中国古代分野理论中分星变化的原因考究*

2013-03-29 05:16亮,李
天文研究与技术 2013年3期
关键词:天文变化文献

周 亮,李 勇

(1.中国科学院国家天文台,北京 100012;2.中国科学院大学,北京 100049)

中国古代分野理论中分星变化的原因考究*

周 亮1,2,李 勇1

(1.中国科学院国家天文台,北京 100012;2.中国科学院大学,北京 100049)

分野是中国古天文以及术数论中的重要概念,是传统文化中特有的天、地对应关系。通过对正史等相关史料的分析研究:(1)认定岁差不是引发十二次二十八宿分野中分星变化的主要因素,经对16种文献的计算表明,文献分野体系中的分星变化与岁差的符合率小于26.7%。(2)分星变化受十二次划分均匀与否、分野概念演变、历法因素及观测精度,甚至包括文献作者的主观因素等的影响,这在地方志中表现犹为突出。

天文学史和哲学;二十八宿;十二次;岁差;分野

分野是中国古代天文学以及术数理论中的重要概念,是中国传统文化中特有的天、地对应关系。近年来,随着对中华传统文化以及中国科技史研究的不断深入,对分野理论的研究也不断增多。文[1]对古代的分野作了全面介绍,文[2-3]曾把我国古代的恒星分野归纳成三种学说,包含八种模式,并对分野式盘进行证认,本文所讨论的即为其中的“十二次和二十八宿分野”。文[4-5]对分野问题进行了系统总结,对各类分野模式及理论进行了整理,并讨论了其理论起源和分野占验及其思想内涵。近年来,一些学者对分野问题亦进行了相关研究,得到了一些成果:文[6]总结了明清以来山东方志中各县分野分布,考察了其叙述方式与理论背景,并将分野理论置于思想史的背景中进行理解;文[7]通过对清代贵州郡县方志的“星野”叙述的考察,探讨了“星野”叙述的功能及其丧失的原因;文[8]通过对卜辞的研究考证出“危”即是齐地的分野;文[9]认定分野之实为建构信仰秩序系统,而形式的繁杂与混乱为分野之虚。

本文通过对文献中分野史料的分析和考察,试图探究十二次二十八宿分野中分星变化的原因,并考察其与岁差的相关性问题。

1 文献及数据

1.1 相关文献

正史中一般均有分野记载,如天文志、律历志、历志及地理志等。此外,地方史志中也留存了大量分野信息,如《上饶县志》(汪文麟,郑绍淳,国家图书馆藏刻本,清乾隆9年版,卷一,1~5页),《涿州志》(吴山凤,周绍达,国家图书馆藏刻本,清光绪元年版,卷一,1~4页)等,它们均列于卷首的星野卷或星土卷,其他方志也多类此。另与天文、星占有关的文献资料上也多有记载。

收集了23种给定十二次分星范围的文献。其中,有7种文献记载的宿度值同于其他文献,或直接标明引自其他文献:它们是黄鼎《管窥辑要》[10]同于皇甫谧《帝王世纪》[11],瞿昙悉达《开元占经》[12]同于《汉书·律历志》[13],《晋书·天文志》[13]、李淳风《乙巳占》[14]同于刘歆《三统历》[13],《后汉书·律历志》[13]同于蔡邕《月令章句》[13],《新唐书·天文志》[13]同于《旧唐书·天文志》[13],《明史·天文志》[13]同于刘基《大明清类天文分野之书》[15]。此7种文献基本可认为是引用数据,并不独立,故本文不作讨论。

本文选此16种数据独立的文献进行分析,考察其分星变化与岁差因素的相关性,其表述的真实年代范围按时间顺序列于表1。

表1 相关文献及年代估定Table 1 The related ancient documents and their estimated years

1.2 分星数据

在古代通常并不用黄经、黄纬和赤经、赤纬给天体定位,而是利用距星和入宿度确定经度,利用去极度确定纬度的。在二十八宿体系中,每宿都选一颗恒星作为位置测量的基准,称为该宿的距星。天体与距星之间的经度差称为入宿度。如果所研究天体正好是距星,那么其到下宿距星间的经度被称为距度。而去极度则是测量天体到北极的距离,它就是现代天文学中赤纬的余角。古代就是使用入宿度和去极度确定天体的位置,这其实就是古代的赤道坐标系。如果已知二十八宿距度及冬至点位置,则入宿度和去极度可与现代的赤道坐标互化。需要注意的是,古度与今度略异(1古度=360/365.25今度)。

表2列出这16种文献中12次的起始宿度,其中文献序所对应的文献见表1。

表2 选用文献中十二星次入宿度Table 2 The Ruxiudu(ancient longitude differences from reference stars)of Shierci(12 star sets along the Jupiter pathway in the sky)in the chosen ancient documents

续表

2 分野与岁差的相关性

2.1 由分星范围推定年代

若文献所列各星次分星与岁差有关,则不同文献间同星次的分星变化幅度应与岁差相符。因岁差常数(黄经总岁差)为50.256角秒/年[20],则71.63年岁差合1°。据此考察16种文献,首先以文献5《元史·历志》为基准,计算各文献各星次的入宿度初值相对于《元史·历志》的相应值的差,然后取十二次的均值,即得相对于各文献的一个平均差值,将其乘以71.63年/度,即得它们的年代差。取《元史·历志》的年代为1220年,则可推得各文献的对应年代,详细结果分列表3。

表3 文献间分星宿度差值及根据岁差理论推定的文献年代Table 3 The differences of Ruxiudu between the ancient documents and the years of the documents estimated from the precession theory

续表

结果表明:除《元史·历志》以1220年选为计算参照外,在推定的文献年代中仅刘基《大明清类天文分野之书》1258.369年、《金史·历志》1220.008年、《宋史·律历志》1055.418年以及《灵台秘苑》995.7259年,四文献与其估定值相符合,计算结果符合率仅为4/15=26.7%。本文考虑到古代天文测量精度及各文献年代的不确定性,所估定的文献年代范围均含不少于二百年的幅度。但即便如此,符合率亦较低,如《六壬大全》、《戎事类占》、《旧唐书·天文志》和《隋书·地理志》相差三百余年;《天元历理全书》差四百余年;此外,《汉书·律历志》、刘歆《三统历》、《魏书·律历志》、《月令章句》、《周易分野》、《帝王世纪》诸文献的差距均在八百余年以上。

当然,若选用其它文献为参照基准,计算方法类似,不影响所得结论。

2.2 由冬至位置推定年代

《汉书·律历志》载:“至昭二十年二月己丑,日南至,失闰,至在非其月。梓慎望氛气而弗正,不履端于始也。故传不曰冬至,而曰日南至。极于牵牛之初,日中之时景最长,以此知其南至也。斗纲之端连贯营室,织女之纪指牵牛之初,以纪日月,故曰星纪。五星起其初,日月起其中,凡十二次。日至其初为节,至其中斗建下为十二辰。视其建而知其次。”[13]此论表明十二次与节气关系紧密,存在明确的对应关系,即星纪次的中点与冬至点相对应,如此则星纪初为大雪、星纪末(即玄枵初)为小寒,余仿此。

若此关系成立,岁差必然导致节气在星空间的位置逐年缓慢西退。

文[21]在-2999到1501年的区间内每百年提供1个牛宿一(beta Cap)的黄经值,用冬至点黄经270°减去该值则为冬至点所入牛宿的黄经度。本文将这46值作线性拟合得年代与冬至入牛宿的关系为:Year=-451.717-72.388X,其中X为冬至入牛宿黄经(如图1)。利用该关系并严格按星纪中点为冬至点亦可求解相应文献的年代。求解过程如下:

据《元史·历志》,斗宿宿度为23°,星纪次合28.552 5°,由星纪初入斗宿Y可推星纪初入牛宿Z(=Y-23),因冬至点为星纪中点,则可推得冬至点入牛宿X(=Z+星纪全度/2=Z+28.552 5/2)°,于是采用拟合公式即可推定文献的年代,详细结果列于表4。

表4 由星纪次中点为冬至及岁差理论推定文献年代Table 4 The years of the ancient documents estimated from the precession theory by setting the w inter solstice as them idpoint of the Xingji(the first of the Shierci)

结果表明:推定的年代与上文设定的年代范围皆不合,符合率为0%。其中,《魏书·律历志》、《月令章句》和《周易分野》相差四百余年,《三统历》差六百余年,《汉书·律历志》差七百余年,其余差距均在千年以上。

3 影响分星变化的因素

本文研究发现,导致分星变化有以下几点值得考虑的重要因素。

图1 现代天文所得的冬至点所入牛宿一的黄经度数与年代的关系Fig.1 The relation of the estimated years of the documents and ecliptic-longitude differences between the winter solstices and the Dabih Major according tomodern astronomy

3.1 十二次的划分

由计算所得12次所含宿度(如图2)不难看出,历代文献所给的各星次所含度数并不等。按照古人观念,周天总度数约为365.25°,这与上述各文献的记载值基本相符。按照通常十二次的定义,各星次应均匀划分,但经计算发现,各文献中星次并非完全等分。《汉书·律历志》、《魏书·律历志》等早期文献取各次度数在三十度或三十一度,几近等值。但《宋史·律历志》、《金史·历志》、《元史·历志》、李克家《戎事类占》和《六壬大全》等晚期文献各星次度数则有明显的起伏特征:在娵訾次取极大值,之后渐减,至实沈极小,之后渐增,再于鹑尾取极大,之后渐减,又于析木取极小,之后渐增,直至娵訾。徐发《天元历理全书》以及《隋书》也有与上述文献类似的起伏特征,但略显杂乱。

上述星次度数变化说明古人从早期到晚期对星次应含宿度的不同理解。在早期,古人认为各星次所含度数大体相等,为周天的1/12。到了晚期,古人的认识发生了转变,各次大小不等,并有类似正弦之二增二减变化。也就是说,十二次的划分从对星空的等分逐步变化为不等划分。不同时代对各星次宿度的不同认识也反映到各星次的星度范围上,各星次的始、终宿度值必然会发生前移或者后移的变化;而这些星次变化也造成了对分野理论中各分星区域变化的影响。

图2 文献十二次所含度数Fig.2 The longitude degrees covered by each of the Shierci in the ancient documents

3.2 分野概念的演变

据《汉书·律历志》,冬至点应居于星纪的中点,但到了近现代,或许定义发生了变化,根据《清史稿》记载:“求节气时刻,日躔初宫丑,星纪。初度为冬至,十五度为小寒。”[22]即把冬至点定义到星纪初。这一变化与近代西方黄道十二宫的传入有关。在明末欧洲天文学传入后即以十二次名来翻译黄道十二宫名称,如称“摩羯宫”为“星纪宫”等。各宫均按黄道经度等分,其起点改与中气相连,星纪宫起点即为冬至点。各星次的定义发生变化,分野理论的星次度数即分星范围必然会发生改变。上文的论述亦表明在古代“冬至位于星纪中点”并未成为共识,这直接影响到十二次的分星范围。

3.3 历法因素

分野理论的星次分星数据发生改变也可能是与历法计算相调和的产物,有时受编历的影响而需要调整分星范围。根据《元史·历志》记载,《授时历》与《庚午元历》的十二次分星就存在差异。《授时历》载:“黄道十二次宿度:危,十二度六十四分九十一秒,入娵訾之次,辰在亥。奎,一度七十三分六十三秒,入降娄之次,辰在戌······”而《庚午元历》载:“太阳黄道十二次入宫宿度:危,十三度三十九分五十九秒外入卫分,陬訾之次,辰在亥。奎,二度三十五分八十五秒外入鲁分,降娄之次,辰在戌······”两者明显相异。

3.4 观测精度

此外,从文献数据中不难发现,《宋史·律历志》、《金史·历志》、《元史·历志》、李克家《戎事类占》以及徐发《天元历理全书》等唐代以后年代较近文献拥有一个共同点,即各文献记载数据值均较为精确,特别是《元史·历志》、《金史·历志》、李克家《戎事类占》中的数据值精确到了万分之一度,徐发《天元历理全书》精确到了千万分之一度。与之对照,唐代及其以前文献中数据值较为粗糙,且出现了隋、唐代文献直接引用汉代文献或使用其数据作为当代数据的情况,若依此计算,必然导致年代上的问题。

3.5 作者因素

事实上,无论文献中的分星变化与否都从某种程度上体现了作者的主观态度。有的作者可能因岁差而调整分星范围,而有的文献中星次的分星数据虽历经几世纪却未变,其中有天文家所为,亦有普通文人所为。有时古人甚至天文家并不乐于对分野理论特别是星次的分星数据进行调整。如唐代大天文家李淳风所著的《晋书·天文志》,仍然坚持《汉书·律历志》的分星宿度数据及其理念,并未调整,这说明在当时古人很可能想将十二次二十八宿分野的形式固定下来,并将其与节气关联,未曾想到其会随年代而发生变化。《隋书·地理志》、《旧唐书·天文志》等其后的一些文献与《汉书·律历志》的数据稍异,这也反映这一想法。有时,因年代太久,受岁差影响节气的位移过大,古人可能不得已对分星范围作少许调整,但调整量远未达到岁差理论要求的幅度,即使冬至点又回到了星纪的中点附近。

除了上文涉及的文献,这些主观因素的影响在地方志中表现的犹为突出。经过笔者的考察,地方志大多记有分野卷目,所涉本地分星范围及其变化,有时还包括作者对分野及分星变化的态度,并且大相径庭:或持承认接受态度,并详述列代分星及变化;或表达说法不一,无从定论的态度;或明确的持有怀疑态度;或表露作者的无奈。地方志从微观的地域角度反映出作者对当地分星变化的多样态度。

4 结论

第一,岁差不是分星变化的主要原因。

如前所述,本文通过对文献的分析、研究,考察了分野理论中引起分星变化的原因。(1)若按照岁差理论对十二次分星入宿度数据进行处理,可推算出各文献对应的年代值与文献估定的年代符合率不高于26.7%,表明分野论中的分星变化与岁差因素的关联性较小,即岁差并非是引发十二次二十八宿分野中分星变化的主要因素。(2)冬至点也不位于星纪次中点。《汉书·律历志》虽将冬至点设定在星纪次的中点,并将十二次与各节气位置之间的关系固定,但考历代的实际分星数据多不支持该说法。古人虽已对岁差概念有一定的认识,但还较为模糊,并未将其引入分野的分星体系。

按上文两种计算方法所得结果均与文献实际情况不符,且与真实年代差距大小不一,无规律可循。

文献中的宿度数据应反映作者对当时分野理论的理解。假使不存在岁差,节气与十二次不关联在一起,则各个分野区域随时间的推移应无显著变化,各分野区域对应的分星范围应该基本恒定。但由于岁差因素的影响,各节气会随着时间的推移不断在星空改变位置;若分野理论与岁差概念相关联,则各个分野区域所对应的分星范围应随着节气位置的变化而同步移动,从而使分野区域对应各个星次可以与节气保持相对恒定的对应关系。倘若上述观点成立,则经计算所得各文献对应年代应与各文献成书或其表述的真实年代范围相吻合。但按照文献数据及两种计算结果的反映,两者之间吻合度很低,故十二次分星入宿度数据与受岁差影响下二分二至点的年代变化之间的关联性较小。

古人并未将岁差的概念直接反映到分野理论的分星变化之中。

第二,造成分星变化的因素众多。

如前文所述,十二次划分均匀与否、分野概念的演变、历法因素,以及观测精度、甚至作者的主观因素等也会对分星的变化产生影响,这在地方志中表现得犹为突出。故引发分野理论中的分星变化系多种因素造成。

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The Reason for the Changes of the Fenxing in the Ancient Chinese Fenye Theory

Zhou Liang1,2,Li Yong1
(1.National Astronomical Observatories,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100012,China,Email:zhouliang09@mails.ucas.ac.cn;2.University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China)

The Fenye concept is important in ancient Chinese astronomy and astrology,and it is a correspondence between heaven and earth in the traditional Chinese culture.In the ancient Chinese astronomy,the constellations in the belt along the celestial equator(or the ecliptic)are usually divided and associated with the areas on the earth like Zhou(an ancient dominant state)and Guo(another state).The areas of the earth involved are collectively called the Fenye of the constellations.There are three types of Fenye theories.The first type are the Ganzhi theories(the Heavenly Stems and Earthly Branches),which involve three kinds of Fenye schemes,the Shigan(the ten Heavenly Stems)Fenye,the Shierzhi(the twelve Earthly Branches)Fenye,and the Shieryue(the twelvemonths)Fenye.The second type is Jiugong(Nine-Palace)theory,i.e.Jiugong Fenye.The third type are the Xintu theories,which have four kinds ofmodels,the Danxing(singlestar)Fenye,Wuxing(Mercury,Venus,Mars,Jupiter,and Saturn)Fenye,Shierci-Ershibaxiu Fenye,and Beidou(Big-Dipper)Fenye.The Shierci-Ershibaxiu Fenye is most important among these.In the ancient China,the belt along the celestial equator(or the ecliptic)is divided into 12 equal parts,which are called Shierci(12 sets of stars along the Jupiter pathway in the sky).The location of each part on the equator(or the ecliptic)is usually represented with its Ruxiudu in the Ershibaxiu(28 lunarmansions).A Ruxiudu is equal to the degrees from the nearest lunarmansion.The Fenxing is the association of regions in the belt to the 12 parts of the Shierci.The Shierci-Ershibaxiu Fenye is the subject of this paper.Based on the analysis and research about ancientofficial annals,local chronicles,and other relevanthistorical records,we find that(1)the earth precession is not themain reason for the changes of Fenxing,especially in themodel of the Shierci-Ershibaxiu Fenye,as the agreement fraction between the changes of Fenxing and the precession values is less than 26.7% for the data in sixteen documents,and(2)the changes of the Fenxing are affected bymany factors,including whether the Shierci regions are uniform,the evolution of the conceptof Fenye,calendar factors,the accuracies of observations,and even the subjective attitude of authors of the ancient documents.Subjective factors are particularly obvious in the local chronicles.

History and philosophy of astronomy;Ershibaxiu(28 lunarmansions);Shierci(12 sets of stars along the Jupiter pathway in the sky);Precession;Fenye(correspondence between the heaven and the earth in ancient Chinese astronomy and astrology)

P1-092

:A

:1672-7673(2013)03-0321-08

国家自然科学基金(10973022)资助.

2012-05-18,修定日期:2012-06-24

周 亮,男,硕士.研究方向:天文学史.Email:zhouliang09@mails.ucas.ac.cn

CN 53-1189/P ISSN 1672-7673

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