星图的绘制

星图是恒星观测的一种形象记录，又是天文学上用来认星和指示位置的一种重要工具。它的意义就好像地理学上的地图。

在星图的绘制上，我国古代有悠久的传统。不算那些示意性的星图或仅仅画出个别星组的图形，作为恒星位置记录的科学性星图，大约可以追溯到秦汉以前。

我国的星图起源于古代盖天说的一种示范仪器，这个仪器叫盖图。它有点类似今天天文教学上用的活动星图。盖图的底图就是一张全天星图。西汉后期（公元前一世纪）成书的讲“盖天之学”的《周髀算经》上有所谓“七衡图”，这个图上有七个等间距的同心圆，圆心就是天北极。最小的圆相当于今天所说的夏至圈，最中间的圆就是天赤道，最大的圆相当于冬至圈。盖

图的底图也就是七衡图，在夏至圈和冬至圈之间有一个和它们相内切的圆，那就是黄道。黄道附近画上了二十八宿等恒星。如果在这张图上蒙一块薄丝绢，绢上画一个表示人目所见的范围的圆圈，那么把底图绕着天极反时针方向旋转，就可反映出一天内和一年内夜晚所见星空的大概情况。

盖图随着盖天说的过时，到两汉以后也逐渐消失。但是它的底图作为星图却逐渐发展起来，成为一种独立的重要的天文学工具。

一个发展是图上星数的增多。

从《汉书·天文志》的记载可以知道，东汉初年的星图上所载的恒星有一百一十八组，每组一个名称，中间包含一颗或一颗以上的星，一共有七百八十三颗星。

星数最多的是三国时期吴太史令陈卓所画的星图。陈卓把当时天文学界存在的石申、甘德、巫咸三家学派所命名的恒星，并同存异，合画成一张全天星图。图上一共有星二百八十三组，一千四百六十四颗。陈卓的工作一直被后世的天文学家奉为圭臬。

另一个发展是画法本身的改进。

七衡的形式被取消了，代之以三个同心圆。最小的叫恒显圈，又叫内规。它的半径就是观测地的地理纬度。在这个圈里的恒星是在一年四季的夜晚都可以看得见的。中间的仍然是天赤道。最外面的叫恒隐圈，又叫外规。这个圈之外的天区是永远没在地平线之下看不见的。恒隐圈和恒显圈离赤道的距离相等。这种形式最早见之于东汉蔡邕（132—192）在《月令章句》一书中所描述的“官图”。它是我国古代星图中最常见的形式。

这类星图中留存到现在的最早的实物是近年从五代的时候吴越王钱元瓘（？—941）墓和他的次妃吴汉月墓中出土的两块二十八宿星图刻石。每个图上大约有星一百八十颗。它们的位置刻得相当准确，是古星图中的珍贵品。

举世闻名的苏州石刻天文图也是属于这一类型。它的原图绘于南宋光宗绍熙元年（公元 1190 年），到理宗淳祐七年（公元 1247 年）刻石。星图约比上述五代石刻小一半，但是仍有直径大约八十多厘米。图上还画有银河；内、外规之间还画有通过二十八宿距星的经线二十八条。图上的星数，由于石刻年久缺损，各家统计不一。最近的一次统计是共一千四百三十四颗星。但是看来还不确切。

据研究，苏州石刻天文图主要是根据北宋神宗元丰年间（公元 1078 年

到 1085 年）的观测结果绘制的。它的绘刻比较精确，所包含的星数比较全，为我们提供了了解古代恒星知识的比较可靠的资料。因此，它是我国最重要的科学文物之一。

盖图式的星图，它的坐标系是极坐标式的，可以叫它做圆图。星体离北极的距离就是它的去极度；星体和二十八宿距星对天极所张的圆心角就是星体的入宿度。采用极坐标式的画法能使北极附近的恒星相对位置表达得比较

好。但是它有个根本的缺点，就是离开北极越远，恒星相对位置的失真程度也越大。

我国古代还有非极坐标式表示方法，是一种直角坐标式的方法。它以经度方向的量作横轴，纬度方向的量作纵轴。如果所取的单位都一致的话，横轴方面将占纵轴方面二倍的地位，因此，古代叫它做横图。《隋书·经籍志》中记有：“天文横图一卷，高文洪撰”，就属于这个类型。

在横图中，赤道附近恒星的相对位置失真比较小。可是在北极附近和南极附近失真仍然很大。南极附近还不打紧，因为中原地区看不到。可是北极附近却正是最关紧要的观测区域。于是人们又想出了新的办法。把内规以内的天区画成圆图，而把内外规之间的天区画成横图。这种分区画法的原则是和现代星图的画法一致的。

这种圆、横图结合的星图流传到现在的最早作品是敦煌发现的唐代星图。它大概绘制于初唐时期，图上画有一千三百五十来颗星。画法是把北极周围紫微垣附近的星画成圆图，而把其他的星按照太阳在十二个月中的位置所在，沿着赤道均分成十二块，每块用横图的方式画出来。从图中所记太阳在十二个月中的位置以及昏、旦中星的星宿来看，和《礼记·月令》中所记载的完全一样，而和初唐时期的实际情况有很大的差别。从这一点看，很可能这份星图是个更古老的星图的抄本。不管怎样，即使是初唐的作品，它也是当今世界上留存的古星图中星数最多而又最古老的。

敦煌星图有个特点，那就是不画坐标框架。圆图上的内规，横图上的赤道和竖直的经线，都没有画。因此，从绘制的准确性来说不免稍差。这一点也说明，它可能是一个抄本。

这份星图已经于 1907 年被英国考古学家斯坦因（1862—1943）盗走，现存于英国伦敦博物馆。

画得比较精确的圆、横结合星图是苏颂《新仪象法要》中的插图。圆图叫“浑象紫微垣星之图”。横图分成两段：从秋分到春分一段叫“浑象东北方中外官星图”；从春分到秋分一段叫“浑象西南方中外官星图”。它们也是根据元丰年间的测量绘制的。

还有一种减少失真的办法，那是把天球循赤道一分为二，画两个分别以北极和南极为中心的圆图。这种画法的一个典型也见于《新仪象法要》。苏颂这部书作于北宋哲宗绍圣元年到三年（公元 1094 年到 1096 年）间。这是部介绍他领导创制的水运仪象台的构造的说明书。书中的星图是为了介绍仪象台中的浑象（就是现今的天球仪）而绘制的。正是在把球面上的图象绘在平面上的时候，苏颂注意到了失真问题（书中有明确的说明），因此他不厌其烦地搞了两套画法。而两个圆图的画法可以说是他和他的同事们发明的。总之，我国古代有优良的星图绘制传统，留下了丰富的有价值的历史遗

产。我国古代在星图绘制方面的成就的确是值得我们引以为自豪的。