天文歷法·金木水火土五星

中國古人很早就對天空中的五顆亮星特別注意，它們不但亮度高，而且位置不斷移動。對于這五顆星，至遲在春秋初年就有文字記載，《詩經》中有“東有啟明，西有長庚”、“明星有爛”等優(yōu)美的詩句。古人根據這五顆星的特點，給它們命名：辰星：距離太陽最近，總在太陽附近，最遠不超過一辰，一辰即30度(我國古代一般將一周天分為十二辰);太白：為青白色，光芒奪目，是天空中所有星中最白者，有時在夕陽下或晨曦中也能看見，稱之為“太白晝見”;熒惑：光度變化大，運行路線復雜，很令人迷惑，它離太陽較近，色紅如火，且飄忽不定;歲星：自西向東在恒星間運行，十二年一周天，一年行一次，是太歲紀年法的依據;鎮(zhèn)星：約二十八年運行一周天，與二十八星宿數目相同，每年鎮(zhèn)坐或填充一宿。這樣命名，反映了人們對這些行星的認識，至遲在春秋時代，這五顆行星的存在就已成為人們共知的常識了。后來，五行學說興起后，人們把它們與五行相配，辰星稱為水星，太白稱為金星，熒惑稱為火星，歲星稱為木星，鎮(zhèn)星稱為土星，于是便有了現在我們人人所熟知的金木水火土五星。

對于五大行星的運行規(guī)律，在戰(zhàn)國時代，已經有了系統(tǒng)的總結，但西漢以前古人傳留下的記錄不多，當時的情況我們知之甚少。所幸的是，1973年在長沙馬王堆三號漢墓中出土了一批有價值的帛書，其中關于金木水火土五星的運行情況就長達六千多字，使我們對古代的行星研究工作有了突破性的進展。另外，《史記·天官書》及《漢書·天文志》中也有一些記載，這些都說明我國古代在西漢以前對五大行星的認識就已達到了很高的水平。長沙馬王堆三號漢墓出土的天文帛書，研究人員定名為《五星占》，這是天文學史上的重大發(fā)現。我國最早講天文學的專著是戰(zhàn)國時甘德寫的《天文星占》八卷和石申寫的《天文》八卷，但這兩部書早已失傳，《五星占》中保存了甘、石二人天文著作的一部分。馬王堆三號漢墓的安葬日期為漢文帝“十二年二月乙巳朔戊辰”(即公元前168年，顓頊歷二月二十四日)，帛書的寫作年代大約在公元前170年左右，它詳細記載了五大行星的運行情況，特別列舉了從秦始皇六年(公元前216年)到漢文帝三年(公元前177年)70年間土星、木星、金星的位置，還有五大行星的會合周期。所謂會合周期，對運行在地球軌道以內的行星(即內行星)來說，是從上合到上合或從下合到下合所需的時間;對運行在地球軌道以外的行星(即外行星)來說，是從合到分，或從沖到沖的時間間隔(對內行星而言，若行星和太陽處于同一個方向，叫作上合，若行星處在日、地之間叫作下合;對外行星而言，當行星、太陽、地球處在同一條直線上，且行星與太陽同一方向時叫合，地球處于太陽和行星之間叫沖)。

《五星占》中記載，金星的會合周期為584.4日，比今測值583.92日只多出0.48日;土星的會合周期為377日，比今測值378.09日只小1.09日;木星的會合周期為395.44日，比今測值398.88日小3.4日左右，這比甘、石二家測得的金、水、木的會合周期精確度提高了很多，這在以后的歷法中精確度也逐步提高，如《太初歷》中誤差僅為：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《大業(yè)歷》，誤差僅為：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》中對金星的描述最多，對金星在一個會合周期內的形態(tài)的描述，有“晨出東方——順行——伏——夕出西方——順行——伏——晨出東方”描述了這一周期的幾個大的階段，基本上合乎事實。

另外，《五星占》還告訴我們，金星的五個會合周期正好是八年。這一點足令我們中國民族自豪，西方在20世紀中葉在做過細致的研究工作之后，才預報金星作為晨星和昏星最容易被看到的時間，而我國在二千多年以前，就利用八年這個周期列出了金星七十年的動態(tài)表，這是我國古代天文學取得的又一輝煌業(yè)績。在這里，帛書中也明確指出了兩段看不到金星的時間，稱之為㴆行和伏，并加以區(qū)別。我們現在知道，金星在上合和下合時的亮度是不一樣的，從這點來說，古人可能注意到了金星亮度這種規(guī)律性的變化，這在天文學史上也足以引為自豪。《五星占》明確提出了內行星與外行星的區(qū)別，已經有了行星運行順、逆、留的概念。北宋沈括在《夢溪筆談》中又有進一步形象描繪，很令人矚目。關于恒星周期，春秋戰(zhàn)國時代已測得木星為12年(在此基礎上建立了歲星紀年系統(tǒng))，今測值為11.86年，誤差為51日;土星為28年，今測值29.46年，誤差為533日。這在《五星占》中有了大幅度的提高，如對土星的周期，測得為30年，誤差減為0.54年，這比古希臘天文學家的觀測數據至少要早一百多年。漢代以后，各朝歷法中對水、木、土三星的恒星周期測量起伏不定，但都比《五星占》中的精度大幅度提高。如火星的取值最大誤差已不超過0.71日，多數在0.02日以下;木星的誤差少數達7日，多數不超過3.5日;土星的誤差極少達20日，多數在7日之內。最精確的時候，火星誤差僅為-0.00014日，木星僅差-0.0063日，土星僅差0.028日，金星僅差-0.0049日，水星僅為-0.000296日。

隋代以前，人們一般只把五星運動視為勻速的，把它們分成若干的動態(tài)段。到了北齊，張子信開始發(fā)現了五星運動的不均勻性，以后歷代天文學家又都進行了研究。到了唐代，僧一行明確提出了近日點的存在，同時也發(fā)現了它們相對于冬至點的位置在逐年改變。他建立了推算近日點黃經及每年進動值的具體辦法。后來的歷法大都繼承了他的做法，但所求的五星近日點的黃經值的誤差比較大，且起伏不定。最小的誤差，在《授時歷》中木星的誤差僅為2″.78;《成天歷》中金星的誤差僅為-1″.5。對五星的認識與研究，足以證明我國是世界上天文學發(fā)達最早的國家之一。