中國古代天文學和數學

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1、中國古代天文學趙丹山西大學科哲中心2009.12.15由于“以農為本”和“天人感應”思想在中國古代長期居于支配地位，因此天文學在歷代都被受重視。各代皇帝都注意觀測天象，編制歷法，并在朝廷中設立專門的機構，委派專職官員負責天文工作。在政府的大力扶持下，天文學很早就建立起來，并達到當時世界較高的水平。其突出成就表現(xiàn)在歷法的編制、天文儀器的研制、天象記錄的完備和宇宙學說的構建等方面。內容簡介專職天學機構天學之運作歷法成就天學儀器與典籍宇宙思想中外交流天學之官營傳統(tǒng)天學機構由皇家直接擁有和經營天學家們的官員性質天文儀器的國家研制和管理歷書之編算、印刷及頒發(fā)官營天學的例外《隋書-天文志》中記載了張子

2、信的天學活動：“至后魏末，清河張子信，學藝博通，尤精歷數。因避葛榮亂，隱于海島中，積三十許年，專以渾儀測候日月五星差變之數，以算步之。始悟日月交道有表里遲速，五星伏現(xiàn)有感召向背……”天學機構的皇家傳統(tǒng)天子有靈臺，以觀天文……諸侯卑，不得觀天文，無靈臺非天子不得作靈臺天子太廟，上可以望氣，故謂之靈臺——《詩經·大雅》朝代機構名稱首腦名稱首腦官品秦漢太史令、太史公隋太史曹、太史監(jiān)太史令唐太史局、秘書閣、渾天監(jiān)、渾儀監(jiān)、太史局、太史監(jiān)、司天臺太史令、郎中、渾天監(jiān)、渾儀監(jiān)、太史局令、大監(jiān)從五品下、正三品、從三品宋司天監(jiān)、太史局司天監(jiān)、太史令正三品遼司天監(jiān)太史令金司天監(jiān)提點正五品元太史院、司天臺院使

3、、司天監(jiān)正二品、從五品明欽天監(jiān)監(jiān)正正五品清欽天監(jiān)監(jiān)正正五品官營天學的規(guī)模工作人員之來源及培訓深通天學之重臣：（漢）劉歆，（唐）一行；（漢）張衡，（宋）沈括，（元）郭守敬世襲的天學官員：父子相傳，如祖沖之、祖暅；強迫世襲，如明洪武六年“欽天監(jiān)人員永不許遷動，子孫只習學天文歷算，不許習他業(yè)；其不習學者發(fā)南海充軍”從社會上招集：政權草創(chuàng)之初；改歷或大型天學活動之舉；明征暗禁培訓：天學機構屬員中的教授、天文生皇家主持的儀器研制其功能不僅僅是輔助觀測工具，更引人矚目的是它代表的象征意義制造儀器的命令要由皇帝下達，造成之后，皇帝要派人驗收《明英宗實錄》：正統(tǒng)二年（1437）二月，行在欽天監(jiān)監(jiān)正皇甫仲和

4、等奏：“南京觀星臺設渾天儀、璇璣玉衡、簡儀、圭表，以窺測七政行度、凌、犯、遲、留、伏、逆。北京齊化門城上觀測未有儀象。乞令本監(jiān)官一人往南京督匠以木如式造之，赴北京較北極出地高低準驗，然后用銅鑄造，庶占象不失”歷朝歷代明文規(guī)定，禁止私人擁有天學儀器歷書的政治意義頒歷之權是皇權得以確立的象征奉行某朝正朔，即行用該朝頒行的歷法，表示對該朝政權的臣服天學之運作天象之觀測：恒星、日月交蝕及掩星、行星天象、異常天象（彗星、新星、流星、太陽黑子）記錄、報告及文獻保存儀器之研制及管理歷書之編算、印刷及頒發(fā)將天空恒星背景劃分成若干特定的區(qū)域，建立一個的坐標系統(tǒng)，以此來確定日月五星和許多天象發(fā)生的具體位置，一

5、直是人們長期以來的目標。二十八宿坐標系統(tǒng)就是這樣一種特殊的赤道坐標系統(tǒng)。它以天赤道附近二十八個距星作為標志點來測量的。天體的坐標用入宿度和去極度兩個數值表示。入宿度表示某天體在某宿距星以東的赤道度數，去極度為該天體距離北天極的度數。坐標系1973年，湖北隋縣曾侯已墓中出土的漆箱蓋子上繪有二十八宿的全部各稱，這是迄今所發(fā)現(xiàn)的包含完整的二十八宿星名的最早文字記載。因此可以確定，至遲在春秋末年到戰(zhàn)國初年，二十八宿星空系統(tǒng)已經存在了。其實質和現(xiàn)代天文學上廣泛使用的赤道坐標系是一致的。而在歐洲，赤道坐標系的廣泛使用卻開始于十六世紀。“魯文公十四年（613BC）秋七月，有星孛入于北斗”?！洞呵铩愤@

6、是關于哈雷彗星的最早記錄。從秦始皇七年（前240）到清宣統(tǒng)二年（1910）哈雷彗星共出現(xiàn)31次，每次我國古代都有詳細記錄?！棒斍f公七年（687BC）夏四月辛卯夜，恒星不見，夜中星隕如雨”?！洞呵铩愤@是世界上關于天琴座流星雨的最早記錄。自此以后，我國史書上關于流星雨的記錄，據不完全統(tǒng)計，至少有180次以上。天象記錄戰(zhàn)國甘德的觀察木星時發(fā)現(xiàn)：“若有小赤星附于其側”。這是早于伽利略（1564—1642）兩千年對木星最亮的衛(wèi)星——木衛(wèi)三的觀察。魯僖公十六年（644BC）“春王正月戊申，隕石于宋，五”。這是最早的隕石記錄，有時間，有地點、有數量。歷法成就古代歷法之主要內容：日、月及五大行星的運動

7、規(guī)律，故就研究內容也可稱為是古代數理天文學古代歷法的中心課題：原理（日、月、五星運動規(guī)律在歷法中得到的反映）和數據（歷法對日月五星運動的數值描述）歷法的編制歷法是人們根據生產和生活的需要而創(chuàng)立的記時系統(tǒng)。在長期的生產實踐中，人們利用自然現(xiàn)象變化的規(guī)律作為計量時間的尺度，從而形成了“回歸年”、“朔望月”和“太陽日”等時間計量單位。這三種計量單位并用的歷法稱為陰陽歷（例如農歷）；只考慮回歸年變化的稱作陽歷（例如現(xiàn)行的公歷）；