13、(北極至赤緯 ~ 500 N) 之內(nèi)，圈內(nèi)都是在華北地區(qū) “永不沒落，出身顯貴” 的星官。,恆顯圈,30,星官 - 星座的對照請參閱 http://www.teacher.aedocenter.com/my-teacher/star-05.htm,31,天關(guān)客星,《宋會(huì)要》：「 嘉祐元年三月，司天監(jiān)言，客星沒，客去之兆也。初，至和元年五月晨出東方，守天關(guān)。晝見如太白，芒角四出，色赤白，凡見二十三日。」,M1 蟹狀星雲(yún)即是天關(guān)客

14、星的遺跡,天關(guān)客星在 1054.07.04 爆發(fā),32,蘇頌 (1020 - 1101) 的水運(yùn)儀象臺,這是一座把渾儀、渾象和報(bào)時(shí)裝置整合一起的水力驅(qū)動(dòng)天文鐘塔，詳記於蘇頌著作《新儀象法要》中。,33,蘇頌星圖,,在《新儀象法要》中的全天星圖，根據(jù)宋代元豐年間 (11 世紀(jì)後期 ) 的實(shí)測繪制，共有一千四百餘顆星，從角宿開始，按二十八宿順序排列，縱線通過各宿的距星，線頂有宿度對應(yīng)。,← 部份蘇頌星圖,34,漏壺,元代延祐三

15、年 (1316) 製成，由上向下為日壺、月壺、星壺和有浮箭的受水壺，箭身刻有十二時(shí)辰指示上刻度的時(shí)間。 一時(shí)辰等於現(xiàn)代的兩小時(shí)，前一小時(shí)稱「初」，後一小時(shí)稱「正」。例如午正 = 12:00 – 13:00，但後人把 12:00 說成正午。,複製品,35,郭守敬 (1231-1316),元代登封觀星臺 (河南省),36,渾儀圈數(shù)太多阻礙觀測,渾儀 與 簡儀,37,仰儀,郭守敬也創(chuàng)製了「仰儀」，利用小孔成像原理把太陽投影在朝天大

16、鍋的內(nèi)壁上，壁面刻有天球的經(jīng)緯線，可以用日影定時(shí)刻及觀測日食。,↑ 在香港天文公園 的彷製仰儀,向南或向北的開孔小板,,38,中國古代的恆星赤道系統(tǒng) 周天為 365 又 ¼ 度 以入宿度、去極度定星位,不解之謎 ---- 二十八宿寬窄相差懸殊，最寬是井宿 (33 度)，最窄是觜宿 (半度)。各宿的距星 (參考星) 大多是中等偏暗的星，幾乎沒有亮星。,39,天干 和 地支,「天干」和「地支」用來標(biāo)記

17、日子、時(shí)間、方位甚至事物先後的次序。天干象征天上的樹幹，地支是散在地上的分枝，古人認(rèn)為天是主、地是從，天地互存像樹幹和分枝。天干包括 甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸 10 個(gè)序號，地支包括 子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥 12 個(gè)序號，合稱為干支。干支互相配對可產(chǎn)生 60 個(gè)順序，之後也可循環(huán)使用：甲子、乙丑、丙寅，丁卯、戊辰、己巳、庚午、辛未、壬申、癸酉、甲戌、乙亥、丙子、丁丑、戊寅，己

18、卯、庚辰、辛巳、壬午、癸未、甲申、乙酉、丙戌、丁亥、戊子、己丑、庚寅，辛卯、壬辰、癸巳、甲午、乙未、丙申、丁酉、戊戌、己亥、庚子、辛丑、壬寅，癸卯、甲辰、乙巳、丙午、丁未、戊申、己酉、庚戌、辛亥、壬子、癸丑、甲寅，乙卯、丙辰、丁巳、戊午、己未、庚申、辛酉、壬戌、癸亥。,40,明代航海的牽星術(shù),牽星板 (1 指 ≈ 2 cm),41,明代的極光、日暈、月暈繪畫,原載於明仁宗 (1425 年)撰的《天元玉曆祥異賦》，這是占卜用

19、書，內(nèi)有關(guān)於 極光、日暈、月暈和其他種種天象的彩色繪畫。,42,元代以後，中國天文的發(fā)展?jié)u走下坡，無論是科學(xué)理論或觀測技術(shù)都不及當(dāng)時(shí)來華的耶穌會(huì)士。,43,澳 門,首位來華的耶穌會(huì)士是 16 世紀(jì)的利瑪竇，他與明末 大臣徐光啟合譯了《幾何原本》。 1619 年一班耶穌會(huì)士 (包括湯若望、南懷仁等) 乘船 抵達(dá)澳門，他們最早把西方著作及望遠(yuǎn)鏡帶入境。,44,湯若望 1591-1666 (服務(wù)明清兩代),

20、徐光啓 1562-1633 (明代),湯若望亦與徐光啓合編《崇禎曆書》，清代改叫《西洋新法曆書》， 後稱《 時(shí)憲曆》，在順治二年 (1645 年) 開始執(zhí)行，至今已成為民間的 “農(nóng)曆”。,45,黃道十二宮,黃道十二宮在隋唐跟佛教傳入中國，但到明末才被認(rèn)識，當(dāng)時(shí)湯若望編制《崇禎曆書》，他把傳統(tǒng)的 24 節(jié)氣沿黃道等分，每節(jié)氣相隔 150，從此中國古天文溶入了西方的天文學(xué)。,46,二十四節(jié)氣以西方天文學(xué)的黃經(jīng) (ecliptic lon

21、gitude) 均分，在陽曆的日子大約固定。,47,農(nóng)曆仍然採用每十九年加插七個(gè)閏月的辦法：,“十九年七閏” 共有 235 個(gè)朔望月 = 29.53 x 235 = 6939.55 天19 個(gè)陽曆年 = 365.25 x 19 = 6939.75 天,兩者相差不足一天，因此每隔 19 年農(nóng)曆再與陽曆同步。,仍在坊間出版 的 “通勝” (農(nóng)曆 + 流年吉兇),48,,要二十四節(jié)氣和日月食的預(yù)告準(zhǔn)

22、確，春分點(diǎn)的位置 必先要測準(zhǔn)。 但由於地球自轉(zhuǎn)軸 (天球赤道) 的擺動(dòng)，春分點(diǎn)不斷 沿黃道退行，因此測定春分點(diǎn)是當(dāng)年的重要工作。,49,歐洲傳教士參與設(shè)計(jì)的清代天文儀器,(現(xiàn)在),50,1987 年在北京古觀象臺所見,51,52,北京故宮的日晷,上圖為乾隆?養(yǎng)心殿前的赤道式日晷，盤直徑 28 cm，北盤面刻有「子丑寅卯 … 」十二時(shí)辰，每時(shí)辰分「八刻」 (一刻為 15 分鐘)，轉(zhuǎn)動(dòng)銅臂可切日影以提高時(shí)間顯示的精度。

23、,在故宮陳設(shè)的日晷都是盤面斜放的赤道式，特點(diǎn)是讓日影投在平行於天球赤道的盤面上，所以時(shí)間刻度間隔平均，但晷盤需要南北兩面，分別供冬半年 (秋分至春分) 及夏半年 (春分至秋分) 使用。,(向北面),53,鄭復(fù)光 在 1847 年寫成《鏡鏡詅癡》五卷，集當(dāng)時(shí)中西光學(xué)知識大成，在完成此書的基礎(chǔ)上，製造了中國最早的一臺測天望遠(yuǎn)鏡。,《鏡鏡詅癡》,第一個(gè)「鏡」字是動(dòng)詞，是「照」的意思，「詅癡」則有「本無才學(xué)，又喜歡向人誇耀，適

24、成獻(xiàn)醜」的意思。,54,為甚麼元代之後中國天文學(xué)衰落 ?,55,專制,秦始皇 (公元前 ~221 年) 名 嬴政， 人民要忌說與皇帝名 “政” 同音的 字，所以改叫「正月」為 “禎月”。,嫦娥本稱「姮娥」，因?yàn)?漢文帝 (公元前 ~179 年) 叫劉恒，以後姮娥就改作 嫦娥了。,只有天子 (皇帝) 才有權(quán)通天，所以歷代皇帝都 嚴(yán)禁民間私習(xí)天文 ，到清代才逐漸開放。明清統(tǒng)治者設(shè) “文字獄”

25、 迫害異己的知識份子。,56,「熒惑守心」表示皇帝有兇兆，漢代丞相 翟方進(jìn) 因此代君而死。 短片 http://v.ku6.com/show/IKP7WmnmiDJqhY1U.html ， 故事在 ~12:00。,偽造天象： 古記載有 23 次 「熒惑守心」， 其中 17 次是偽造的。,57,雖然中國古籍有許多天象記載，但欠缺幾何的量化。,舉頭望明月，大如五寸鏡。謂眾目皆然，圓規(guī)有一

26、定。忽聞小如杯，兒語實(shí)駭聽。因之遍諏訪，令各說圍徑。細(xì)比半兩錢，大至尺口罄。始知眼光異，塵根有殊性。譬如長短視，遠(yuǎn)近相去瓊。花看霧中昏，毫察秋來炳。即事悟?qū)W功，格物非易竟。老夫年七十，識月猶未竟。如何執(zhí)成見，輒負(fù)鑒裁柄。,引述清?趙翼在甌北集的詩,(詩作於十八世紀(jì)末),58,當(dāng)十七世紀(jì)歐洲文藝科學(xué)起飛時(shí)，中國只有湯若望、南懷仁等教士傳入西方天文學(xué)，到乾隆中西交流逐漸退色。鴉片戰(zhàn)爭之後門戶重開，後來才有 A. Wyli