频道专栏
鲁愚老

鲁愚老

一叶知秋

一叶知秋

猫眼观天下

猫眼观天下

奇正战略

奇正战略

发现之旅
月食与二十八星宿

天赤道

 

天赤道为何物?天赤道又有何重大意义,使得古人要如此将此突显?

首先,以现代天文学的视角来看,天赤道是天球上假象的一个大圈,位于地球赤道的正上方;也可以说是垂直於地球地轴把天球平分成南北两半的大圆,理论上有无限长的半径。当太阳在天赤道上时,白昼黑夜到处都相等,因此天赤道也被称为昼夜中分线(equinocti al line)或昼夜平分圆;那时北半球南半球都处于春分或者秋分,在一年当中太阳有两次机会处于天赤道上。

其次,对于从地球观察者的角度来说,天赤道平面是一个垂直于北天极中轴的、处于天球直径所在平面上的一个大平面,如上图所示。在实践运用中,天赤道也有很重要的作用。我们的先祖很早就发现:在放置日晷时,必须将日晷的晷面与天赤道平面保持平行;否则的话,太阳照射晷针形成的阴影在每个时间上的长度会都不相同,晷针阴影在晷面上走的就不是圆周运动、而是一个黎明和黄昏时针影最长正午时最短的椭圆运动。如果针影走的是椭圆而非圆周的话,那么就无法通过均分晷面弧度的方式来均分各时间段的时长、晷面的每段等分弧长对应的具体时间长度都是不一样的,这样就无法做到准确报时的作用。所以必须将日晷的晷面与天赤道平面保持平行,天赤道因此而成为当时天文观测和应用的基准。

从现代天文学来看,之所以要保持日晷指针指向北天极,是为了模拟太阳在地球赤道上的每日视运动轨迹。而地球上除了赤道外,每个地方的纬度都是不同的,为了模拟出赤道的效果,必须先对当地的地理纬度做相应矫正。而在不借助其他工具的条件下,最简单的矫正方法就是将日晷的晷针指向北天极,在将晷面与晷针保持垂直,这样晷面就与天赤道相平行了,如下图所示:

之所以须在不同地理纬度都模拟出地球赤道的效果来放置日晷,是因为:地球赤道与昏晨圈的圆心都是地球的球心,因此昏晨圈将赤道分成二份等长的半圆,从而使得赤道任何一天昼夜是等长的。并且在赤道上,太阳每个小时在天球上的运动轨迹也都是基本相等的,相应的照射晷真而形成的晷影在每个小时画出的弧线长也是相等的。因此将晷针指向北天极、晷面与天赤道保持平行后,就能使晷针的针影走出如同将日晷放置在赤道上那样的等分效果,这样就能通过分辨针影划过的弧线长来判断相应的时间跨度。

由于天赤道之于天文观测和日常计时有如此这般的重要作用,所以我们的先祖才会以天赤道为基准来设计二十八星宿,以便于日常计时工作的开展。在当时生产力条件下要找到天赤道的方法就是:通过观测那些从正东方星宿的升起,并将这些星宿做一连线,于是就能找到一个完整的天赤道圆周。而要确定正东正北等四方方位也不难,只需借助一些简单的工具就可办到:

《淮南子·天文训》云:“正朝夕:先树一表,东方操一表却前表十步,以参望日始出北廉。日直入,又树一表于东方,因西方之表,以参望日方入北廉,则定东方。两表之中与西方之表,则东西之正也。”意思就是在以10步为半径的圆弧上移动表杆测日出、日入位置,连线得到正东方向。如下图:

在确定了正东后,正南正北所在的子午线也就能确定;如果需要进一步精确的话,则在正午时通过测量表影是否最短,来进行更精确的矫正。在确定了子午线后,可将日晷的晷针沿着与子午线平行的方向排列。然后在黄昏时,在正东方的地平线上寻找标志性亮星(如心宿二、娄宿二等),通过观测它们在夜空中的轨迹,即可大致规划处天赤道所在的平面与地平面的夹角。将日晷的晷面与天赤道所在的平面保持平行,并以此角度至于地平上;再将日晷与晷面保持垂直,同时依然保持与子午线的平行——这样,一套“日晷—子午线”天文系统制成。此时的日晷晷面与真实的天赤道平面未必保持完全平行、晷针所指也未必是北极点,需要对日晷进行精确矫正后才能达到正确报时的作用。要进行矫正也不难,只需在白天定时测量晷针针影的长度,直到确定无论在一天内的哪个时间里,针影的长度始终一致——这时就可确认日晷的晷面与天赤道平行、晷针所指为北极点。

在确定了天赤道后,就需要确定天赤道各星宿之间的宿距。于是古人建立了一套以北天极为原点、天赤道为0纬度的经纬线体系。通过这套体系的划分可以确定各星宿在天赤道体系中的位置。退一步说,即使没有这套经纬线,也无妨天赤道边二十八星宿宿距的测定。因为可以参照每个星宿与终年高悬于天的北斗七星之间的角度和距离,来确定每个星宿在天球上的位置。由此可见,建立天赤道经纬体系和确定二十八星宿之间的宿距并非难事,它们应该是随着二十八星宿一起诞生的。而确定了二十八星宿在天球上的位置后,就使人工计算星宿位移需要多少时间成为可能,为日后测定黄道和制定“推步历”做了必须的铺垫工作。

 

月食与二十八星宿

 

天赤道虽然很重要,但天赤道也很长、其两边分布着许多星——在这么多的星里,为什么选了后来成为二十八星宿的那些星、而不是其他星呢?

最常见的对二十八星宿起源的解释就是,当时创建二十八星宿模型就是在天赤道附近找亮星、并尽可能的在天赤道的各段上均匀分布。这种观点从常识上看固然不错、也确实能合理的解释二十八星宿中大多数星宿的来由;但这个理论却有两个难以自圆其说之处:首先从分布上看,二十八星宿并不是均匀分布在天赤道上,而是有密有疏的分布在天赤道的各段上,如房宿与心宿之间宿距很短、而斗宿与牛宿之间宿距就很长,等等;其次,参宿和觜宿之间的关系尤显微妙,觜宿其实是被完全包括在参宿中的,而从天文观测的实用性来看,从参宿中另立出觜宿完全是一画蛇添足之举,这一重复现象令人颇为费解、不知其用意为何。

面对觜宿的“多此一举”,有不少人认为:这仅仅是古人为了能凑满二十八宿,而在西方白虎七宿中故意多划分出一个星宿,以凑满西方7宿——简而言之,觜宿的划分仅仅是为了凑数字而已,别无它用。对此观点,本人颇不认同:如果仅仅为了凑数目,那又何必非要把参宿一分为二;在参宿与毕宿间的天赤道上也有不少星的,完全可以把这些星组合成一个星宿,而不必非要拆分参宿不可;若嫌这些星不够亮,那也可以找天赤道稍北的“五车”星宿作为二十八星宿之一。总之,若仅仅为凑数目的话,可以有不少方法,而没必要非拆分参宿不可——参宿与觜宿的并立,一定有其他更重要的目的。

此外,还有个实测方面的问题:找天赤道其实并不难,只需在日落时分,找到一颗从东方升起的星,记录下其周天运动轨迹后,就能得到天赤道了。而且在古埃及、苏美尔、古希腊等文明中也没有对天赤道的特意标注,难道是华夏先祖能力不及他人而不得不画道二十八星宿来做标记?

有学者吴官保,在《整体思维与月食、干支——兼谈对五行理论的质疑》中提出:二十八宿理论是根据月食周期提出的,而不是主观臆造。在其著作中他将1978年-1997年这19年间的月食位点一一罗列、并注以黄道宿度做比较,发现这些月食位点的黄道宿距与二十八星宿之间的宿距非常像:

现代天文学已经证明,月食的发生也是有周期性规律的,大致为每18.6年(约19年)28次——这个周期与阴历置闰的“19年7闰”相同,并且28次的数字又同二十八星宿的数字相同。从此点来看,认为二十八宿是起源于古人对月食位点的标注是有理有据的。而且“1978.3.25 0.22 3*17h”与“1997.3.24 12.39 3*14h ”两组的宿度几乎重合在一起,这不由得使人联想到参宿与觜宿的相互交织。我国著名天文史学家陈遵妫在《中国天文学史》中讲述到:德国历法学家伊德那(C.F.Ieler)就认为中国的二十八宿是为了追踪月球在恒星间的运行轨迹,而设立的二十八个标准点。那么月食位点与二十八宿究竟有何关联呢?现以2007年至2025年期间28次月食发生点为据点,分别与北极点连连接,形成一些列经线,在天赤道上寻找相应的经线交点以及邻近的星宿:

这是2007年~2025年的月食位点与相应星宿之间的联系。考虑到5000年前到今天的,由岁差运动引起的天体运动变化,对相应的星宿位置略做校正。

从上表可以看出,二十八星宿与19年中28个月食位点基本对应:可见二十八星宿是以天赤道为基准,标注28个月食位点。但月食位点与二十八星宿之间唯一的区别在于:二十八星宿是把参宿一分为二,形成参宿与觜宿;而唯一的一个两次发生月食的位点,不在参宿、而在壁宿。明明是壁宿发生了两次月食,又为何壁宿边上没分出个星宿、反而是并无关联的参宿被一分为二了呢?

从天象上看,整个南天天赤道上,北宫玄武七宿的星相比其他各宫星宿的星,其相对亮度是最低的;并且这一片夜空中星的数量也是相对最少的,这片天空的星总体而言是又暗又稀。而在这片天空中,室宿和壁宿所在的区域又是其中星的数量最少的一片区域,正可谓少之又少——由此可见,要在壁宿边上再划分出一个星宿是几乎不可能的,因为没有足够多和足够亮的星可供引用。因此,要表现壁宿的两次同点月食,只能到其他片区的天空中寻找。

放眼东、南、西宫三片天空望去,与壁宿相关度最高的三片天空分别是:与壁宿室宿相对的南宫翼宿轸宿所在天空、与壁宿室宿呈90度对称的东宫箕宿尾宿(斗宿)区域、和西宫参宿(井宿)区域。而这三片天空中,南宫翼宿和轸宿所在的区域星的亮度也不高,且已经用去了绝大多数星来组建翼宿(22颗)、并没有多余的星可供组建新的星宿了。

而东宫箕宿与尾宿以及相邻的斗宿所在的天空虽然也有不少亮星克供使用(如,建星),但此处是银行亮度最高之处。我们的先祖为了能准确观测星宿变化,在此处不得不放弃了沿天赤道建立星宿的原则、而不得不在离天赤道较远处找到了相对此处银河更亮更显眼的尾宿、箕宿和斗宿来建立二十八星宿。无独有偶,西方从古巴比伦到古希腊都是沿着黄道来建立十二宫的星座,但也唯独在此处偏离了黄道较多,以尾宿作为天蝎座的蝎身、以箕宿组建人马座的马头与前蹄。可见,此处银河的亮度之高,已经对星宿观测产生了重大影响,所以也不宜在此处建立新的星宿。

这样一来,就只剩下参宿和井宿所在的西宫天空了,而这片天空会不仅亮星多而密、且银河的亮度也不高。此处天赤道两边有不少显著亮于银河、易于观测的星可供使用,于是我们的先祖就在此选择亮星来组建新的星宿。而在这些亮星中,参宿四与参宿五是此处靠近天赤道的所有星中最亮的星、观测它们也最方便。因此选择这两颗亮星之间的觜宿三星来建立新的星宿则为最佳方案——虽然觜宿三星亮度并不高、但也并非肉眼难以观测的暗星,古希腊划分的猎户座就是以参宿为躯体与四肢、觜宿为头颅的猎人形象,观测觜宿三星的难易就可见一斑;而且只要看到了两边的参宿四与参宿五就能八九不离十的找到觜宿,觜宿的观测由此也显得不是那么困难了。最终,古人把壁宿上产生二次月食的标记做到了觜宿上,也因此把觜宿三星从原先的参宿中划分出来,形成了一个独立的星宿。

月食位点与月相变化周期

 

行文至此,就知道了“二十八宿”得名的来由:按《说文解字》的解释“宿,止也”,二十八宿就是指二十八个住宿点;而这宿客就是月亮,月食的产生就是月亮入住二十八宿中某一个星宿的过程,“星宿”的概念由此而生。但同时也产生了一个疑惑:既然二十八宿的建立标志着先哲已经掌握了月食的规律,而月食规律的掌握就表明先哲已经掌握了“19年7闰”的月相变化规律;既然掌握了“19年7闰”的规律,那上古的历法制定者又何须费时费力的通过观测星宿变化来确定时节,直接以月亮的盈亏来制定历法岂不更省事?

事实上,目前的考古发现并不支持上述猜想。从安阳殷墟发掘的甲骨文来看,殷人的历法中虽然已经有了表示闰月的第十三个月,但每个月之间的时间长短差别还是很明显的、从28天到34天的都有——由此而知,到了殷商中后期,人们还是没能准确的找到月相变化规律。到了西周,人们开始使用“5年2置闰”的方法来协调月相与日相的变化,曾在某青铜器上发现一年有14个月的铭文。这种置闰法虽然也有进步,但相比“19年7闰”还是有不小的差距。目前史学界大多认为:最早也要到西周中后期,人们才找到了“19年7闰”的月相变化规律;甚至一些保守的天文学学家,如新城新藏等认为,要到春秋中后期才出现了以“19年7闰”月相变化为主的历法。

由此可见,我们的祖先发现“19年7闰”的月相变化规律不可能早于先商时期。但在以天赤道为主要依据之一建立的二十八宿,最迟也不会晚于公元前2000年,这段时间大致相当于中国从五帝时代到夏朝初期,比西周早了1000多年。于是,一个显著的矛盾产生了:二十八宿在天赤道的时间不晚于公元前2000年、而“19年7闰”的月相变化规律和28个月食位点的发现又不会早于公元前1000年的西周——若如前文所述,建立二十八宿必须同时满足天赤道与月食位点两个基本依据的话,这两者间1000多年的时间差又当如何解释呢?

其实,这个矛盾的关键在于——发现所有的月食位点并不能同发现“19年7闰”的月相变化规律划等号,甚至可以认为两者之间是没有必然联系的。因为19年中有28个月食位点是在天文学足够发达的后世,通过认为计算才发现的——由于地球自转与月球公转的关系,人在同一个观测点上只能观测到一个周期(19年)中十多次月食、另外的十来次月食是无法在同一周期内被观测到的。所以在5000年前的上古,仅凭直接观测而无间接推算的话,是不可能发现“19年28次月食”这一规律的;但人们却可以通过几十年、乃至上百年的观测来凑齐这28个月食位点,进而以此为依据建立二十八宿。(因为壁宿附近会出现两次月食,所以刚开始的时候人们会以为共有27个月食位点,随着观测技术的进步和观测数据的积累,才发现了第28个月食位点、并以“觜宿”做标注,这个发现可能出现在殷商时期、之后讲解觜宿的时候将仔细说明。)由此可见,找全月食位点与发现“19年7闰”的月相变化规律之间是没有必然联系的,更不能直接把二十八宿的创建年代同发现“19年7闰”的时代划等号,两者间有千年时间差是合理的。

因此,这也能解释另一个问题:为何到了西周人们还是保持了观测二十八星宿的传统,如《诗经》中就保留了不少与二十八宿相关的诗句、顾炎武等也认为“三代以上,人人皆知天文”。因为在那个时代以月相变化为主要历法依据的阴阳历还没有被制作出来,人们还是不得不以二十八宿为主要的时令判断依据。

 

【附注】文章均只代表其个人观点与立场,不代表“东方时代环球时事解读”及其网站、公众号的观点与立场!

 

 

版权保护:本网站登载资讯内容,版权属网站所有。未经协议授权,禁止下载使用。
凡需订阅网站相关资讯的用户及有意在该网站刊登广告的客户请与我们联系。
客服部电子邮件:info@dongfangtime.com
ICP备案号:鄂ICP备11015647号