《中国古代天文历法》读书笔记

中国古代天文历法知识体系梳理，天文坐标系统分为地平坐标系、赤道坐标系、黄道坐标系，感兴趣的伙伴一起来学习。

读《中国古代天文历法》

• 简介：作者陈久金
• 框架
  • 天文坐标系统
    • 地平坐标系
      • 建模：天顶和地平圈建立天球
      • 待测量：地平高度和方位
        • 方位从4到12再到24，即四维八干十二支
    • 赤道坐标系
      • 建模：赤道环的延申，一条恒星带，自西向东分28个天区，即二十八星宿
      • 待测量：选定距星做起算点，测去极度和入宿度
        • 去极度：与北天极的角距离
          • 定垂直方向
        • 入宿度：与西侧第一颗距星的赤经差
          • 定水平方向
    • 黄道坐标系
      • 建模：太阳在天球上周年视运动的轨道
      • 待测量：黄经值和黄纬值
        • 黄经：与距星的赤经差在黄道上的投影
        • 黄纬：沿着赤颈圈到黄道的角距离
    • 1.底层逻辑：视力所限，恒星远近无区别，故投影到以地球为圆心，肉眼极限为半径的球面上。 2.目前不能实践，所以无法体会到其实用性。 3.相关疑问：华夏从何时应用三大系统书中并未给确切介绍，命名也不曾说明
  • 天文仪器
    • 测量仪器—圭表
      • 测量量：日影方向和长度
        • 早期的矢量概念
      • 定向术
        • 中心立正表，画圆取日出日落影子交点，即定东西方向
          • 正好印证了先建卯酉线
      • 定两至日
        • 利用一年中正午表影长短变化
      • 圭表的发展
        • 竿（立竿见影、日上三竿）
        • 日晷（结合有刻度的石盘）
        • 圭表（结合带刻度的平板）
        • 北宋熙宁年间，沈括，密室法，减少漫射影响
        • 元代，郭守敬，四十尺表，景符小孔成像
        • 明代，邢云路，六十尺表
          • 回归年长度365.24219日
      • 主要是研究太阳方位的装置
    • 观测仪器—浑仪浑象
      • 仪：测量天体位置
        • 发展
          • 西汉以前
          • 前赵人孔挺设计
          • 隋书天文志记载
          • 唐代李淳风设计浑天黄道仪
          • 北宋数量多工艺精元代郭守敬简仪,赤道经纬仪和地平经纬仪
          • 立运仪同时测量方位和地平高度
          • 仰仪测量太阳赤经赤纬
      • 象：演示天体视运动
        • 发展
          • 汉代张衡设计漏水转浑天仪
          • 隋朝耿询造水运浑天仪
          • 北宋苏颂、韩公廉设计水运仪象台
            • 擒纵器结构，机械钟表重要部件
          • 苏颂、韩公廉设计内观浑象（宋代王应麟《玉海》）
        • 主要在于黄道度数与赤道度数的换算-球面三角学，插值法
      • 太极生两仪，两仪生四象，取仪象
    • 计时仪器
      • 日晷：太阳地平经度不均匀变化，等时和等分难以兼顾
      • 漏刻：沉箭漏，淹箭漏，浮箭漏，高级漏，漏壶
      • 北宋燕肃莲花漏，元代郭守敬大明殿灯漏
      • 辊弹：铜球滑落法，用于军事
        • 西方伪史伽利略
  • 恒星观测
    • 三垣二十八宿划分
      • 史记天官书分可见星空为五大天区，成五宫
        • 中宫：北极星附近天空
          • 紫微垣：37星官，163星数
          • 太微垣：20星官，78星数
          • 天市垣：19星官，87星数
        • 四宫：春分昏测按东南西北分四宫
        • 四宫下划分二十八宿
          • 东方苍龙角亢氐房心尾箕：46星官，186星数
          • 南方朱雀井鬼柳星张翼轸：42星官，245星数
          • 西方白虎奎娄胃昂毕觜参：54星官，297星数
          • 北方玄武斗牛女虚危室壁：65星官，408星数
        • 丹元子步天歌
      • 恒星数目
        • 史记天官书500颗—汉书天文志783颗—张衡2500颗—三国陈卓归纳甘德石申巫咸记1464颗恒星
          • 为何重要人物张衡资料大部分遗失，明代郑和
          • 丹元子步天歌
      • 恒星位置
        • 《开元占经》，最早星表
        • 二十八宿距度值，入宿度和去极度
          • 到底什么是去极度与入极度，怎么观测，需要实践
        • 发展即星表绘制
          • 东汉蔡邕《月令章句》记述汉朝星图结构
          • 南北朝祖暅发现岁差现象
            • 岁差是造成距度变化的原因，然岁差的原因又是为何？
          • 唐代李淳风观测数据距度值与前代不同
          • 唐代僧一行采用自己观测数据
          • 北宋皇佑年间观测345星官距星的入极度和去极度
          • 北宋姚舜辅编撰《纪元历》
          • 北宋苏颂《新仪象法要》采用分绘图
          • 元代郭守敬进一步减少误差
      • 基于天象观测的导航
        • 《淮南子齐俗训》：夫乘舟而惑者，不知东西，见斗极则寤矣
        • 北宋朱彧《萍洲可谈》：舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦则观指南针
        • 郑和下西洋三阶段
          • 苏州—印度尼西亚苏门答腊岛
            • 右傍海岸近海航行
          • 苏门答腊岛—锡兰（斯里兰卡）
            • 指南针为主，观象为辐
          • 锡兰—非洲东海岸，横穿印度洋
            • 观象为主
          • 郑和航海图和过洋牵星图
  • 特殊天象观测
    • 日食月食观测
      • 最早日食纪录：殷商甲骨文公元前1217年5月26日
      • 最早月食纪录：公元前13-14世纪五次月食
      • 《春秋》公元前722-公元前481共241年37次日食
    • 黑子观测
      • 日珥：现代认为是气体
      • 黑子
        • 最早记载：《汉书五行志》成帝河平元年三月乙末，日出黄，有黑气，大如钱，居日中央
        • 三足金乌，等形象描述
        • 黑子周期：11.33年
    • 流星雨与陨石
      • 《竹书纪年》：帝禹夏侯氏八年，雨金于夏邑
      • 明代宋应星：星坠为雨
      • 宋代沈括《梦溪笔谈》：远见皆火光赫然照天
    • 彗星
      • 《春秋》鲁文公十四年，秋七月，有星孛于北斗
      • 秦始皇-清代宣统共计2149年，彗星回归29次
        • 象：三种轨迹曲线，解析几何三大曲线
      • 《晋书天文志》慧体天光，傅日而为光，故夕见则东指，昏见则西指
        • 明确指出太阳与彗尾方向的关系，非长时间多次观测所能做到
      • 《新唐书天文志》乾宁三年十月，有客星三，一大二小，在虚危间，乍合乍离，相随东行，状如斗，经三日，而二小星没，其大星后没
    • 变星：因亮度变化而造成，《史记天官书》有句圜十五星属杓，曰贱人之牢
    • 新星和超新星
      • 最早纪录《后汉书天文志》南门中—对应现在半人马座贝塔星
      • 《宋会要》天关星即金牛座
        • 现代中子星的发现
  • 占星
    • 《周易》总起：天垂象，见吉凶，舍人象之
    • 天文分野占
      • 《周礼》以星土辨九州之地
      • 《汉书地理志》
      • 《淮南子天文训》分13组
      • 《史记天官书》列出八个国家
      • 《后汉书天文志》彗星出现
      • 《三国志》东汉桓帝时期宋楚黄星出现
    • 日月占
      • 日为太阳之精，主生养恩德，人君之象也
    • 行星占
      • 《开元占经》
      • 位置推算，预报，凌犯，颜色大小亮度，顺逆
        • 木星主兴旺
        • 火星主动乱
        • 土星主吉祥
        • 金星主兵戈
        • 水星主杀伐
      • 火星犯南斗
        • 吴楚七国之乱
        • 吴郡人羊珍反叛
        • 许昭造反自称越王
    • 二十八星宿占
      • 各有所指
    • 彗星占
      • 《乙巳占》
  • 历法系统
    • 阴阳二气
      • 属性
      • 交感
      • 循环
      • 有运动和相互作用
        • 《系辞》：一阴一阳谓之道，阴阳致意配日月
        • 《春秋繁露》：天之道，终而复始
        • 《管子》：春秋冬夏，阴阳之推移也
    • 五行
      • 概念追溯
        • 《尚书洪范》：行者，言顺天行气也
          • 运动状态而不仅仅指物质
        • 《白虎通》：言行者，欲言为天行气之义也
        • 《春秋繁露》：行者，行也，其行不同，故谓之五行
          • 木曰曲直，水曰润下，火曰炎上，金曰从革，土曰稼穑
            • 要好好感悟体会
      • 五行相生（生数五行）
        • 木火土金水
          • 木居东方主春气
          • 火居南方主夏气
          • 金居西方主秋气
          • 水居北方主冬气
          • 以五行应五季，夏秋之间存在一个季节
            • 根本没有什么哲学，一切基于象，从实际生产生活出发
        • 阴阳合历系统
          • 四季配十二月八节二十四节气
          • 本质：用朔望月和回归年拟合，以闰月调整节气
        • 纯阳历系统
          • 一年分五季，一季七十二天，再分阴阳两部各三十六天
            • 以冬至为历元起点定甲子
              • 甲子
              • 丙子
              • 戊子
              • 庚子
              • 壬子
              • 彝族历法目前采用此种方式，360天外加过年5-6天
          • 配三十节气，每节十二天，共计三百六十天，一行六个节气
            • 人文：三百六十行出于此
      • 洪范五行
        • 水火木金土
          • 夏朝使用，商朝箕子解释，象征一个收获季节
          • 疑问：周易，河图，洛书均属于洪范系统？
          • 《周易》十数：天地之数1至十
            • 孔颖达-唐初经学家
              • 一六、二七、三八、四九、五十对应水火木金土
            • 陈抟-北宋易学家
              • 一岁十个节气，即十个阳历月
      • 历法设计
        • 日月年的概念
          • 观象周期：昼夜交替，月亮盈缺，植物枯繁
          • 历法起点即安排年月日
            • 一年有几个月
            • 一个月有几日
            • 一日的起点是何时
            • 闰年闰月怎么添加
          • 三大历法
            • 太阳历
              • 以回归年为基本周期，一年十二个月（此月仅作为单位，非朔望月），合360天
            • 太阴历
              • 以朔望月为基本周期，分大小月（29或30天），12月组一年（此年仅作为单位，非回归年），共354日
            • 阴阳历
              • 兼顾两个周期，符合四季变化，寻找合适置闰周期
                • 三大运动
                  • 我国共有10种历法
        • 回归年和朔望月
          • 回归年：太阳两次经过冬至点
            • 圭表易知日子，但难知时刻，需长时间观测
            • 春秋战国以前，365又1/4回归年，四分历
            • 明末邢云路六丈高表测定365.242190日
            • 南宋杨忠辅测定365.2425与现行公历一致
            • 现代数值365.242217日，借助天文望远镜结合天体力学高等数学推算
          • 朔望月：月亮位置造成的盈缺
            • 朔时：日月中心黄经共线，黄经差0度，地球上看不见月亮
            • 望时：日月隔着地球遥遥相对，黄经差180度，地球上看完美无缺
            • 连续两次朔或者望的时间间隔称为一个朔望月
            • 是何原理？
          • 置闰
            • 19年4闰
            • 北凉赵斐600年221闰
            • 397年144闰
        • 二十四节气
          • 阴阳合历置闰不能完全匹配气候变化
          • 本质：将地球绕太阳运动的轨道平均分成15度一份，共24份合360度，每个节气代表轨道上的一个位置，椭圆轨道运行不均匀导致有的节气14天有的16天
          • 分类
            • 表四季：立春、春分；立夏、夏至；立秋、秋分；立冬、冬至
            • 表冷暖程度：小暑、大暑、处暑、大寒、小寒
            • 表降水量：雨水、谷雨、白露、寒露、霜降、小雪、大雪
            • 表农事：惊蛰、清明、小满、芒种
          • 属于阳历系统，以上属于代数的角度，此间属于图形的角度
        • 年月日的安排
          • 闰月如何安排
            • 阴历大小月合计354天，与回归年相差11天，累积两到三年就得补充一个月
            • 西汉中期，闰月安排在年终
            • 西汉太初以后，以无中气之月置闰（中气即二十四节气偶数位），其月序同上月
            • 现今，以两次冬至包含13个月的年为闰年，闰年第一个无中气的月为闰月
            • 解决了阴历年与物候的对应问题
          • 定朔
            • 月亮运动也有快有慢，为了使每个月的月首与朔日 重合
            • 根据实际情况修正平均值称为定朔
          • 日起算点
            • 日出-日落-日中-子夜
            • 2000多年前采用子夜，最为合理
          • 岁首
            • 一年以什么季节开始
            • 秦汉后，立春逢朔之日
              • 虽阴历年短于回归年，年首日早于立春，但经过置闰可消除
          • 两张表：《阴阳历要素对应表》和《中国古历回归年值比较表》
        • 干支与生肖
          • 起源未知，据考古，殷商之前已大量使用干支纪日
          • 《史记律书》《说文解字》释义十天干十二地支来源于物候
            • 愚认为不正确，应源于北斗七星象
          • 十天干可能属阳历，十二地支属阴历，阴阳相配
          • 天干地支纪年：从甲子开始，六十年一循环
          • 天干地支纪月
            • 正月建寅，依此顺序，最后为丑
              • 为何正月建寅，而不从甲开始
            • 月天干要考虑年天干，年为甲己时月从丙开始，以此类推
              • 甲己丙
              • 乙庚戊
              • 丙辛庚
              • 丁壬壬
              • 戊癸甲
              • 35791奇数排列
          • 天干地支纪日呢？？？
          • 十二生肖
            • 起源未知，推测，为了推广历法到不识字人群
            • 东汉王充《论衡》已有记载
            • 《诗经》吉日庚午，既差我马，龙尾伏辰
  • 纪时系统
    • 西汉前十六时制
      • 夜半，鸡鸣，晨时，平旦，日出，蚤食，食时，东中
      • 日中，西中，餔时，下餔，日入，黄昏，夜食，人定
    • 春秋战国十二辰纪时法
      • 太阳黄道运行一周，划分十二天区，冬至天区为子以此类推
    • 西汉太初改历
      • 地球公转，视运动太阳在黄道自西向东周年运动
      • 地球自转模式运动太阳沿赤道自东向西昼夜运转
      • 天赤道划分为十二天区
        • 东西方向建卯酉位
        • 北南方向建子午位
        • 《汉书翼奉传》
    • 魏晋南北朝二十四时
      • 一分为二置入八天干
        • 为何单单去除戊己
      • 置入艮、巽、坤、乾
    • 唐代二十四时
      • 每个时辰分为初正两个部分
    • 漏刻纪时法
      • 民间不具备上述计时方法
      • 《周礼》契壶氏，《汉书》率更令
      • 对一昼夜进行刻度划分
    • 十二时辰与漏刻制结合
      • 百刻制-百二十刻-九十六刻-一百零八刻
      • 百刻十二分把大刻加六分之一小刻
    • 更点制度
      • 《汉旧仪》《晋书》《隋书天文志》《五经要义》《新唐书》
      • 更点时长随季节变化
  • 岁差现象：回归年小于实际恒星年
    • 一定要理解，北极点退行
    • 历代历法家测量
      • 测定二十四节气的昏旦中星，认为昏旦中星不变
      • 测量岁首冬至太阳所处的位置
      • 昏旦法如何测量，需实践
    • 冬至点移动
      • 西汉刘歆《三统历》
      • 东汉贾逵与刘歆相合
    • 岁差现象
      • 东晋虞喜测得冬至昏中星为壁宿，尚书《尧典》记载为昂宿，2700年合计退行51 度，53年退行一度
      • 祖冲之编订《大明历》引入岁差计算，奈何受权贵所阻
      • 唐朝僧一行后，开始引入岁差并应用
    • 北极移动
      • 古籍记载所放弃得北极星：右枢星-天帝星-天枢星
        • 天帝星时，北斗七星建时节，天帝驾车巡游四方
      • 明朝认识本质原因，赤道沿黄道得运动
  • 日月运动及计算
    • 日运动
      • 不均匀
        • 地球绕日椭圆轨道
        • 黄道对于赤道的投影
      • 北齐人张信子通过30年观测确定日月行星运动的不均匀性
      • 定气：先要找太阳视运动最快最慢的位置
        • 唐僧一行《大衍历》不等间距二次差值内插公式计算修正值
          • 大学数值计算为什么不好好学呢？？？
      • 黄赤交角换算
        • 《周髀算经》23度39分18秒1
        • 北宋《仪天历》误差仅为23分9秒
        • 丹麦第谷伪史，不解华夏天文古籍深义
      • 黄赤交角变化
        • 地球形状密度微变引起地轴方向变化
          • 黄赤交点春分点沿着黄道缓缓向西
          • 与春分点相差九十度黄经的冬至点也向西移动
          • 由此出现岁差现象
    • 月运动
      • 本质：朔望由日地月三者位置关系决定，而与恒星背景无关
      • 恒星月短于朔望月
        • 图示更容易理解
        • 公式换算：月每日所走度数=日每日所走度数+月比日多走的度数
        • 依此公式推算月球位置
      • 近代月大于恒星月
        • 月运行最快的位置
        • 近地点也在移动
        • 东汉刘洪《乾象历》近点月值27.554756日
    • 日食月食
      • 日食必定发生于朔，月食必定发生于望
      • 日月黄经相交位置，此时日月中心距两个量
      • 交点年：太阳连续两次经过黄白交点的间隔
      • 交食周期为朔望月与交点年的最小公倍数
      • 南宋《统天历》交食周期为223个朔望月，与199个交点年相差0.46日
  • 行星运动及计算
    • 名称
      • 公转周期11.86年，接近12，天赤道分为十二份，木星一年走一个位置，用木星纪年称为一岁
      • 火星：颜色偏红，且由于轨道偏心率大，其在近日点和远日点亮度差明显，故称荧惑
      • 土星：28年一周，合于28星宿，故称镇星
      • 金星：最亮一颗，颜色纯白，故称太白
      • 水星：离太阳最近，在太阳运动摆角最大为30度，接近一辰所占度数，故称辰星
      • 春秋战国之后，以五行命名
        • 对于此点存疑
    • 视运动
      • 运行快慢
      • 上合：藏在太阳后面
      • 下合：重叠在太阳前
      • 留：停止不前
      • 逆行：相反方向移动
      • 五大环形图
    • 复见会合
      • 唐《大衍历》前从辰始见到辰始见
      • 唐《大衍历》以后两次与太阳相合时间间隔
      • 《甘石星经》《五星占》《大明历》《大业历》
    • 行星位置
      • 行星与太阳位置
      • 修正黄经差
  • 天文机构
    • 夏商周—清神灵台
      • 《诗经》灵台
    • 历朝历代钦天监
    • 人员配备
      • 上古人物
      • 太史令
  • 宇宙学说
    • 周髀派盖天说
      • 七衡六间图与二十四节气
      • 勾股定理
      • 北极高度
      • 太阳夏至日从东北出现在西北消失
      • 托勒密伪史
    • 浑天说
      • 张衡《浑仪注》
      • 比盖天说完善许多，实测否定盖天说日影千里差一寸
    • 宣夜说
      • 日月星辰附着于天壳之上
      • 地球之外全是气体
      • 日月行星恒星银河都是会发光的气体
      • 对于物质结构很完美，但是没有计算公式，而更注重思辨，发展成为玄学
        • 要好好研究一下，尤其中医等
    • 轮回说
      • 《淮南子天文训》
        • 康德天体演化论伪史
      • 邵雍《皇极经世》
  • 少数民族历法
    • 暂略
• 时间脉络
  • 华夏先贤筚路蓝缕，百万年探索一时没有头绪梳理