世界天文学的“祖师爷”

升龙

中华文明在天文学史上的贡献独一无二，我们的传统文化认为天地与政治稳定相互联结。中国古代天文学家创立历法学、观测星座编制星图。中国的宇宙学思想历经发展变化，留下丰富的天文遗产待今人展现给世界。

国王的“科学”

中国在天文学历史上是独一无二的，因为它的文明已经产生了跨越数千年的观测结果。这源于中国传统文化将天、地和政治稳定联系在一起。在这种文化中，国王和后来的皇帝被看作是肩负着维持世界和平秩序重任的神圣人物。如果一个皇帝是明智公正的，那么这个国家的一切都会很顺利——河流不会决堤，流行病不会盛行，粮食收成富足，更重要的是，天上的星图是有规律的。但是，如果一个皇帝是残暴恶劣的，那么甚至天空也会变得不正常，天空中“客星”（如彗星或超新星）的出现，扰乱了夜间的宁静，月亮变成血红色，太阳也被恶龙攻击。

将军崖岩画

正是由于天文学在给皇帝提供指导方面有明显的政治和宗教作用，中国天文学在很大程度上被保留在一个特定的机构内，即官员机构中的天文局。

正如今天的中央情报局不欢迎外来者获取、解码和传播“绝密”情报一样，当时的中国不允许非政府官员插手“敏感的”天文学知识。随着古人对天空孜孜不倦的观测，天文相关的记录不断增加，他们开始在这些记录中发现一些固定的模式。

中国星空图

到公元前500年，他们已经认识到以19年为一个周期的模式的存在，我们后来称之为太阴周。到公元600年，他们已经发展出了经验法，使他们能够做出相当可靠的月食和日食预测。然而，他们也非常清楚计算时间的两种必要方法之间的不兼容性——他们利用月相历使每日的生活变得更便利，同时通过受太阳在二至点和二分点运动支配的阳历来决定农业季。

这叫做历法天文学，其目的是为皇帝在创造秩序的过程中提供建议，同时这又进一步给中国天文学带来了持续而巨大的发展。从远古到近代，关于天文的记录被人们编纂、研究和分析，人们还在其中发现了伟大的算术周期。例如，皇家的天文学家们就是用这种方法在公元500年确定了一年的长度为365.24天，这与现代天文学家所接受的长度相差無几。

中国星宫图

但是，中国朝廷的天文学家是如何在实践中研究天空的呢？首先，他们把天空划分为五个“宫”或区域，包括环极星的“紫宫”和另外四个分别代表东方、西方、南方和北方的地方。当天体穿过这些宫时，它们的位置和任何异常都会被记录下来。其次，他们根据木星在其12年轨道上的不同位置，将天球赤道划分为12个区域。中国古人还认识大约284个独立的星群或星座，尽管中国星群的组成比我们从古代中东继承的星群要小得多。

测量不同季节的太阳高度对于收集年历数据一直是至关重要的。起初，中国的天文学家用一根长约2.5米的竹竿来做这个实验，精确地记录一年中某一天的影子有多长。如果有足够长时间的观测——可能是几十年或几百年——这样的影子观测可以平均出来，得出一些相当准确的结果。如果把竹竿换成巨大的石制仪器，甚至可以做得更好。在石制仪器里，一缕阳光从高塔上的小洞射进来，落在水准仪上，水准仪恰好位于子午线的平面上。天文学家郭守敬在1276年建造的40英尺高的观星台，至今仍完好无损地屹立在河南告成镇。

浑天仪

和希腊人一样，中国人也完全独立地建造了巨大的青铜浑天仪，作为描述天球赤道、子午线和黄道的参考物，最早是由公元前12世纪的落下闳所发明。这些“浑天仪”可以用来观测子午线以外天体的角度，相当于现代天文学家所说的赤经和赤纬角。这些巨大的设备中，有几个幸存了下来，而且除了作为相当精确的测量时间的工具（在赤道坐标上工作）之外，它们也是精美绝伦的艺术品。

1675年，一位中国天文学家和精致的浑天仪。

浑天仪矗立在北京古代天文台的院子里

长期以来，中国的工艺一直是一个传奇，不仅指那些已经被我们熟知的瓷器和玉器的工艺，也指大型青铜工艺。像带有中国几何学的所有圆形刻度仪器一样，浑天仪也不是360度，而是365又1/4个数字，这些数字是根据太阳每天在天空中运行的单位计算出来的。这个天文上精确但几何上笨拙的数字可能是中国从未发展出基于球面三角形和球面内点的几何天文学和宇宙学的原因之一。事实上，中国学者从来没有像希腊人那样，把“哲学几何”作为想象空间的一种方式，希腊人继承了巴比伦人的黄道十二宫，将黄道分成12等份，每等份30度，称为1段。

星象

西方天文学是围绕托勒密的48个星座建立起来的，但中国天文学家认识了近300个星座。它们是由较小的星群组成的，每个星群的星星通常不超过六颗或七颗。到公元1193年，最终的中国星座图编撰完成，作为未来南宋皇帝的教材，已经有1565颗单独命名的恒星了。中国的星座大多非常古老，很少与西方的星座相对应。例如，希腊的九头蛇星座（水蛇星座）群，在中国系统中被分成了三个以上的组。

东方和西方确实有某些明显的星群，比如被中国人称为“参”的猎户座带，以及大熊星座。现代学者注意到，中国对星座的命名缺乏像鲸鱼座或巨蟹座那样的“海上”星座，而更喜欢农业或军事名称，如宝瓶座附近的天垒城。此外，还有许多有趣的星星神话：如牛郎星和织女星便是来自凡间的牛郎和天庭的织女的爱情故事;而安塔瑞斯似乎是俄里翁的兄弟，两个人还吵过架。

阴阳五行说

在南宋绍熙元年，也就是公元1190年，当时的图文学家黄裳，根据自己的观察，以及前人的记录，绘制的一幅天文图。

中国人和宇宙学

中国人从来没有像希腊人那样建立有几何学基础的宇宙学，他们相信自己的国家和皇帝占据了创造的中心。尽管如此，中国的宇宙观还是经历了几次重大的概念发展。在大约公元前500年到公元500年期间发展起来的三种宇宙学体系的核心都强调宇宙极轴的重要性，天空就是围绕着该极轴旋转的。最古老的宇宙体系被称为盖天说。在这里，天空被看作是一个覆盖在弯曲的地球上的苍穹，有点像一个倒置的碗，底部是一个海洋。还有公元前130年至公元100年之间由落下闳和张衡发展出来的浑天说。这个理论认为地球是一个球体，可能漂浮在浩瀚的海洋中，周围是球形的天空。然而，这种想法存在争议，有人问，如果太阳不可避免落到地球漂浮的海洋下面去的话，那么炽热的太阳如何在晚上从西跑到东的呢？但最值得注意的还是宣夜说：太空被视为一个无限的领域，天体可以在一种类似于风的力量的作用下自由运动。

不同的文化能夠发展出不同的“智慧风格”，这一点是多么令人着迷。虽然中国人在测量、地图观测和建筑学方面有实用的几何学，但从未发展出一门证明和公理的科学。然而，中国的数学在复杂的算术和代数方面取得了希腊人没有取得的巨大进步。直到最近，中国的天文学对西方来说仍是一个封闭的领域。中世纪到中国的旅行家马可·波罗对此几乎只字不提，直到17世纪末耶稣会传教士到中国著书，欧洲学者才了解到其中最基本的事实。直到20世纪，在剑桥大学李约瑟博士对中国科学史进行了开创性研究之后，中国的天文学文化才开始更多地被外界所研究。

如今，中国和西方的学者在共同努力着，让中国丰富的天文遗产走向世界。