中國古代天文學家

趙之珩

如果讓同學們在中國古代的天文學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存最早的著作，那么毫無疑問，《甘石星經》這本書會是唯一的答案。

“甘石”并不是一個人，而是兩位天文學家的合稱——甘德和石申，他們都是戰國時期的天文學家，也都在天文學領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》，這是世界上僅晚于《巴比倫星表》的天文學著作。

石申

石申又叫石申父、石申夫、石申甫，是戰國中期魏國的天文學家，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，月球背面有一座環形山被命名為“石申環形山”。

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，這個數字正好與一年的天數相等，圓弧的一尺約等于現在的一度。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”。在圓的中心設立一個“定標”，圓周上設立一個“游標”，可以根據需要在圓上移動。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度，從游標上測量緯度。這個儀器很像后來出現的渾儀，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》還早出現幾百年，在世界天文學史上占有重要地位。

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。石申在這個基礎上大施拳腳，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”）。經過多次測量，石申發現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′。這與當時的實際數據23° 44′僅僅差了23′，可見他的觀測儀器精度之高。（現在的黃赤交角為23° 26′。）

②首次發現了行星的“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“順行”。行星就是這樣周而復始地變著運行路線的。

③首次發現了“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。”

不僅如此，石申還發現了太陽邊緣的“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。”古代“冠”和“冕”是通用的，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，不知道他是怎樣發現日冕的，會不會是在“日全食”的時候發現的呢？

更奇怪的是，石申還發現了“日珥”。日珥是升騰在太陽表面的火舌狀的物質，呈現出暗弱的赤紅色，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。看來，石申一定不止一次地看到了日全食。

④總結月球的運行規律。

石申發現，月球在天空運行的軌道并不是規規矩矩地與黃道重合，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。這一發現為后人發現月球運行的“白道”打下了基礎。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。他還發現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現，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家，著有《天文星占》《歲星經》等書，在恒星區劃和命名、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》的基礎上創造了星體定位的“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、北四個區域，每個區域又分為七個部分。這樣就把天空分成了“二十八宿”，也就是二十八個大區域，并且規定了每一星宿“距度”（距離春分點的度數），為測量一切天體的坐標和運行的狀況布下了一張“天網”，也為以后的天文觀測打下了基礎。

甘德還在石申發現的“行星逆行”的基礎上，發現了行星運行的“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。他發現了火星和金星的逆行現象，指出“去而復還為勾”“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的時間稱為“回歸周期”。他測出的火星回歸周期比實際的數值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星。在《唐開元占經》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”，這說明甘德在伽利略之前近兩千年就已經用肉眼觀測到木星的衛星了，他也成了第一個留下了木星衛星觀測記錄的天文學家。

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