趙之珩

如果讓同學(xué)們在中國古代的天文學(xué)著作中挑選一本成就最突出的，那么答案一定五花八門。不過要問中國天文史上現(xiàn)存最早的著作，那么毫無疑問，《甘石星經(jīng)》這本書會是唯一的答案。

“甘石”并不是一個人，而是兩位天文學(xué)家的合稱——甘德和石申，他們都是戰(zhàn)國時期的天文學(xué)家，也都在天文學(xué)領(lǐng)域有獨到的見解和突出的成績。后人將甘德的《天文星占》和石申的《天文》合稱為《甘石星經(jīng)》，這是世界上僅晚于《巴比倫星表》的天文學(xué)著作。

石申

石申又叫石申父、石申夫、石申甫，是戰(zhàn)國中期魏國的天文學(xué)家，大約生活在公元前400年。他的著作《天文》八卷和《渾天圖》在中國和世界天文學(xué)史上都占有重要地位，為了紀念他的功績，月球背面有一座環(huán)形山被命名為“石申環(huán)形山”。

石申非常重視天文觀測，為了準確測定天體的坐標，他在自己的“ 觀星臺”上自制了一個“天體測量儀”：在地平面上畫一個周長為365.25尺的大圓圈，這個數(shù)字正好與一年的天數(shù)相等，圓弧的一尺約等于現(xiàn)在的一度。通過中心的一條正南正北線是“子午線”，一條正東正西線是“卯酉線”。在圓的中心設(shè)立一個“定標”，圓周上設(shè)立一個“游標”，可以根據(jù)需要在圓上移動。每當定標和游標以及要測量的星星三者排成一線時，就可以從定標上測量該星的經(jīng)度，從游標上測量緯度。這個儀器很像后來出現(xiàn)的渾儀，石申用它測量了120顆星在天空中的坐標，準確地測定了它們的經(jīng)度和緯度，再把它們和相鄰的星星用假想的直線連接起來，創(chuàng)造了120 個星宿（星座）。他把這些觀測成果制成了一部《石氏星表》，這個星表比西方最早的《托勒密星表》還早出現(xiàn)幾百年，在世界天文學(xué)史上占有重要地位。

石申不但把測定的恒星準確位置編制成了星表，還繪制了一幅精美的星圖，為天文觀測奠定了扎實的基礎(chǔ)。石申在這個基礎(chǔ)上大施拳腳，取得了很多成績。

①“黃赤交角”最早的測量者。

石申利用他的觀測儀器，測量了太陽在一年中的運行軌道，這個軌道叫作“黃道”（意思是“光明之路”）。經(jīng)過多次測量，石申發(fā)現(xiàn)黃道相對于天赤道是傾斜的，他測得的傾斜角相當于今天的23° 21′。這與當時的實際數(shù)據(jù)23° 44′僅僅差了23′，可見他的觀測儀器精度之高。（現(xiàn)在的黃赤交角為23° 26′。）

②首次發(fā)現(xiàn)了行星的“逆行”。

通過觀測，石申看到天空有金、木、水、火、土5 顆行星在眾多的恒星之間不停地運行，他準確地測量了行星運行的路線。這些行星在大多數(shù)的時間里，在天球上的運行方向是向東的，叫作“順行”。但有些行星在向東運行了一段時間之后，卻會轉(zhuǎn)過頭來向西運行，這叫作“逆行”。在“逆行”了一段時間之后，它們又會恢復(fù)“順行”。行星就是這樣周而復(fù)始地變著運行路線的。

③首次發(fā)現(xiàn)了“太陽黑子”“日冕”和“日珥”。

我們都知道，在進行天文觀測的時候，一定不要用肉眼直視太陽，即使是觀看日偏食也必須用濾光片過濾陽光。但是石申在沒有濾光片的古代，利用一些特殊的時間和天氣用肉眼仔細觀測了太陽。譬如早晨太陽剛剛升出地平線，或者遇到大霧的時候。石申留下了最早的“黑子記錄”，他記錄道：“日中有立人之像?！?/p>

不僅如此，石申還發(fā)現(xiàn)了太陽邊緣的“日冕”。日冕是太陽最外面的一層大氣，很像是給太陽扣上的一頂銀白色帽子，故而叫作“日冕”。石申記錄道：“有氣青赤立在日之上，名為‘冠?！惫糯肮凇焙汀懊帷笔峭ㄓ玫?，故而我們一直用到今天的“日冕”這個詞，就來自石申的記錄。不過，相對來說，日冕的觀測難度很高，不知道他是怎樣發(fā)現(xiàn)日冕的，會不會是在“日全食”的時候發(fā)現(xiàn)的呢？

更奇怪的是，石申還發(fā)現(xiàn)了“日珥”。日珥是升騰在太陽表面的火舌狀的物質(zhì)，呈現(xiàn)出暗弱的赤紅色，平時肉眼不能看到，只有使用分光儀或日全食的時候才能看到?？磥?，石申一定不止一次地看到了日全食。

④總結(jié)月球的運行規(guī)律。

石申發(fā)現(xiàn)，月球在天空運行的軌道并不是規(guī)規(guī)矩矩地與黃道重合，而是有“偏離”的傾向。他記錄道“月行乍南乍北”，就是說有時在黃道以南，有時在黃道以北。這一發(fā)現(xiàn)為后人發(fā)現(xiàn)月球運行的“白道”打下了基礎(chǔ)。實際上，白道與黃道并不在一個平面上，而是有一個約5° 9′的傾角。他還發(fā)現(xiàn)月亮的運行速度并不是始終不變的，有時“月行急”，有時“月行緩”。沒錯，這正是因為月亮圍繞地球運行的軌道是一個橢圓，距離地球近時會快一些，遠時會慢一些。

⑤為彗星命名。

石申對不定時出現(xiàn)的彗星進行了觀測，他用“索”（繩子）“拂星”（輕輕甩動的樣子）“掃星”（笤帚）和“彗星”（大掃帚）四個名詞給彗星歸類。后來，它們被統(tǒng)稱為“彗星”。

在兩千多年前，石申僅憑著一架自制天文儀器和一雙肉眼，就有了這些傳于后世的天文發(fā)現(xiàn)，實在令人佩服。他的名字能夠進入“月宮”，真是實至名歸！

甘德

甘德是生活在公元前三百多年齊國的天文學(xué)家，著有《天文星占》《歲星經(jīng)》等書，在恒星區(qū)劃和命名、行星運行與會合周期等方面有突破性的貢獻。

甘德在石申《石氏星表》的基礎(chǔ)上創(chuàng)造了星體定位的“甘氏四七法”。所謂“四七法”， 就是把天空中的恒星劃分為東、南、西、北四個區(qū)域，每個區(qū)域又分為七個部分。這樣就把天空分成了“二十八宿”，也就是二十八個大區(qū)域，并且規(guī)定了每一星宿“距度”（距離春分點的度數(shù)），為測量一切天體的坐標和運行的狀況布下了一張“天網(wǎng)”，也為以后的天文觀測打下了基礎(chǔ)。

甘德還在石申發(fā)現(xiàn)的“行星逆行”的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)了行星運行的“會合周期”。甘德也對行星運動進行了長期的觀測和定量的研究。他發(fā)現(xiàn)了火星和金星的逆行現(xiàn)象，指出“去而復(fù)還為勾”“再勾為巳”，把行星從順行到逆行再到順行的視運動軌跡十分形象地描述為“巳”字形。其中火星的亮度變化最為明顯，甘德經(jīng)過了多年的觀測記錄和精密的計算之后，得出火星的逆行平均每過587.25 天就有一次，他把這種同一天象再次出現(xiàn)的時間稱為“回歸周期”。他測出的火星回歸周期比實際的數(shù)值583.9 天僅差了3.35 天，誤差僅為千分之六。他還用同樣方法測得木星回歸周期為400 天（ 實際為398.9 天） 。

更有意思的是，甘德還看到了木星的衛(wèi)星。在《唐開元占經(jīng)》引錄甘德的論著提到木星時，有這樣一句話：“若有小赤星附于其側(cè)”，這說明甘德在伽利略之前近兩千年就已經(jīng)用肉眼觀測到木星的衛(wèi)星了，他也成了第一個留下了木星衛(wèi)星觀測記錄的天文學(xué)家。

石申與甘德的研究一脈相承，在諸多領(lǐng)域取得了非常重要的成果，開了我國古代天文學(xué)的先河，促進了以觀測為主的天文學(xué)在我國的誕生，對后世產(chǎn)生了深遠的影響，每一位喜歡天文的孩子都要記住他們喲！