航海天文学的应用

我国古代的劳动人民很早就开始了航海活动。在长期的航海实践中，我国勤劳勇敢的船工们发展了一整套航海技术。其中，天文导航是极重要的一项。

早在西汉前期公元前二世纪的著作《淮南子》卷十一《齐俗训》中就记载着：“夫乘舟而惑者不知东西，见斗、极则悟矣。”（乘船的人分辨不清方向，但是只要观测到北斗和北极星就可以明白了。）这个经验的产生无疑是很早很早的。

西汉时期，我国的海船就到了印度洋上的南亚地区。东晋的著名僧人法显（约 337—约 422）①访问印度和斯里兰卡回国的时候就是乘的海船。他记述那段历程的时候说到：“大海弥漫无边，不识东西，唯望日、月、星宿而进。若阴雨时，为风逐去，亦无准。⋯⋯至天晴已，乃知东西，还复望正而进。”可见，天文学是当时指导航行的最重要的知识。

唐、宋以后随着我国生产的发展，兴盛的海外贸易推动了我国航海技术的飞跃发展。指南针开始应用到航海上，把导航仪器罗盘和航海天文学结合起来，引起了航海技术的大发展。

指南针可以很好地指示方向。而位置的确定却须依靠航海天文学。具体记述了航海天文学资料的最早著作是明初郑和（1371—1434）②“下西洋” 留下的《郑和航海图》。图收载在明茅元仪编的《武备志》中。

《郑和航海图》包括横条形海图一幅，长达二十页。还有四幅星图，称为“过洋牵星图”。从海图上可以看出，郑和船队从苏州刘家港起航，出长江口，经我国浙江、福建各省和南海诸岛，到达印度尼西亚的苏门答腊岛北端。在这一段海路上都是用的指南针定向。从苏门答腊往西到锡兰（今斯里

① 关于法显的生卒年，说法不一，一说是 334—420，一说是 342—423。

② 关于郑和的卒年，说法不一，一说卒于 1433 年，一说卒于 1435 年。

兰卡）的途中开始用天文定位。从锡兰往西到南亚、西亚和非洲东海岸等地就都尽量利用星辰定位，并且和指南针针位相参照。海图上共记录六十四处关于各地所见北辰星（就是北极星）和华盖星（就是小熊座β星、γ星等共八星）的高度。过洋牵星图却标出了途经印度洋各地的时候所见的许多星辰的方位和高度，其中方位也是用的图示法。

《郑和航海图》告诉我们，我国古代航海用的是牵星法。在明人李诩的著作《戒庵老人漫笔》中记述了牵星法所用的观测工具——牵星板。这是十二块方形的乌木板，最大的叫十二指，每边长大约二十四厘米。其次是十一指、十指、⋯⋯最小到一指。每块的边长是等差递减的。另有一块挖去四角的象牙板，每个缺口标明半指、半角、一角和三角等。一角是四分之一指。根据北京天文台和广东师范学院等四单位组成的“航海天文调查研究小

组”的研究，牵星板的使用方法是：观测者手持牵星板伸向前，使板和海平面垂直，板下边和海平线相合，上边缘和所测天体相切。如不能相切，就从略大的那块板边上细分划处观测，可以得到指和角的读数，它是天体地平高度的反映。为使板和人目之间的距离保持固定，可以用另一只手从板下端引出一根长度固定的绳，牵引到人目。观测一般取被测星正在天球子午线上的时候进行。这时，被测星的地平高度、它的赤纬和观测地的地理纬度之间有个简单的关系：

地理纬度=90°+赤纬-地平高度。

对每个测定的恒星来说，在相当长的时期里，可以认为，“90°+赤纬”是个常数。因此，恒星在子午线上的时候的地平高度就直接反映了地理纬度。所以，只要观测恒星正在子午线上的时候的指、角数，就可以知道船的位置是在什么地方了。

特别值得注意的是，“航海天文调查研究小组”研究了“指”这个名称特殊的角度单位，证明早在秦汉时期我国的天文观测中已经有过这种记载

（例如）：唐《开元占经》中摘录的汉代著作《巫咸占》中就记载有关于金星和月亮纬度相去最远是五指，用现代方法计算，这个差数是九·四度）， 而且它们所代表的角度量和《郑和航海图》上所反映出来的完全一致，都是一指等于一·九度。这是一个极其重要的发现。因为过去国内外的学者一般都认为牵星板和牵星法是阿拉伯人的发明，尽管这个论断和我国古代远洋航行的发达是不协调的。现在找出了“指”这个单位的起源，这就证明牵星法是我国最早发明的。

以牵星法为代表的我国古代航海天文学在保障远洋航行的安全、准确上起了巨大的作用。正因为这样，它也是我国古代人民为世界文化发展作出的又一卓越贡献。