中国古代天文学发展及重要成果

中国古代的天文学在秦汉时期获得了很大的发展,并达到了一个很高的水平。秦汉时期尤其是汉代天文学的成就包括:历法系统的进一步完善,天文观测与计算精度的进一步提高,相当数量的天文理论著作的面世,特别是有关宇宙的理论探讨的深入,还有一批天文仪器的创制。

对行星运行周期的准确测定是天文观测与计算精度提高的明显例证,它也是秦汉时期天文学高度发展的重要成果。如长沙马王堆出土的帛书《五星占》,给出了从秦始皇元年(前246)到汉文帝三年(前177)七十年间金星、木星、土星的准确位置,并推得它们的会合周期与恒星周期。经研究,其中木星的恒星周期为12年(应为11.86年),土星的恒星周期为30年(应为29.46年)。又木星的会合周期为395.44日,比今测值小3.44日;土星的会合周期为377日,比今测值只小1.09日;而金星的会合周期为584.4日,比今测值仅小0.48日。不难看出,这些数值的精度与现代数值的精度已十分接近。(www.xing528.com)

历法是这一时期天文学成就中最为重要的部分。秦使用的是《颛顼历》,汉代初年仍沿用此历,直至武帝时制定新的历法。两汉期间先后出现过四部历法,分别是《太初历》、《三统历》、《四分历》和《乾象历》,总的来说,这是一个不断进步、不断精确的过程。这其中尤以《太初历》和《乾象历》最为重要。《太初历》是我国历史上第一部体系较完整的历法。该历已经具备后世历法最主要或最基本的内容,包括气朔、闰法、五星、交食周期等内容。它首次将二十四节气引入历法,明确提出以没有中气(雨水、春分、谷雨等十二节气)的月份为闰月的原则,把季节和月份的关系调整得十分合理,而这一方法在农历中一直沿用至今。此外,《太初历》还第一次明确提出了135个朔望月中有23个食季的食周概念,对于五星会合周期的测算精度比起以往有明显提高。汉代另一部重要历法是《乾象历》。东汉早期,天文学家李梵、苏统等发现月亮视运动的不均匀性,也就是月有迟速。至东汉晚期,刘洪在《乾象历》中首次将这一成果纳入历法,运用于交食推算。刘洪明确给出一近点月长度的数值为27.5533590日,与今推值27.5545689日相差仅约百秒。这也是《乾象历》最主要的成就。除此之外,刘洪还发现了白道与黄道之间存在着一个六度左右的夹角,这与现测值也很接近;又首次发现了黄白交点的退行现象,提出了食限的概念。汉代的天文观测仪器也有很大的进步,特别是到了张衡时达到了一个高峰。同时,这一时期对于天象的观测与记录日趋详备和精细。