第二节 春秋战国时期天文历法体系的奠基

春秋战国时期是我国古代从奴隶制向封建制过渡的社会大变革的时代， 这时生产力得到很大的发展，促使包括科学技术在内的古代文化得到长足的进步。就天文历法而言，前进的步伐亦明晰可见，这主要表现在对天文现象的观测与描述由定性向定量的转变，阴阳历的定型，和关于宇宙的理论的涌现等等，这些都为我国古代特有的天文历法体系奠定了基础。随着周室衰微和诸侯蜂起，打破了由周王朝少数天文学家垄断天文历法的局面。各诸侯国由于发展农业生产以及政治上的需要，都极其重视天文历法的研究，这给流散四方的畴人子弟以施展才能的良好机会。这一时期出现了一批著名的天文学家，“鲁有梓慎（活动于公元前 550 年前后），晋有卜偃（活动于公元前

650 年前后），郑有裨灶（活动于公元前 500 年左右），宋有子韦（活动于

公元前 480 年左右），齐有甘德，楚有唐昧，赵有尹皋，魏有石申夫（亦名石申，后四人皆活动于公元前四世纪），皆掌著天文，各论图验”。(7)他们或者前后相继，或者同时并立，在天文历法界内形成了各树一帜、百家争鸣的局面，更促进了天文历法的发展。

一、天文观测的定量化与系统化1.二十八宿系统的形成和距度的测定

二十八宿是沿天球黄、赤道带，将其临近天区划分成 28 个区

域的恒星区划系统，其名称依次为：角、亢、氐、房、心、尾、箕，斗、牛、女、虚、危、室、璧，奎、娄、胃、昴、毕、觜、参，井、鬼、柳、星、张、翼、轸。1978 年，湖北随县发掘的战国早期曾侯乙墓中，出土有一只漆箱盖，上面绘有二十八宿的全部名称，这是迄今所发现的最早的二十八宿恒星系统的完整记载。究其实，二十八宿作为一个完整的系统形成的年代还要早些，当不迟于春秋时期。据研究，约于公元前六世纪，人们已经对二十八宿各标准星之间的赤道度距（称二十八宿距度）进行过测量，(8)其数值留存在唐代的《开元占经》一书中。二十八宿系统的建立，为日、月、五星以及若干天象发生位置的确定，提供了一个统一的和定量化的背景依据，是为这一时期天文观测定量化和系统化的重要标志之一。

恒星区划命名的系统化与《石氏星经》

将天上的恒星按一定的方法进行区划和命名的工作，在战国时期取得了重大的进展，其中尤以石申和甘德的工作最为显著，他们对恒星的区划都自成系统。据《开元占经》记载，包括二十八宿在内，属于石申区划的星官有120 个，计星 815 颗，属于甘德区划的星官有 146 个，计星 687 颗。他们的工作为我国古代传统星官的区划和命名奠定了良好的基础。

石申还定出了 120 个星官的标准星具体坐标值，这样各星官的位置和该

星官中非标准星的位置都相对准确地规定了。此中，最主要的是对 121 个标

准星（北斗星座选取 2 个标准星）具体坐标值的测定，它们构成了一个完全数量化的成熟的星表，这就是著名的《石氏星经》。这一成果亦载于《开元

占经》之中。对这 121 颗恒星坐标值的研究表明，许多恒星的坐标值确与石申所处时代的理论值相吻合，但另有一些却与东汉前期的理论值相一致，这说明《石氏星经》并不全是石申当年的测量结果，而是石申创始的天文学派在数百年间长期观测的总汇。即便如此，《石氏星经》亦不愧为世界上最早的星表之一，石申也无愧为恒星坐标测量工作的先驱。

五星观测的数量化

春秋战国时期，人们对五大行星运动的观测与研究有了重要的进步，这主要表现在以下两个方面：

一是对五星运动周期的测量。人们已经把行星的恒星周期（行星运行一周天所需的时间）和会合周期（行星两次晨见东方的时间间隔）区别开来。石申和甘德都指出木星的恒星周期为 12 年（应为 11.86 年），其实，这一认识的产生当不迟于春秋时期。石申还指出火星的恒星周期为 1.9 年（应为1.88 年）。而甘德又测得木、金、水三星的会合期分别为 400 日（应为 398.9 日），

587.25 日（应为 583.9 日）和 136 日（应为 115.9 日）。在长沙马王堆出土的帛书《五星占》中，也载有木、土和金三星的会合周期，依次为 395.44 日、377 日（应为 378.1 日）和 584.8 日，此当为战国末年的观测结果，与甘德当年所测的精度互有短长。

二是对五星动态的定量描述。石申和甘德已发现火星和金星的逆行现象，他们都曾形象地用“巳”字形来描述其运行的视轨迹。在《五星占》中则更具体地对木、土、金三星在一个会合周期内的动态作了定量描述，如把金星的动态分为：晨出东方—顺行—伏—夕出西方—顺行—伏—晨出东方六大阶段，每个阶段则定出所经时日与每日运行的速度，其中对两次顺行还定出二或三个不同的速率。这就是后世得到进一步发展的行星动态表的雏形。行星会合周期的测定和动态表的编制，已使得对行星位置的预报成为可能。二十八宿距度的测定、《石氏星经》的出现，以及初始的行星动态度的

编制等等，都证明春秋战国时期业已有相应的测量仪器的出现，有些研究者称之为“先秦浑仪”。(9)虽然我们还说不清这种浑仪的具体结构，但它应是汉代以后日益完备的浑仪的直接祖先，则是勿庸置疑的。

二十四节气的完备

二十四节气是我国古代天文学家的一大创造。它曾经历了一个十分漫长的发展过程，起初大约仅有二至（冬至、夏至）和二分（春分、秋分），一直到战国时期才逐渐形成完备的二十四节气系统：由冬至起算，每经一年的1/24 日交一个节气，其名称分别为冬至、小寒、大寒、立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种、夏至、小暑、大暑、立秋、处暑、白露、秋分、寒露、霜降、立冬、小雪、大雪。此中奇数统称为中气，偶数统称作节气。二十四节气分别标志着太阳在一周年运动中的 24 个大体固定的位置，是对太阳周年运动位置的一种特殊的描述形式，它们又能较好地反映一年中寒暑、雨旱、日照长短等变化的规律。所以，它们不但具有重要的天文意义，而且对于农业生产有着重大的指导作用。二十四节气自战国时期得以完备之后，一直成为我国传统历法的重要内容之一，至今在广大农村仍有

旺盛的生命力。

天象观测与记录的多样化和系统化

自春秋始，对于异常天象的观测与记录，呈现多样化的明显趋向，如彗星、流星雨、陨石等的明确记录均首见于此时。《春秋》庄公七年（前 687 年）“夏四月辛卯夜，恒星不见，夜中星陨如雨”，这是世界上关于天琴座流星雨的最早记载。僖公十六年（前 644 年）“春王正月戊申朔，陨石于宋，

五”，这是最早的陨星记事；文公十四年（前 613 年）“秋七月，有星孛入于北斗”，这些关于哈雷彗星的最早记录，等等。

此外，对若干天象记录的系统化又是一大特征。如《春秋》一书中，就有 37 次日食记录，据考证，其中 31 次记录是准确可靠的，(10)说明这时人们对日食观测的重视并已使之制度化了。又如，长沙马王堆三号汉墓帛书中， 绘有形态各异的 29 幅彗星图象，并赋予各不相同的名称，这显然是对大量彗星观测作系统的收集与归纳的结果。其中彗尾的形态或长或短，或宽或窄， 或直或屈，彗尾的条数或多或少，彗头画成圆圈或圆点，有的圆圈中又画有一个圆圈或圆点，表明人们已经注意到彗头的结构层次，这些都说明战国时期人们对彗星观测已经达到了比较精细的程度。

二、古四分历法

春秋后期，产生了一种取回归年长度为365 1 日，并采用十九年七闰为

4

1

闰周的历法，它因回归年长度的奇零部分为 4 日而得名为四分历，又有别于

东汉时期的四分历，故通称古四分历。该历的朔望月长度可由回归年长度和闰周推得：十九年七闰，即十九年有 19×12＋7=235 个朔望月，有 19×

19 × 365 1

365 1 日，则一朔望月长度等于

4

235

4 = 29 499 日。在此之前，人们并未

940

取得如此明确的回归年和朔望月的长度值，在调整两者之间的关系时，也未曾寻得如此规整的闰周，于是在历日的安排中，往往出现多闰或失闰的现象。所以，古四分历的出现，标志着阴阳历完成了从不稳定的、带有某种随意性的形态向明确的、规整的形态的过渡。

在欧洲，古代希腊人默冬在公元前 432 年所发现的闰周，罗马人于公元

前 43 年采用的儒略历所取的回归年长度，分别与古四分历相同，所以，古四分历的这三个基本数据在当时世界上是居于领先的地位的。

春秋战国时期，各诸侯国分别使用黄帝、颛顼、夏、殷、周、鲁六种历法，合称古六历。其实，它们都是四分历，即都采用上述三个基本天文数据， 只是所规定的历法起算年份（历元）、每年开始的月份（岁首）和每日起始的时刻有所不同而已，历元不同是由于各家观测年代的先后与观测精度的差异造成的，而后二者则纯属人为的不同规定。

到战国时期，古四分历的内容日趋丰富。如它们都以为冬至时太阳位于牵牛初度，这说明对于太阳所处恒星间位置的推算，已是这时历法的重要内

容之一，那么二十八宿的测定结果亦已引入历法中，也当无疑问。此外，二十四节气以及五星位置的推算也已是历法的组成部分。

三、关于宇宙理论的争鸣1.宇宙本原和宇宙无限性问题

宇宙万物的本原是什么？这是春秋战国时期人们广泛关注的一个问题。除了自商周以来就已提出的阴阳、五行说仍在流行外，这时人们还提出了一些新的见解。

《管子·水地》认为：“水者何也？万物之本原，诸生之宗室也”，即把水作为包括生物在内的万物的最基本元素，也就是把世界万物看成是水这一单一的物质，经过长期、复杂演化的结果。这种观点与以金、木、水、火、土五元素作为世界万物的本原的五行说相比，反映了宇宙本原从多元论向一元化的演进。

战国中期的宋钘和尹文则进一步提出了“气”是宇宙本原的学说。“气” 是一种以比较抽象的形态出现的物质，“其细无内，其大无外”，(11)即它可以小到无穷小，大到无限大，它是人们的感官未能察觉得到的细微物质， 但不是虚无，却是无所不在的，万物无不由它组成。这一学说较以水为宇宙本原又前进了一大步，而且它还表述了物质的无限可分性和宇宙空间无限性的思想，都是十分可贵的。后世的元气学说也是在此基础上发展起来的。

关于宇宙，尸佼（约前四世纪）曾下过这样的定义：“四方上下曰宇， 往古来今曰宙”，(12)这指出了十分简明的时空观念。如果说尸佼的定义并未回答时空是否存在界限、开端或终点的问题，那么，墨翟（约前 478—前392 年）的见解则相当明确，他认为“宇”包括所有不同的场所，“宙”包括所有不同的时间，(13)包含了无限时空的初步认识。墨翟还曾把空间位置的变迁同时间的流逝紧密地联系起来，以考察物体的运动，即把时空统一于物质的运动之中。这些也都是很可宝贵的思想。

关于天地关系与结构

在春秋时期以前，人们从直觉出发，以为天为半球形，地为正方形，并以为天高临于上，地卑踞在下，这种观念到春秋时期开始发生了动摇。

邓析（前 545—前 501 年）提出了“天地比”(14)的命题，认为天与地并不存在高卑之分。其后，惠施（约前 370—前 310 年）则进一步提出“天与地卑”(15)的观念，即以为星宿所附丽的天空，每天东升于地平线之前和西落于地平线之后都低于地，亦即天可以转到地下面去，比地低。这实际上就是后世得到充分发展的浑天说的重要论点之一。与惠施差不多同时的慎到

（前 395—前 315 年）更明确提出了“天体如弹丸，其势斜倚”(16)的观点， 他以浑圆的天的概念否定了天是半圆形的传统看法，并以为天有南、北二极， 且绕极旋转，这些也是浑天说的重要论点。惠施和慎到都是在观测事实并应用合理推理的基础上建立各自的新观念的，它们都对后世产生了很大的影响。

关于天地不坠不陷的原因

天地为什么不坠不陷？是什么机制维系着天地的相对平衡和稳定？这也是这时人们普遍注意的又一问题。

有人以为：“天地不可留，故动，化故从新，是故得天者，高而不崩”， (17)认为天地处于不停顿的运动中，这种运动本身就形成了维系天地不坠不陷的力量。

有人以为：地是一个“东西二万八千里，南北二万六千里”，厚一万六千里的有限实体。由于“其出水者八千里，受水者八千里”，(18)戴水而浮， 于是得以平衡，不致塌陷。

又有人认为：“地为人之下，太虚之中者”，并有“大气举之”，(19) 即以为地乃悬浮于天空中的物体，依靠大气的举力而不致坠陷，而天乃是太虚，所以也就不存在什么坠陷的问题。

在今天看来这些解释有的显得幼稚，但也有包含合理和科学的因素者， 它们又都是汉代浑天说和宣夜说的思想胚芽。