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古代天文学史范文1
汉代儒家普遍对天文历法感兴趣，并有所研究，这不仅有其方面的原因，也与儒家讲“天人合一”有着密切的关系。在汉代儒家中，对天文学颇有研究的，至少有扬雄、桓谭、刘歆、贾逵等。
西汉时期，天文学上有所谓浑、盖之争。关于宇宙的结构，中国古代早就有天圆地方之说。西汉初，有《周髀算经》提出所谓“天似盖笠，地法覆槃，天地各中高外下”的盖天说；另有一种盖天说则认为“天员如张盖，地方如棊局”，“天形南高而北下，……天之居如倚盖”，也就是说，天有所倾斜地盖着地平面；并且认为，“天旁转如推磨而左行，日月右行，随天左转，故日月实东行，而天牵之以西没”；与此同时，浑天说也已出现，这就是后来张衡在《浑天仪注》中所说的“天如鸡子，地如鸡中黄，孤居于天内，天大而地小。天表里有水，天地各乘气而立，载水而行。周天三百六十五度四分度之一，又中分之，则半覆地上，半绕地下”。[4]然而，在西汉时期，占统治地位的是盖天说。
天文学上的浑、盖之争引起了当时儒家的注意。两汉之际，桓谭与扬雄就浑、盖曾多次交锋。桓谭（约公元前23～公元56年），字君山，沛国相（今安徽淮北市）人。他“博学多通，徧习五经，皆诂训大义，不为章句，能文章，尤好古学，数从刘歆、扬雄辨析疑异”[5]；著作有《新论》。桓谭对天文学也颇有研究。他曾经在主管刻漏时，发现刻漏的度数随着环境的燥、湿、寒、温的变化而不同，因而在昏、明、昼、夜的各个时候，刻漏的度数是不同的。所以，他在白天还参照了晷影，在晚上还参照了星宿，从而得到了正确的时间。[6]此外，在宇宙结构问题上，他反对盖天说，主张浑天说。
扬雄（公元前53～公元18年），字子云，蜀郡成都（今属四川）人。他博学多才，在语言学、文学和方面较为突出。曾摹仿《周易》作《太玄》，仿《论语》作《法言》。
扬雄重视对自然的研究，他曾经说：“通天、地、人曰儒；通天地而不通人曰技。”[[7]]扬雄认为，儒家学者应当“通天地”，就是要研究自然，并进一步“通人”。显然，在他看来，儒家也包容科学，而不是排斥科技，不是轻视科技。
扬雄对天文学很有兴趣。在宇宙结构问题上，他起初相信盖天说，后来因多次受到主张浑天说的桓谭的责难而发生了改变，接受了浑天说，[8]而且，还提出“难盖天八事”：[9]
其一云，“日之东行，循黄道。昼夜中规，牵牛距北极南百一十度，东井距北极南七十度，并百八十度。周三径一，二十八宿周天当五百四十度，今三百六十度，何也？”
其二曰，“春、秋分之日正出在卯，入在酉，而昼漏五十刻。即天盖转，夜当倍昼。今夜亦五十刻，何也？”
其三曰，“日入而星见，日出而不见。即斗下见日六月，不见日六月。北斗亦当见六月，不见六月。今夜常见，何也？”
其四曰，“以盖图视天河，起斗而东入狼弧间，曲如轮。今视天河直如绳，何也？”
其五曰，“周天二十八宿，以盖图视天，星见者当少，不见者当多。今见与不见等，何出入无冬夏，而两宿十四星当见，不以日长短故见有多少，何也？”
其六曰，“天至高也，地至卑也。日托天而旋，可谓至高矣。纵人目可夺，水与影不可夺也。今从高山上，以水望日，日出水下，影上行，何也？”
其七曰，“视物，近则大，远则小。今日与北斗，近我而小，远我而大，何也？”
其八曰，“视盖橑与车辐间，近杠毂即密，益远益疏。今北极为天杠毂，二十八宿为天橑辐，以星度度天，南方次地星间当数倍。今交密，何也？”
在汉代天文学的发展过程中，桓谭对于盖天说的责难以及扬雄的“难盖天八事”，实际上促进了浑天说的发展，对于后来浑天说取代盖天说的地位起到了重要的作用。
汉初的历法基本上是沿用秦以来的颛顼历。颛顼历是一种古四分历，以365 1/4日为回归年长度，29 499/950日为朔望月长度，十九年七闰。汉武帝时，公孙卿、壶遂、司马迁等受命议造汉历；最后，在18种改历方案中选定了邓平所造的八十一分律历，称太初历。太初历以365 385/1539日为回归年长度，29 43/81日为朔望月长度。西汉末年，刘歆修订太初历而更名为三统历。
刘歆（？～公元23年），字子骏；后改名秀，字颖叔。沛（今江苏沛县）人。他集六艺群书，撰为《七略》，包括辑略、六艺略、诸子略、诗赋略、兵书略、数术略、方技略。西汉末年，他建议将《左氏春秋》、《毛诗》、《逸礼》、《古文尚书》皆立于学官，移书责备太常博士，遭今文经学家的反对。王莽执政时，刘歆任国师，后因谋诛王莽，事泄而自杀。
《三统历》的主要是运用“三统”解释历法。[[10]]刘歆说：“三统者，天施、地化、人事之纪也。”《周易》乾之初九，音律黄钟律长九寸，为天统；坤之初六，林钟律长六寸，为地统；八卦，太簇律长八寸，为人统。刘歆的《三统历》采用太初历的日法八十一，并说：“太极中央元气，故为黄钟，其实一龠，以其长自乘，故八十一为日法。”
至于一个朔望月的日数，刘歆根据《周易·系辞上传》所谓“大衍之数五十，其用四十有九。分而为二以象两，挂一以象三，揲之以四以象四时，归奇于扐以象闰，五岁再闰，故再扐而后挂”，说：“元始有象一也，春秋二也，三统三也，四时四也，合而为十，成五体。以五乘十，大衍之数也，而道据其一，其余四十九，所当用也，故蓍以为数，以象两两之，又以象三三之，又以象四四之，有归奇象闰十九，及所据一加之，因以再扐两之，是为月法之实。”用算式表达：
{[(1＋2＋3＋4)×5－1]×2×3×4＋19＋1}×2＝2，392
2，392÷81＝29 43/81 日
这就一个朔望月的日数。按照十九年七闰，所以，
(19×12＋7)×29 43/81÷19＝562120/1539=365 385/1539日
这就是一回归年的日数。
刘歆又根据《周易·系辞上传》所谓“天一，地二，天三，地四，天五，地六，天七，地八，天九，地十。天数五，地数五，五位相得而各有合。天数二十有五，地数三十，凡天地之数五十有五，此所以成变化而行鬼神也”，说：“并终数为十九，《易》穷则变，故为闰法”；“日法乘闰法，是为统岁”，即：
(9＋10)×81＝1，539年＝562，120日
“三统，是为元岁”，即：
1，539×3＝4，617年
由于干支记日法60日为一周期，一统的日数562，120除以60，余数为40，所以，若以甲子日为元，一统后为甲辰，二统后为甲申，三统后才又到甲子，因而三统为一元。刘歆说：“历数三统，天以甲子，地以甲辰，人以甲申。”
在这一基础上，刘歆根据《周易·系辞上传》所谓“四营而成易，十有八变而成卦”，说：“阴阳比类，交错相成，故九六之变登降于六体。三微而成著，三著而成象，二象十有八变而成卦，四营而成易，为七十二，参三统两四时相乘之数也。……以阳九九之，为六百四十八，以阴六六之，为四百三十二，凡一千八十，……八之，为八千六百四十，……又八之，为六万九千一百二十，天地再之，为十三万八千二百四十，然后大成。”用算式表达：
{[(3×3)×(2×4)×(9＋6)]×8×8}×2＝138，240
接着，“以乘章岁，为二百六十二万六千五百六十，而与日月会。三会为七百八十七万九千六百八十，而与三统会。三统二千三百六十三万九千四十，而复与太极上元”。用算式表达：
138，240×19×3×3＝23，639，040年
“太极上元”实际上是5，120元的大周期。
《三统历》在运用“三统”解释历法时，还涉及历法，有节气、朔望、月食及五星等的常数和运算推步，还有基本恒星的距度。与以往的历法相比，《三统历》包含了不少新的内容。它提出了所谓“朔不得中，是为闰月”的设置闰月的方法，即以没有中气（二十四节气中，从冬至起，奇数的为中气，如大寒、雨水、春分、谷雨等十二节气）的月份为闰月。《三统历》还提出以135个朔望月为交食周期，其间有23次月食，并且给出了月食发生的月份的推算方法。此外，《三统历》所测的五星行度和会合周期的精度都较前有明显提高。《三统历》在中国古代历法的发展中具有很高的地位，被认为是“我国古代流传下来的一部完整的天文学著作”，“世界上最早的天文年历的雏形”。[11]
三统历施行一百多年后，“历稍后天”[12]。东汉章帝元和二年（公元85年），三统历“失天益远”，于是，章帝“召治历编訢、李梵等综校其状”，并下诏改行四分历。在修订东汉四分历的过程中，任左中郎将的贾逵与治历者进行了多次的讨论。因此，东汉四分历实际上是贾逵会同编訢、李梵等人集体讨论修订的。
古代天文学史范文2
关键词：浑天仪，浑天说，浑象，浑仪
中图分类号：N04；P1文献标识码：A文章编号：1673-8578（2015）03-0039-04
Abstract：In order to sort out how the word “Celestial Globe” was used and evolved in history， the article discusses the origin of the word “Celestial Globe” and the naming process of the two instruments “celestial sphere” and “armillary sphere”. The article also compares and analyzes the interpretation of the word “Celestial Globe” in some modern dictionaries， and gives a definition of the word “Celestial Globe” according to academic community and the daily use.
Keywords：Celestial Globe， Theory of Sphereheavens， celestial sphere， armillary sphere
“浑天仪”是对中国古代某类天文仪器的称谓，它虽属古代学术名词，但常被现代人所使用（特别是在弘扬中国传统文化和科技成就的语境中），因此它属于那种在使用上“贯穿古今”的名词。但在具体使用中，“浑天仪”一词在学术界的用法，与日常用法，特别是新闻媒体的约定俗成用法存在着较大分歧。本文对“浑天仪”在历史上的起源、所指、沿革演变的复杂情况试做一尽可能线索清晰的考证，并探讨其定义。
（一） 浑天说
“浑天仪”是伴随着“浑天说”而出现的天文仪器。浑天说是中国古代的一种宇宙模型，它认为天是一个圆球，像鸡蛋壳一样包裹着大地，大地就像蛋黄，居于其中，日月星辰附在天壳上，天壳一昼夜绕地转一圈，所以日月星辰就会随之东升西落。这里的“浑”是“球”的意思，“浑天”即“球状的天”。浑天说的集大成者、东汉科学家张衡在《浑天仪图注》中这样描述：“浑天如鸡子，天体圆如弹丸，地如鸡子中黄，孤居于内。”[1]34此宇宙模型与“盖天说”“宣夜说”等模型相比，更直观并可以量化研究，因此成为占统治地位的宇宙理论，从汉到明代，使用了1500多年。
浑天说最可信的一点是可以造出仪器来直接演示这一模型（相比之下“盖天说”“宣夜说”都造不出仪器来演示）。关于浑天说的仪器，最早的记载为：“或问浑天。曰：落下闳营之，鲜于妄人度之，耿中丞象之。” [2]这是西汉末年，扬雄在他的《法言》里的记载，有人问“浑天”是怎么回事，他的回答是：落下闳（汉武帝时代人）营造了它，鲜于妄人用它来测量，耿寿昌（汉宣帝时的大司农、中丞）则模拟了它。
浑天说把天看作一个球，最大的好处是可以把日月星辰都标在球面上，建立经纬坐标以确定其准确位置。这样，做一个大球壳，用支架悬起，上面标出星辰，就可以演示浑天的结构和运转了。但是，在球体上面标出星辰，必须事先知道这些星辰的位置，而这个大球本身浑然一体，是无法用来测量星辰位置的。所以，测量星辰位置须另设一仪器，这仪器相当于把球彻底镂空，只留一条赤道圈和一条起支撑作用的子午圈，内部再放一能绕极轴转动的经圈和活动的窥尺。这样，转动经圈，并使窥尺指向星体，就可以在圈环的相应位置读出星体的经纬度――这就是“落下闳营之”的含义，他造了一架测量浑天的仪器，而“鲜于妄人”则用它做了大量测量工作，有了这些星体的坐标之后，耿寿昌则把它们标在一个大球上，用“形象”的方式来模拟浑天的运行。
也就是说，从浑天说成型开始，天文学家就不得不营造两台仪器，一台是模拟星体运行用的，一台是测量星体坐标用的。在上文里扬雄统称其为“浑天”。中国古代制造天文仪器一直有一个不变的传统叫“法象为器”，即按照“天圆地方”的标准来设计制造。制作测量仪器时，将上半部分做成球笼状嵌套的环圈，象征“天圆”，下半部分是支架和底部为方形的基座，代表“地方”；制作模拟仪器时，缀满星体的天球的下半部分就被一个正方形的箱子罩住，更是直接象征“天圆地方”。
（二）中国古代的“浑象”
虽然分工明确，但整个古代，按浑天说创制的这两种仪器，它们的名称一直都变化多样，而且哪一类都没有发展出固定的统称。我们先列出模拟“象之”的这一类。
东汉时，太史令张衡制作了一台著名的仪器，称“浑天仪”，并写了《浑天仪图注》传世。它的主体是直径四尺六寸的铜球，球面标出星官、黄道、赤道等，利用稳定的漏壶流水，通过齿轮传动装置推动铜球均匀绕极轴旋转，来模拟星体东升西落。因为它是靠漏壶的水推动自动运转的，后世也称它为“漏水转浑天仪”。这是世界上第一台自动演示恒星日月周日运行的仪器，也是“浑天仪”名词的第一次出现。浑天仪也叫“浑天仪图”，因为上面有很多星象，仿佛星图。“图”“象”的含义相近，后代也常称其为“浑仪图”或“浑天图”。
三国时期吴国的学者陆绩、王蕃、葛衡都制造过类似的仪器。因为是“象之”，所以陆绩、王蕃的仪器，史书上都将其称为“浑象”：“陆绩造浑象，其形如鸟卵”[1]42，王蕃 “今所作浑象，黄赤道各广四分半，相去七寸二分”[1] 43，这是“浑象”一词的最早记载。而葛衡造的仪器，史书又笼统地称其为“浑天”，《隋书・天文志》称：“明达天官，能为机巧，改作浑天，使地居于中，以机动之，天转而地止，以上应晷度。”[3]551
南北朝时，宋文帝元嘉年间，太史令钱乐之铸造了两座这类仪器，史称：“宋元嘉中，太史令钱乐之所铸浑天铜仪，以朱黑白三色用殊三家”，“元嘉十七年又作小浑天，……安二十八宿中外星官备足，以白青黄等三色”[3]551。它们的形制，都是“象天运，而地在其中”，一个叫“浑天铜仪”，一个叫“小浑天”。
隋代，耿询“创意造浑天仪，不假人力，以水转之，施于暗室中”[4]。又沿袭了张衡的“浑天仪”名字。
唐代开元年间，大科学家一行和梁令瓒造了一台仪器。《旧唐书・天文志》云：“一行与梁令瓒及诸术士更造浑天仪，铸铜为圆天之象，上具列宿……命之曰‘水运浑天俯视图’。” [3]638史书的作者知道这种仪器相当于张衡的浑天仪，但又为它取了专名“水运浑天俯视图”。现代史学家嫌这名字有些费解，就按制作年代改称其为“开元水运浑天”。
宋代太平年间，张思训曾制造了一架既可演示天象又可指示时刻的复杂仪器，但史书上居然没有留下它的名字，只说它的演示天象部分“日月象皆取仰视”（可能是架得太高了只能仰视观察）[3]802。现代史学家也按制作年代仿唐代的仪器给它取名“太平浑天仰视图”。
随后还有宋代的苏颂、韩公廉制造了一台古代最复杂，集观测、演示、报时于一体的仪器兼观测台，名字为“元v浑天仪象”（今称“水运仪象台”），其中的演示部分明确地称作“浑象”[5]48。
元初，西域人扎马鲁丁带来七件西域的天文仪器，其中一件叫“苦来亦撒麻”，《元史》记载称“汉言浑天图也，以铜为丸，斜刻日道”[3]1306，即：意译就是汉语的“浑天图”。后来又出现元郭守敬的“玲珑仪”（人可在里面看的）、清代传教士南怀仁造的“天体仪”等。
为尊重先人称耿中丞“象之”的先例，并兼顾后代使用较多、较明确的叫法，现代天文学史家将以上这些仪器统称为“浑象”（现代仍有这种演示天象的简单仪器，称“天球仪”）。
（三）中国古代“浑仪”
我们再看看用于测量类的仪器：
这类仪器中，史书最早有具体名称、具体结构记载的是由东晋前赵时期孔挺制造的。它有两层圆环，外层环包括地平环、赤道环和子午双环；内层包括可绕南北轴转动的双环及里面可照准星体的“衡”。《隋书・天文志》将其列到“浑天仪”节中，但文中又说“则古之浑仪之法者也”，意即以前就称这种仪器为“浑仪”了。《隋书・天文志》同时还提到北魏用铁造的一架类似的仪器，则称“太史候部铁仪，以为浑天法”[3]550，只按制作材料称其为“铁仪”，等于没有确定的名称。
唐贞观七年，李淳风创制了一台测量天体的仪器，有三层环圈，因为加上了黄道圈，史书称“黄道仪”，开元年间，一行等人又制成了类似的仪器，因其黄道可以适应岁差在赤道上移动，称“黄道游仪”。这在《新唐书》里有明确记载[3]729。还有，在该书同一段落，又称以前的此类仪器，特别是“落下闳营之”的仪器为“浑仪”。
宋代制造的这类仪器很多，著名的有至道元年（公元995年）司天台冬官正韩显符造的“铜浑仪”（今称“至道浑仪”）[6]、大中祥符三年（公元1010年）的“铜候仪”（今称“龙图阁铜浑仪”）[3]803、皇v三年（公元1051年）的“黄道浑仪”（今称“皇v浑仪”）[3]1084、熙宁七年（公元1074年）沈括造的浑仪（沈括有《浑仪议》一文，此仪器今称“熙宁浑仪”，紫金山天文台摆放的即是其明代的复制品）[3]803、元v七年（公元1092年）建的“元v浑天仪象”，其测量仪器《新仪象法要》直接称“浑仪”（今称“元v浑仪”）[5]15。
古代这类用于测量天体坐标的仪器，鉴于历代较普遍的叫法，现代天文学史家统称其为“浑仪”。
（四）现代“浑象”“浑仪”两个名词的使用
由于现代讲述天文学史、天文仪器史的著作不太强调这些仪器的原称，总用“浑象”“浑仪”称呼之，并经常给它们另取专名，于是给人们的感觉似乎是历史上两种仪器的名字区分是明确的。其实元以前，它们的名称非常不确定，在各个历史时期，有时把浑仪叫浑天仪，有时把浑象叫浑天仪。但有一点，在某一朝代，古人是力图把两种仪器的名称区别开来、并行不悖的，这已有学者指出过[7]。特别是，“浑仪”从来是不叫“象”的。这两类仪器，虽然名字时常混用，但其功能和使用，古人总是区分得一清二楚。《隋书・天文志》：“浑天仪者……周旋衡管，用考三家之分。”“浑天象者，……遍体布二十八宿、三家星、黄赤二道及天汉等。”[3]549-550
由于“浑天说”的称谓和张衡浑天仪为人们所熟知，后世典籍中，“浑天仪”被用来泛指“浑仪”“浑象”的情况较多，如上文《隋书・天文志》中的“浑天仪”是指浑仪，再宋代周密的《齐东野语・浑天仪地动仪》：“旧京浑天仪凡四座……至道仪在测验浑仪所……元v仪在合台。” [8]明显是指浑仪。清阮葵生《茶余客话》卷十三：“安溪先生（李光地）云：浑天仪三重，其外一重不动为六合仪，所以定上下四方之位，其中一重旋转者为三辰仪，所以象天体圜动之行，其内一重周游四遍者为四游仪，所以挈玉衡而便观察。”[9]这也是指浑仪。
在中国古代的天文仪器中，浑仪和浑象扮演着重要的角色。这两类仪器形体庞大、构造复杂、测度精密、成本昂贵，经历两千多年的演化逐步完善，到清代达到最高峰。它们不但是实用观测演示仪器，也是皇家礼器，是皇权的象征。正因为如此，其上的龙、云雕纹制作得非常考究，所以它们还是精美的艺术品。今天，矗立在北京古观象台、南京紫金山天文台上的明、清代天文仪器，经常作为中华传统文明的标志和象征出现在影视、广告及各种媒体中。
翻看《辞海》1989、1999年版，“浑天仪”有两条：1.即“浑仪”。2.即“浑象”。相应的“浑仪”“浑象”词条也有说明。这种解释是周密准确的，反映了汉代以来史书、典籍记载的实际情形。类似的解释还有2008年版《大辞海》，在其《天文学・地球科学卷》中，“浑天仪”有3条：1.即“浑仪”。2.即“浑象”。3.即“漏水转浑天仪” [10]。它把张衡的“漏水转浑天仪”单列出作为特指，更为周密。
1980年出版的《中国大百科全书・天文学》称“浑仪和浑象又是反映浑天说的仪器，因而在早期常常统称为浑天仪” [11]，也解释得很严密。
2001年全国科学技术名词审定委员会审定出版的《天文学名词》中，“浑象”条为“古代根据浑天说用来演示天体在天球上视运动及测量黄赤道坐标差的仪器”（“测量黄赤道坐标差”是在天球上直接进行黄、赤道坐标变换，相当于模拟计算机的功能），“浑仪”条为“由相应天球坐标系各基本圈的环规及瞄准器构成的古代天文测量仪器”[12]，解释得严密、完备。
而《汉语大词典》将“浑天仪”条释为“即浑仪”[13]，就很不准确了。
《辞源》对“浑天仪”的解释：“我国古代观测天置的仪器，类似现在的天球仪。又名浑象、浑仪。” [14]该解释把两种不同的仪器当成了一种，这是不准确的。
通过前面的考证，我们发现：这些古代仪器的名字很多并不是它们原来的名字，而是今人为了方便、准确而后取的，因为古代很多笼统、错位的叫法确实不可取。多数辞典的解释也是符合历史事实的。按现代天文学史界的学术规范，可以为这些仪器“正名”，把元代以前的浑天测量仪器统称为“浑仪”，浑天演示模拟仪器统称为“浑象”（元以后的时代离我们较近，它们的专名如“简仪”“赤道经纬仪”“天体仪”为我们熟知，一般不用“浑象”“浑仪”称之）。
张衡的“浑天仪”家喻户晓，这也使得公众误以为所有球状、笼状的古天文仪器都叫“浑天仪”。虽然历史上很长时期都这样混称，但如果现在还把浑仪称作“浑天仪”，只能算是继承了不该继承的“遗产”，把古代的混乱称谓带到今天。
因此笔者建议，除专业的历史研究外，科普、媒体、文化等领域仅使用“浑天仪”一词来专指张衡创制的“漏水转浑天仪”，不作他用，以免造成概念的错位。
参考文献
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[10] 夏征农主编.大辞海：天文学・地球科学卷[M].上海：上海辞书出版社，2008：156.
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古代天文学史范文3
中图分类号？演G63 文献标识码B 文章编号0457-6241（2013）19-0057-06
中学历史教科书中的科技史内容，历来是教学中较难处理的内容之一。而如何恰当、科学地处理科技史内容的编写问题，也成为教科书编写者所面临的重要课题。提倡全球文化多样化的今天，教科书中关于科技史内容的阐述，应力戒俯视其他文明成就的倾向。正如学者指出的那样：“有效地避免以往讲授古代中国科学技术的辉煌成就时，由于分寸把握不好，无意中使学生产生虚骄自大情绪的弊病，这一点非常重要。”①
遗憾的是，岳麓版高中历史教科书有关中国古代科技史内容的编排和处理，有所欠缺。在必修（III）第6课中，有关中国古代某项科技成就领先西方、欧洲多少年和世界最早之类的表述，共计11次之多，且绝大部分集中在天文和数学领域。这样的史实叙述方式，一方面加重了教材内容的空洞化色彩，给教师的课堂教学带来不小的难度；同时也很可能带来分析不清晰、结论不客观等问题。某些所谓的比较，实际上根本就缺乏可比性。例如，该课中提出我国发现勾股定理“勾三股四弦五”的内容，比西方早了约500年。即使中国真的在西周初年（文献解读另论）发现了“勾三股四弦五”的现象，难道就能得出比古希腊的毕达哥拉斯早500年的结论吗？这是两种性质不同、历史影响迥异的成就。中国古人仅仅是发现了勾股定理的一个特例，而毕氏则是完成了对该定理的完整证明，二者如何进行比较？此外，诺伊格鲍尔等人在对两河流域出土的泥版文书普林顿322（不晚于汉谟拉比时代，约为我国夏代时期）做了深入的解读和分析后，发现巴比伦人在公元前1600年以前就已经记录了一系列符合勾股定理的毕达哥拉斯数组，其中最大的一组直角三角形三边数字为：12709、13500和18541。②无论是内容还是时间，较之我国的“勾三股四弦五”，都要先进的多。如果按照我们的命名标准，勾股定理应该被称为巴比伦定理，才算公正。
课程标准明确要求，应该学习历史唯物主义的基本观点，努力做到论从史出，史论结合，这就要求教材的编写首先做到这一点。遗憾的是，在涉及科技史的领域，不止一种历史教科书存在史论脱节、立论不严谨和人为拔高中国古代科技成就的问题。本文拟就岳麓版必修（III）第6课天文学史部分的三处表述，结合中外天文学史的研究成果，予以严肃的学术商榷，以期有助于学界同仁对这类问题的关注和探讨，也使学生在文化多样化的氛围中领略中外科技成就的辉煌。
一、张衡地圆说领先西欧
1000多年说辨析
岳麓版教科书认为张衡关于地球为圆形的见解比欧洲人早了1000多年，笔者认为这种观点有混淆概念之嫌。此种观点可能源于地理大发现背景知识的表述，在14、15世纪，关于地球为球形的地圆说，已经为西欧多数人所接受，人们相信向西一直航行也可以到达印度和中国。而张衡生活于东汉中期，因此张衡关于浑天说的史料，就被用来佐证中国的地圆说早于西欧1000多年的结论。其实，张衡关于地球为圆形的观点具有明显的思辨色彩，而且具有不彻底性和自相矛盾之处。因为张衡关于大地球形的观点，在《浑天仪》和《灵宪》中的表述明显不一致。在《灵宪》中张衡认为：“天体于阳，故圆以动；地体于阴，故平以静。”表明他又认为天地结构是天圆地平。①此外，张衡提出地圆说和西欧人相信地圆说是两个性质完全不同的概念。中国古人并不大关心大地的具体结构之类的问题，因为这类问题与中国古代天文学的实用色彩并无相通之处，中国古人明显缺乏探究此类问题的兴趣和动力。
更为关键的是，关于大地为球形的见解，西方人早在张衡之前500年就已经提出了，计算之精准，论证之详备，是后来的张衡所无法比拟的。下面，就西方关于地圆说的发展历程做一简单的回顾和梳理，也由此可窥岳麓版教科书表述之不严谨。
毕达哥拉斯（约公元前560―前480年）注意到月食时大地投影到月球上的影子也是圆形的，所以他可能是第一个明确指出地球是球形的人。毕氏对此的解释是：圆形、球形是最完美的几何图形，所以天体都必然是球形的，并且在正圆轨道上运转。②
作为古希腊著名的思想家和科学家，亚里士多德（公元前384―前322年）在其著作中专门论及大地的形状，并对大地为何呈球形进行了深入的探讨和论证，论证的方法和得出的结论大多符合科学的标准。他认为：球是完美的、对称的，因此天体和地球应该是球形；压力导致地球的诸组成块自然地落向中心，因而将会压成球形；观测方面的证据为：月食时地球的阴影总是圆形，人们在向北或向南旅行时，会看到北极星的高度变化和星空变化。③即便是按照目前的科学水平，亚里士多德在观测方面的论据和论证方法，依然是有说服力的。
阿里斯塔克（约公元前310―前230年）是古希腊著名的天文学家，比较系统地提出了日心地动说。他在《论日月的大小和距离》一文中提出如下观点：日地距离为月地距离的18～20倍，太阳直径为月球直径的18～20倍，而为地球直径的6～7倍。④虽然他的结果很不准确，但他关于太阳、月球和地球三者关系和大小的天才思考，在古代非常难得。
此后，古希腊著名的天文学家、地理学家埃拉托色尼（约公元前276―前195年），利用同圆中圆心角与所对应的弧长成比例的原理求出了地球的直径约为25万希腊里，合今值39600千米，⑤与赤道的实际长度之间的误差约为1%左右，较之我国唐代一行的测量值要精确得多，原理和方法也比一行的方法更为科学和简单。需要说明的是，在初中数学教科书和不少数学教辅书中，都有埃拉托色尼测量赤道长度原理的相关知识介绍，但我国中学生鲜有将此知识和历史教科书观点联系起来加以比较和探究的尝试，质疑精神和批判意识之缺失，确应引起我们的深思。
与张衡约处于同一时期的托勒密（约90―168年）是古希腊天文学理论的集大成者，对此后西方天文学的发展影响深远。他在《天文学大全》中指出：“我们宣布天层是球形的，并且在旋转；地球也是球形的，并且位于诸天的中心，像一个几何中心一样。”⑥虽然托勒密的地心体系是错误的，但大地为球形的观点在其著作中被明确无误地提出，当不容置疑。因此，所谓张衡地圆说早于西欧人1000多年的观点缺乏史实依据，违背了论从史出的治史和编史原则。
当然，欧洲进入中世纪以后，天主教的影响日隆，科学一度沦为神学的婢女，欧洲的科学，包括天文学陷入长期的停滞和倒退之中。到文艺复兴前夕，欧洲的天文学发展水平与中国和阿拉伯相比，已属明显落后，即便是与古希腊时期的发展水平相比，也呈现出绝对的倒退。再加上异端裁判所对学者和异端思想的干涉与迫害，地圆说一度成为科学研究的。1327年意大利的阿斯科里认为地球是球形的，就被用火烧死。①甚至连亚里士多德的水晶球体系和托勒密的地心体系也是不准传播的。正是在这种强烈和令人窒息的神学氛围中，原本较为先进的儒略历竟然在欧洲沿用了将近1500年，实则是欧洲天文学发展史上的耻辱。由于天文学发展的滞后，1500多年所造成的累积误差到1582年教皇格里高利改历时竟然达到10天之久，这在世界诸文明发展史上都是罕见的。但是，欧洲天文学发展的停滞和倒退（中国传统数学和天文学在明清之际也发生过类似的情形），并不能说明欧洲学者在张衡之前没有提出过地圆说，相反，古代欧洲学者关于大地为球形的观点，就提出时间来说远早于张衡，在探讨的深入程度和和结论的可靠性上，也比中国同期的认识水平丰富和科学的多。建议教师在讲授该部分内容时，能够结合中外天文学发展的具体史实，引导学生客观、公正地看待这一问题。
二、一行首次发现恒星的位置变动说辨析
在介绍黄道游仪时，教科书提出了如下观点：“唐代著名天文学家僧一行（683―727年）与梁令瓒共同创制了黄道游仪，用它发现了恒星位置的变动，这在世界上是首次。”客观地讲，这也与史实明显不符。首次发现恒星位置变动的不是中国天文学家，而是古希腊天文学家伊巴谷（约公元前2世纪初―前127年）。中国首次发现恒星位置变动现象――岁差的科学家，也非一行而是东晋的虞喜。
由于地球是一个三轴椭球体，赤道半径略大于两极半径，在日月和其他天体的引力作用下，造成地轴进动，引起春分点沿黄道向西退行，每年退行约50″.2，大约25800年退行一周。这种退行现象被称为岁差，它造成回归年比恒星年短的现象和所有恒星的平位置随时间而变化，冬至点在恒星间逐渐改变位置，约71年退行1度。古希腊的伊巴谷是最早发现岁差现象的天文学家，他毕生从事天文观测，获得了丰硕的观测资料。“他把自己测得的恒星位置和约150年前阿里斯提尔、提莫恰里斯的观测结果相比较，由此发现了岁差现象，并定出了岁差的数值”。②而在中国，东晋的虞喜（281―356年）在公元330年左右提出了“岁自为岁，天自为天”的结论，冬至点每50年西移1度；祖冲之也提出了“冬至所在，岁岁微差”的科学结论，他所编订的《大明历》第一次考虑了岁差因素，区分了回归年和恒星年。此后，隋代的刘焯、唐代的李淳风都在岁差的研究上有所前进。一行、梁令瓒通过黄道游仪的研制和使用，使岁差现象能够在天文仪器上体现出来。在黄道游仪的赤道环上每隔一度打一个洞，使黄道环能够仿照古人所理解的岁差现象，不断沿赤道退行。由上可知，首次发现恒星位置变动现象的，是古希腊的伊巴谷，中国的虞喜、祖冲之等天文学家对岁差现象的认识，也早于一行和梁令瓒。准确地说，应该是先有中外学者对恒星位置变动现象的发现和岁差周期观测的逐渐精确，才有一行将岁差现象在黄道游仪的研制中加以体现，而不能将此混同为一行等通过黄道游仪首次发现恒星位置的变动现象。
三、《授时历》回归年精度辨析
岳麓版教科书提到：“郭守敬编制的《授时历》是我国古代最精密的一部历法。它以365.2425日作为一年，同地球绕太阳公转一周的实际时间只差26秒。”应该说，这种叙述同样是不准确的，与史实和天文学常识有一定出入。当然，不独岳麓版教科书，不少科技史著作中也将《授时历》中的回归年长度误认为中国古代颁行的历法中精度最高的一部。在此很有澄清的必要。
宣焕灿在《天文学史》一书中指出：“由于地球自转的长期变慢，日的长度在十分缓慢地变长，于是一回归年中的日数在逐渐减少。据研究，在公元前14世纪，一年约为365.2424日；公元1世纪，一年约为365.2423日；而现在，一年约为365.2422日。”①也就是说，回归年的长度（我国古代称之为“岁实”）有古大今小的变化趋势，我国宋元时期的学者曾用“消长法”对回归年长度的变化进行定量分析。因此，同样一个岁实，在不同的颁行年代，它的实际误差并不相同。郭守敬《授时历》定岁实为365.2425日，与理论值的误差为26秒，与现今通用的格里高利历完全相同。因此不少论者将该值作为评价《授时历》精度的一个主要标准，这与宋元时期的历法发展史并不相符。首先，《授时历》的岁实值取自南宋杨忠辅编订的《统天历》，这个领先欧洲400余年的科学荣誉应该授予杨忠辅才算公正。《统天历》于庆元元年（公元1199年）颁行使用，该历定岁实为365.2425日。其次，尽管《授时历》与《统天历》定的岁实完全相同，但两部历法实际颁行时的岁实与理论值之间的误差并不相同，存在少许出入。纽康根据法国科学家拉普拉斯发明的原理而提出的，现今仍在使用的回归年长度计算公式：T=365.24219879-0.0000000614t（初始年为1900年，之前的t取负值），《统天历》误差仅为20余秒，而由于回归年长度的不断变小，同样的岁实值到《授时历》颁行时的误差就已经是26秒了。故此就回归年的精度而言，《统天历》实则优于《授时历》，笼统地认为《授时历》的回归年长度在中国古历中最为精确的观点并不准确。
当然，考虑到郭守敬等人编订《授时历》时所进行的精密观测、改进天文仪器等举措，再加上《授时历》沿用时间超过300余年（明代的《大统历》实为《授时历》），说《授时历》是古代中国人编订的最为精密的一部历法，也并非完全没有道理。因为在《授时历》的编订过程中，郭守敬等人在全国27个地点进行测影和和测量北极星高度的活动，取得了一大批较为翔实的数据；编历过程中又吸取中国古历之所长，朔望月、近点月等值取自金重修《大明历》，回归年长度取自《统天历》，接受了回归年长度古大今小的观点并将其加以改进；彻底废除上元积年法而以实测值为历元；创立三次差内插公式处理天文数据等，②所有这些，都使《授时历》精度进一步提高，登上了中国古代历法的第一个高峰。之所以要强调“中国人编订”这一限定，也是考虑到立论的严谨，要严格地以史料为立论的依据。清代颁行的《时宪历》的精度无疑高于《授时历》，到明朝晚期，《授时历》的误差已经越来越大，多次出现交食预报不准的情况。与徐光启、汤若望等人使用的西法相比，中国传统历法之术明显处于劣势。1643年编订的《崇祯历书》和依此编撰的新历因随后明朝灭亡而来不及行用，传教士后将其改为《西洋新法历书》献给清廷，此后钦天监和清代的历法编订几乎完全被耶稣会士所把持，中国传统的天文体系完全被欧洲第谷体系所取代。《时宪历》虽然也属于中国古历范畴，但其系西洋传教士所编订，所用之术也非传统的中国历算之术。因此，较为公正和稳妥的说法应该是：郭守敬等人的《授时历》是古代由中国人所编订的最为精密的一部历法。建议教师在课堂上不宜过多地渲染误差仅有26秒的回归年长度值，因为该值与此前杨忠辅《统天历》的误差相比，已经逊色不少。
四、余论
课程标准就中学历史教学过程中的情感态度和价值观的培养提出了明确的要求：“认识人类社会发展的统一性和多样性，理解和尊重世界各地区、各国、各民族的文化传统，汲取人类创造的优秀文明成果，进一步形成开放的世界意识。”①学生历史意识的培养和形成，首先要做到尊重历史，追求真实；了解其他文明的辉煌成就，才能清醒地意识到中国传统文化的优势和不足，教材关于增强历史洞察力和历史使命感的基本理念，才能真正落到实处。当然，要实现这样的教学目标并非易事。首先，应当依照课程标准编写和提供给广大师生优质、科学的教科书，作为重要的教学资源和主要载体。其次，世界意识、历史意识和创新意识是有机的统一，只有将中华文明，尤其是中国古代科技成就放在诸古典文明的总体框架和发展长河中加以考察和定位，才是真正的历史意识，在此基础上才能有助于培养学生的创新意识。过分拔高中国古代科技成就的狭隘民族主义和刻意贬低中国中国古代科技发展水平的民族虚无主义都是不可取的。由于历史学科的特殊性质，教科书中出现个别错误或阐述不当之处，在所难免，针对此种现象，笔者建议教师在备课、讲课过程中注意以下三点：
1.提倡教师要有质疑精神
“教材不是圣经，它只是对《课程标准》上的某个具体内容的一种阐释而已，教师在教学过程中应该发挥教师的主导作用，而不应该成为教材的奴隶，要将教材用活，为自己所用。”②课程标准的指导作用主要体现在宏观领域，着重点并不在具体的史实和现象上，因此留给教师加工、调整和反思的空间是非常大的，这也正是课程标准不同于教学大纲的最为鲜明之处。在提出学生要有质疑精神的同时，教师首先要有质疑的精神。现在是一标多本，教材内容并不与考试内容、答题要点严格地一一对应，答案简单、直接来自于课本的试题在高考中非常罕见，应该说教材对师生的制约作用已远不如昔，这给教师钻研教材，部分问题上超越教材，以自己的史学素养彰显史学魅力、提高教学效果提供了广阔的舞台和较大的可能。因此，教师并非完全是教材内容的被动接受者，而应当具备敏锐的眼光、批判的意识，理性地对待学生在学习过程中的不同声音（限于对教材硬伤的质疑），通过师生的共同努力，不断促进历史教科书编写水平的提高。长期担任中学历史教材编写工作的王宏志先生就指出：“作为教科书的编著者，我们常说，教师对课本钻研之透彻，往往胜于我们。这并非溢美之词，而是从众多的教师来信里，亲身感受到的。”教师也应该充分认识到，自身也是教学资源，甚至是教材的主要内容，教师对教材的理解水平和使用方法，在很大程度上决定着教材的实际使用效果，只有做到这一点，才能使历史鲜活起来，使史学的魅力得到更为充分的彰显。
既然新课改强调教师要用教材教，而不是教教材，那么通过自己的努力和思考，在部分问题上超越教材，应该是一种境界更高的教学方式，是对课标中培养学生创新意识理念的生动诠释和践行。有一位教师在高一历史导言课中充满激情地指出：“他们能够编书，我们难道连鉴别和表达自己独立观点的能力都没有吗？上节课我给大家看过，我们完全有能力也有责任对历史教科书提出自己的观点。”③言语不多，掷地有声，广大师生当以此言共勉。
2.突出主题思想，在中国古代科技成就的贡献和地位阐述上下工夫
“既然课程标准不强调对古代中国哪些科技成就概述，而强调认识古代中国科技发明对世界文明发展的贡献，那么教师就可以抓住这个主题思想，对教科书提供的教学内容进行取舍和增补，大胆剪裁设计”。④这当然对广大中学教师提出了更高的要求，在借助于教师用书、史学论著和网络资源的基础上，拓宽自己的知识面，不断提高自己的业务能力。在科技史领域，吴国盛教授的高级科普读物《科学的历程》和中国科学院杜石然等编著的《中国科学技术史稿》（修订本）等书，立论严谨、体系完整、内容丰富、叙述深入浅出、语言生动有趣，可以作为中学教师讲授科技史内容的重要参考读物。
一般而言，对中国古代科技成就的概述，多属于识记内容，而强调中国科技发明对世界文明发展的贡献，讲授时教师对教学内容有很大的优化空间。也只有抓住了这一点，教师才能将历史讲活。因此，马执斌等人明确主张教师将重点放在“贡献”这一层面上，通过具体而又贴近生活的例子，加深学生对所学历史知识的理解和应用。这样的例子是非常多的，除了十进位制、赤道坐标系、古代杂交技术的现代价值等事例外，指南针对世界航海业和西欧海外殖民扩张所产生的深远影响；火药将战争推进到热兵器时代进而导致欧洲骑士阶层的消亡；作为古代最为重要和高效的传播煤质和手段，造纸术和印刷术对促进中国文明发展和东西方发展格局的改变所起的作用；中国古代数学的算法体系在世界数学发展史上的地位和现代价值（可结合吴文俊院士的数学机械化思想、成就加以讲解）等，也是较能引起学生兴趣的切入点。在这方面，国内外出版的科学社会史的相关论著，有助于教师的科技史教学。
3.适当增补相关知识，优化讲课内容
科技史作为历史学中既古且深，甚至是最为偏、难的内容，历来是教师讲课的难点。由于中学生几乎没有接触过较为系统的天文学入门知识，因此要将浑仪、赤道坐标系、牵星板等内容讲清楚，更是难上加难。而对于勾股定理这样的内容，蜻蜓点水式的一掠而过，又难以引起学生的学习兴趣。如果教师能结合自身和学生的知识结构、适当兼顾学生的认知和心理特点，补充相关知识，对教材内容进行再加工和拓展，在提高学生学习兴趣和效果方面，将会有所改进和突破。例如，教师可在阅读相关数学史论著的基础上，向学生适当补充域外文明的知识，强调巴比伦人、中国人和希腊人在不同时期、从不同角度对该定理都做出了历史性贡献。中国学者将其称为勾股定理时，诺伊格鲍尔等人对普林顿322的解读尚未被学界所知晓和接受，因此对勾股定理的称呼实际上是一种约定俗成。约为公元前5世纪的中国学者陈子也已经提出了完整意义上的勾股定理，略晚于西方的毕达哥拉斯，这也说明在提出一般原理的勾股定理方面，我国学者的工作也不算晚。此外作为数学中最为重要的定理之一，勾股定理历来是中外人士关注的焦点之一，迄今已有近500余种证明方法，这其中我国的赵爽和梅文鼎给出的证明方法别出心裁，简约而富有美感，赵爽弦图（见人教版数学八年级下册封面）还被选为2002年国际数学家大会的会徽。此外美国总统加菲尔德、法国皇帝拿破仑，以及爱因斯坦等人的证明方法也较为新颖和独特，鼓励学生课下去搜集相关资料，拓展和加深对勾股定理的认识。
古代天文学史范文4
从久远的古代开始，中华民族的先民们就开始关注给大地带来光与热的太阳。起初，他们将太阳当作神灵膜拜，在一些重要日期的清晨和薄暮举行迎送太阳的宗教仪式，并对太阳进行观察。后来，出现了一种文化理念，就是将太阳当作人间帝王的象征，因此历代的皇家天文机构更加重视对于太阳的日常观察，并根据日面及其周围的天文现象和大气现象来占卜军国重事。在常年累月的实际观测中，古人很早就发现了太阳黑子。
黑子还是黑子群
值得注意的一点是，古代文献中的黑子记录一般不是大黑子，而是黑子群。一般黑子的直径仅有数千至上万千米，在1.5亿千米外的太阳上，这样的普通黑子看起来真是比蚊蚋还小，肉眼根本无法分辨。只有少数特大的单个黑子能够达到可被肉眼看清的地步，例如2012年5月，日面上出现了一个直径达10万千米的黑子，其活动区编号为AR1476，NASA的天文学家称之为“太阳黑子怪兽”，地球上的人类不必借助望远镜即可看到它。有记录的最大黑子直径超过245000千米。
但是黑子有着成群结队出现的习性，一个黑子群往往由十几个甚至数十个黑子组成。如果黑子群的结构紧凑，且色泽深黑，就较易为地球上的人以肉眼发现。1 946年太阳上曾出现历时3个月的大黑子群，最大时长32万千米，面积91亿平方千米。人眼要察觉亮背景中的暗点，所需的最小视角为2角秒，比一般情况下所能分辨的最小视角大一倍。据实测所得的经验数据，黑子群只有在面积达太阳面积的百万分之500以上时，才能用肉眼观测到，而这么大的黑子群也仅在太阳活动的峰期才会频繁出现。（因中国古代没有黑子群的概念，为叙述方便，下文将黑子和黑子群统称为“黑子”。）
众所周知，阳光是非常耀眼的，不可直视。那么古人又是如何发现黑子的呢？从文献上看，古人观测到黑子多是在早晚时分，那时太阳的高度较低、大气消光作用较强。据推测，在扬尘、浓雾天气观日，或者靠油盆反射法，或通过观日玉（半透明的玉石片或墨色水晶），也都是古人发现黑子的有效途径。
西汉以前的疑似记录
在西周末年至春秋战国时期的文学著作和历史文献中，可能就有关于黑子的记录。《周易》一书传说作于西周初年，曾经过孔子的修订，其中有不少文字被认为是商代和西周时的真实史事。《周易，丰卦》中有“日中见斗”和“日中见沫”的说法。有学者认为，这里的“斗”原意是小型的量器，“沫”则是小星。这两句话的意思是，日面上出现了形如小斗小星的暗斑。另据《通鉴外纪》和清康熙《陕西通志》记载，在周幽王末年，曾观察到一条上下贯穿日面的黑气。而《开元占经》则转引战国时星占家石申夫的观测记录：“日中有立人像。”这些都有可能是太阳黑子的记录。遗憾的是，这些记载文辞简略，无法确证其为黑子而非大气现象，而且也没有具体的年份和日期。
西汉时期的天文观测记录远较前代丰富具体。据《古微书》记载，公元前166年（或前165年）春，曾观察到日面上出现了一个形如“王”字的斑痕。《汉书》则记载，公元前43年农历四月，日面上有一块无光的阴影。虽然学者们对于这两条文献仍有不同解读，也无法排除实为大气现象的可能性，但它们很可能也是太阳黑子的记录。
西汉以后的黑子记录
在已发现的200多条中国古代黑子记录中，《汉书，五行志》河平元年三月的一条是现今公认的世界上最早的有具体日期的太阳黑子记录：“（河平元年）三月乙未，日出黄，有黑气大如钱，居日中央。”据考订，“乙未”当为“己未”，这条记录的日期应为公元前28年5月10日。文字虽不长，但是这条记录却提供了丰富的信息，包括黑子群的大小、在日面上的位置、出现日期和观测时间、太阳当时的颜色等，堪称后代记录的一个范例。
在中国古代文献中，常称黑子为“黑子”或“黑气”。对于黑子的形态和大小往往采用比喻的手法加以生动形象的描摹，按照由大至小的顺序，瓜（应指香瓜等小瓜）、握拳、梨、鹅子、杯、鸭卵、鸡卵、桃、大钱、鸟卵、李、弹丸、枣、钱等物体常被用来描摹圆形或卵形的黑子，最小者仅可辨识其为一黑点，则可称“日中见星”。
对于不规则的黑子，则往往以飞禽形容之，如“日色赤黄，中有黑气如飞鹊”，“日中有若飞燕者”，“日暴赤如火，中有三足乌，形见分明”，“日中乌见”；还有的黑子酷似人形，如“日中有黑子，状如人”。
日面上往往并不仅有一个黑子群，古代文献中就有许多日面上出现多个黑子或黑子群的记载。如公元355年4月4日，“日中有黑子，大如桃，二枚”；374年4月6日，“日中有黑子二枚，大如鸭卵”；506年4月7日，“日中有黑气三”。1112年5月2日的几个微小黑子，看来令观测者无法辨认清楚数目，就留下了这样有趣的记载：“日中有黑子，乍二乍三，如粟大。”当有多个黑子出现时，它们往往还予人以相互“摩荡”、“动摇”、“相斗”的感觉。
尤其是有些记载表明，古人的观测是每日坚持不断，而所见的黑子，也有一个短者数日、长者数月的消失过程。如180年3月的黑子“数月乃销”；299年正月的黑子“数日乃消”。有些记载甚至记录了黑子的消失日期，如342年正月，“日中有黑子，丙子乃灭”；1078年，闰正月庚子“日中有黑子如李，至二月戊午散”。这些多日的记录基本上可以排除实际为大气现象的可能性，较之其它记录具有更高的可靠性。
在明清以前，太阳黑子的记录主要是来自于二十四史等官修正史或《文献通考》、《通志》等政书，也有极少数记录来自《观象玩占》等星占书。而到了明代后期，私家著述中也开始有了黑子的记录，如《国榷》、《二申野录》等。而明代后期和清代，地方志更是一举取代了官修正史作为黑子记录主要来源的地位。而且各地方志对于同一黑子会做可以互相参证的记录，进一步提高了黑子记录的可靠性和全面性。
古人对于黑子的有趣认识
黑子是什么？中国古人首先认为它是气，故而称之为“黑气”。如果黑子很小，则古人易于将它与星星相混同，常说“日中有星”。不过这二者也并不矛盾，因为在中国古人的观念中，星星就是由宇宙中的“气”所积聚而成。
西方古代对于黑子的认识与东方有一点很相似之处，也认为黑子是小星。西方最早的可靠黑子记载是公元807年，西方学者长期认为这是水星凌日的记录。这一认识应当源自古希腊宇宙观的影响。古希腊人认为，宇宙是完美的、不朽的，太阳也是如此。因此太阳上不会发生任何变化。伽利略发现太阳黑子，无疑是对这种在中世纪的欧洲占据统治地位的思想的沉重一击。
中国古人首先是用神话来解释太阳黑子。“日中乌”和“阳乌载日”这两则古代神话，究其实质，很可能就是来源于古人对于太阳黑子的观察。传说太阳的本体实则是三足乌，也就是有三条腿或三趾的乌鸦。而在很遥远的东方有旸谷，10个太阳栖息在一棵巨大的扶桑神树上，每天轮流着由阳乌背负一个太阳出来巡行于天，给大地带来光明。
这两则神话流播甚广，影响极大。在屈原的千古名篇《天问》中，就有“出自汤谷，次于蒙汜。”和“羿焉彃日？乌焉解羽？”的诗句，而在汉代的《淮南子》中，也有“日中有踆乌”的说法。
到了两汉，阴阳学说和天人感应学说盛行，当时的人们就用阴阳二气相互作用的理论来解释黑子。太阳当然是阳气聚集而成，黑子则是阴气干扰阳气所致。王莽篡汉时，出现了黑子，王莽感到很厌恶，在诏书里说，最近出现了黑子，这是阴气逼迫阳气，因而“黑气为变”，就反映了这种观点。
有意思的是，大天文学家张衡还用阴阳理论来解释“三足乌”的神话。他认为太阳是阳气之精聚集成的鸟。按阴阳观念，日、鸟、奇数均为阳，因此用三足乌来象征太阳，而鸟的脚也只能取单数，才能与阳性自恰。
而按照天人感应的学说，太阳象征着人世间的君王，如果太阳上出现了黑子，那是上天在太阳上涂抹黑点，表达对人间君王的不满。如果君王拒不悔改，上天就会降下种种灾异和祸殃。因此需要及时发现黑子，并采取措施，挽回天意。历代君王为了维护自己的统治地位，无不对此万分重视，要求皇家的天文机构坚持不懈地观测和记录黑子。
对中国古代黑子记录的整理工作
中外天文学家很早就注意到了中国古代太阳黑子记录所独具的完整性和科学性。1933年，朱文鑫先生即对中国古籍中的黑子记录做过系统整理，共得101条记录。1957年，程廷芳先生又再做补充，共得106条。
20世纪70年代中期，美国的天文学家艾迪（J.A.Eddy）重新提出“蒙德极小期”，进一步推动了这一文献整理工作。1 976年，李维宝等整理出112条记录。北京天文台主持了对中国古代的天象记录的全面普查工作，于1978年汇编出《中国古代天象记录总表》，后于1 988年正式出版《中国古代天象记录总集》，其中的“太阳黑子”部分比上述工作又大有增益。1 982年，陈美东、戴念祖发表《中、朝、越、日历史上太阳黑子年表》；1990年，徐振韬、蒋窈窕发表《BCI 65～1 684AD世界古代太阳黑子记录一览表》，中国部分共计1 85项。在2009年出版的《中国天文学史大系，中国古代天象记录的研究与应用》一书中，庄威凤又在上述诸表的基础上，删去可疑记录，编制成“公元前1 65～公元1 91 1年加权太阳黑子记录”表，再次整理了中国古代的太阳黑子记录。
古代黑子记录的科学价值
伽利略发现黑子至今不过400年，而连续的黑子观测记录则不过二三百年。太阳活动的十一年周期并非严格的周期，而是长短不定的准周期。因此，二三百年的历史记录是不足以帮助天文学家准确认识太阳的变化规律的。在这二三百年前，太阳是否也有这样的准周期活动？仅凭近现代记录更是无从解答。为此，除了需要借助同位素分析等地球科学手段，另一条有效途径便是借助于前人的历史记录。在这方面，最重要的记录便是太阳黑子的记录，其次还可借助极光的历史记录。中国科学家在这方面也做出了很突出的成绩。
1 982年，云南天文台的科学家利用中国古代黑子记录经过重新分析和计算，得出太阳活动周的平均长度是11.0±0.46年。这是利用古代记录帮助确定太阳活动周平均长度的有效尝试。除此之外，中国天文学家还借助黑子记录和极光记录，提出了多个可能的太阳活动周期，包括60年周期、87年周期、200年周期、250年周期、412年周期、430年周期等。甚至还有人提出了600年以上，最高达1 500年至2000年的超长周期。这些周期的提出，都可以经受地质学资料的检验，有助于深化对于太阳活动周期的认识。
早有学者注意到，在中国古代，有几个时期的黑子记录特别丰富，即公元4世纪、12世纪和14世纪。也有一些时期特别稀少，除了引起广泛争议的蒙德极小期，7至8世纪的唐代也是一个明显缺少黑子记录的时期。个中原因，除了天文学家的勤谨程度有别，历史文献保存状况不一，是否也牵涉到了太阳黑子的长周期变化？这已是一个广为关注的重大科学问题。
艾迪的“蒙德极小期”理论认为，1 645年至1 71 5年之间，太阳活动实际上停止了，太阳活动的十一年周期可能只是近二三百年来刚刚形成的暂时现象；在此期间没有发现中国的目视黑子记录。这些论断不但在世界太阳物理学界引起了激烈反响，也促使中国科学家积极参与论争，做出了许多扎实的史料爬梳整理和分析工作，在国际上产生了重大影响。从目前中国科学家的研究结果来看，艾迪所提出的时段内，1645年至1670年间共发现中、朝两国黑子记录1 5条，超出了历史平均水平；蒙德极小期实际起止于1 670年至1 730年，在此期间太阳活动虽处于极低的水平，但并未完全停止，并表现出了1 1年周期的基本规律。
实际上，通过中国和东亚各国的黑子和极光记录，可以将1 2世纪以来的太阳活动分为几个水平明显不一的阶段：12世纪极大期（1110年至1 210年）、宋元极小期（1280年至1 360年）、明初极大期（1 360年至1 390年）、15世纪极小期（1420年至1510年）、17世纪极大期（1 590年至1670年）、18世纪极小期（蒙德极小期，1670年至1 730年）、19世纪极大期（1835年至1885年）……
古代天文学史范文5
“家家阿弥陀，户户观世音”，中国净土宗是佛教在民间最为流行的一个流派。净土宗，又称为莲宗，念阿弥陀佛，求往生西方极乐世界。慧远法师被尊为中国净土宗的初祖，他在庐山创立了著名的庐山莲社，这件事被视为中国净土宗的开宗之举，是中国佛教史上的一件大事。但是，庐山莲社建立的确切年代，历史上却没有明确的记载。
梁代僧人僧祜，在《出三藏记集》中记录了庐山莲社成立时的发愿文：“惟岁在摄提秋七月戊辰朔二十八日乙未，法师释慧远，贞感幽冥，宿怀特发。乃延命同志，息心清信之士百有二十三人，集于庐山之阴，般若台精舍阿弥陀像前，率以香华，敬荐而誓焉。”
稍后，梁代僧人慧皎编辑的《高僧传》，也有同样的记录。但通过校对日本的“弘教藏”等版本，我们可以知道，原文中的“秋”字应为“格”字，即庐山莲社成立的年份为“岁在摄提格”。那么，“摄提格”又是什么意思呢？其实它是古代“岁星纪年”方法中的一个术语。
木星，在中国古代称为岁星，它绕日公转的周期为11.8622个地球年。如果我们以地球为观测点，以相对不动的恒星背景为参照系来观测木星在天空中的运动，木星大约十二年绕天一周。古人很早就观察到木星每12年绕天运行一周（一周天）的这种天文现象，并由此把周天分为十二份，称为十二“次”，分别取名为：星纪、玄枵、诹訾、降娄、大梁、实沈、鹑首、鹑火、鹑尾、寿星、大火、析木。木星每年行经一“次”，因此古人便用每年木星行经的星次来称呼那一年，这便是“岁星纪年”法。例如“武王伐殷，岁在鹑火”就是说周武王讨伐商纣王的年份，岁星正好运行到周天中“鹑火”的区域位置。以地球为观测点，岁星是自西向东运行的；而古人在对周天的划分中，除了自西向东的“十二次”，还有一种应用更为普遍的自东向西的十二“辰”划分方法，即沿“天赤道”自东向西将周天等分为十二个部分。所谓天赤道，是将地球的赤道面无限延伸后和天球相交的大圆圈，即垂直于地球自转轴把天球平分成南北两半的大圆。古人有天地对应的思想，因此用十二地支的名称来表示这十二辰，即：子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥。
然而，由于木星是自西向东运行的，而十二“辰”划分方法是自东向西的，这就带来了很多应用上的麻烦。因此，古人假设存在一个天体“太岁”，它的运行速度与岁星完全相同，只是方向相反，即按照自东向西的方向运行，这样就可以很好地解决岁星纪年带来的麻烦。而且，岁星是11.8622年运行一周天，并非12年的整数，会造成“超辰”的问题。也就是说每过80余年，就会提前一个“次”。而太岁则是人们假想的天体，严格遵循每年过一个“辰”，十二年运行一周天的规则，不会带来“超辰”的问题。“太岁”所过十二“辰”的位置，依次命名为：困敦、赤奋若、摄提格、单阏、执徐、大荒落、敦样、协洽、湄滩、作噩、阉茂、大渊献。
司马迁《史记·天官书》中说：“摄提格岁，太岁左行在寅，岁星右转居丑。”意思是说，摄提格这一年，假想中的太岁星自东向西运行到十二辰中“寅”这个位置，岁星自西向东运行到“丑”这个位置。按照岁星即木星的纪年，这一年是“星纪”，位在丑；按照太岁的纪年，这一年是“摄提格”，位在寅。由此，我们也可以看到，子、丑、寅、卯等十二地支，只是空间位置的一个代号而已，并没有实际的意义，更没有与天体乃至人生命运存在什么必然的联系。后人将天干地支与阴阳五行相互比拟，用子平术（八字）算命，其实是没有任何天文学和科学上的理论依据的。
不过，不可否认，“太岁”是古人在天文学发展上的一大“发明”，方便了对天文现象的解释。但从本质上看，“太岁”不过是人们假想出来的一个与木星速度相同、方向相反的天体，只是因为它比岁星好用，才被称为“太”岁。现在许多人一到自己的“本命年”，即太岁星又运行到了自己出生年份的位置，便害怕“犯太岁”，甚至还要举行仪式来“安太岁”。作为一种民俗习惯和非物质文化遗产，对于“太岁”予以保留也未尝不可，但切莫信以为真才好。
进一步说，前面提到的摄提格岁，其实就是我们现在流行说的虎年，即寅年。如战国时代楚国大文学家屈原在《楚辞·离骚》中说“摄提贞于孟陬兮，惟庚寅吾以降”，就是说他出生在寅年寅月（正月）庚寅日。根据古籍记载，我们知道庐山莲社成立的年份是“岁在摄提格”，这说明它是在寅年成立的。但是到底是哪一个寅年呢？史料中的记载却语焉不详。
按照庐山的慧远法师以及莲社参与者刘遗民等人的生平资料，可以初步推知，东晋孝武帝太元十五年（公元390年）和东晋安帝元兴元年（公元402年）这两个虎年都是有可能的。近代著名文学史家游国恩先生，在1928年1月于《国学月报丛刊》发表了《莲社成立年月考》，他认为庐山莲社应该是成立于公元390年；而黄忏华先生编写的《中国佛教史》（境野黄洋《支那佛教史纲》的改写本）中也持这种观点，他的这一重要著作至今仍被我国大部分佛寺和佛学院奉为经典教材。
古代天文学史范文6
关键词 文科物理 文科物理课程 文科物理教材 文科物理教育
中图分类号：O4-4 文献标识码：A
1 文科物理教育的重要性
随着科技迅猛发展与社会不断进步，世界范围内的问题和矛盾展现出复杂化和多样化的新特点。人们对跨学科、跨领域人才的迫切需求，促进了文理互渗和交叉学科的急速发展。然而，文科向理科的渗透是较为顺利的，理科向文科的渗透、交叉和发展却困难重重、不尽人意。著名物理学家吴健雄博士曾指出，为避免出现社会可持续发展中的危机，当前一个刻不容缓的问题是消除现代文化中的两种文化（科学文化和人文文化）之间的隔阂，而加强这两方面的交流和联系，最合适的是大学。从物理学的重要性来看，“物理学作为研究自然界最普遍规律的科学和最成 熟的自然科学，对科学世界观的形成所起的作用是最直接的，物理学的方法是科学方法的典型代表。”北京大学刘华杰教授也曾指出：“目前我国文理分裂比较严重，造成文科生学习科学的困难，但已经有很多大学开设文科物理课程。尝试为对物理学感兴趣的文科生提供了一个空间和平台。”由此可见，在大学文科学生中开展文科物理课程并且对现有的文科教育改革具有十分重要的意义。
开设文科物理的意义：第一，“科学素养”培养的基本要求。科学素养是公民应有的基本素质之一。第二，提高公民科学文化素养水平。教育是影响我国公民科学文化素养的主要因素。开设文科物理，提高文科学生的科学文化素质，普及科学常识，教授科学的研究方法迫在眉睫。第三，科学的理念比知识更重要。开设文科物理课程，不仅是传授物理知识，更是培养科学的理念，文科物理课程将科学精神和人文理念贯穿整个课程，旨在培养一种理念，交给读者科学方法，提高科学素养。
2我国高校文科物理教育的发展情况
西方发达国家自上世纪中期意识到物理教学对学生发展有着重要作用，开始重视学生物理知识和物理科学方法的学习。我国开展文科物理教学起步晚，始于上世纪90年代。表1更清楚、更直观地展示国内开展文科物理教学概况。如上海交大的《天文学史》则是对人文学院开设的，讲授从古代到近现代天文学的发展历史，同时也兼及介绍中国古代的天文学成就。 中国人民大学的《物理与科技发展》立足于物理学基础知识简介与其在现实生活、科研实践，以及工业化进程中的应用。该课程着力于系统地培养学生对物理的兴趣，使选该选修课的同学能够在一定程度上对于物理学中的逻辑思维，演化方法获得一定的掌握。
同时，表2列举了我国当今通行的文科物理教材情况。如北京大学的《演示物理学》采取以演示实验方式进行教学，引导学生感悟物理学的精髓，使学生对物理学获得一个初步而准确的整体印象，作为今后自身扩展科技知识的基础。
3我国文科物理教材的特点
众所周知，人文精神和科技进步是推动社会进步的两翼。当今的文科大学生，除了专业知识之外，亦应具备科技背景，这是新一代应具有的素质，也是适应社会发展，迎接挑战的需要。目前各高校文科物理教材教材建设步伐加快；教材内容多样化；侧重科学素养的养成；物理思想与人文精神有机结合，现择两本点评：
吴宗汉的《物理学概论：文科大学物理教程与实验》由三部分组成：第一部分概述了一些基础知识如力学概述、热学与能源工程、电磁学、相对论与量子论、原子核与基本粒子的等。第二部分为21世纪前沿科技选编，介绍了混沌现象、材料科学、信息技术、宇宙成因探索等内容。第三部分介绍了物理实验中数据处理方法。可以看出，该书主要偏向概念性介绍，照顾到文科生的知识基础，目的是拓宽学生知识面，获得科学方法论的教益与启迪。
吴大江的《文科物理学教程：物理概念与科学文化素养》具有如下鲜明的特点：（1）内容编排科学。在阐述物理基础知识方面，明晰了概念的引入、概念的形成和概念的应用，继承并发扬了理工科精品教材中知识的系统性、科学性、严谨性等特点。与此同时，强调物理文化，突出物理学中的科学方法和创新思维。（2）将经典理论与其在现代科学技术中的应用紧密结合。同时，引入案例教学，以生动的素材增加趣味性和故事性，从而提升学生学习物理的兴趣。（3）教材以物理模型、例题分析、知识拓展为主线贯穿始终，力求促进能力和素质培养。全书深入浅出地阐述基本现象、基本概念和基本原理并增加了典型例题。解题时，调物理过程、解题思路、抽象思维、形象思维、辩证思维以及科学方法，以便培养学生的观察力、思维力、自学力和创新能力。（4）在弘扬中华数千年科技文明的同时，本教材结合物理学在中西方两种文化融合方面进行了有意义的探索，努力将注重基础理论和知识传授的传统和学习能力及创新意识培养的理念结合起来。
葛德彪的《文科物理教程》主要包含力学、热学、电磁学、光学概论；相对论基础；量子论基础。该书主要特色：（1）考虑文科大学生的数学基础较为薄弱，所以尽量略去了复杂的数学推导，注重物理概念和定律背后的深刻含义的挖掘，注重人文文化与科学文化相融合、物理知识与物理学史相结合、基本定律与科学思路相配合。（2）适当插入物理学史、物理学家、物理理论的形成发展过程和科学哲学的介绍，以实现启迪思维能力、激发探索精神和提高综合素质的目标。（3）压缩经典物理内容，扩大近代物理比例，打破了传统的内容安排的格局。在大学物理内容改革上大大地向前迈了一步，真正体现了“优化经典，加强近代”的改革目标。（4）将三次技术革命与物理学的关系纳入到正式内容中，提升学生学习物理的兴趣，认识物理理论与科技进步之间的关系。（5）精选思考题和习题。思考题和习题的选择注重基本问题的理解和基本解题方法的训练，尽量避免难题和偏题，紧扣每部分教学内容的典型题，适当控制题目数量，不贪多求大，力求简洁精悍。
4对我国文科物理教育的思考与探索
文科物理是高校实施文化素质教育的一门重要课程，对体现科学教育与人文教育的融合，特别对提高非理工学生的科学文化素质起着重要作用。如今，越来越多的学校开设了文科物理的公选课、通选课，可见文科物理越来越受到了学校和老师的重视。在文献中，作者通过对中南大学的学生样本的调研，发现在教学过程中，学生对文科物理的重视程度远远不够，很多文科学生对学过的知识理解不深，往往没过多久就全忘了。然而，随着时代的发展，物理知识已经融入到了我们的生活中，是成为21世纪文科高素质人才中不可或缺的组成部分。
通过对我国文科物理教育状况的调研与分析，本文对我国文科物理教育有了以下几点思考：（1）注重文科物理的逐步转化。现在的文科物理越来越注重多样化，我国文科物理正在从简化理科大学物理逐步转化为扩大学生知识面、提高学生综合素养和分析问题的能力、融合物理思想与人文精神。（2）注重人文教育，实现文理结合。文科物理正在不断的向与人文教育息息相关的方向发展，我们可以看到，这样的发展更能够吸引文科学生的兴趣，也更容易被文科读者所接收，不仅增加了内容的趣味性，降低对物理知识的要求，强调现实中的、艺术中的物理。（3）注重培养学生的实际应用能力，授人以渔。文科学生对物理的学习不需要用到太多专业知识，关键是如何将物理应用到自己专业领域。在教学过程中，要充分发挥物理学的社会教育功能和思想文化功用，向学生传播著名科学家的科学思想、科学方法和科学精神，提高学生独立思考、发现问题、分析判断的能力，激发学生的创新意识。
参考文献
[1] 杨娟.文科类大学物理课程的设置及教学研究与实践[D].合肥工业大学，2007.
[2] 吴宗汉.物理学概论：文科大学物理教程与实验[M].东南大学出版社，2001.
[3] 吴大江.文科物理学教程：物理概念与科学文化素养[M].北京师范大学出版社，2010.
[4] 葛德彪，张世全.文科物理教程[M].电子工业出版社，2010.
