古代就说太阳、月亮和五大行星是天上的精华,其实他们只是浑天仪的一部分。现代西方人发明了望远镜,测得了这些星体的形状、附近的小星星和星云等等,跟古代的说法不一样了,我把比较重要的记录下来。
太阳表面有一些小黑点,大概28天转一圈。月亮表面明亮的部分是太阳直射的地方,暗的地方是太阳斜射的地方。月亮表面凹凸不平,所以即使是明亮的部分,也有一些暗淡的斑点。
土星的形状像个鸡蛋,以前测量说是旁边有两个“耳朵”,现在测出来更接近赤道的地方比较窄,远离赤道的地方比较宽。旁边还有五个小星星,排成一排,离土星最近的那个星星,大约两天转土星一圈;第二个星星大约三天转一圈;第三个星星大约四天半转一圈;第四个星星比较大,十六天才转土星一圈;第五个星星要八十天才转土星一圈。
木星表面经常有一些平行的暗色区域,旁边还有四个小星星。第一个星星大约一天七十三刻转木星一圈;第二个星星大约三天五十三刻转一圈;第三个星星比较大,大约七天十六刻转一圈;第四个星星大约十六天七十二刻转一圈。
火星表面有一些不规则的暗色区域。
金星和水星的光都是借的太阳的光,跟月亮一样,也有合朔弦望的变化。
咱先说说古代怎么研究星星的。你看啊,早在春秋时期,人们就开始给星星起名字了,像什么“四仲中星”、“斗”、“牵牛”、“织女”、“参”、“昴”、“箕”、“毕”、“大火”、“农祥”、“龙尾”、“鸟帑”、“元驷”、“元鼋”等等,这些名字都散落在《尚书》、《易经》、《诗经》、《左传》、《国语》这些古书里。到了周朝,专门有个官叫冯相氏,负责管理二十八星宿的位置;《礼记·月令》和《大戴礼记·夏小正》里,也稍微记录了一些星星出现和消失的时间。古代人很敬畏天,勤于耕作,他们根据星星来安排国家大事。秦朝以后,以前那些研究天文的办法就失传了,能看到的就只有《史记·天官书》了,但这书内容也很简略。后来汉朝的张衡说,天上明亮的星星,朝廷里管的有一百二十四颗,能叫上名字的有三百二十颗,总共有两千五百颗,可惜他的书也没流传下来。到了三国时期,有个叫陈卓的太史令,把巫咸、甘德、石申三个人的星图整理了一下,一共列出了二百八十三组星官,一千四百六十四颗星。隋朝的丹元子写了《步天歌》,描述了三垣二十八宿,一共一千四百六十七颗星,这可是天文观测的桥梁啊,但那时候还没搞清楚每颗星的经纬度。直到唐宋以后,人们用仪器观测,才算出了每颗星的具体位置,比以前精确多了。
咱们现在用的恒星图表,一共有一千二百六十六颗星,分六等:一等星十七颗,二等星五十七颗,三等星一百八十五颗,四等星三百八十九颗,五等星三百二十三颗,六等星二百九十五颗;剩下的四百五十九颗没法归类。康熙年间,钦天监重新修订了《仪象志》,也把恒星分了六等,不过数量略有不同:一等星十六颗,二等星六十八颗,三等星二百零八颗,四等星五百一十二颗,五等星三百四十二颗,六等星七百三十二颗,一共一千八百七十八颗。其实啊,观测星星全靠眼睛看,那些星星离得近,人们就给它们编成图案,起了名字。那些又暗又小的星星,很多都看不清,所以各个版本的星官数量都不一样。不过,那些主要的星宿和亮星,古今中外都差不多。
有人说啊,“恒星的运行,其实就是古人说的岁差现象。以前的方法都认为恒星不动,是黄道在往西移动;现在则认为黄道不动,是恒星在往东移动。你想啊,如果恒星不动,黄道往西移,那么恒星在黄道上的经纬度每年都应该不一样,但在赤道上的经纬度却应该永远不变。可是现在测量恒星在黄道上的经度,每年都在往东移,纬度却没变。至于在赤道上的经度,那可是每年都在变,纬度变化就更大了。从星纪到鹑首这六个星宿的星星,在赤道以南的,以前纬度比较大,现在越来越小了;在赤道以北的,情况正好相反。从鹑首到星纪这六个星宿的星星,在赤道以南的,以前纬度比较小,现在越来越大了;在赤道以北的,情况也正好相反。凡是距离赤道23.5度以内的星星,在赤道以北的,可以跑到赤道以南去,在赤道以南的,也可以跑到赤道以北去,这就清楚地说明了,是恒星沿着黄道往东移动,而不是黄道往西移动。
新的天文计算方法记载,在西方天文学家第谷之前,有人说恒星一百年往东移动一度,有人说七十年多往东移动一度,也有人说六十年多往东移动一度,说法不一,一直没有个定数,这跟古人反复修改岁差数值的情况一样。等到第谷的时候,才确定恒星每年往东移动51秒,大约七十年多移动一度,而元朝郭守敬测定的岁差数值也差不多。到现在一百四十年了,用实际观测来检验,还没有发现什么错误。但是,恒星的移动非常微小,必须经过很多年,才能看出差异来。所以说,第谷测定的数值,也不能认为是永远不变的,还是要随时观测,根据天体的实际运行来推算数值才行。”
康熙十三年的时候,南怀仁修订了《仪象志》。书里记载的星名跟古代的记录相同的,一共是二百五十九座,一千一百二十九颗星。跟《步天歌》比起来,少了二十四座,三百三十五颗星。除此之外,《仪象志》还增加了五百九十七颗星。还有靠近南极星的二十三座,一百五十颗星。
最近几年,我们不断地进行测量,发现《仪象志》里很多星官的度数都不太准确,而且星的排列顺序也有很多地方不对,需要重新整理。所以,我们就一颗一颗星地测量,推算它们的度数,观察它们的形状,重新排列顺序,画成图。算下来,三垣二十八宿里,星名和古代记录相同的,一共是二百七十七座,一千三百一十九颗星。比《仪象志》多了十八座,一百九十颗星,跟《步天歌》比较接近了。
其中,二十八宿的顺序,古时候就一直是觜宿在前,参宿在后。但是古代文献没说清楚用哪颗星来确定它们之间的距离。唐朝的书上说:“古时候是用参宿的右肩来确定距离的”,这说法偏差太大了。《文献通考》里记载宋朝的天文志说:“觜宿有三颗星,以最西南的那颗星为距星;参宿有十颗星,以中间偏西的那颗星为距星。”西方的说法是,觜宿用中间偏上那颗星为距星,参宿也用中间偏西的那颗星为距星。我们现在仔细研究了一下,发现觜宿中间偏上的那颗星,在最西南那颗星的前面只有六分多一点,而且西南那颗星比较小,中间偏上的那颗星比较大,所以用中间偏上的那颗星来确定距离比较合适。
如果参宿用中间偏西的那颗星来确定距离,那么觜宿的黄道度数就在参宿后面一度多,赤道度数也在参宿后面三十一分多。现在我们按照顺序,用参宿中间三颗星中最东边的那颗星来确定距离,那么觜宿的黄道度数就一直都在参宿的前面一度左右,这样就符合觜宿在参宿之前的顺序了。其他的星,我们也都按照顺序排列,避免了混乱颠倒的情况。除了原来有名有数的星星之外,我们又增加了1614颗星。靠近某座星的,就命名为“某座增星”,并依次标注方位,方便以后查阅。靠近南极星的二十三座,一百五十颗星,在中国是看不到的,我们还是按照西方的测量记录来。总共计算下来,恒星有三百座,三千八百三十颗星。
古人把黄赤道划分成十二次,就像我们现在说的节气一样。比如,冬至在丑(chǒu)中,春分在戌(xū)中,夏至在未(wèi)中,秋分在辰(chén)中。后来,人们用中气来确定,冬至就在星纪的开头。古代人不知道星宿沿着黄道往东走,也没发现岁差,所以就用当时看到的星象来给十二次命名。比如,奎宿和娄宿合称降娄,房宿、心宿、尾宿合称大火。后人一直沿用这些名字,但星象的变化却没人管。几千年过去了,所谓的苍龙、玄武、白虎、朱雀四象方位都变了,但是十二次的名字却一直沿用着古时候的说法。
现在,咱们来看看康熙甲子年和乾隆甲子年推算出来的黄赤道十二次初度所对应的星宿位置。
康熙甲子年黄道十二次初度值宿:星纪在箕宿三度一十分;元枵在牵牛初度二十三分;娵訾在危宿一度;降娄在营室十度五十七分;大梁在娄宿初度二十七分;实沈在昴宿五度一十二分;鹑首在觜觿十度三十八分;鹑火在东井二十九度零五分;鹑尾在七星七度零四分;寿星在翼宿十度三十七分;大火在角宿十度三十四分;析木在房宿一度三十九分。
康熙甲子年赤道十二次初度值宿:星纪在箕宿三度三十九分;元枵在南斗二十三度二十七分;娵訾在危宿二度三十四分;降娄在东壁初度四十二分;大梁在娄宿五度四十二分;实沈在昴宿八度四十分;鹑首在觜觿十度二十九分;鹑火在东井二十九度;鹑尾在张宿五度五十七分;寿星在轸宿初度零二分;大火在亢宿一度;析木在房宿五度零三分。
乾隆甲子年黄道十二次初度值宿:星纪在箕宿二度一十九分一十三秒;元枵在南斗二十三度二十四分一十八秒;娵訾在危宿初度一十二分四十四秒;降娄在营室十度五分四十七秒;大梁在奎宿十一度八分五十二秒;实沈在昴宿四度九分三十九秒;鹑首在参宿八度五十五分一十五秒;鹑火在东井二十八度一十六分五十秒;
首先,咱们来看看这些星宿的具体位置,用现代的经纬度表示:
鹑尾七星:赤经六度一十七分一秒;寿星翼:赤经九度四十八分一十七秒;大火角:赤经九度四十三分三十九秒;析木房:赤经一度三十七分三十五秒。
乾隆甲子年(也就是乾隆九年),赤道十二次(古代的一种天文坐标系统)的起始位置是这样的:星纪:赤经二度四十分一十四秒;元枵:赤经二十二度三十五分四十七秒;娵訾:赤经一度五十分二十七秒;降娄:赤经十七度零三十八秒;大梁:赤经四度五十二分三十三秒;实沈:赤经七度三十四分三秒;鹑首:赤经八度一分五十五秒;鹑火:赤经二十八度八分一十五秒;鹑尾:赤经五度一十二分一秒;寿星翼:赤经十八度八分三十一秒;大火:赤经一度一十分三十秒;析木房:赤经四度八分一十七秒。
接下来,这段话讲的是古代和现代天文观测方法的差异,以及如何推算不同年份的星宿位置:
《虞书》和《月令》里记载的昏旦中星(黄昏和黎明时分位于正南方的星宿)不一样,相差大概两千年,甚至星宿位置都差了四宿。这主要是因为岁差(地球自转轴的缓慢摆动)的原因。古代的记录比较粗略,没有精确的度分秒数据,所以很难深入研究。康熙壬子年(康熙皇帝在位的某一年)的时候,人们测定了恒星的经纬度,然后根据这些数据推算出了雍正元年癸卯年(雍正皇帝在位的某一年)各个节气的昏旦中星。如果想算乾隆九年甲子年以后的昏旦中星,就得用乾隆甲子年重新测定的恒星经纬度来推算。
最后,这段是乾隆九年甲子年部分节气的昏旦中星观测结果:
春分这天(以后说的节气都是指节气开始的第一天),黄昏的时候,北河二(北河星宿的第二颗星)在正南方(偏西四度三十四分);黎明的时候,尾宿(二十八宿之一)在正南方(偏东一度七分)。因为没有正好在正南方的星,所以就用离正南方最近的星来记录,并标注它偏离正南方的角度。另外,我们一般用星宿的第一颗星来记录,但如果第一颗星离正南方太远,就用其他的星来代替,并标明是哪一颗星,比如北河二、参宿四、氐宿四等等。
清明:黄昏,七星(哪七星没说清楚)在正南方(偏东五度十四分);黎明,帝座(星宿名)在正南方(偏东一度五十九分)。
谷雨:黄昏,轩辕十四(星宿名)在正南方(偏西四度五十九分);黎明,箕宿(星宿名)在正南方(偏东四度十三分)。
立夏:黄昏,五帝座(星宿名)在正南方(偏西三十二分);黎明,箕宿在正南方(偏西四度九分)。
小满:黄昏,角宿(星宿名)在正南方(偏东二度二十三分);黎明,南斗(星宿名)在正南方(偏西三度八分)。
芒种那天傍晚,太阳偏东三度二十九分的位置落下;第二天早上,太阳在河鼓二星附近,偏东二度二十一分的位置升起。
夏至那天傍晚,太阳偏东二度八分的位置落下;第二天早上,太阳在须女星附近,偏东一度四十三分的位置升起。
小暑那天傍晚,太阳偏西四十分的位置落下;第二天早上,太阳在尾宿附近,偏东三度二十五分的位置升起。
大暑那天傍晚,太阳偏西三度二十五分的位置落下;第二天早上,太阳在营室星附近,偏西一度五十六分的位置升起。
立秋那天傍晚,太阳偏西二度三十七分的位置落下;第二天早上,太阳在土司空星附近,偏东一度四十分的位置升起。
处暑那天傍晚,太阳偏西二十六分的位置落下;第二天早上,太阳在娄宿附近,偏西一度四十六分的位置升起。
白露那天傍晚,太阳偏西八度三十二分的位置落下;第二天早上,太阳在天囷星附近,偏西四度四十一分的位置升起。
秋分那天傍晚,太阳在河鼓二星附近,偏东三十四分的位置落下;第二天早上,太阳在毕宿附近,偏西三度七分的位置升起。
寒露那天傍晚,太阳偏西五十三分的位置落下;第二天早上,太阳在参宿四星附近,偏西十三分的位置升起。
霜降那天傍晚,太阳偏西三度四十一分的位置落下;第二天早上,太阳在天狼星附近,偏西五度三十七分的位置升起。
立冬那天傍晚,太阳偏西三度二十分的位置落下;第二天早上,太阳在舆鬼星附近,偏东一度二十七分的位置升起。
小雪那天傍晚,太阳偏东五度四十一分的位置落下;第二天早上,太阳在七星附近,偏西二度十六分的位置升起。
大雪那天傍晚,太阳偏西五度五十七分的位置落下;第二天早上,太阳在翼宿附近,偏东二度五十五分的位置升起。
冬至那天傍晚,太阳偏西四度二十六分的位置落下;第二天早上,太阳在五帝座星附近,偏西二度一分的位置升起。
小寒那天傍晚,太阳偏东三度三十三分的位置落下;第二天早上,太阳在角宿附近,偏东六度二十四分的位置升起。
大寒那天傍晚,太阳偏西二度二十分的位置落下;第二天早上,太阳在亢宿附近,偏东四度十八分的位置升起。
立春那天傍晚,太阳偏西五度三十四分的位置落下;第二天早上,太阳在氐宿附近,偏东一度二十八分的位置升起。
雨水那天傍晚,太阳偏西四十五分的位置落下;第二天早上,太阳在氐宿四星附近,偏西二度三十二分的位置升起。
惊蛰那天傍晚,太阳偏西三度六分的位置落下;第二天早上,太阳在房宿附近,偏西二度四分的位置升起。