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古代天文观测:揭示日上三竿高度

时间:2023-08-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:“日上三竿”是民间常见的一种说法,指太阳已升起到一定高度,此时起床太晚了的时刻。以上几例说明,除民间之外,星占家、文人也有用“竿”表示太阳高度的。就“日上三竿”来说,“三竿”长应为30尺上下,即视高度30°许。图6.1.1日上一竿、二竿、三竿的高度再举两例描述月亮高度的诗句:宋代陆游有《十月十五夜对月》:“离海月盈丈,寒光万里明。众星敛欲尽,一镜独徐行。”

古代天文观测:揭示日上三竿高度

我们先来看天体高度的记录,不妨从大家最熟悉的民间提法“日上三竿”说起。

“日上三竿”是民间常见的一种说法,指太阳已升起到一定高度,此时起床太晚了的时刻。那么,这个高度到底是多高,里面有没有一定的科学依据呢?有的。虽然“三竿”不像“丈”“尺”那样可以准确地量化,但人们的这种描述是有大致共同标准的,其中也包含假想天球投影的心理积淀。可以寻找典籍中的类似记载做定量分析:

《南齐书·天文志》载:(永明)“五年十一月丁亥,日出高三竿,朱色赤黄。”

《观象玩占》卷二:“日出东方二竿,亭亭无光,曰日病;日未入西方二竿,亭亭无光,曰日死。”

《乙巳占》:“日出一竿,无光耀者,其月有三死,若有忧。”

唐朝杜牧诗句:“两竿落日溪桥上,半缕轻烟柳影中。”(《齐安郡中偶题二首》)

唐朝诗人李茂复还有这样的诗句:“落日西山近一竿,世间恩爱极难捐。”(《自叹》)

上海松江学者陶宗仪记录元至正二十一年(公元1361年5月5日)的日全食时写道:“辛丑四月朔日,上海县日未没三四竿许,忽然无光,渐渐作焦(蕉)叶样,天且昏黑如夜,星斗灿然,饭顷方复归,天再开,星斗也隐,又少时乃没。”

以上几例说明,除民间之外,星占家、文人也有用“竿”表示太阳高度的。那么1竿到底是多长呢?宋朝朱熹的《刻漏》诗有句:“却羡升平如官府,日高三丈放朝衙。”《汉语大辞典》引了这句诗,并注释为“日高三丈”即“日上三竿”。如果按这个标准,说明1竿=1丈。

明朝诗人高启还有这样的句子:“江悬落日犹三尺,风折垂阳定几条。”(《丁校书见招晚酌》)

这是直接用“尺”表示太阳高度。

另外,通过“立竿见影”“一竿子打落一船人”等习语也可以推测,人们平时心目中的竿长确应在1丈左右。就“日上三竿”来说,“三竿”长应为30尺上下,即视高度30°许。

当然,这里还需进行一下视错觉校正,按前面4.4节的扁平天穹错觉白昼的校正归算表可知:

日上三竿=太阳视高度30°,校正后相当于太阳真高度19.1°;

日上两竿=太阳视高度20°,校正后为11.8°;

日上一竿=太阳视高度10°,校正后为5.5°;

日上半竿=太阳视高度5°,校正后为2.7°;

日上三尺=太阳视高度3°,校正后为1.6°。

所以说,“日上三竿”是太阳真高度在19°左右的时刻,正好形容起床太迟:与日出时比太阳已很高了,与正午比又不算高(这里只涉及地平高度,不考虑太阳斜向的上升过程)。

图6.1.1 日上一竿、二竿、三竿的高度(www.xing528.com)

再举两例描述月亮高度的诗句:

宋代陆游有《十月十五夜对月》:“离海月盈丈,寒光万里明。众星敛欲尽,一镜独徐行。”

这是说,月亮离开海面已满一丈,毫无疑问,这时的月亮(未校正的)视高度是10°。

唐代诗人周朴的散句:“月离山一丈,风吹花数苞。”

月亮离开山顶一丈,算上山的高度,应该是10°以上了。

还有写星体高度的:

太白明如李,东方三丈高。晨光孤照阙,雾气湿侵袍。”([宋]司马光《早朝书事》)

“北斗垂几尺,东京路几千。大江复几深,腊尾难放船。”([宋]晁说之《将为枝江之行》)

前首诗说,太白金星李子那么大,升起在东方有三丈高;后首诗写北斗七星已降得很低,离地面只有几尺了(枝江在湖北,这里所见的北斗,当然比北方看到的要低)。这都可以按前面4.4节的校正表加以校正量化。

再看古代的天文星占书籍中对星体高度的记录。当使用尺度体系时,这种记录一般都用“去地×丈”表示:

史记·天官书》载:“五残星,出正东东方之野,其星状类辰星,去地可六丈……四填星,所出四隅,去地可四丈。地维咸光,亦出四隅,去地可三丈。”

“去地可六丈”即地平视高度约60°,按无月晴夜的观测归算:夜间去地6丈相当于真实地平高度56°左右。“去地可四丈”则为地平视高度约40°,可归算为真实地平高度35°左右。同样,“去地可三丈”是视高度30°,真高度为26°左右。

宋书·五行志》载南朝宋武帝大明七年(公元463年)十一月“日始出四五丈,色赤如血,未没四五丈亦如之。”

太阳“赤如血”可能是浓雾或沙尘所致,按“曙暮薄明”情形,此时太阳的真高度在29°~39°之间。

还可以处理一些更复杂的记录:

宋史·天文志》载:“至道元年五月己未(公元995年6月14日),日未及地五尺间,有星出中天,色赤黄,有尾迹,东行速行二丈余,没。”

这里记录了一颗白昼可见的大火流星,同时做了太阳高度记录。五尺为5°,从前面4.4节的校正表可查出,白昼目视估测太阳高度为5°时,太阳的实际高度为2.7°;“有星出中天”可理解为火流星出现时是在天顶;“东行速行二丈余,没”说明流星消失时的目测天顶距为二丈,即目视地平高度为70°,从校正表可以查到,流星消失时的真实地平高度约为60°。

新唐书·天文志三》:“天复三年十一月丙戌,太白在南斗,去地五尺许,色小而黄。”

天复三年即公元903年,这年农历十一月无丙戌。按天文软件推算,在该年公历11月23日戊戌,金星恰好在南斗正中,因此“丙戌”是“戊戌”之误。推算得知,公元903 年11 月23 日晚18时18分,在长安所见金星的地平高度为3.3°,视地平高度正好为5°(图6.1.2)。在这么低的天空看到的金星,由于大气的消光(尤其是吸收了较短波段的蓝、绿光),当然是“色小而黄”了。

图6.1.2 《新唐书·天文志》“天复三年十一月丙戌,太白在南斗,去地五尺许,色小而黄”的天象回推再现

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