天文學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)詳說(shuō)

1、天文學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)詳天文學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)詳說(shuō)說(shuō)去過(guò)未 ?(以中國(guó)古天文儀器為主題)牛郎織女 唐杜甫牽牛出河西，織女處其東。萬(wàn)古永相望，七夕誰(shuí)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)|。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。人馬座南斗 (斗宿)仰 韶 文 化 的 大 致 範(fàn) 圍黃河流域的仰韶文化 (70005000 年前)在仰韶出土陶片的太陽(yáng)七日己已夕，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？

2、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 中國(guó)古天文由占卜與 皇權(quán)主導(dǎo)，三千年前 的易經(jīng)說(shuō)： 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 木衛(wèi)三 直徑 5260 公里，比水星還要大，是太陽(yáng)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(guó)時(shí)的甘德、石申甘德在公元前 364 年曾目睹木星側(cè)有小星，即是後來(lái)伽利略證實(shí)的木衛(wèi)三。 ()早期的彗星及太陽(yáng)黑子記述 西漢淮南子 兵略訓(xùn) 武王伐紂 . 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

3、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(yáng)黑子觀測(cè)記錄。 由秦始皇七年 ( 240) 到清末共有 29 次哈雷彗星 回歸記錄，一次不漏，惜無(wú)人發(fā)現(xiàn)它是同一彗星。 馬王堆墓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。第一次全國(guó)性 (東漢) 的天文會(huì)議：渾天說(shuō) 對(duì) 蓋天說(shuō)周代的蓋天說(shuō) 和 東漢的渾天說(shuō)古天文學(xué)家還有 虞喜 (東晉)、蘇頌 (北宋)、沈括 (北宋) 等張衡 (78-139) 的候風(fēng)地動(dòng)儀懸垂擺 原理(復(fù)原品) 設(shè)大明曆，391 年置 144 閏月， 代替 19 年 7 閏。 測(cè)量冬至前後若干天的正午日影 長(zhǎng)度，得到更

4、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 日祖沖之 (429 - 500) 日期正午日影長(zhǎng)度冬至?xí)r刻測(cè)量點(diǎn)一行，俗名張遂 (683727) 修訂大衍曆 與工匠梁令瓚製造了黃道遊儀， 測(cè)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 渾天銅儀， 每晝夜運(yùn)轉(zhuǎn)一周。 復(fù)矩，測(cè)北天極高度 (= 緯度) 木人敲鼓辰鐘步天歌步天歌始於 7 - 8 世紀(jì)的唐代，作者未確，步天歌以詩(shī)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。三垣二十八宿垣

5、是城牆，宿是宿舍，象徵月球每日停守此處粵音 ? 二十八宿的宿，粵音 “叔”，不是音 “秀”。 傳教士與明代官員共事時(shí)已英譯為 28 ， 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(wú)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；人發(fā)殺機(jī)，天地反覆 還有白居易詩(shī)宿溪翁，押韻也是音 “叔”。讀音考證何謂太歲? 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(guò)一次。 後來(lái)發(fā)覺(jué)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

6、，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(guò)一辰。 道教把太歲發(fā)展為六十位太歲神，“犯太歲” 即源於此。二十八宿亦以四象配對(duì)：東方蒼龍 (對(duì)應(yīng) 角、亢、氐、房、心、尾、箕)南方朱雀 (對(duì)應(yīng) 井、鬼、柳、星、張、翼、軫)西方白虎 (對(duì)應(yīng) 奎、婁、胃、昴、畢、觜、參)北方玄武 (對(duì)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。四象我國(guó)天文學(xué)家高魯 (1877-1947) 設(shè)計(jì)的四象圖(中國(guó)天文學(xué)家的故事，陳遵媯、湛穗豐著 p.84)二十八宿在天球的位置古人相信天人感應(yīng)，天上也要配套對(duì)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

7、數(shù)由一顆 (例如 “相”) 至廿多顆不等。 星的命名例官職 / 貴族：太子、尚書、三公、相、四輔 設(shè)施：靈臺(tái)、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 地域：齊、趙、鄭、越、秦、晉、楚、燕 清 光緒三十三年 (1907 年)，英國(guó)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)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

8、 !(其他星圖都有不同程度的失真)秋分點(diǎn)春分點(diǎn)紫微垣必定在星圖中央的恆顯圈(北極至赤緯 500 N) 之內(nèi)，圈內(nèi)都是在華北地區(qū) “永不沒(méi)落，出身顯貴” 的星官。恆顯圈參宿參宿觜觜宿宿軫宿軫宿斗宿斗宿角宿角宿奎宿奎宿翼宿翼宿牛宿牛宿畢宿畢宿井宿井宿心宿心宿張宿張宿箕宿箕宿尾宿尾宿 星官 - 星座的對(duì)照請(qǐng)參閱 天關(guān)客星宋會(huì)要： 嘉祐元年三月，司天監(jiān)言，客星沒(méi)，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)客星的遺跡天關(guān)客星在 1054.07.04 爆發(fā)蘇頌 (1020 - 1101) 的水運(yùn)儀象臺(tái)這是一座把渾儀、渾象和報(bào)時(shí)裝置整合一

9、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。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(cè)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(guò)各宿的距星，線頂有宿度對(duì)應(yīng)。 部份蘇頌星圖漏壺 元代延祐三年 (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(shuō)成正午。複製品郭守敬 (1231-1316)元代登封觀星臺(tái) (河南省)渾儀圈數(shù)太多阻礙觀測(cè)渾儀 與 簡(jiǎn)儀正方案仰儀郭守敬也創(chuàng)製了

10、仰儀，利用小孔成像原理把太陽(yáng)投影在朝天大鍋的內(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(cè)日食。 在香港天文公園 的彷製仰儀向南或向北的開孔小板中國(guó)古代的恆星赤道系統(tǒng) 周天為 365 又 度 以入宿度、去極度定星位 不解之謎不解之謎 二十八宿寬窄相差懸殊，最寬是井宿二十八宿寬窄相差懸殊，最寬是井宿 (33 (33 度度) )，最窄是觜宿，最窄是觜宿 ( (半度半度) )。各宿的。各宿的距星距星 ( (參考星參考星) ) 大多是中等偏大多是中等偏暗的星，幾乎沒(méi)有亮星。暗的星，幾乎沒(méi)有亮星。 天干 和 地支天干和地支用來(lái)標(biāo)記 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

11、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(hào)，地支包括 子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥 12 個(gè)序號(hào)，合稱為干支。干支互相配對(duì)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、

12、辛酉、壬戌、癸亥。明代航海的牽星術(shù)牽星板 (1 指 2 cm) 鄭和 (1371-1433) 沿東非海岸航行的記事： 在華蓋星五指內(nèi)，去到北辰星四指，坐斗上山勢(shì)， 坐癸丑針，六十五更，船收葛兒得風(fēng)、哈甫泥。大意：船隊(duì)從華蓋星 (小熊座) 五指地 (= 40 S 的慢八撒) 出發(fā)，目的地是北辰星四指地的 “葛兒得風(fēng)” 和 “哈甫泥”，按照羅盤癸丑針?biāo)甘镜姆较?(像坐斗上山之勢(shì))，航行六十五更，即可抵達(dá)。癸丑方向羅盤明代的極光、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。元代以後，中國(guó)天文的發(fā)展?jié)u走下坡，無(wú)論是

13、科學(xué)理論或觀測(cè)技術(shù)都不及當(dāng)時(shí)來(lái)華的耶穌會(huì)士。澳澳 門門 首位來(lái)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。湯若望 1591-1666 (服務(wù)明清兩代)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”。黃道十二宮黃道十二宮在隋唐跟佛教傳入中國(guó)，但到明末才被認(rèn)識(shí)，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

14、國(guó)古天文溶入了西方的天文學(xué)。古代的黃道十二宮在黃道帶上的 13 個(gè)現(xiàn)代星座二十四節(jié)氣以西方天文學(xué)的黃經(jīng) ( ) 均分，在陽(yáng)曆的日子大約固定。農(nóng)曆仍然採(cǎi)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(yáng)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(yáng)曆同步。仍在坊間出版 的 “通勝” (農(nóng)曆 + 流年吉兇) 要二十四節(jié)氣和日月食的預(yù)告準(zhǔn)確，春分點(diǎn)的位置 必先要測(cè)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(cè)定春分點(diǎn)是當(dāng)年的重要工作。歐

15、洲傳教士參與設(shè)計(jì)的清代天文儀器(現(xiàn)在現(xiàn)在)1987 年在北京古觀象臺(tái)所見傳教士呈給康熙的天文地理儀器測(cè)炮象限儀測(cè)分時(shí)赤道公晷渾天儀看朔望入交儀星盤鍍金嵌琺瑯望遠(yuǎn)鏡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 ，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。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)鄭復(fù)光鄭復(fù)光 在在 1847 年寫成鏡鏡詅癡五卷，年寫成鏡鏡詅癡五卷，集當(dāng)時(shí)中

16、西光學(xué)知識(shí)大成，在完成此書的集當(dāng)時(shí)中西光學(xué)知識(shí)大成，在完成此書的基礎(chǔ)上，製造了中國(guó)最早的一臺(tái)測(cè)天望遠(yuǎn)鏡?；A(chǔ)上，製造了中國(guó)最早的一臺(tái)測(cè)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(wú)才學(xué)，又喜歡向人誇耀，適成獻(xiàn)醜的意思。 為甚麼元代之後中國(guó)天文學(xué)衰落 ?專制 秦始皇 (公元前 221 年) 名 嬴政， 人民要忌說(shuō)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” 迫害異己的知識(shí)份子

17、。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 ， 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。雖然中國(guó)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)有一定。忽聞小如杯，兒語(yǔ)實(shí)駭聽。因之遍諏訪，令各說(shuō)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(zhǎng)短視，遠(yuǎn)近相去瓊?；挫F中昏，毫察秋來(lái)炳。即事悟?qū)W功，格物非易竟。老夫年七十，識(shí)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(shī)(詩(shī)作於十八世紀(jì)末)當(dāng)十七世紀(jì)歐洲文藝科學(xué)起飛時(shí)，中國(guó)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(zhēng)之後門戶重開，後來(lái)才有 A. 與李善蘭合譯的代數(shù)、幾何、微積分、重學(xué) (靜力學(xué)) 及談天等。 李善蘭 1811-1882湯若望 1591-1666J. A. Schall von Bell偉烈亞力 1815-1887Alexander Wylie南懷仁 1623-1688Ferdinand Verbiest 開普勒發(fā)表第三行星定律牛頓年代 發(fā)現(xiàn)天王星 梅西爾目錄光譜學(xué)開始 發(fā)現(xiàn)海王星 開始天文攝影首次觀測(cè)金星凌日40 吋折射鏡啟用 清朝順治元年 康熙年代 乾隆年代 鴉片戰(zhàn)爭(zhēng) 八國(guó)聯(lián)