“天文学的历史与文化”专题课程设计

2018-02-24陈志辉

咸阳师范学院学报 2018年2期

陈志辉

（内蒙古师范大学科学技术史研究院，内蒙古呼和浩特 010022）

近年来，通识教育在大学教育中的地位日渐重要。2017年清华大学新成立科学史系，系主任吴国盛认为“科学史从一开始就扮演着推动通识教育的角色”[1]。科学史教育沟通传统的文科和理科，契合了通识教育健全学生知识结构的要求，因此科学史课程无疑是通识课程体系中的核心课程[2]。

就笔者所知，近年来国内拥有科学史教学研究单位的大学基本都开设有必修或必选的科学史通识教育课程，如中国科技大学、北京科技大学、上海交通大学等。其他一些高校也开设有选修的相关课程[3]。出版的科学史教材主要有《科学技术史概论》《自然科学概要十八讲》《科学史十五讲》《科学技术史概论》《自然科学史概要》等[4-8]。

虽然科学史在通识教育中的地位不断地受到重视，但科学史通识教育在实践中仍有不少问题。首先，在通识教育的背景下，科学史在空间上横跨中外，时间上纵贯古今，包罗万象的内容“既为教师的讲授提供了丰富的素材，为教师在七尺讲台上的思想驰骋提供了足够的余地，也为教师高屋建瓴纵览全局深入浅出的讲解制造了障碍”[3]。科学史课程对授课教师提出了较高的要求，但实际上高校专任教师的数量较小，难以满足大量的课程需求。

其次，本科生的“自然辩证法”课程多被取消或改为选修课。科学史本身是自然辩证法的重要组成部分，科学史也为自然辩证法研究提供背景和基础[9]。“自然辩证法”课程的削弱，无形中对科学史通识教育带来不利影响。

再次，不同高校和教师对科学史通识课程的定位不尽相同。有些学校设置的课程种类和课时数比较多，有些则相对较少。有的教师以讲授通史为主，有的则以分科史为导向。例如上海交通大学的天文学史通识课，大致上是从远古到现代，按世界各大文明（近代以后按学科分支）分章讲授。但在笔者所在的内蒙古师范大学，一门科学史通识类课程的总学时相对较少：每学期的教学时间共7到9周，每周2课时。

总而言之，科学史通识教育要紧紧地围绕着沟通科学与人文这一根本目的，相关的课程要和学校自身条件作适当的调整。为此，笔者认为可以对科学史通识课程的教学作专题化处理，以方便根据不同情况进行调整。

1科学史通识课程的专题化

虽然说只有“科学通史”才能达成科学与人文之间桥梁的功能[1，10]，但如前所述，现在不同学校对科学史通识课程的课时设置并不统一。如果要在有限的课时内讲授某一个学科的通史乃至科学通史，势必造成内容过多、学生吸收困难的结果。

另一方面，科学史通识课程所涉及的时间范围和领域都比较广，通史式的讲授不但大大加重了授课教师的负担，而且为求面面俱到，很容易变成点到即止的各种科学成果的流水账。同时，这样的课程也难以引起学生的兴趣和进一步的思考。

针对实际条件的限制，其中一个可能的解决方法是把科学史课程专题化，即把科学史分支课程作为一个教学模块，每个教学模块再以一定的标准划分为若干个相对独立的专题子模块。科学史专业的教学科研人员可避免面面俱到，集中精力吸收先贤、时人和自己的研究成果，转化为专题子模块的内容，加以讲授。

当然，科学史通识课程的专题化并非对各分科史的知识进行简单的讲述。在各专题子模块中讲授各分支科学史知识的同时，授课教师应注重多学科交叉和融合，进而引发学生思考和继续学习的兴趣。这也是与通识教育的目的相契合的。通识教育的目的在于完善学生的知识架构，从核心上来说是要融合人文与科学。这种完善并非是割裂各个学科，而是把不同学科的基本知识分别灌输给学生。

2“天文学的历史与文化”课程设计

2.1专题设计的思想：天文学史与人文的融合

天文学史教育能相对容易地把人文与科学要有机地融合在一起。一方面，天文学既是古老的“精密科学”（exact science）之一，又是近代科学革命的先驱学科，具备科学的典型属性。另一方面，也正因为天文学源流久远，在科学与人文尚未严重分裂的时代，它与其他知识是糅合在一起的。《易经》中“观乎天文，以察时变；观乎人文，以化成天下”的古老话语，德国哲学家康德的“有二事焉，恒然于心；敬之畏之，日省日甚。外乎者如璀璨星穹，内在者犹道德律令”都充分说明了天文学史与诸多学科深度融合的能力。

天文学史能为科学知识提供历史背景。具有长期天文学史研究和教学经验的钮卫星总结道：“科学通识教育的真正目标应该是让受众去体会科学发现的过程，从中领会科学探索的方法，进而培养出一种独立的理性思索能力和不迷信、不盲从的科学精神。为了达到这个目的，恰当的办法是告诉受众这些知识是怎么来的，即引入历史的视角。”[11]7相反，将忽略相关背景的、孤立的科学事实和理论向学生乃至公众等普及，受众们所接受的只是一些“知识碎片”，无法从整体上理解科学。这种做法有时候甚至有反作用，把科学知识神秘化，把科学家塑造成为看上去“无所不能”的魔术师。

历史上，中国与其他古代文明都有数次重要的天文学交流：（1）六朝隋唐时期与印度天文学的交流；（2）蒙元时期与伊斯兰天文学的交流；（3）明清之际西方天文学的输入。由天文学的比较与交流，可以引导学生从一些具体而微的案例中理解文化的多样性以及文化传播中的融合现象。这种比较视野的引入，既可以使学生免于受到单一文化视角的局限，又可以使学生在合理的文化参照系中看待我们自身的民族文化。

在多学科融合能力、为科学知识提供历史背景和引入文化多样的比较视野等方面，天文学史教育都能很好地契合大学生通识课程的目的和要求。国内已有高校在天文学史通识分支课程教学中注重融入人文文化元素，如上海交通大学多年以来开设的天文学史通识课被定位为“一部人类认识宇宙和自身的历史”[12]，把认识自然宇宙与人类自身并列，因而强调了人文学科的元素[11]6-7。受此影响，华南师范大学也在近年开设了名为“天文与人文”通识课。

2.2课程内容设计

在天文学史通识课教学上，结合天文学史融合人文的能力优势，笔者考虑以天文学的文化类型划分相对独立的专题，在总体上构成一个名为“天文学的历史与文化”的教学模块。当中的专题子模块包括：

（1）星空文化：包括古人对天体的分类、命名和文学意象等。

（2）星占学文化：包括古人对天体运行现象的解读，及其背后的哲学、社会、历史和文化成因。

（3）历法与时间文化：包括历法编算、历谱编制和历书颁授等与历法相关活动，计时仪器的演进，及其与天文观测和时间计量之间的关系。

（4）天文学理论文化：包括古人推算天文现象时使用的理论模型及其呈现方式，如古希腊的几何模型、中国古代的行星伏见表和算表等。

（5）天文观测文化：包括天文观测的手段、工具和仪器的发明、使用和演进，及其与天文学理论之间的互动。

（6）宇宙学文化：包括不同的宇宙（天地）起源和结构的理论和展示，如中国的盖天说、浑天说，欧洲中世纪的水晶球宇宙模型等。

（7）中外天文学文化交流：包括六朝隋唐时期与印度天文学的交流，蒙元时期与伊斯兰天文学的交流，以及明清之际西方天文学的输入等方面。

（8）天文考古的方法与实践：着重介绍天文学方法在历史年代学（如武王伐纣年代[13]）和考古学（如对天文遗迹和与天文有关的出土文物的研究[14]）研究上的应用。

专题子模块的设置，旨在通过典型案例以小见大，使文科学生体验人文社会研究中的自然科学进路和基本方法，理科学生认识科学中的社会、历史和文化面向。每个内容相对独立子模块可以安排4到6课时；教师则根据实际总授课时数，相应增加或减少子模块的讲授。子模块也可不拘于古代、近现代以及中国和外国的天文学，由授课教师的专长选择侧重点，但应在总体上体现天文学文化的以下几个特点：

（1）突出比较，体现天文学文化的演进及其多样性。纵向比较，即对不同历史时期的天文学文化进行比较，体现出天文学文化的演进。横向比较，即古代各文明之间的天文学比较。例如对于星空文化和星占学文化中涉及的对新星和超新星的解释，古代中国的将之理解为客星，蕴含着天人感应的观念；古代西方则理解为大气现象，与古希腊四元素论紧密相联。两者的根本差别在于中西古代哲学观念的不同。现代天文学则从恒星演化的角度揭示新星和超新星的形成，体现科学的演进及其与古代世界不同的研究方法。基本上，各个专题子模块都可以加入这两种比较的内容。

（2）强调多学科之间的联系。从文化角度理解天文学史乃至理解科学史，必然涉及多种人文学科的融合，如文学、文字学、人类学、宗教学等。这一方面也是科学史通识课程专题化讲授的重点和难点，笔者将在下一节举例详细说明。

（3）展现先人的探索精神。科学源于对大自然的不断探索，这种探索精神在古希腊人爱智求真式的天文学研究中被体现出来。而对于中国来说，虽然近代科学的源头不在中国，而且中国的文化传统以人文学科见长，但并不表明中国人对大自然不感兴趣、缺乏探索精神。事实上，儒家士人常常对自然知识发生兴趣，只是以其自有的方式关注自然，而与古希腊人有所不同而已。关于这一点，美国汉学家艾尔曼以明清的儒士为例，言之甚详[15]。明末学者顾炎武称“三代以上，人人皆知天文”，辨别方向、确定季节和时间等更是人类所有民族普遍具备的知识。先人由这些人类生存所必需的知识技能，进而探寻天文现象的成因和规律，如昼夜交替、季节变化、月相变化、斗转星移等，便成为天文学发生和发展的原动力。现今的科学已和技术紧密结合，不少人已将之视为一种达成某种技术目标的工具或手段，其本身的目的已不明确。通过对不同文明的探索精神的展现，有助于学生明确科学研究的“初心”，树立正确的科学精神。

3课程“星空文化”的教学设计

在上述多个专题子模块中，“星空文化”专题是后续各专题重要的基础，必须讲授。笔者曾在《中国国家天文》杂志“星宿故事”专栏上连载文章十数篇，对中国古代的星宿作知识性和趣味性的普及介绍。这些文章以古代星宿为主线，同时结合了除天文学以外的多个学科的研究，是笔者研究和普及天文学的历史和文化过程中的重要认识。在笔者实际的讲授实践中，也形成了一些经验，兹略举数例如下。

3.1以文字呈现星空的文化史

中国文字从商周甲骨文开始流传至今，是中华文化的重要结晶。绵延数千年的文字演进史就是一部具体而微的中华文化发展史。中国传统的文字、音韵和训诂之学被统称为“小学”，乾嘉以来学者持“由小学入经学者其经学可信”（见张之洞《书目答问》所附《国朝著述诸家姓名略》）的观念，在小学研究上取得丰硕的成果，以至于这些学问在经历近代化后，陈寅恪认为“依照今日训诂学之标准，凡解释一字即是作一部文化史”[16]。虽然此说并不足以概括今天文化史研究的不同取向，但从日常熟习的汉字切入，进而探寻其背后的文化意蕴，确实可以很容易地引起人们的兴趣，有令人耳目一新的感觉。具体到如何以分析文字为手段呈现星空文化史，以“辰”字的起源为例加以说明。

对自然现象的命名反映了人们对该自然现象的理解，日月星辰自是人人皆见的自然现象，更是古今中外天文学研究的重要对象，而当中的“辰”字正反映出古人对星象的理解。向学生讲授时，可以先从“农”字切入。

古人为恒星命名，多取熟悉之物。如古巴比伦和古希腊多用动物（故英文Zodiac黄道带与Zoo动物园具有相同的词根）。中国古代以农立国，以与农事相关的器物命名的星官（相当于西方的星座）并不少见，如二十八宿中的箕、井，其他星官如斛、天田、农丈人等等。辰作为上古的一种重要农具，较早地成为某些星的名称。如在《春秋公羊传》里，关于“大辰”的说法就有3种之多：“大火为大辰，伐为大辰，北辰亦为大辰。”商代及其先民，以大火星（心宿二，即天蝎座α星）作为商人专门祭祀的大辰，所以当时所说的“辰”，就是指大火星。春秋时的唐国（后来的晋国）人及其祖先陶唐氏，即传说中的帝尧，则以参星即伐星作为唐人或晋人专门祭祀之星。距今三四千年以前，北斗星比现在更加靠近天北极，用斗柄指向定季节更为方便，所以夏人称北斗为“北辰”。

至于周人，则以二十八宿中的房宿（又称天驷）为辰。因而，周武王在伐纣战争时一系列被认为吉利的天文现象中，就有“月在天驷”一项（见《国语·周语下》），即月亮运行到后来被称为房宿的那个天区。以农业始祖后稷为荣的周族人，也曾以天驷为辰并加以祭祀，意在使天上的星和地上的农具相互交感，以求丰收，因而有“辰马农祥”一说。其他接受农业文明的上古民族也出于相同的目的，敬天祭辰。辰字的意义也不断扩充，成为日、月、星的统称。又由于时间要参考天体的运动，辰不断演变，与纪时相关联，如良辰、诞辰等等。

总结上面对“辰”字所反映的天文文化史，通过多学科交叉，中国文字背后的天文学文化得到了很好的展现；古文字学和天文学史研究的大体框架和一些基本研究方法，如传统的注疏研读和考证，以及现代科学方法等也能给人以深刻的印象。

3.2以天文学史解读著名文学作品

天文现象一直是古代文人吟咏描绘的重要对象，唐代科举考试专考诗赋，出现了多首描写天象的辞赋，如“初唐四杰”之一的杨炯的《浑天赋》等。解读这些文学作品固然要求具备天文学史知识，但很多为人所熟悉的名作也可以运用天文学史，从另一种新角度认识和理解古人在文学作品中呈现的星空文化。下面以对曹操《龟虽寿》的天文学史解读为例予以说明。《龟虽寿》诗云[17]：

神龟虽寿，犹有竟时。腾蛇乘雾，终为土灰。老骥伏枥，志在千里。烈士暮年，壮心不已。盈缩之期，不但在天。养怡之福，可得永年。幸甚至哉！歌以咏志。

用天文学史的新角度来解读这首名作，其关键在于结合文学史背景和天文学史知识，理解“神龟”和“腾蛇”所指为何物，进而这首诗是在怎样一个场合下被创作出来的。

先讨论腾蛇这一星官。在中国古代的天文系统中，腾蛇星是隶属于北方七宿的星官，在造父五星之南，由22颗星所组成。史载，曹操于东汉建安十二年（207）旧历八月胜乌桓，九月退兵，十一月行至今北京附近的易水。《碣石篇》中又有一首《冬十月》诗，所以可知包括《龟虽寿》在内的《碣石篇》组诗大约作于207年旧历十月，时间或有先后，但差距不过在数日之间。而通过现代天文软件计算回推，当时的腾蛇星在晚上10时以后位于中天附近。因此曹操在创作《龟虽寿》时，作为星宿的腾蛇在夜晚是确实可见的。

再论神龟所指为何。古代天文家把北方七宿总称为“玄武之象”，玄武在后世多指龟和蛇，但在东汉时代，它仅是龟的代名词。张衡《思玄赋》云：“玄武缩于壳中兮，螣蛇蜿而自纠。”可知龟和蛇是分别而言，玄武就是缩头于壳中的龟。因而《龟虽寿》中的神龟实指星空中的玄武之象。

因此我们有理由推测曹操当时的创作情景：在这个月的某一天夜晚，曹操仰望星空，看到象征神龟的玄武七宿，以及中天附近的腾蛇星，又想到自己的人生和功业，顿时诗兴大发，遵循《诗经》比兴的传统，先言他物。于是由神龟、腾蛇写起，留下了千古名篇《龟虽寿》。

通过这种形式的新角度解读，可以极大限度地唤起学生对古代文学作品和天文学历史文化的双重兴趣，深刻理解。

3.3以礼制文化考察探索星象命名

中国传统组织制度包括礼制、官制等，是古代政治制度文明的重要组成。同时，这些礼仪制度与星象的命名和天文星占等天文学文化也密切相关。张衡《灵宪》谓众星列布于天而各有所属，“在野象物，在朝象官，在人象事”[18]。这很好地诠释了是中国古人天人相应、天与地协观念。下面以星官参旗与九斿的辨析为例说明。

参旗和九斿是两个分别由9颗恒星组成的星官，位于在毕宿与觜宿之间，张守节《史记正义》[19]以及唐代的李淳风[20]均认为，参旗是天旗，九斿为天子之旗。要辨析两者的分别，须引入古代礼制。首先，参旗之“旗”和九斿之“斿”两字都有同一个部件：方人（yǎn）。《说文解字》解释方人字为“旌旗之游”，即旌旗上飘游浮动的带子。在甲骨文（）和金文（）中，方人字左边的“方”就是旗杆“，人”则是旗上的飘带。[21]在表示旌旗飘带的意义上，斿与游互为通假，与方人字也同义。孔子弟子言偃字子游，偃与方人同音通假，名与字相互关联。

其次，古代的旌旗，形状类似今天竖挂的锦旗。九斿的“斿”是旗上的飘带，其更精确的解释，是旌旗下边垂下来的、装饰性的带子。在宗法礼制分明的周代，像斿这种装饰性赋予了等级意义。郭璞《尔雅疏》云：“天子十二斿至地，诸侯九斿至轸，卿大夫七斿至轵，士三斿至肩。”[22]按礼制，周天子用的是最高级的旌旗，附上12根带子，长度要一直垂到地上；次一级的诸侯用9根带子，垂到车箱底部；再次一级的卿大夫用7根带子，垂到车轮上缘；最次一级的士就只能用3根带子，垂到与人比肩的位置。由此可见，九斿星官所代表的是诸侯一级的旌旗。

再讨论参旗星官。古籍中并没有说明参旗中的“参”字是什么意思，可能史家们认为这是“属于参宿的旌旗”，明白如话，无须多作解释。然而，被列为“十三经”之一的古代辞书《尔雅》提及一种战争用的“龙旗”的形制：“素锦绸杠，纁白縿，素升龙于縿，练旒九……”[22]根据大多数学者的解释，把白色的锦缎缠到旗杆上，又用绛色的帛作为縿，连缀到白色锦缎上，并且在縿上绣上升龙的图案，縿的下方接着九旒，亦即九斿。由此可知，縿是龙旗的主体部分，称为“正幅”，上面有升龙图案，下接九斿。因此或可推断，参旗当作縿旗，与南方的九斿星共组同为龙旗。这也可以理解，为什么参旗和九斿两个星官前后相接，而且都是狭长形，这是因为它们的现实来源——龙旗本身就是窄长形的。两个星官实可看作是同一事物的两个组成部分。

对参旗与九斿两个星官名称的辨析，不但融合了古代军事活动中的礼制文化解释星官，还充分运用传统的文字学和训诂学方法，是综合运用多学科知识和方法融入星空文化教学的典型案例。