深扒中国古代科技史，历史中记载的天文历法，古人智慧结晶

《五星占》是1973年底在湖南长沙马王堆三号汉墓发掘出土的大批帛书中的一篇。

《五星占》约8000字，共分木星、金星、火 星、上星、水星、五星总论、木星行度、土星行度和金星行度等九章，内含大量天文星占的文字，多是战国时期甘德《天文星占》8卷和石申夫《天文》8卷中占文 的遗存，其中以甘氏的占文最多。《五星占》载有自秦始皇元年（前246年）至汉文帝三年（前177年）间木星、土星和金星的位置，还记载了3颗行星的会合 周期，分别是：金星：584.40日，该值与理论值之差为0.48日；木星：395.44日，该值与理论值之差为3.44日；土星；377日，该值与理论 值之差为1.09日。这表明当时对行星运动的观察已有相当高的水平。

《五星占》被认为是目前所知年代确切可考的中国星占文献中最古老的。

石氏星表是世界最古老的星表。星表是把测量出的恒星的坐标，常常还连同其他特性加以汇编而成的。石氏星表是今人根据唐代的天文着作《开元占经》中记录 的《石氏星经》中的一些片段整理而成的，仅仅是《石氏星经》的一部分内容。《石氏星经》是中国战国时代天文学家石申所编，它到宋代以后就失传了，其中有二 十八宿距星和115颗恒星的赤道坐标位置，这是世界上最古老的星表。

“石氏星表”是后世进行许多天体测量的基础。诸如测量日、月、行星的位置和运动，都要用到其中二十八宿距星的数据，因此，它是我国天文历法中重要的基本数据。希腊最早的星表要比“石氏星表”晚得多。

水运浑象是世界上最早的自动天文仪器。汉代着名的天文学家张衡（78～139年）创制。

水运浑象的主体是一个大空心铜球，代表天 球，上面布满了星辰，球的一半隐没在地平圈下面，另一半显露在地平圈上面，就像人们看到的天穹一样。水运浑象是以补偿式漏壶的流水作为动力，通过在浑象内 部设置的一套齿轮系机械传动装置，实现可自动和近似正确地演示天体的周日运动。此外，浑象还带动着一个称为“瑞轮蓂荚”的机械日历，可随月亮的盈亏演示一 个朔望月中日期的推移，是一种自动的机械日历。

圭表是我国古代度量日影长度的一种天文仪器，由“圭”和“表”两个部件组成。

很早以前，人们发现房屋、树木等物体在阳光照射下会 投出影子，这些影子的变化有一定的规律。于是便在平地竖立一根竿子或石柱来观察影子的变化，这根立竿或立柱就叫做“表”，用一把尺子测量表影的长度和方 向，则可知道时辰。后来，人们发现正午时的表影总是投向正北方向，就把石板制成的尺子平放在地面上，与立表垂直，尺子的一头连着表基，另一头则伸向正北方 向，这把用石板制成的尺子叫“圭”。正午时表影投在石板上，古人就能直接读出表影的长度值。

经过长久观测，古人不仅了解到一天中表影 在正午最短。而且得出一年内夏至日的正午，烈日高照，表影最短，冬至日的正午，煦阳斜射，表影则最长。于是，古人就以正午时的表影长度来确定节气和一年的 长度。譬如，连续两次测得表影的最长值，这两次最长值相隔的天数，就是一年的时间长度。难怪我国古人早就知道一年等于365天多的数值。

浑仪是我国古代的一种天文观测仪器。在古代，“浑”字含有圆球的意思。古人认为天是圆的，形状像蛋壳，出现在天上的星星是镶嵌在蛋壳上的弹丸，地球则是蛋黄，人们在这个蛋黄上测量日月星辰的位置，因此，把这种观测天体位置的仪器叫做浑仪。

最初，浑仪的结构很简单，只有三个圆环和一根金属轴。最外面的那个圆环固定在正南北方向上，叫做“子午环”；中间固定着的圆环平行于地球赤道面，叫做 “赤道环”；最里面的圆环可以绕金属轴旋转，叫做“赤经环”，赤经环与金属轴相交于两点，一点指向北天极，另一点指向南天极。在赤经环面上装着一根望筒， 称为窥管。窥管可以绕赤经环中心转动，用窥管对准某颗星星，然后。根据赤道环和赤经环上的刻度来确定该星在天空中的位置。

后来，古人为了便于观测太阳、行星和月球等天体，在浑仪内又添置了儿个圆环，也就是说环内再套环，使浑仪成为多种用途的天文观测仪器。

西汉落下闳、东汉贾逵、唐李淳风等都设计生产过浑仪，陈列于南京紫金山天文台的浑仪是明正统年间所造的。

简仪是我国古代的一种天文观测仪器，元初天文学家郭守敬创制。因是将结构繁复的唐宋浑仪加以革新简化而成，故称简仪。

简仪与浑仪一样也用于测量天体的位置，但是，浑仪的结构比较繁杂，观测时经常发生环与环相互交错阻挡视线的现象，使用极不方便。郭守敬将浑仪简化为两个独立的观测装置，安装在一个底座上，每个装置都十分简单实用，而且除北极星附近以外，整个天空一览无余。

简仪的主要装置是由两个互相垂直的大圆环组成，其中的一个环面平行于地球赤道面，叫做“赤道环”；另一个是直立在赤道环中心的双环，能绕一根金属轴转 动，叫做“赤经双环”。双环中间夹着一根装有十字丝装置的窥管，相当于单镜筒望远镜，能绕赤经双环的中心转动。观测时，只要将窥管对准某颗待测星，就可以 在赤道环和赤经双环的刻度盘上直接读出这颗星的位置值。有两个支架托着正南北方向的金属轴，支撑着整个观测装置，使这个装置保持着北高南低的形状。简仪是 我国首先发明的赤道装置，要比欧洲人使用赤道装置早500年左右。

简仪的结构，不仅在当时居于世界领先地位，而且也是现代赤道式天文 望远镜的鼻祖，这是我们的先人对世界天文学的一个重大贡献。非常可惜的是，郭守敬创制的简仪，1715年（清康熙十四年），竟被在钦天监任职的法国传教士 纪理安当作废铜熔化了。简仪比西方丹麦天文学家第谷（Tycho　Brahe）的同类仪器早300多年。

最早的天象记录

古代的天象记录，堪称世界一绝，拥有一系列堪称世界之最的独家文献。天象，泛指各种天文现象，如太阳出没、行星运动、月相变化、彗星、流星、流星 雨、陨星、日食、月食、极光、新星、超新星、月掩星、太阳黑子等。中国早在4000年前就注意观测和记录天象，此后历代的天文官和民间的天文学家也都始终 学问观测天象。古代的天象记录内容丰富、资料翔实，在世界上是独一无二的。

二十四节气

节气就实质而言是属于阳历范畴，从天文学意义来讲，二十四节气是根据地球绕太阳运行的轨道（黄道）360度，以春分点为0点，分为24个等分点，每2个等分点相隔15度，每个等分点设有专名，含有气候变化、物候特点、农作物生长情况等意义。

二十四节气在我国是开始确立完善起来的。我国周朝和春秋时代是用“土圭”测日影的方法来定夏至、冬至、春分、秋分。琴朝《吕氏春秋》的《十二纪》中所记 载的节气已增加为8个，即立春、春分、立夏、夏至、立秋、秋分、立冬、冬至。还有一些有关惊蛰、雨水、小暑、白露、霜降等节气的萌芽的记载。到了汉朝《淮 南子·天文训》中已有完整的二十四节气记载，与今天的完全一样。

《太初历》和《授时历》

历法是确定年、月、日等计时单位的长度，并使之依一定的关系组合，供计量较长时间间隔之用的计时系统。

《太初历》（又称三统历） 是我国古代流传至今的第一部完整的历法，是西汉时期由邓平、落下闳制订的。汉武帝太初元年（前104年），由于原来实行的颛顼历越来越不符合实际天象，汉 武帝从各地召集通晓历法、算术和仪器生产等方面的专家20多人，议造新历，后来太初历人选。《太初历》规定一年为365.250164日，一月为 29.53086日；将原来以十月为岁首改为以正月为岁首；开始采用有利于农时的二十四节气；首次提出了以没有中气的月份为闰月的原则，把季节和月份的关 系调整得十分合理；它重新测定了二十八宿的距离；第一次明确提出了交食周期的概念和数值；测定了比以前准确得多的五星会合周期值，并且制定了五星在一个会 合周期里的动态表，建立了一套定量预报任一时日五星位置的方法。《太初历》的制订是我国历法上一个划时代的进步。《太初历》不仅是我国第一部比较完整的历 法，也是当时世界上最先进的历法，它问世以后，一共行用了189年。

公元1280年，元代王恂（1235～1281年）、郭守敬 （1231～1316年）等制订《授时历》，废除古代历法，是中国历法的第四次大改革，该历已和现代公历性质基本祥。郭守敬等人通过3年多的200次测 量，经过计算，采用365.2425日作为一个回归年的长度，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，比欧洲的格列高里历早了300年。《授时历》于1281年颁布，施行了364年，是我国古代最精确和使用最长久的历法。

最早的气象探测仪器

西汉时出现的一种天平式的湿度计是世界上最早的测湿仪器。在西汉初年《淮南子》一书中，记载了用羽毛、木炭测湿以预测降雨的实例：“悬羽与炭而知燥湿 之气。”并指出这种仪器测湿的原理。因为炭吸湿性强，也易蒸发，它极易随空气湿度大小而产生重量变化，“燥，故炭轻；湿，故炭重”。而羽毛或土的吸湿性较 差，其重量受温度变化的影响甚小，可以说保持不变。把羽毛或土和炭在一定时间内悬挂在天平的两端，使之处于平衡状态，当湿度发生变化时，炭随湿度大小而产 生重量变化，羽毛或土的重量几乎不变，这样，天平便失去平衡。再由天平倾斜角度的大小，可以知道湿度的大小。西汉发明的天平式湿度计，比15世纪达·芬奇设计的湿度计早1500多年。

《乙巳占》（最早给风力定级）

《乙巳占》是一部综合性的占星学着作，是我国店代学者李淳风（602～670年）于唐显庆元年（656年）稍后所撰成的。他在（乙巳占》中依据风力对 树木的影响和损坏程度将其分为8级，据（乙巳占》卷十《占风远近法》的描述，这8级分别为：一级动叶，二级鸣条，三级摇枝，四级堕叶，五级折小技，六级折大枝，七级折木飞沙石，八级拔材及根。李淳风认为不同大小的风其所由来的远近也不同，风力越大，其所由来的距离越远。李淳风讲了8级风速，加上静风、和风 则是10级。这与1804年英国蒲福（SirF·Beaufort）所定风级相近，但李淳风比蒲福早1100多年。