談天說地話中國古天文-揭開星空的奧秘系列

圖1.目前設置在上海天文台的赤道式「日晷」（它的晷針是平行於地球自轉軸而指向北極） 。本館中國科學廳中也有「漢代玉盤日晷」展出。

圖2.目前設置於紫金山天文台的明製「圭表」 。大致結構原理，可從本館中國科學廳的「河南登封的周公觀景台」看得到模型說明。

　天文學在人類文明史的開頭，就占有顯著的地位。尤其是早在四千多年前，中國就有可考的文字星象記載；從公元前14世紀河南安陽殷墟出土的甲骨文中豐富的天文紀錄，就可看出在中國文明的搖籃時期，天文知識已普及農民、士卒、婦女、兒童。正如明末顧炎武引《詩經》篇詞在《日知錄》裡說道：「夏、商、周三代以上，人人皆知天文。七月流火，農夫之辭也；三星在戶，婦人之語也；月離於畢，戍卒之作也；龍尾伏辰，兒童之謠也。」。

圭表、曆法

　圭表和日晷都是以太陽為觀測目標的計時儀器，它們的結構簡單，是中國流傳於世最古老的天文儀器。由於其創制年代久遠，已不可考。現在一般人所言的圭表是由表發展而來，而日晷（圖1）則是再由圭表演變而來。所謂的表，最初就是一根直立於平地上的竿子或石柱，遠古人們在生活中就發現太陽照射下的物體影子之方向和長短會隨著太陽所在位置而有規律性變化。逐漸地，就有人想到用竹竿或石柱來專門作為觀測影子變化的工具，於是產生了最古老的天文儀器 表。表的結構雖然簡單，但用途卻很多，譬如可依據影子的方向和長短定出方向、節氣、時刻、地域等。圭表是由直立於平地的表和一個正南北方向平放的尺（圭）所組成（圖2）。大約最晚在春秋中葉，利用圭表測量日影，已經是制定曆法的重要方法了；利用此法測定出回歸年長度為365.25日。

　古代天文官（太史令）是在做些什麼？《尚書．堯典》說：「乃命羲和，欽若昊天，曆象日月星辰，敬授人時。」其意為天文學者自古至今的崇高使命是觀察日月星辰，以及告知人們曆法和時間。我國曆法的基本內容，正如《堯典》所說：「三百有六旬有六日，以閏月定四時成歲。」白話的說是將一年分為四季，用閏月來調整月分和季節的關係；而且以黃昏時出現南方天空的，是二十八星宿中分配在四個不同方位的柳宿、心宿、虛宿、昴宿（也就是春分、夏至、秋分和冬至四個重要天文點）來劃分季節。可見早期中國解釋自然現象是頗具科學性的。周代到漢初，除了創制首部曆法，還有許多寶貴而完整的天象紀錄，如日食和月食觀測的描述（如太陽和月球的位置、初窺和復圓的時刻及方位）、彗星（尤其是哈雷彗星、長沙馬王堆出土的西漢初年彗星圖（圖3））的最古紀錄、流星（墜隕石）和流星雨（如天琴座流星雨）的最早紀錄。