天地玄黄,宇宙洪荒。“天”,这个古老而神秘的存在,亘古至今,人类从未停止对她的追寻。

中国是世界上产生天文学最早的国家之一。大概从四五千年以前,中国的祖先们就每天观测日月星辰。

中国古代天象记录到底是什么存在感呢?

在最新一季的《国家宝藏》中,主持嘉宾介绍道:

“国际上有一个共识,如果要查找四百年以上的古代天象记录,只有中国的文献是最靠谱的。”

古代天文不仅是玄幻与宿命

中国古代天文学起源于历法修订与农业生产。在古代,农业可谓固邦之本,所以在进入封建社会后,帝王们都很重视天文现象的观测。

同时由于“天人感应”的流行,帝王自诩为“上天之子”,观测天象的祥瑞与凶兆,也更有利于自身统治与国家稳定。

天人感应 图源:快点看报

说起古代的天文,很容易将它和玄幻与宿命联系起来。

然而,当我们揭开其面纱之后,却发现中国古代天文学的准确严谨与细致入微无不令人惊叹。

中国古代测定了许多与现代精度很相近的天文常数,许多比西方更早,积累了世界上最完备的天文学观测资料,获得了举世瞩目的成就。

历朝历代,观测天象的机构名称在不断改变,从瞻星台、司天台,到观星台、观象台;观测天象的仪器也日臻完美,从圭表、浑仪到浑象、高表。

无论是日食月食,流星彗星,其观测结果之精确,其观测跨度之连续,世间罕见,堪称奇迹。

日晷

中国古代天象观测惊世的成就

春秋战国的“石氏星表”,是世界上已知的最早的星表之一。在西方,古希腊天文学家有阿里斯提尔(Aristille)和提莫恰里斯(Timocharis)也编制过星表,但都不早于公元前3世纪。

图源:《中国社会科学报》

《春秋》中写到,“鲁文公十四年(公元前613年)秋七月,有星孛入于北斗”,记载的正是哈雷彗星这是世界上最早的“哈雷彗星”的记录。

从秦始皇7年(公元前240年)到清朝宣统二年(1910年),2000多年时间里,哈雷彗星一共出现29次,祖先们的记载一次也没有缺席。

长沙马王堆出土的汉墓帛书中就有29幅珍贵的彗星图,记录着各种形态的彗星。

马王堆汉墓帛书中的彗星图 图源:光明日报

而在西方天文学史上,直到天文学家第谷,彗星才被当做一种天体。

除此之外,我国历朝历代也有日食、月食、太阳黑子、流星雨等天象的详细记录。

哈雷彗星 图源:NASA

我国对天象记录如此完备和详尽,所以国际上会产生“如果要查找400年以上的古代天象,只能找中国文献”这样的共识。

在众多仰望星空的观星人,有一些代表熠熠生辉,堪称楷模。

东汉时期的张衡,是有名的文学家,是东汉六大名画家之一,也是伟大的科学家。

图源:蒋兆和绘《张衡像》

很多人都知道他制造了耳熟能详的地动仪,但其实他还发明了著名的浑天仪,用一个转动的铜球演示天象。

他还是一个勤勉的天文观测者,他测得的恒星一共达到了2500颗,比上面的甘德、石申多了近一倍,还测得太阳、月亮的视直径是365.25/730度,跟现今的测量值很相近!

浑天仪

唐宋时期,僧人一行受命制定新的历法,一行俗名张遂,他从小就勤奋好学,为了获得更精确的天文数据,除了天象观测以外,还进行了大规模的天文大地测量活动,范围远至大唐疆域的南北两端。

他不怕艰难险阻、跋山涉水,一共选择了12处测量地点,在每一处都用当时的天文仪器如圭表测量日影长度,还测量了其中河南白马、浚仪、扶沟、上蔡四处四地的距离。

他推算出南北两地相距131.11公里,纬度差一度的结论。否定了之前天文学家所说的“南北地隔千里,影长差一寸”的说法,为了纪念这次历史性的测量,河南登封测影台至今还立着一块纪念性的石表。

僧一行 图源:52lishi

四地的测量 图源:《简明中国科学技术史话》

到了元代,旧的天文仪器已经不能提供精确的数据,于是郭守敬奉命制造了很多天文仪器。

郭守敬

如观测日月位置的仰仪,观测恒星位置以定时刻的星晷定时仪象、日月食仪、玲珑仪等。

他通过自己的仪器,在冬至前后数十天,甚至长达半年之久,反复测量中午日影长度,通过复杂的演算,最终才确定一年的长度,为365.2425天。

这个数值与现今世界上通用的公历值相同,而在六七百年前,郭守敬能够测算得那么精密,实在是很了不起,比欧洲的格里高列历早了300年。

中华民族历史一脉相承,从未间断。历史上优秀的科学家,其难能可贵的精神,也永久留存,历久弥新。

直至现在,天文学家也秉持着这种精神。不同的是,在科学家们的努力下,如今我们有更先进的观测设备。

信念之火,生生不息

贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县的喀斯特洼坑中,有一个500米口径球面射电望远镜,这是具有中国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜,被誉为“中国天眼”(FAST)。

它不仅能观测到几乎接近宇宙边缘,还能观测到毫秒脉冲星,甚至参与地外文明搜寻。

FAST工程首席科学家、总工程师,1945年出生的南仁东先生。

从1994年提出建设,到最为艰难的长达12年之久的选址,到历时22年的正式建成,南仁东攻克技术上的一个又一个难关,在一个封闭的山沟去建世界一流水平的望远镜,困难是可想而知的。

2016年9月25日,FAST竣工。第二年南仁东先生因肺癌逝世,享年72岁,历经8000多个殚精竭虑的日日夜夜,南仁东先生终使“中国天眼”在中国西南“睁开了眼”。

FAST射电望远镜

而就在今年12月1日,被誉为地球“两大眼睛”之一的美国阿雷西博望远镜坍塌,全世界对天文领域的探索,只剩中国FAST一只“天眼”。

FAST在投入使用四年多时间里,已为国际天文学产生很多贡献,如多颗脉冲星的发现和快速射电暴的发现等。

FAST望远镜探测到的脉冲星 图源:FAST

无论是古代还是当下,科学家们都秉持着对真理的渴望和对科学的探求。

他们胸怀理想,在攀登科学高峰的路途中坚持不懈,孜孜不倦。

他们淡泊名利、严谨治学,在各自的学术领域取得了伟大建树。

他们热爱科学,勇于献身科学,斯人虽已逝,精神仍永存,这也必将鼓舞后世的科学家们为之不断努力奋斗!

一直以来人们仰望星空时所引发的遐想、所产生的心灵感动也从未消逝,人们对天空、对宇宙的探索和追求也从未停止。

这正是促使天文学持续发展的不竭动力,未来天文学的发展又会将人与宇宙的联系引将何处呢,让我们拭目以待吧。

本文专家:单子怡,中国科学技术大学科学技术史研究生