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天文地理知識
中國是世界上天文學(xué)起步最早、發(fā)展最快的國家之一，天文學(xué)也是我國古代最發(fā)達(dá)的四門自然科學(xué)之一，其他包括農(nóng)學(xué)、醫(yī)學(xué)和數(shù)學(xué)，天文學(xué)方面屢有革新的優(yōu)良?xì)v法、令人驚羨的發(fā)明創(chuàng)造、卓有見識的宇宙觀等，在世界天文學(xué)發(fā)展史上，無不占據(jù)重要的地位。
一、天文學(xué)基本名詞
天文地理：泛指知識、學(xué)問,這種說法由來已久,例如許多舊小說中說到一個(gè)人很有學(xué)問,就說他"上知天文,下知地理" 。
天球：以觀測者為球心，以無限大為半徑所描繪出的假想球面，我們看到的天體（星星、月亮、太陽）是其在這個(gè)巨大的圓球的球面上的投影位置。
周日視運(yùn)動(dòng)：由于地球自轉(zhuǎn)（自西向東），所以地面上的觀測者看到的天體在一天中在天球上自東向西沿著與轉(zhuǎn)軸垂直的平面內(nèi)的小圓轉(zhuǎn)過一周。
子午圈：過觀測者的天頂和南北天極的大圓。
中天：天體經(jīng)過觀測者的子午圈時(shí)，叫做中天。由于地球的自轉(zhuǎn)，天體一天要穿過子午圈兩次，其中離觀測者天頂較近一次（一般是晚上的那一次）叫上中天。另外那一次叫下中天
黃道：簡單的說就是太陽在天球中的運(yùn)行軌跡。由于運(yùn)動(dòng)的相對性，所以黃道也就是地球公轉(zhuǎn)軌道與天球的交線。
目視星：肉眼所看到的星星。
二、中國古代天文地理學(xué)成就
日食記錄：流星，新星和超新星，彗星，五星連珠，太陽黑子，石刻。
歷法：治歷方法，節(jié)氣，《太初歷》、《大明歷》、《大衍歷》、《授時(shí)歷》。
天文著作：《甘石星經(jīng)》、《靈憲》。
天文儀器：圭表，日晷，漏刻，渾儀，渾天儀，地動(dòng)儀，渾象，簡儀，仰儀，水運(yùn)儀象臺(tái)。
著名天文學(xué)家：甘德，落下閎，張衡，祖沖之，張遂（僧一行），郭守敬，沈括。著名地理學(xué)家：裴秀，酈道元，徐霞客，魏源。
天文地理學(xué)成就：制圖六體，風(fēng)的觀測和儀器，降水的觀測和儀器，濕度的觀測和儀器，地震儀的發(fā)明，云的觀測和云圖集，《水經(jīng)注》，《徐霞客游記》，《海國圖志》。
三、中國古代天文學(xué)簡述
我國古代天文學(xué)從原始社會(huì)就開始萌芽了。公元前24世紀(jì)的帝堯時(shí)代，就設(shè)立了專職的天文官，專門從事"觀象授時(shí)"。早在仰韶文化時(shí)期，人們就描繪了光芒四射的太陽形象，進(jìn)而對太陽上的變化也屢有記載，描繪出太陽邊緣有大小如同彈丸、成傾斜形狀的太陽黑子。公元16世紀(jì)前，天文學(xué)在歐洲的發(fā)展一直很緩慢，在從2世紀(jì)到16世紀(jì)的1000多年中，更是幾乎處于停滯狀態(tài)。在此期間，我國天文學(xué)得到了穩(wěn)步的發(fā)展，取得了輝煌的成就。我國古代天文學(xué)的成就大體可歸納為三個(gè)方面，即：天象觀察、儀器制作和編訂歷法。
我國最早的天象觀察，可以追溯到好幾千年以前。無論是對太陽、月亮、行星、彗星、新星、恒星，以及日食和月食、太陽黑子、日珥、流星雨等罕見天象，都有著悠久而豐富的記載，這些記載至今仍具有很高的科學(xué)價(jià)值。在我國河南安陽出土的殷墟甲骨文中，已有豐富的天文象現(xiàn)的記載。這表明遠(yuǎn)在公元前14世紀(jì)時(shí)，我們祖先的天文學(xué)已很發(fā)達(dá)了，有世界上最早最完整的天象記載。我國是歐洲文藝復(fù)興以前天文現(xiàn)象最精確的觀測者和記錄的最好保存者。
我國古代在創(chuàng)制天文儀器方面，也做出了杰出的貢獻(xiàn)，創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)和制造了許多種精巧的觀察和測量儀器。最古老、最簡單的天文儀器是土圭，也叫圭表。它是用來度量日影長短的，它最初是從什么時(shí)候開始有的，已無從考證。
此外，西漢的落下閎改制了渾儀，這種我國古代測量天體位置的主要儀器，幾乎歷代都有改進(jìn)。東漢的張衡創(chuàng)制了世界上第一架利用水利作為動(dòng)力的渾象。元代的郭守敬先后創(chuàng)制和改進(jìn)了10多種天文儀器，如簡儀、高表、仰儀等。
我國對哈雷彗星觀測記錄久遠(yuǎn)、詳盡，無哪個(gè)國家可比。我國公元前240年的彗星記載，被認(rèn)為是世界上最早的哈雷彗星記錄從那時(shí)起到1986年，哈雷彗星共回歸了30次，我國都有記錄。1973年，我國考古工作者在湖南長沙馬王堆的一座漢朝古墓內(nèi)發(fā)現(xiàn)了一幅精致的彗星圖，圖上除彗星之外，還繪有云、氣、月掩星和恒星。天文史學(xué)家對這幅古圖做了考釋研究后，稱之為《天文氣象雜占》，認(rèn)為這是迄今發(fā)現(xiàn)的世界上最古老的彗星圖。早在2000多年前的先秦時(shí)期，我們的祖先就已經(jīng)對各種形態(tài)的彗星進(jìn)行了認(rèn)真的觀測，不僅畫出了三尾彗、四尾彗，還似乎窺視到今天用大望遠(yuǎn)鏡也很難見到的彗核，這足以說明中國古代的天象觀測是何等的精細(xì)入微。
古人勤奮觀察日月星辰的位置及其變化，主要目的是通過觀察這類天象，掌握他們的規(guī)律性，用來確定四季，編制歷法，為生產(chǎn)和生活服務(wù)。我國古代歷法不僅包括節(jié)氣的推算、每月的日數(shù)的分配、月和閏月的安排等，還包括許多天文學(xué)的內(nèi)容，如日月食發(fā)生時(shí)刻和可見情況的計(jì)算和預(yù)報(bào)，五大行星位置的推算和預(yù)報(bào)等。一方面說明我國古代對天文學(xué)和天文現(xiàn)象的重視，同時(shí)，這類天文現(xiàn)象也是用來驗(yàn)證歷法準(zhǔn)確性的重要手段之一。測定回歸年的長度是歷法的基礎(chǔ)。我國古代歷法特別重視冬至這個(gè)節(jié)氣，準(zhǔn)確測定連續(xù)兩次冬至的時(shí)刻，它們之間的時(shí)間間隔，就是一個(gè)回歸年。
根據(jù)觀測結(jié)果，我國古代上百次地改進(jìn)了歷法。郭守敬于公元1280年編訂的《授時(shí)歷》來說，通過三年多的兩百次測量，經(jīng)過計(jì)算，采用365.2425日作為一個(gè)回歸年的長度。這個(gè)數(shù)值與現(xiàn)今世界上通用的公歷值相同，而在六七百年前，郭守敬能夠測算得那么精密，實(shí)在是很了不起，比歐洲的格里高列歷早了300年。
我國的祖先還生活在茹毛飲血的時(shí)代時(shí)，就已經(jīng)懂得按照大自然安排的"作息時(shí)間表"，"日出而作，日入而息"。太陽周而復(fù)始的東升西落運(yùn)動(dòng)，使人類形成了最基本的時(shí)間概念- "日"，產(chǎn)生了"天"這個(gè)最基本的時(shí)間單位。大約在商代，古人已經(jīng)有了黎明、清晨、中午、午后、下午、黃昏和夜晚這種粗略劃分一天的時(shí)間概念。計(jì)時(shí)儀器漏壺發(fā)明后，人們通常采用將一天的時(shí)間劃分為一百刻的做法，夏至前后，"晝長六十刻，夜短四十刻"；冬至前后，"晝短四十刻，夜長六十科"；春分、秋分前后，則晝夜各五十刻。盡管白天、黑夜的長短不一樣，但晝夜的總長是不變的，都是每天一百刻。
包括天文學(xué)在內(nèi)的現(xiàn)代自然科學(xué)的極大發(fā)展，最早是從歐洲的文藝復(fù)興時(shí)期開始的。文藝復(fù)興時(shí)期大致從14世紀(jì)到16世紀(jì)，大體相當(dāng)于我國明初到萬歷年間。這200年間，我國天文學(xué)的主要進(jìn)展至少可以列舉以下幾項(xiàng)：翻譯阿拉伯和歐洲的天文學(xué)事記；從公元1405-1432年的20多年間，鄭和率領(lǐng)艦隊(duì)幾次出國，船只在遠(yuǎn)洋航行中利用"牽星術(shù)"定向定位，為發(fā)展航海天文學(xué)做出了貢獻(xiàn)；對一些特殊天象做了比較仔細(xì)的觀察，譬如，1572年的"閣道客星"和1604年的"尾分客星"，這是兩顆難得的超新星。
我國古代觀測天象的臺(tái)址名稱很多，如靈臺(tái)、瞻星臺(tái)、司天臺(tái)、觀星臺(tái)和觀象臺(tái)等。現(xiàn)今保存最完好的就是河南登封觀星臺(tái)和北京古觀象臺(tái)。
我國還有不少太陽黑子記錄，如公元前約140年成書的《淮南子》中說："日中有烏。"公元前165年的一次記載中說："日中有王字。"戰(zhàn)國時(shí)期的一次記錄描述為"日中有立人之像"。更早的觀察和記錄，可以上溯到甲骨文字中有關(guān)太陽黑子的記載，離現(xiàn)在已有3000多年。從公元前28年到明代末年的1600多年當(dāng)中，我國共有100多次翔實(shí)可靠的太陽黑子記錄，這些記錄不僅有確切日期，而且對黑子的形狀、大小、位置乃至分裂、變化等，也都有很詳細(xì)和認(rèn)真的描述。這是我國和世界人民一份十分寶貴的科學(xué)遺產(chǎn)，對研究太陽物理和太陽的活動(dòng)規(guī)律，以及地球上的氣候變遷等，是極為珍貴的歷史資料，有著重要的參考價(jià)值。我國對哈雷彗星觀測記錄久遠(yuǎn)、詳盡。《史記·秦始皇本紀(jì)》記載的秦始皇七年（公元前240年）的彗星，各國學(xué)者認(rèn)為這是世界上最早的哈雷彗星記錄。從那時(shí)起到1986年，哈雷彗星共回歸了30次，我國史籍和地方志中都有記錄。實(shí)際上，我國還有更早的哈雷彗星記錄。我國已故著名天文學(xué)家張鈺哲在晚年考證了《淮南子·兵略訓(xùn)》中"武王伐紂，東面而迎歲，......彗星出而授殷人其柄"這段文字，認(rèn)為當(dāng)時(shí)出現(xiàn)的這顆彗星也是哈雷彗星。他計(jì)算了近四千年哈雷彗星的軌道，并從其他相互印證的史料中肯定了武五伐紂的確切年代應(yīng)為公元前1056年，這樣又把我國哈雷彗星的最早記錄的年代往前推了800多年。1973年，我國考古工作者在湖南長沙馬王堆的一座漢朝古墓內(nèi)發(fā)現(xiàn)了一幅精致的彗星圖，圖上除彗星之外，還繪有云、氣、月掩星和恒星。天文史學(xué)家對這幅古圖做了考釋研究后，稱之為《天文氣象雜占》，認(rèn)為這是迄今發(fā)現(xiàn)的世界上最古老的彗星圖。早在2000多年前的先秦時(shí)期，我們的祖先就已經(jīng)對各種形態(tài)的彗星進(jìn)行了認(rèn)真的觀測，不僅畫出了三尾彗、四尾彗，還似乎窺視到今天用大望遠(yuǎn)鏡也很難見到的彗核，這足以說明中國古代的天象觀測是何等的精細(xì)入微。
我國古代對著名的流星雨，如天琴座、英仙座、獅子座等流星雨，各有好多次記錄，光是天琴座流星雨至少就有10次，英仙座的至少也有12次。獅子座流星雨由于1833年的盛大"表演"而特別出名。從公元902～1833年，我國以及歐洲和阿拉伯等國家，總共記錄了13次獅子座流星雨的出現(xiàn)，其中我國占7次，最早的一次是在公元931年10月21日，是世界上的第二次紀(jì)事。從公元前7世紀(jì)算起，我國古代至少有180次以上的這類流星雨紀(jì)事。
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