十二次的名称依次是星纪 玄枵 诹訾 降娄 大梁 实沈鹑首 鹑火 鹑尾 寿星 大火 析木这些名称大都与星象有关。星纪的中央在牵牛宿的初位,相当于冬至点。玄枵相当于二十八宿的虚宿和危宿,虚宿的星象本有废墟之状,即空虚的意思,故称玄枵。诹訾亦称豕韦,与分野的分配有关。降娄的中央中娄4°,相当于春分点,和奎娄同音,本是星名。大梁和实沈的名称来自分野的分配。鹑首、鹑火、鹑尾是由于与朱鸟类似的星象而得名;鹑首的中央中井31°为夏至点。寿星相当于二十八宿的角、亢二宿,其中央中角10°为秋分点。大火即心宿二(天蝎座α),本为星名。析木的意义不明。
陈遵妫先生认为,十二次的制定既然与确定岁星十二年周天运行有关,它的创立当在熟知五星运行的时代,即在战国中期。考虑到十二次和分野是同时代制定的,因而十二次大约是在公元前400 年前后制定的。由于二十八宿的划分是不规则的,十二次则是等分度的,所以十二次的创制应在二十八宿之后。
二十八宿的制定主要是历数家用来表示日月的位置的,十二次的制定固然也可用于观测日月的位置,但主要是占星家用来表示五星的位置的。中国古代的占星术认为,天上某一部分星宿与地上某一区域相应;该部分星宿中发生的某种星象变异,会使与它相应的地上区域发生某种事件或灾祸。这种把天上的星宿与地上的区域相互对应的分配法,就是所谓"分野"概念。至于天象与地面的具体对应关系,各种史籍不尽相同。分野说以星象占卜相应地区的吉凶,当然是一种伪科学。但这种占星术很能引起当时人们对星象观测的重视,从而促进了天文学精密化和定量化的进程。实际上,正如前面所说,春秋战国时代著名的天文家,都擅长这种占卜,所以被人们称为星占家。因此,在我国古代天文学的发展中,对分野说的作用要作具体的历史分析。
3. 五行星运动(1)五星运行周期我国古人很早就注意到水、金、火、木、土这五颗行星了,它们在天空中移动的路线总在黄道附近,而且很明亮。但在早期的典籍中,提到五星的不多。《尚书·尧典》中说:"在璇玑玉衡,以齐七政"。"七政"即指日、月、五星共七个天体。《诗经·小雅·大东》中说到"东有启明,西有长庚";《诗经·郑风·女曰鸡鸣》中有"明星有烂",都是指金星。
到了甘德、石申的时代,对五星运行现象已有了初步的描述。1974 年初,在长沙马王堆三号汉墓(葬于公元前168 年)出土的帛书中,用6000 多字的巨幅,记述了关于五行星的运动。这部帛书被称为《五星占》,它保留了甘、石二氏天文书的一部分内容,并在最后三章中列出了从公元前246 年秦王政元年到公元前177 年汉文帝三年共70 年间木星、土星、金星的位置和五大行星的会合情况。《五星占》充分反映了我国战国时期到秦汉初期关于五星运行的研究成果。
我国古代关于五大行星有另一组专有名称,分别称为岁星、荧惑、填星(镇星)、太白和辰星。五星又称五纬。《谷梁传序疏》称:"五星者即东方岁星,南方荧惑,西方太白,北方辰星,中央镇星是也。"《汉书·律历志》称:"水合于辰星,火合于荧惑,金合于太白,木合于岁星,土合于填星。"所以在五行说盛行之后,才用木、火、土、金、水这五行属性与五星搭配,以岁星为木之精,荧惑为火之精,填星为土之精,太白为金之精,辰星为水之精。帛书中也称:"东方木,其神上为岁星,岁处一国,是司岁";"西方金,其神上为太白,是司日行";"南方火,其神上为荧惑";"中央土,其神上为填星,宾镇州星";"北方水,其神上为辰星,主正四时"。这是后来形成现在的五星名称的由来。
五星中最先被清楚认识的是木星。这可能与它在一年中被人们看到的时间很长而且比较明亮有关。大约在公元前20 世纪以前,古人就知道木星是颗行星了,并知道它12 年绕天一周。周初时期已用推算岁星的位置来占卜吉凶了。由于岁星大体上12 年绕天一周,按12 次的星象之分,它每一年在一次,所以被用来纪岁。杨泉《物理论》说它"岁行一次,谓之岁星"。不过到公元前400 年前后,大约已知它绕行一周天不是整12 年了。到了汉代的《太初历》中,就以11.92 年作为岁星的周期。《后汉书》又以11.87 年为其周期,与现代精确值11.86 年已极接近了。岁星又名摄提、重华、应星、纪星。《史记·天官书》云:"义失者,罚出岁星。"
古人称火星为荧惑。它有火红的颜色,荧荧似火而且光亮常有变化,运行轨迹也进退不定,错综复杂,令人迷惑,故名"荧惑"。《淮南子·天文训》说荧惑司刑罚:"荧惑。。行列宿,司无道之国,为乱,为贼,为疾,为丧,为饥,为兵。出入无常,辩变其色,时见时匿。"《史记·天官书》也云:"礼失,罚出荧惑。"据《开元占经》所引可知,甘德、石申已测定火星的恒星周期为1.9 年(现代值为1.88 年)。
古人测知土星28 年绕全天一周,一年走二十八宿的一宿,好像巡行镇压二十八宿一样,故称镇星,又叫填星。《五星占》载土星在恒星天球上运行的周期为30 年,比现代的值29.46 年只差0.54 年。《淮南子》和《史记》为了符合土星一年镇一宿,所以说它28 年行一周天。
金星古称太白,也叫启明、长庚。它光色银白,耀眼夺目,是全天最亮的星,所以很早就记载于古籍中了。《诗经》中说的"东有启明,西有长庚",就是把晨前现于东方的金星称为启明,把夕暮现于西方的金星称为长庚。金星在恒星天球上运行的周期为224.7 天,战国时期尚未记载它的周期,直到汉代《太初历》中才说它的周期为一年。
水星离太阳最近,不超过一辰(30°),并附随于太阳左右巡行十二辰,故被称为辰星。水星在恒星天球运行一周的时间为88 天,《太初历》说是一年,这可能是因为它紧随太阳一起运行之故。在没有"日心说"思想的古代,对于金星、水星这些极靠近太阳的内行星的运行周期,是很容易和太阳的视运动周期混为一谈的。
(2)五星运行的会合周期古人观测五星是与占星术密切相关的,即以五星的运行占卜吉凶。《五星占》中有:"大白与荧惑遇,金、火也,命曰乐(铄),不可用兵。荧惑与辰星遇,水、火[也,命曰■,不可用兵],举事大败。"就是说象征金神与火神的二星相遇为"铄",火神与水神的二星相遇为"■",都不可用兵,用兵则败。五星的所在位置以及它们的合离变化,都预示着吉凶祸福,所以古人对五星的行度和会合十分重视。在甘石星经和《五星占》中,都有五星会合周期的观测结果。
现在知道,五大行星和地球都在围绕太阳运动。对于水星和金星这些内行星来说,它们仿佛总在太阳两边摆动。当它们离地球最远,正好和地球分处于太阳两边,三者成一条直线方向时,就叫作上合;当它们离地球最近,正好走到太阳与地球中间而成一直线方向时,叫作下合。无论上合或下合,行星都会被太阳强烈的光芒所掩没,这时的行星是无法看到的。对于火星、木星、土星这些外行星来说,走到离地球最远时,正好和地球分处太阳两边,从地球上来看它们正好与太阳在同一直线方向,这叫合;当它们离地球最近、亮度最大、地球正处在太阳与外行星之间时,叫作冲。
内行星从上合到下一次上合,或从下合到下一次下合;外行星从合到下一次合或从冲到下一次冲的时间,就叫作行星的一个会合周期。
甘、石测得水星的会合周期为126 日,《太初历》给出为115.91 日,现今测定值为115.88 日。由《开元占经》的引文还知,甘、石测定的金星的会合周期为620 日和732 日,而帛书《五星占》记为584.4 日,与现今测定值583.92 日极为相近。帛书中还提到了金星的五个会合周期恰好等于八年。《五星占》根据这一结果列出了金星70 年的动态表,这是一个了不起的成就。关于木星的会合周期,《开元占经》引甘氏数值为400 天;帛书记为395.44日。《太初历》则记为398.71 日。《汉书·律历志》记为399 日。这与现代值398.88 日很接近。
火星的会合周期约为780 日,这个"晨始见"之间的日期在《汉书·律历志》中已有记载。
土星的会合周朗,帛书记载为377 日,比《淮南子》和《史记》都准确,现今测定值为378.09 日。
(3)行星的顺行和逆行五星的真实运动,都是和地球一样自西向东绕太阳公转的,它们的运行轨道都是以太阳为一焦点的椭圆轨道,而不是环绕地球运转。我们从地球上观察五大行星在星座间的巡天运动,实际上是它们在恒星天球上的投影的变化,称为视运动。行星的视运动,不仅有自西向东的移动,叫作顺行,而且还有自东向西的移行,叫作逆行。在从顺行改为逆行或者由逆行改为顺行的时候,看起来它们在这段时间好像停留不动,这叫作留或守。
在春秋战国时期,我国天文学家已经观测到这种逆行现象。《史记·天官书》说:"甘、石历五星法,唯独荧惑有返逆行。"《汉书·天文志》说:"古历五星之推,无逆行者,至甘氏石氏经,以荧惑、太白为有逆行。"《隋书·天文志》则说:"古历五星并顺行,秦历始有金、火之逆。又甘、石并时,自有差异。汉初测候,乃知五星皆有逆行。"这些说法虽不完全相同,但看来都说到甘、石已发现行星的逆行,而且知道外行星(火星)和内行星(金星)都有逆行,这还是可信的。《开元占经》引,"甘氏曰:去而复还为勾,再勾为巳","石氏曰:东西为勾,南北为巳"。甘氏将顺行转逆行称为勾,将逆行再转顺行称为巳;石氏将东西向的拐弯称为勾,将南北向的拐弯称为巳。他们所用的术语意义虽不尽同,但都用了"勾"、"巳",而且用"巳"字描绘行星逆行弧线的形状,是很形象的。
帛书《五星占》第二章中有"其逆留,留所不利",第三章中有"其出东方,反行一舍"等说法。第九章最末一段,还把金星在一个会合周期内的动态分为"晨出东方--顺行--伏--夕出西方--顺行--伏--晨出东方"这样几个阶段,而且说明第一次顺行是先缓后急,第二次顺行呈先急、益徐、有益徐等不同的运动状态。这说明当时对一个内行星的顺行、逆行、留和疾徐变化等情况已有了全面细致的观测,其结论基本是符合事实的。行星的顺行、逆行和留的现象,虽然十分复杂,当时也难以解释其原因,但我国古代由于积累了十分丰富的观测资料,因而有利于对行星的未来运动和位置作出基本准确的预告,这也是我国古代天文观测上的一个重要成就。4. 异常天象的观察我国古代十分重视日月食一类异常天象的发生,特别是因为统治者把日月食的发生看作是"上天示警"的征兆。所以我国也就有了世界上最早而且最完整的日食记载。
中国最早的日食记载(也是世界上最早的日食纪事)见于《书经·胤征》篇:"惟仲康肇位四海,胤侯命掌六师,羲和废厥职,酒荒于厥邑。胤侯承王命徂征,告于众曰:。。惟时羲和,颠覆厥德,沉乱于酒,畔官离次,■扰天纪,遐弃厥司。乃季秋月朔,辰弗集于房,瞽奏鼓,啬夫驰,庶人走。羲和尸厥官,罔闻知,昏迷于天象,以干先王之诛。"当时尚无"日食"的说法,"辰弗集于房"一语按《通鉴纲目》云:"辰日月之会;房,所舍之次;集,会也;会,合也。不合则日食可知。"所以,这里说的是一次日食。据考证,这次日食大概发生在夏代仲康年代,约公元前2137 年前后。当时的天文官羲和由于酗酒未能准确预报这次日食而被杀头。这似乎说明《书经》成书时代(公元前8-前5 世纪),即春秋时代,已经能够预报日食了。所以春秋以后的日食记录应当是较准确的。
春秋以后的242 年中,有史可考的日食记录就有37 次,可以说是我国古代最完整的日食记录。在《春秋》三传中,《公羊传》记载日食36 次,《谷梁传》记载37 次,《左传》记载37 次;其中未写干支的3 次,干支不符的2 次。经考证,共有33 次是可靠的。春秋以后的日食纪事,都有史可考,基本上都是正确的。其中战国时期的共有14 次。这些日食记录的数量之多和准确程度,在当时世界各国中是无与伦比的。
关于日食的成因,史载石申已经知道日食与月亮有关,日食必发生在朔或晦。现在我们知道,日食是由于月球进入太阳和地球之间遮蔽了太阳光所致,所以它必然发生在朔时。
《左传》记载:"鲁庄公七年,夏四月辛卯,夜恒星不见,夜中星陨如雨。"这是公元前687 年3 月16 日所发生的流星雨现象,也是世界上关于天琴座流星雨的最早记载。据考证,世界上第二次天琴座流星雨(汉成帝永始二年,即公元前15 年)的记载,也是中国作出的。据不完全统计,我国史书上关于流星雨的记载,至少有180 多次,这是关于流星雨研究的极有价值的资料。
关于流星坠地为陨石的事迹,春秋战国时期也有记载。《春秋》记载鲁僖公十六年"陨石于宋五",《左传》明确指出为"陨星也",说明已认识到陨石是天上的星陨落而来的。《史记·天官书》更准确地说:"星坠至地,则石也。"
春秋战国时期,还有不少关于一些明亮彗星的记载。《春秋·文公十四年》记载:"秋七月,有星孛入于北斗。"这是公元前613 年的事。《晋志》称:"孛亦彗属,偏指曰彗,芒气四出曰孛。"据考证,这是世界上关于哈雷彗星的最早记录。《史记·六国年表》记载有秦厉共公十年(即周贞定王二年)冬,"客星见七十五日"。这可能是公元前467 年哈雷彗星再现。哈雷彗星绕太阳运行的平均周期约为76 年,从秦始皇七年(公元前240 年)起,到清宣统二年(公元1910 年),哈雷彗星共出现29 次,我国每次都有详细记载。西方关于哈雷彗星的最早记录是公元66 年。
我国历史上关于各种彗星的记录共约500 余次,其中春秋战国时期的约15 次,如鲁昭公十七年(公元前525 年)"六月甲戌,有星孛于大辰西及汉",指出彗尾向西延伸达到银河。我国古人虽把彗孛视为灾异之兆,用于占验,但观测之勤,记录之详,为现代关于彗星轨道和周期的研究,提供了一份极为宝贵的历史资料。
到战国时代,我国对于彗星的观测已经有了比较丰富的经验,积累了关于彗星形态的不少知识。长沙马王堆三号汉墓帛书中,就绘有29 幅彗星图。据考证,这些图形大概是楚人汇集的观测结果。这是迄今世界上所发现的关于彗星形态的最早文献。从图上可以看出,当时人们已经注意到彗星有多种形态,彗尾有宽有窄,有长有短,有弯有直,条数有多有少;而彗星的头部,有圆圈、圆点,还有在圆圈中套有小圆的。这看来不是随意画出的,因为现代将彗头分为N、C、E 三类,帛书中所画圆形头部中还有一小圆的,可归于E 类彗星;只有一个圆形彗头的,属于C 类;画为一个大黑点的,当为N 类彗头。这充分说明了当时我国的天文家们对彗星观察的精细程度,他们已注意到了彗头还可分为彗核和彗发两部分。帛书中的这些图下,都有名称和占卜文字。在29 幅彗图中,有名称18 种,其中一半都是在其他古籍中未见到过的。所以,帛书彗星图是十分珍贵的历史资料。
(二)历法春秋战国时期,在历法的制定上,我国取得了以《四分历》为代表的阴阳合历的重大进步。
中国古代典籍中提出"钦若昊天,敬授民时",说明当时观测天象的重要目的,是根据自然变化确定一年的季节,编制历法,以指导农事活动,安排日常生活。所谓历法,就是根据天象变化规律,连续计数时日,判断气候变化,预知季节更替的法则。历法的内容包括回归年长度的确定,每月日数的分配,大、小月的安排,节气的排布,调和节气的闰月的插置等。我国古代的历法还包含有更丰富的内容,如五星运行与日、月食的推算等。
1. 四分历春秋后期,产生了一种取回归年长度为365■日,采用十九年七闰为闰周的历法--"四分历"。在欧洲,罗马人从公元前43 年采用的儒略历所确定的回归年长度与此相同,但要比我国晚500 年。而十九年七闰的方法,古希腊的默顿也是在公元前433 年才发现的,也比我国晚100 年左右。这说明,我国的四分历在当时的世界上是十分先进的,也标志着我国的历法制定已走上成熟。
作为阴阳历基础的天文常数,是回归年和朔望月的长度,所以,制定历法的第一步,即岁实(回归年)和策朔(朔望月)。
年是以地球绕太阳公转运动周期为基础的时间单位。由于古人认为地球是静止的,所以就以太阳在天球上视运动的一个周期为一年。所谓回归年,就是太阳在天球上连续两次通过春分点或冬至点的时间间隔。我国古代天文家把冬至作为一年的起算点,因此,只要准确地连续测定两个冬至点的时间,就可以定出回归年的长度。春秋时期把冬至叫作"日南至",因为冬至那天日中太阳的高度最低,被认为是太阳处在最南端的位置,所以叫作"日南至"。据《左传》记载,我国最早的冬至时刻的测定,是在春秋时代鲁僖公五年(公元前655 年)正月辛亥和鲁昭公二十年(公元前522 年)二月己丑两次,这是用圭表测定的。
据被认为是在战国后期或秦朝初年成书的《周髀算经》记载,我国从西周时代,就开始使用一种最简单的观测工具--周髀。《周髀算经》卷上之二载:"周髀长八尺,夏至之日晷一尺六寸。髀者股也;正晷者勾也。"《周髀算经》赵注:"伸圆之周而为勾,展方之匝而为股。"又据《晋书》:"表,竿也。盖天之术曰周髀。髀,股也。用勾股重差,推晷影极游,以为远近之数,皆得于表股者也。"这说明,周髀即圭表,直立于平地上的标竿(或石柱)为股或表,正南北方向平放于地上的尺为勾或圭,二者互相垂直而组成圭表。从《考工记》可知,战国以前人们已知道使用铅垂线来校正表的垂直,用水平面来校正圭的水平。每天正午时刻,日影恰在正北的方向(太阳在正南中天);但每天正午时刻日影的长度并不一样,夏至时太阳在北回归线,午时的日影最短(当时记为一尺六寸),冬至时,太阳在南回归线,午时的日影最长(当时记为一丈三尺五寸)。这样,根据正午时表影的长度,就可以推定节气,从正午时表影长度的周期性变化,就可以确定出一个回归年的日数。具体地说,周髀就是以八尺长的标竿直立地上,用"立竿见影"之法,昼观日中之影(晷),以定出节气推移和一年的日数。所以,我国在西周初期,已知道了回归年的长度。但是,周初数百年还处于"观象授时"的阶段,离制定历法还有相当长时间。不过,周髀的发明,虽然十分简单,而在中国古代天文学的发展上,其作用和意义决不在后来的天文望远镜和射电望远镜之下。
由于每次太阳到达冬至的时刻并不一定正好在中午,所以为了测得准确的回归年长度,古人采用了连续测量若干个冬至日正午的影长的方法,取其间隔日数的平均值,得出回归年的日数(岁实)。春秋末年,我国把岁实定为365■日,这个日数与现代值365.2422 日相比,只长了0.0078 日,即11分钟,说明当时对太阳在天球上的视运动的观测,已达到很精确的程度。月是以月球绕地球的公转运动为基础定出的时间单位。朔望月(策朔)
即月相变化的周期,是根据月亮相对于太阳的位置(即根据月亮的圆缺变化周期)来确定的。所谓"朔",是月球和太阳在黄道上的经度相同,即处于同一方向,二者同时出没的日子,又称"合朔",这时的月亮叫作"新月",实际上是看不见的"月黑天"。所谓"望",是月球和太阳的黄经相差180°,二者遥遥相对的时候,这时的月亮叫作"望月"或"满月"。月球连续两次朔或连续两次望之间的时间,就是一个朔望月。月球运行一周天大约需要29 日多。春秋时期朔望月的平均日数定为29.5306 日,用朔望月的平均日数推算的每月的朔日,叫作平朔。由于朔望月的长度不是整日数,而在实际应用中每个月都以整日数计,所以就安排大月为三十日,小月为二十九日,通常大月小月交替排列。即使如此,平均仍小于朔望月的长度,时间长了也会产生明显误差,所以每相隔大约17 个月或15 个月,还得安排连续两个大月,称为频大月。
以太阳的周年视运动为依据制定的历法叫作阳历,或叫太阳历,这种历法与月亮的朔望变化无关;而以月亮的圆缺变化周期为依据制定的历法叫作阴历,或叫太阴历,这种历法与太阳的运动无关。二者同时并用的,为阴阳合历,这种历法以太阳的周年视运动为回归年,以月亮的朔望变化周期(朔望月)为月。我国古代的历法就是这种阴阳历。
实行阴阳合历,就会遇到一个安置闰月的特殊问题。因为一个回归年是365 日多,一个朔望月是29 天多,两个周期都不是整数,这就出现了阳历和阴历无法协调整齐的困难。即使安排了大月30 日,小月29 日,12 个朔望月也只有354 或355 日,每年要差10 至11 天,三年就差一个来月。因此就必须用置闰月的方法来加以调整。不过,如果每隔三年插入一个闰月,每年平均日数就比阳历年少几日;如果每隔八年插入三个闰月,则每年的平均日数又比阳历年多了几日。古人从长年的经验中逐渐发现,十九年七个闰月(共235 年月)与十九个阳历年的日数(6939.69 日)几乎相等。我国大约在公元前五、六百年,开始采用十九年七闰月的方法。因为根据前述《左传》所载的两次"日南至"(冬至)的测定,表明当时已知这两次冬至之间相隔133年,鲁僖公五年那次冬至在正月,昭公二十年的那次冬至在二月,显然前一年少置了一个闰月;这其间应有49 个闰月,可以推得,正好是19 年有7 个闰月。所以可以断言,公元前500 年左右,鲁国天文家已发现了19 年7 闰之法。古希腊到公元前433 年才采用这种置闰法,比我国晚了100 来年。
这种安排连大月和19 年7 闰的方法,在阴阳合历中是一种极巧妙的设计。在春秋中叶,即鲁文公、宣公时代,我国已开始有规则地使用连大月和置闰月,表明春秋时期我国在历法制定上已处于逐步走上确定的准备阶段。不过,若以一年为365.25 日,用19 年7 闰的方法在日数上仍然带有一个小数(6939.69 日)。它的4 倍(76 年)极接近于27759 日,所以又采用了76年的周期,使大小月的安排以及闰月的插入都以76 年为周期。这个方法,在公元前360 年的战国中期的颛顼历中已经实行了。希腊的卡利巴斯在公元前334 年发现了76 年插入28 个闰月的方法,比我国晚了20 多年。
春秋时期虽然还没有创立起有规则的制历法,但已实行1 年12 个月的历日制度,每隔2 年或3 年插入一个闰月来调节寒暖季节。在一个朔望月内,以日月合朔的那天为"初一"或"朔日",最后一天叫"晦日"。春秋初期,闰月一般都安排在冬12 月后,为第13 个月。到春秋后期,闰月则随意安插,不一定在12 月之后。
我国历法确定制定的时期,当在战国中期。由于它以365■日为一个回归年,故称为"四分历"。《汉书·艺文志》记载的古六历,即黄帝历、颛顼历、夏历、殷历、周历、鲁历,都属于"四分历"。由于战国时期有关天文历法的著作在秦始皇焚书后都已失传,我们只能从《汉书》和其他古籍中了解其大概。可以确言,这个时期的四分历,岁实为365■日,用19 年7 闰的闰周,以冬至之日为一年之始,以平朔为一月之始,以夜半为一日之始,以此前某一个平朔、冬至恰在同一个夜半的日子为历元,从历元这一天开始推算此后各月的朔望和各年的节气日期。当时由于对日月合朔和冬夏二至日期的测定不很精确,所以各诸侯国的历法家采用的历元日期就不相同,这便形成了古六历的不同。
战国以后,各诸侯国虽然都实行相同的历法,但由于采用的"岁首"不同,于是就出现了所谓"三正"。岁首即一年开始的月份,大约黄河下游的周室及其同姓诸侯国,采用东周王室颁行的历书,规定新年从子月开始,即包含冬至的那个月(相当于现在的农历11 月)为岁首,称为周正;南方及东方殷民族所建诸侯国,如郑、宋、齐等国,以季冬之月,即丑月(冬至后一月,相当于现在的农历12 月)为岁首,称为殷正;黄河中游地区的晋国、秦国等古代夏民族后裔居住的区域,以孟春之月即寅月(冬至后二月,相当于现在的农历正月)为岁首,称为夏正。因此,我们现行的农历,被称为夏历。2. 干支纪法在历法上,我国古代创造了干支纪法这一独特的方法。
所谓干支就是天干、地支的总称,它是一种周期性的循环顺序。天干即甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、王、癸,也称十干天,古称十日;地支即子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥,也称十二地支,古称十二辰;东汉以后,才有了"干支"这个名称。十干和十二支顺序各取一字相配,正好组成60 个序数,这就是通常所说的"六十甲子"或"六十花甲子"。六十甲子的顺序见下页之表。
我国古代常用干支纪法来纪年、纪月、纪日、纪时,不过这些纪法开始使用的年代各不相同。
在干支纪年法以前,我国曾经采用过岁星纪年法,后改为太岁纪年法。
古人认为12 年木星行天一周,所以把它叫作岁星,并且把它的运行轨道分为12 份,即12 次,岁星一年移过一次,以次纪年。最初的岁星纪年法,开始于公元前365 年;郭沫若认为,在殷周时代或其以前就有了岁星纪年法。由于岁星的运行方向是自西向东的,与实际观测的星象的运行方向正好相反,又因为1 甲子/2 乙丑/3 丙寅/4 丁卯/5 戊辰/6 己巳/7 庚午/8 辛末/9 壬申/10癸酉11 甲戌/12 乙亥/13 丙子/14 丁丑/15 戊寅/16 己卯/17 庚辰/18 辛巳/19壬午/20 癸未21 甲申/22 乙酉/23 丙戌/24 丁亥/25 戊子/26 己丑/27 庚寅/28 辛卯/29壬辰/30 癸巳31 甲午/32 乙未/33 丙申/34 丁酉/35 戊戌/36 己亥/37 庚子/38 辛丑/39壬寅/40 癸卯41 甲辰/42 乙巳/43 丙午/44 丁未/45 戊申/46 己酉/47 庚戌/48 辛亥/49壬子/50 癸丑51 甲寅/52 乙卯/53 丙辰/54 丁巳/55 戊午/56 己未/57 庚申/58 辛酉/59壬戌/60 癸亥岁星的运行并不均匀,有时还有逆行,所以用它来纪年有不少不方便之处。于是古人就假想了一个与岁星运行方向相反的"太岁"(岁阴、太阴),它每十二年在天球背景上自东向西均匀地运行一周,这就可以用每年太岁所在的轨道部分来称呼该年,这就是太岁纪年法。《开元占经》所引甘氏岁星法以及《汉书·天文志》所载甘、石岁星纪年法,表明战国时期普遍使用这种纪年法,并一直使用到秦和汉初,它是干支纪年法的前身。后因发现木星运行的周期并不严格为12 年,而是11.86 年,因而再用太岁纪年就与实际的天象不相符合了,所以从东汉建武三十年(公元54 年)以后,就废止了太岁纪年法而只用干支纪年法。
干支纪月法在我国古代很早就使用了。春秋开始以十二支纪月,叫作月建。由于地支之数正好为十二,所以各月纪月的地支是固定的。当时人们把"日南至"即冬至的十一月定为子月,所以十二月为丑月,正月为寅月,二月为卯月,其后顺次为辰月、巳月、午月、未月、申月、酉月、戌月、亥月。在各月固定地支的情况下,再配上天干,就是干支纪月法,这可能是唐代才开始使用的。干支纪月五年为一周期,农历的闰月不加干支。
干支纪日法在我国有悠久的历史,在发掘出的殷代甲骨片上已发现了完整的干支表。可能在盘庚迁殷(约公元前1300 年)之前,已经采用干支纪日了。不过这种纪日法是否有过间断和错乱,现在还不能肯定。但从春秋以来,这种纪日法已被证明没有间断和错乱。《春秋》所记第一次日食发生在鲁隐公三年(公元前720 年)二月己巳日,经现代计算证明,这个日期确实发生了一次日食,因此这个日期的记载是准确的,表明从那时以来一直到清宣统三年(1911 年)止,其间历经2600 余年,我国一直有条不紊地使用干支连续纪日,未发生一日差错,这是世界上最长的纪日史料,也是世界上极为珍贵的一份科学文化遗产。
中国古代使用过多种时段制度。春秋战国时期曾用过十时制,即把昼夜各分为5 个时段,昼有朝、禺、中、晡、夕;夜有甲、乙、丙、丁、戊,共10 个时段。这种时段的划分是不等长的,因为一年四季中昼夜的长短是不相同的。到秦汉以后,十时制就废止了。至于干支纪时,它是什么时代产生和运用的,已经无从查考了。不过它当是在古代十二辰制的基础上演变出来的。古代将一昼夜分为十二个时辰,并用子、丑、寅、卯等十二地支表示,子时的正中为夜半。一种比较普遍的看法是,十二辰大概是在二十八宿之前创立的;到了唐代,才将十二支配上十干,成为干支纪时。
3. 二十四节气使用二十四节气,是中国历法的重要组成部分,也是我国历法的一个显著特点,这与协调阴阳合历不无关系。因为一个回归年并不等于12 个整朔望月,使得四季寒温节气的变化与月份之间无法固定出一种对应关系。所以我国古人就逐渐创立了二十四节气,以弥补这一缺陷。
所谓二十四节气,即从冬至日开始,将一回归年等分为二十四分,大约15 天多设置一个节气,以反映太阳在黄道上视运动的二十四个特定位置,从而反映出气候变化的情况。所以,二十四节气完全是根据太阳的回归年周期性变化而确定的,它与阴历的朔望月周期毫无关系,而是一种特殊的纯阳历系统。古代世界上实行阴阳合历的国家为数不少,但只有我国创立了二十四节气,这确实是一个十分杰出的创造。
我国古代在发明用圭表测量日影之前,就利用昏旦中星以及北斗斗柄的指向来定季节了;而在发明了圭表测日影的方法之后,就首先相当准确地确定了二分和二至。《尧典》所载"日中星鸟,以殷仲春;日永星火,以正仲夏;宵中星虚,以殷仲秋;日短星昂,以正仲冬",说明从殷代至周初时期,已经分别以日中、日永、宵中、日短四词来分别表示春分、夏至、秋分、冬至四气了,并指出这四气分别在仲春、仲夏、仲秋、仲冬这四个月份中。到了春秋时期,就有了"日南至"和"日北至"的名称,这是用圭表实测冬至和夏至日影的长短所用的专有名词。《吕氏春秋·十二月纪》中,始有孟春、仲春、孟夏、仲夏、孟秋、仲秋、孟冬、仲冬八个月中分别安插的立春、日夜分、立夏、日长至、立秋、日夜分、立冬、日短至这八个节气,即"二至"、"二分"和立春、立夏、立秋、立冬。其中春分和秋分用"日夜分"的名称,夏至和冬至用"日长至"和"日短至"的名称,其他皆与现代一致,这八节是二十四节气中最重要的节气,其间平均间隔46 天。
二十四节气的名称,最早见于成书于公元前139 年的《淮南子·天文训》中,文称:"日行一度,十五日为一节,以生二十四时之变。"后文所列举的二十四节气名称和现今所用的二十四节气的名称、顺序完全相同,即立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种、夏至、小暑、大暑、立秋、处暑、白露、秋分、寒露、霜降、立冬、小雪、大雪、冬至、小寒、大寒。这说明二十四节气的制定完善,当在西汉初年。
不过,古人是用"恒气"法定节气的,即不考虑太阳在黄道上运动的快慢不均的情况,把岁周平均分配为二十四等分,每一节气平均间隔15 日多,这又叫作"平气"。现在用"定气"法,以太阳所在实际位置为根据,因而各节气间的日数并不相等,冬至前后太阳移动快,各节气之间只有14 日多,夏至前后太阳移动慢,各节气之间可有16 日多。
二十四节气的含义,包括有天文、气象、物候和农业生产方面的内容。
《周髀算经》概括"八节二十四气"说:"二至者寒暑之极,二分者阴阳之和,四立者生长收藏之始,是为八节;节三气,三而八之,故为二十四。"二十四节气中,在月头的如立春、惊蛰、清明、立夏、芒种、小暑、立秋、白露、寒露、立冬、大雪、小寒,叫作十二节气;其余十二个在月中的,叫作十二中气,二分二至都处于月中。每个中气规定要在一定的月份里。由于一个回归年不等于十二个朔望月,即阴历的月份与真正的季节不相吻合,所以每隔几年就会出现某个月份中没有中气。因此从汉代的《太初历》之后,就明确规定闰月要安排在没有中气的月份,这就保证了真正的季节和月份的安排合理地对应起来。这是我国古代阴阳合历的一个极科学和巧妙的创造。(三)宇 宙 论我国古人在天象观测等长期的天文学实践中,不断把积累起来的天文知识系统化并加以提炼概括,逐渐形成了关于宇宙结构、天地关系、天体运动和演化等方面的思想体系。春秋战国时期,在天论体系的诸多方面,都有不少进展和成就。后世的许多天论思想,都可以从春秋战国时期找到它们的思想渊源。
1. 盖天说我国古代关于天地结构的思想,主要有盖天、浑天和宣夜三家,其中盖天说的产生最为古老并最早形成体系,这个学说基本上是在战国时期走向成熟的。在《周髀算经》中,记载和保留了这一学说。
远在人类社会的早期,人们根据直观感觉,认为天在上旋转不已,地在下静止不动,由此逐渐产生了"天圆地方"的思想。到了商代后期或西周初期,在这个思想的基础上形成了"第一次盖天说"。
《周髀算经》卷上之一的开头,记载了周武王的弟弟周公和周朝大夫商高的对话,其中商高谈到"方属地,圆属天,天圆地方"。但是对于"天圆地方"的含义,后人却有不同的理解。据《晋书·天文志》所载"周髀家"的观点,"天员(圆)如张盖,地方如棋局",把天看作平面圆形,如张开的车盖,就如一张伞面一样;把地看作正方形的平面,就如棋盘一样。这种观点受到了人们的怀疑。《大戴礼记·曾子·天员》篇就记述了曾子(公元前505 年以后)的批评:"单居离问曾子曰:天员而地方,诚有之乎?曾子曰:如诚天员而地方,则是四角之不■也。参尝闻之夫子曰:天道曰员,地道曰方。"这里"员"同"圆","■"即"掩",曾参指出圆形的天遮盖不住方形大地的四角;所以他根据孔子的看法,把"天圆地方"解释成为天道圆,地道方。《吕氏春秋·圆道》篇进一步阐释道:"何以说天道之圆也?精气一上一下,圆周复杂,无所稽留,故曰天道圆。何以说地道之方也?万物殊类殊形,皆有分职,不能相为,故曰地道方。"这里认为"圆"是指天体的循环运动,"方"是指地上万物特性各异,不能改变和替代。所以"圆"和"方"并非指天和地的形状。为《周髀算经》作注的东汉后期人赵爽注称:"物有圆方,数有奇偶。天动为圆,其数奇;地静为方,其数偶。此配阴阳之义,非实天地之体也。天不可穷而见,地不可尽而观,岂能定其方圆乎?"这又把"天圆地方"说成是"天动地静"之意了。
正是在对"天圆地方"说的否定过程中,产生了"第二次盖天说"。《周髀算经》卷下中把"天圆地方"改述为"天象盖笠,地法覆■"。《晋书·天文志》进一步阐述曰:"天地各中高外下。北极之下,为天地之中,其地最高,而滂沲四■。三光隐映,以为昼夜"。这是说地和天一样都是拱形的。天穹有如一个扣在上面的斗笠,大地像一个倒扣于下的盘子;北极为最高的天地之中央,四面倾斜下垂;日月星辰在天穹上交替出没形成大地上的昼夜变化。