从发现“岁差”,说说古希腊和古中国天文学的早晚与短长
从发现“岁差”,说说古希腊和古中国天文学的早晚与短长
古希腊天文学家喜帕恰斯和中国天文学家虞喜分别在公元前2世纪和4世纪发现了“岁差”现象,这一发现对后世天文学发展产生了深远影响。本文将从“岁差”的发现历程出发,探讨古希腊和古中国天文学的成就与差异。
有人坚持说,古希腊的天文学很高大上。话里话外,是极看不上中国的古天文学。若是不吹不黑,话就不是这样说。
古希腊的天文学家们,几乎没谁留下自己的著作。二世纪的托勒密,可以说既是“地心说”理论的集大成者,又是古希腊天文学的总结概括者。遗憾的是,这位可能住在埃及,属希腊裔,或为罗马公民的托勒密,也没有任何古希腊文、拉丁文的著述流传下来。比如他的《天文学大成》,只有约公元800年前后的古阿拉伯译本传世。
暂且不去做这方面的考证。从上述译本所记载的古希腊天文学来看,似乎仅有喜帕恰斯发现“岁差”早于中国古天文学。据载,喜帕恰斯是古希腊公元前2世纪的天文学家,也没有留下任何著作,正如《九成宫醴泉铭》所说的“重译”,其译名因而亦有多种。喜帕恰斯的确切生卒年月已很难考订,似乎在其去世那年,即公元前125年,发现了“岁差”。
“岁差”,是说天体运行的“恒星年”,与地面上的人们视觉认知的“太阳回归年”之间,存在的“每岁渐差”。古希腊天文学,所继承的主要是古巴比伦的天文学成就——重视黄道,以“春分点”作为“岁首”。极可能,喜帕恰斯是根据“春分点”不是固定不变、“每岁渐差”,而发现“岁差”的。
不吹不黑,喜帕恰斯的这一发现,的确早于古中国——如果古阿拉伯译本记载无误的话。中国古天文学——晋成帝时的天文学家虞喜解决了“岁差”问题。这是在公元330年前后的4世纪。
客观地说,古中国的天文学家很早就发现了“岁差”现象,然而却疏于总结,最后一层“窗户纸”很长时间没被“捅破”。中国古人观测太阳的视位置,以“冬至点”为基点。具体方法是——测定昏、旦时刻的“中(仲)星”,由此简便地推算出夜半时刻的“中星”位置,进而根据此时与太阳对冲的位置,按照太阳在天空中“日行一度”的规律,求出“冬至点”。这采用的,是“偕日”与“冲日”相结合的方法。《尧典》中,已记载了这种在古代相当先进的方法。
公元前4世纪,中国古天算家测定,“冬至点”位于“牵牛初度”。这个数据,与《尧典》所载,已然发生了变化。或许因为战国争霸,动乱频仍,以致无人对此变化有所疑问,此数据仍被长期沿用。
公元前104年,邓平、落下闳等人奉旨编制新历法,原因便是日月合朔的“冬至点”已然偏离《甘石星经》所载“牵牛初度”。但邓平大概急于讨好武帝,在明显知道上述问题情况下,含糊了过去,而且在《太初历》中,把更精确的“朔策”时长29又499/940,改成29又43/81这个不精确值,致使回归年时长变为365又385/1539日,反而比“四分历”误差更大了。
一百年后,刘歆编制《三统历》,公开了对“冬至点”变动的疑问。东汉初,民间天文学家贾逵,经过实测,指出当时的“冬至点”为“斗宿二十一度”。由编䜣、李梵等主持修订的《四分历》,确定了“斗宿二十一又四分之一度”为“冬至点”。至东晋,虞喜发现,“冬至日”黄昏时的南中天星宿已不再是“昴宿”而是“壁宿”。他察觉,日行一周天的一个“回归年”,太阳并不是回到原点——尽管一年的时长不变,但太阳的“行程”并没走完一周——就是说,“二分”点和“二至”点,沿黄道连续不断地缓慢西退。
虞喜返回头来研究《尧典》,认识到,其所记载的,是早他2700年的古老天象。由此,他推算,“冬至点”每五十年沿黄道西退一度。
南朝祖冲之,首次将“岁差”引入了历法计算。这在世界上也是首次。隋代天文学家刘焯和张胄提出了75和83的新“岁差”值。“岁差”形成的根本原因,直到牛顿力学产生后才最终解决,得出的精确值为71.6年西移一度。
不妨概括一下——第一,喜帕恰斯发现“岁差”,比古中国的同行“幸运”得多——从前四世纪到四世纪,中国天算家们错失了多次机会,与“发现”擦肩而过。第二,喜帕恰斯又不够“幸运”,他发现“岁差”,在之后一千多年里并无人问津,更没应用于历法——晚几十年实行的《儒略历》沿用了1600多年,误差长到10多天——很好的发现一直被束之高阁。第三,据记载,喜帕恰斯的“岁差”值,为每百年移动一度。这不仅与刘焯、张胄的数值近似度相差很大,比虞喜的数值亦有差距——即使在公元前2世纪时,也嫌不够准确。这一数值,被西方人墨守了相当长时间。
不吹不黑,实事求是,承认他人成就,也别“逢中必贬”。