从星表看明末中西星象体系的“会通”.pdf
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1、The Chinese Journal for the History of Science and TechnologyVol.44(2 0 2 3)N o.2中国科技史杂志第4 4 卷(2 0 2 3 年)第2 期:1 9 8 2 1 0从星表看明末中西星象体系的“会通”杨帆(北京天文馆,北京1 0 0 0 4 4)摘要自明末崇祯改历开始,西方星象开始融入中国传统星象体系,极大丰富了中国星象系统的内容。此后陆续产生了一系列配套的星表、星图和演示仪器。由于中西天文学“会通”是一个动态调适的过程,在不同时间产生的天文图表以及器物上的星象并不完全相同。通过对现存星表数据的比对,可以发现徐光启等人
2、在中西星象调适过程中的具体细节。从星表结构来说,恒星经纬表杂了东西方星表的特征,而新制灵台仪象志星表的编排更是在此基础上打破了“象”的框架。利用计算机编程,纵向比较不同版本的星表,兼与配套的星图进行分析,可以发现徐光启等人对中西星象系统的坐标修正、星名改换、星等调换,并对调整的目的进行讨论。关键词崇祯改历星表星象会通调适中图分类号N092:P1-092文献标识码A文章编号1673-1441(2023)02-0198-13自明末传教士来华开始,西方天文学被大规模引人中国,引发的天文学变革涉及传统天文学的方方面面。在所有中西天文学碰撞的工作中,恒星观测尤为重要,正是缘于精确的恒星背景信息是天文推算
3、的基础之一。面对同样的星空,中西天文学在恒星命名系统、星空划分方式以及背后的观测逻辑上存在较大差异,因此对中西星象体系进行调和以达到“会通”是徐光启和传教士们必须解决的问题。他们努力的成果被保留在官方组织编纂的崇祯历书系列星表、星图以及天球仪器中,并且一直延续到康熙时期一一南怀仁(FerdinandVerbiest,1 6 2 3 1 6 8 8)所制天体仪其“球面反应的是晚明历局中西学者合作译书时期的星象对比研究成果”。直至乾隆年间仪象考成编纂出版,其中星表数据的西方来源完全改变 2 ,才标志着自明末开始的中西星象调和工作告一段落。总的来看,对这段历程,尤其是明末到清康熙年间的恒星观测活动以
4、及产生的星表、星图的研究,对推进中西文化交流史研究具有重大意义。此前,学界对于崇祯历书系列星图、星表的研究,桥本敬造 3 、孙小淳 4 、潘 5 张兆鑫 6 、李亮 7 、丁敏 8 、全俊赫 9 等学者从不同角度做过详细阐述。前人研究多为专注某一个星图或星表源流的研究,或对于记录恒星位置信息的星表仅从恒星数据中抽取收稿日期:2 0 2 2-0 4-2 1;修回日期:2 0 2 2-0 6-2 0作者简介:杨帆,1 9 8 7 年生,北京天文馆助理研究员,研究方向为明清天文学史。基金项目:国家自然科学基金项目明清中西会通星表研究”(项目编号:1 1 9 0 3 0 0 7)。1992期杨帆:从星
5、表看明末中西星象体系的“会通”部分数据分析,缺乏对恒星数据进行整体性的比较分析,尤其对于南怀仁新制灵台仪象志中的星表关注不够。本文以星表文本数据整体为研究重点,同时参照与星表配套的星图和星象仪器,纵向考察自明末崇祯改历至清代南怀仁制造天文仪器半个世纪时间内,不同版本星表内容调适的具体细节,以此认识明清之际徐光启等人的“会通”操作。1崇祯历书系列星表与图、器自崇祯改历开始,西方的星象体系被系统引入中国,产生出一系列与恒星观测配套的星表、星图和天球仪器。崇祯四年(1 6 3 1)八月,徐光启进呈的书目中包含已完成的恒星图、表:恒星历指三卷、恒星历表四卷、恒星总图一折以及恒星图像一卷。自改历开始短短
6、两年时间内,历局就完成星象系统的星名对应、位置测算以及星图绘制工作。两个完全迥异的星象系统最初的对应工作在短时间内完成,必定存在纰漏之处,负责领导工作的徐光启和汤若望(JohannAdam SchallvonBell,1591一1 6 6 6)心知肚明,此后数年对恒星图、表的不断修正也是对此项工作的完善。崇祯六年底,徐光启在病重之时交代、安排改历工作:新成诸书共六十卷。如恒星总图八幅,已上三十卷,略皆经臣目手,业已誉。如火、土、木经度三卷、恒星出没二卷,以上三十卷尚属草稿,内经臣目者十之三四,经臣手者十之一二,亦可续写进呈。1 0)此时新成书六十卷,其中前三十卷为徐光启亲自订证完备,他重新绘制
7、的恒星总图包含在内。另一半草稿包括恒星出没表在内,还没有完成校对。徐光启去世后,接任者李天经甫一到任,马上对于徐光启的文稿“详加考核”,把“字义穴长,辞未达意”的内容稍为更订。同时,他以徐光启的恒星总图为蓝本,督促汤若望等人把星图绘制于屏障之上,进呈皇帝。他认为这是“为之督写代进,完辅臣(徐光启)未竟之绪耳”,同时强调“辅臣之书与屏,皆依新法测定”。崇祯七年年底,李天经完成全部文稿的修订。此前,有学者指出,崇祯改历期间产生的星图和星表包含的恒星信息不完全一致(5 ,页6 0 7;8 ,页2 6 7)。据笔者统计,包括南极天区在内,黄道二十分星图 1 上共绘有1 6 9 1 颗恒星,恒星屏障星图
8、1 2 1 上共绘有1 8 3 6 颗恒星,两图上恒星数目存在不小差异,且恒星屏障星图上的星数与图序自述的1 8 1 2 颗恒星也略有不同。两次进呈星图间隔两年,应该有足够的观测累积来对已有恒星图表进行修正和更新,这与徐光启“细推详改,随差随改”的改历理念相合,相信也是徐光启再次绘制八幅恒星总图的原因。崇祯九年四月,历局进呈星球一具。五月,历局受命再造一座,内廷对此天球的要求是“径过要二尺大,一切星象不可遗漏”(1 0 ,页1 0 4)。于是历局众人日夜赶工,一年后该图是目前恒星经纬图说收录的四份星图之一,并且不存在版本争议,学界基本认同现存恒星经纬图说属于崇祯四年第二次进呈的书目,但是对于这
9、四幅星图具体分属于恒星总图还是恒星图像,尚存争议。见参考文献 3 4 5 8 。中200史杂国44卷科技完工第二个星球。据李天经自述:随一面将故辅原进两陪臣译认恒星经纬表二卷与臣所进御前屏式再加考测,就中经纬度分务期合天,稍有未妥者无妨更置之。(1 0 ,页1 0 4)可知,星球参考恒星经纬表二卷和恒星屏障星图,为达到“合天”的目的,对于已有观测数据“无妨更置之”,但是具体修正哪些内容,他并没有交代。更为可惜的是,明末改历期间制造的两个星球不知下落。清军人关后,汤若望将崇祯历书修订,更名为西洋新法历书。西洋新法历书有顺治初 1 3 和康熙初 1 4 两个版本。因为三者使用同一套底版,故其中的星
10、表在体例形式上一致,只是时间跨度达三十年。汤若望还对恒星总图进行翻印 1 5】,重新着色并把星点涂金,该图目前藏于中国第一历史档案馆。需要说明,据褚龙飞等考证,明刊本恒星经纬表仅存于奎章阁档案馆与法国国家图书馆,法国国家图书馆藏本应为较早版本 1 6 。本文选择法国国家图书馆藏本作为研究对象。南怀仁接掌钦天监的工作后,在康熙八年(1 6 6 8)请制新的观测仪器,于四年后完成六架大型天文仪器。其中天体仪为专门演示天球运动以及进行坐标换算的仪器,重3850千克,球体直径1.8 6 米,球面共嵌刻1 8 8 8 颗星体(1 ,页1 7 1)。新仪造毕第二年,南怀仁出版了与仪器配套的“说明书”新制灵
11、台仪象志,主要介绍六架仪器的构一造、安装以及使用之法。书中卷十至卷十四是康熙天体仪仪面星象配套的黄道经纬仪表、赤道经纬仪表和增定附各曜之小星黄赤经纬度表及天汉表,其中最后一表为南怀仁新增人,为此前各版星表所无的内容。该书记载:仁(南怀仁)照现在之星表、星图,新仪(天体仪)面上普列一天之星外此著有黄赤二道南北两总星图、并简平规总星图解,盖互相发也。1 7 南怀仁除了参考汤若望留下的图表,还绘制了配套的星图,并强调他的星表、星图以及天文仪器可相互参考,尤其强调三者都可以进行恒星位置测量的功能。2星表编排结构的“会通”中西方迥异的星象系统,体现在恒星命名、星空划分方式以及背后的观测系统和观测逻辑存在
12、较大差异,这些差异会直观地反映在各自星表文本的编排上。中国传统天文中把天空划分成不均匀二十八个区域,用“人宿度”和“去极度”来表示恒星位置,本质上是基于北天极-赤道的观测。而西方天文学则是把天空均匀分成十二个区域,在第谷布拉崇祯历书恒星经纬表后文称为“崇祯星表”。该版本星表后文称为“顺治版星表”。该版本星表后文称为“康熙版星表”。法国国家图书馆和韩国奎章阁披露的崇祯星表皆存在缺页现象,法图版星表少了鹑尾宫最后一面,包含4 颗星,参考其他星表可补全。而奎章阁版星表缺星更多,且装订有错乱,故本文没有把奎章阁版星表作为比较的星表列出。笔者对其内容分析,发现其中的修正晚于法图版星表,早于顺治版星表。该
13、版本星表后文称为“南怀仁星表”。该星表后文称为“南怀仁增小星表”。O201杨帆:从星表看明末中西星象体系的“会通”2期赫(TychoBrahe,1 5 4 6 1 6 0 1)以前,星表文本中用黄经和黄纬来表示恒星位置。所以,崇祯改历中徐光启等人最直面的课题,是中西星名对应后该如何重新组织编排星表文本2.1对中西方不同星表编排习惯进行调和根据前人研究,崇祯历书星表和星图主要的西方数据的直接来源是格林伯格星表和拜耳星图,并且间接参考了第谷的星表(4 ,页3 2 6)。本文也以这两部星表为底本来考察中西方不同的星表编排习惯如何被调和。首先,崇祯星表参照当时的西方星表,同时列出黄道和赤道坐标数据。汤
14、若望明确指出,恒星观测以黄道坐标为基准,表中赤道坐标数据是换算而来。这里他明显参考格林伯格星表分别给出黄道表和赤道表的组织形式(4 ,页3 3 2),但汤若望把二表合一,即在同一个条目下,先列出星名,然后分别列出该星的黄经、黄纬、相对黄道的南北位置、赤经、赤纬、相对于赤道的南北位置以及星等。值得注意的是,第谷遗留的手稿中包含1 0 0 4 颗恒星的信息,在他1 6 0 2 年出版的星表中则包含7 7 7 条恒星数据 1 8 。1 6 1 2 年出版的格林伯格星表【1 9 中收录了第谷出版的7 7 7 条恒星数据,开普勒在1 6 2 7 年出版的鲁道夫星表 2 0 中,收录了第谷的1 0 0 4
15、 颗恒星的位置数据。本文通过验算发现,崇祯星表中有超过9 0 0 条恒星数据是直接把第谷的观测数据通过岁差换算得到,这显然表明传教士直接参考的西方数据来源不仅仅是格林伯格星表,他们肯定还通过某些途径参考第谷全部的观测数据。其次,星表编排形式有所取舍。崇祯星表由十二个子表组成,这相当于以春分点(即黄经0)为起算点,沿黄道把星空均匀分成十二个区域,每个区域的黄经范围都为3 0 度。西方传统星表自托勒密以来,编排形式一般以星座为单位,按照由北及南的顺序排列。中国传统天文学中也一直存在以十二次命名的均匀划分星空的传统,早在西汉三统历中明确给出十二次与二十八宿星空系统的具体对应 2 1 ,当然这种匹配对
16、应是基于赤道观测系统的。崇祯星表摒弃西方星表以星座为单位编排的传统,简化为基于黄道划分的十二个子表,用“十二次名称+宫”代替黄道十二宫为每个子表命名。在具体表示恒星位置时,与西方星表的表示方法一样,即以某星人某宫多少来表示黄经度数,这与中国传统“入宿度”和表示恒星位置的方式有某种类比的意味。星表编排的选择,起码从外在形式上剥除掉中国人不熟悉的外来观念,尽量使用古已有之的概念,更易于被接受。再次,星表起点设定有所考量。崇祯星表以降娄宫一一春分点所在宫为起点。中国传统星象体系,一般以角宿或斗宿为起点,但崇祯星表起点的选择明显参考第谷本人的星表编排,因为第谷的手稿和其1 6 0 2 年出版的星表都是
17、以白羊座-一春分点所在的星座为星表起点。其他主要参考托勒密传统星表(包括阿拉伯世界流传的苏菲星表元鲁伯星表),起点一般设为小熊座离北天极最近的星座,然后由北向南排列。稍晚于第谷星表的格林伯格星表和拜耳星图在编排顺序上,都延续托勒密星表传统,甚至更晚的鲁道夫星表中仍以小熊座为编排的起点,所以参与改历的传教士肯定通过某种途径接触到并使用第谷本人星表。最后,在具体每一宫内,崇祯星表并未打破中国传统的星官命名和划分体系。每一宫内的仍尽量以中国传统星官为小单位排列,基本按照“二十八宿星官-黄道以北的星官-黄道以南星官的前后顺序安排,新增人的南天诸星排在最后。202心史中杂44卷国技科2.2南怀仁打破“象
18、”的传统南怀仁星表的内容基本继承了康熙版西洋新法历书星表,但他对星表的编排形式做出比较有颠覆性的改变。首先,他把恒星的黄道系统坐标和赤道系统坐标以两个表分别给出。当然,黄道和赤道坐标分别给出,更符合西方星表的做法,但做出这样调整另一个可能的原因,本文认为是南怀仁重新换算了赤道坐标数据。星表以黄道观测数据为基础,崇祯星表最初成型后,半个世纪时间内观测数据不断被调整。通过比对,我们发现在顺治版和康熙版星表中,出现黄道数据进行修正后,但是赤道数据没有随之修正的情况,以及在一个版本星表中修改黄道数据,在另一版本星表中修改赤道数据的情况,甚至出现换算错误的情况。南怀仁很可能注意到前版星表中赤道坐标的混乱
19、改动,所以在编纂星表时重新进行了换算,南怀仁赤道星表的历元为1 6 7 3 年,比黄道表历元晚一年,也是因为重新进行黄赤数据换算。另外,张兆鑫曾抽取部分南怀仁星表中的数据进行验算,指出南怀仁编纂星表时更换黄赤交角常数(6 ,页8 5)。其次,与前版星表一样,南怀仁的星表也以春分点为起算点,把星空均分成十二个大区域,每个区域为一个子表,以“十二次+宫”命名。以黄道表为例,在每一个子表中,南怀仁把恒星按照黄经由小到大的顺序排列。若两星的黄经相同,则黄道北侧的排在前,若都在黄道同侧,则黄纬值小者排前。赤道表的编排规则与黄道表类似。这种编排方式相当于完全按照黄经0 3 6 0 的顺序由小到大排列。对恒
20、星划分和命名思路,中西方均可归纳为:分之以群、连之以线、命之以名、成之以象,系统观测到的恒星都会以某种具体的形象或事物表征出来。但是南怀仁星表摒弃掉把天上的恒星与某种事物相关联的思维,打破“象”的传统,单纯以视位置的数据为标准,在当时可谓是一种比较先进的科学方法,南怀仁星表以经度坐标排序的编排方式也为乾隆年间戴进贤等人在编制仪象考成星表时所沿用。3对恒星数据进行动态“调适”为进一步讨论中西星象体系会通过程中的操作细节,本文对文献和星图上的恒星数据进行提取和处理分析:首先把法图版、顺治版和康熙版恒星经纬表,以及南怀仁星表四部星表中的恒星数据提取、处理,实现数字化。其次,星图是星表数据的直观表达与
21、呈现,利用编程手段对两部明末的星图(恒星屏障星图和黄道二十分星图)上恒星位置信息进行采集。再次,针对不同来源的恒星数据,把历元统一归算到1 6 7 2 年。最后,分析中还需模拟当时实际星空背景,使用sky2000星表中的星等小于六的恒星提取作为基本恒星背景。通过上述技术处理,打通恒星数据从西方观测来源至成表、成图的通道,所有信息都可视化地呈现在同一个星空背景上。事实上,明代贝琳的七政推步中,也包含一份根据黄经大小顺序排列的星表,给出黄道附近2 7 7 颗星的黄道数据,是有史以来为中西星名对译工作所做的第一次尝试(见参考文献1 9 第1 5 8 页)。本文认为崇祯历书系列星表在包含的恒星数目上远
22、远多于七政推步星表,基本上涵盖了当时中西方星象系统的全部恒星,并且在中西星名对应的基础上进行了整合。2032期杨帆:从星表看明末中西星象体系的“会通”通过比对,共筛选出近2 0 0 颗“问题星”,即:在不同版本星表中这些星的记录有明显修改痕迹。需要说明,在恒星经纬表中,部分恒星的星名中包含“东南西北内外中”表示方位的词,名下一般会标注“增”字,这些星多为超出传统步天歌星官体系数目的星,这类恒星暂不予特殊考察。至于南怀仁星表中对于方位词和“增”字的省略,也不被考虑包含在“问题星”范畴之内。对“问题星”考察后可发现,徐光启等对星表的调整明显有三种形式:改变星等、改换星名、改变坐标值。这三种修改方式
23、并不只被单独使用,而是根据需要混杂在一起,所以这种调整的方式可称为动态调适3.1修正星等四个版本的官方星表中,共有2 2 颗恒星的星等被改动(表1),其中5 颗星在顺治版星表中星等被调低,这几颗星在星表中都是超出传统星官数目的星,星名中都带有方位词以及标注“增”字。还有6 颗星的星等为空白(表1 中标“*”),可见,崇祯改历开始对于星云并没有明确的标识符号,在后续版本星表中增加统一标识为“气”。其中4 颗星在顺治版星表中被标注为“气”,在南怀仁星表中“天梧南九”被标注为“气”、“水位东五”调为6等。康熙版星表在顺治版改动基础上,改变9 颗星的星等,其中6 颗亮度调暗一等,3 颗亮度调高一等。南
24、怀仁还调整了“内平一”和“水位东五”的星等数值。对星等亮度的调整,说明汤若望等人对星表中已有诸星的亮度进行过重新的校验观测表1四版星表中涉及星等调整的星星名崇祯星表星等顺治版星表星等康熙版星表星等南怀仁星表星等中台南八34中台南九34中台南十34天江北六23雷电南四36斗(牛)宿四气*牛宿五气*牛宿西八*传说*娄宿一34娄宿二34娄宿南七65腾蛇六56天困二45五诸侯一45个别星如“九州内六”“九州内七”没有标注“增”字。还有一些在后续版本星表中有改动的星,如崇祯星表中“太尊南三”,标注“增”字,但在顺治版星表中改名为“天牢”,标注的“增”字同时被抹掉。表中空白代表内容与前版星表一致,后文各表
25、皆从此例。史中204心杂国44卷技科续表1星名崇祯星表星等顺治版星表星等康熙版星表星等南怀仁星表星等五诸侯二54水位二65水位三4建星南七*6内平一53水位东五56天梧南九气*3.2修正恒星位置数据第二种对恒星数据的调整方式是对坐标数据进行修正。通过比对黄道坐标数值,可发现(表2)顺治版星表(相较于崇祯星表),有2 4 颗星的坐标值进行过修正,其中2 0 颗星只对黄经和黄纬中的单个值进行修改,顺治版星表中的“女宿四”和“女宿二”是新增人星。康熙版星表在顺治版星表的基础上,对3 3 颗星的坐标数据进行了调整,“野鸡七”和“四渎一”为康熙版星表中新增入星。在南怀仁星表中,有3 3 颗恒星的坐标数据
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