天文历法·金木水火土五星

天文历法·金木水火土五星

中国古人很早就对天空中的五颗亮星特别注意，它们不但亮度高，而且位置不断移动。对于这五颗星，至迟在春秋初年就有文字记载，《诗经》中有“东有启明，西有长庚”、“明星有烂”等优美的诗句。古人根据这五颗星的特点，给它们命名：辰星：距离太阳最近，总在太阳附近，最远不超过一辰，一辰即30度(我国古代一般将一周天分为十二辰);太白：为青白色，光芒夺目，是天空中所有星中最白者，有时在夕阳下或晨曦中也能看见，称之为“太白昼见”;荧惑：光度变化大，运行路线复杂，很令人迷惑，它离太阳较近，色红如火，且飘忽不定;岁星：自西向东在恒星间运行，十二年一周天，一年行一次，是太岁纪年法的依据;镇星：约二十八年运行一周天，与二十八星宿数目相同，每年镇坐或填充一宿。这样命名，反映了人们对这些行星的认识，至迟在春秋时代，这五颗行星的存在就已成为人们共知的常识了。后来，五行学说兴起后，人们把它们与五行相配，辰星称为水星，太白称为金星，荧惑称为火星，岁星称为木星，镇星称为土星，于是便有了现在我们人人所熟知的金木水火土五星。

对于五大行星的运行规律，在战国时代，已经有了系统的总结，但西汉以前古人传留下的记录不多，当时的情况我们知之甚少。所幸的是，1973年在长沙马王堆三号汉墓中出土了一批有价值的帛书，其中关于金木水火土五星的运行情况就长达六千多字，使我们对古代的行星研究工作有了突破性的进展。另外，《史记·天官书》及《汉书·天文志》中也有一些记载，这些都说明我国古代在西汉以前对五大行星的认识就已达到了很高的水平。长沙马王堆三号汉墓出土的天文帛书，研究人员定名为《五星占》，这是天文学史上的重大发现。我国最早讲天文学的专著是战国时甘德写的《天文星占》八卷和石申写的《天文》八卷，但这两部书早已失传，《五星占》中保存了甘、石二人天文著作的一部分。马王堆三号汉墓的安葬日期为汉文帝“十二年二月乙巳朔戊辰”(即公元前168年，颛顼历二月二十四日)，帛书的写作年代大约在公元前170年左右，它详细记载了五大行星的运行情况，特别列举了从秦始皇六年(公元前216年)到汉文帝三年(公元前177年)70年间土星、木星、金星的位置，还有五大行星的会合周期。所谓会合周期，对运行在地球轨道以内的行星(即内行星)来说，是从上合到上合或从下合到下合所需的时间;对运行在地球轨道以外的行星(即外行星)来说，是从合到分，或从冲到冲的时间间隔(对内行星而言，若行星和太阳处于同一个方向，叫作上合，若行星处在日、地之间叫作下合;对外行星而言，当行星、太阳、地球处在同一条直线上，且行星与太阳同一方向时叫合，地球处于太阳和行星之间叫冲)。

《五星占》中记载，金星的会合周期为584.4日，比今测值583.92日只多出0.48日;土星的会合周期为377日，比今测值378.09日只小1.09日;木星的会合周期为395.44日，比今测值398.88日小3.4日左右，这比甘、石二家测得的金、水、木的会合周期精确度提高了很多，这在以后的历法中精确度也逐步提高，如《太初历》中误差仅为：水星0.004日，金星0.21日，土星-0.16日，木星-0.16日;到了隋朝的《大业历》，误差仅为：水星0.0019日，金星0.0002日，土星-0.0017日，木星-0.0019日，火星-0.01055日。《五星占》中对金星的描述最多，对金星在一个会合周期内的形态的描述，有“晨出东方——顺行——伏——夕出西方——顺行——伏——晨出东方”描述了这一周期的几个大的阶段，基本上合乎事实。

另外，《五星占》还告诉我们，金星的五个会合周期正好是八年。这一点足令我们中国民族自豪，西方在20世纪中叶在做过细致的研究工作之后，才预报金星作为晨星和昏星最容易被看到的时间，而我国在二千多年以前，就利用八年这个周期列出了金星七十年的动态表，这是我国古代天文学取得的又一辉煌业绩。在这里，帛书中也明确指出了两段看不到金星的时间，称之为㴆行和伏，并加以区别。我们现在知道，金星在上合和下合时的亮度是不一样的，从这点来说，古人可能注意到了金星亮度这种规律性的变化，这在天文学史上也足以引为自豪。《五星占》明确提出了内行星与外行星的区别，已经有了行星运行顺、逆、留的概念。北宋沈括在《梦溪笔谈》中又有进一步形象描绘，很令人瞩目。关于恒星周期，春秋战国时代已测得木星为12年(在此基础上建立了岁星纪年系统)，今测值为11.86年，误差为51日;土星为28年，今测值29.46年，误差为533日。这在《五星占》中有了大幅度的提高，如对土星的周期，测得为30年，误差减为0.54年，这比古希腊天文学家的观测数据至少要早一百多年。汉代以后，各朝历法中对水、木、土三星的恒星周期测量起伏不定，但都比《五星占》中的精度大幅度提高。如火星的取值最大误差已不超过0.71日，多数在0.02日以下;木星的误差少数达7日，多数不超过3.5日;土星的误差极少达20日，多数在7日之内。最精确的时候，火星误差仅为-0.00014日，木星仅差-0.0063日，土星仅差0.028日，金星仅差-0.0049日，水星仅为-0.000296日。

隋代以前，人们一般只把五星运动视为匀速的，把它们分成若干的动态段。到了北齐，张子信开始发现了五星运动的不均匀性，以后历代天文学家又都进行了研究。到了唐代，僧一行明确提出了近日点的存在，同时也发现了它们相对于冬至点的位置在逐年改变。他建立了推算近日点黄经及每年进动值的具体办法。后来的历法大都继承了他的做法，但所求的五星近日点的黄经值的误差比较大，且起伏不定。最小的误差，在《授时历》中木星的误差仅为2″.78;《成天历》中金星的误差仅为-1″.5。对五星的认识与研究，足以证明我国是世界上天文学发达最早的国家之一。