天文学与农耕文明——中国古代天文学漫谈（二）
中国古代天文学漫谈（二）
#观星以授时
古人为什么要观星？为什么要为星空划分区域，命名星宿，并且观测它们的活动呢？其目的无非有二：一是观星以授农时；二是观星以知祸福。
观星以授农时
在数万年以前，人类主要依靠狩猎和采集为生。
远古先民的生存条件恶劣。自然灾害、毒虫猛兽、季节变换等时刻威胁着他们，为了能够更好的生存，先民们开始逐群而居，这就是部落的雏形。
图源自网络 ▲
在1.3万年以前到1.1万年前左右，地球遭受了一次猝不及防的气象灾害，在短短十年时间里，平均气温骤降7~8℃。大量的物种遭受灭顶之灾，尤其是高纬度的动植物，大面积的死亡。史称——新仙女木事件。
但没想到这一事件，却间接促进了人类的进化。
因为食物的短缺，一部分智人开始将植物的种子收集起来，并尝试种植，由此开启了农耕文明。
农耕文明 图源自CC0授权摄影师 ▲
然而，生活在亚热带地区的居民们想要种植粮食，绝对不是一件容易的事。
这里的气候可不像热带雨林一样全年高温多雨，随时都可以播种粮食。在季风气候的影响之下，黄淮流域地区的雨热周期规律，四季分明。实际上，一年中真正适合播种和适合收获的时间非常有限，其实也就那么短短几天。
图源自CC0授权摄影师 ▲
如果播种过早，种子容易受冻害而丧失活力。
播种过晚，则会导致生长期缩短，产量下降。
错过了这个黄金时间，这一年有可能就要绝收了。在非常漫长的一段时间里，何时应该播种粮食，成了困扰人类进步的难题。
图源自CC0授权摄影师 ▲
我国天文考古学家冯时曾这样形容农业与时间的关系：一个对时间茫然无知的民族，绝不可能创造出灿烂的农耕文明。
测影纪时
为了确立播种的时间和季节的周期，那个时代的先驱者们，都不约而同地想到了使用宇宙中的天体来作为衡量的标准。
有一部分人选择在白天望向炽热的太阳。
他们立起一根石柱，用它的影子作为参照物.
将抽象的光照强度化为具象的长短。观测正午时候的影长，通过影子的长度变化，确立了一年的时长以及夏至，冬至等时间节点，称之为圭表。
元代杰出天文学家郭守敬设计的河南登封观星台 图源自百度百科 ▲
《周髀算经》里有记载：“周髀长八尺，髀者，股也。髀者，表也。” 意思是说：八尺之表为股，表影为勾。八尺，大概一米七到一米八左右。
圭表测试示意图 图源自知乎 ▲
古人立表必先校正表的垂直，这使得他们早早认识到了直角三角形三边的关系，并且以直立的表取于人的髀股而名“股”，晷影之长为“勾”。
我们熟知的勾股定理就来源于此。
在圭表的基础上，人们又发明了日晷。
赤道式日晷 图源自百度百科 ▲
最常见的是赤道式日晷，赤道式日晷由一根晷针和一个刻有刻线的晷盘组成。针所指的方向是北极星的方向，而晷面与赤道平行。当太阳的方位变动时，晷针在晷盘的投影所指的方向也不一样，所指的时刻就会有所不同。
当然，测影纪时其实已是后话。
在这之前，我们的祖先采取了更为直观的参考物。
他们首先是望向了浩瀚无垠的夜空，向头顶上的星星寻求答案。
图源自cc0摄影师 ▲
大火星 与灿烂的农耕文明
在无数次的观察与记录过后，
那些氏族部落中抬头仰望星空的人，
竟然偶然间发现了一个足以改变人类进程的自然规律。
每当天气逐渐转暖，生机盎然的季节。
东方的天空中总是会按时升起来一颗红色的亮星
挂在低空中熠熠生辉。
如果在这几天种下水稻等农作物，
则大概率会获得不错的收成。
大火星 图源自NASA中文网 ▲
因为这颗亮星的颜色红似火焰，
所以最开始也被人冠之以 “大火星” 的名字。
从此，
天上一闪一闪的星星
第一次与地上的农业生产有了联系。
天蝎座与油菜花田 图源自公众号星联CSVA 摄影师：任健铭 ▲
古代天文学家通过大火星的出没周期来制定的历法，
被称作 “火历” 。
将大火星不同时间出现在天空中不同位置的规律作为授时标准。
火历把一年定为360天，
四时四季，每季两个月，一年8个月，每月45天。
每当大火星黄昏时见于东方地平线时，
即为火历的正月（大概是现在的农历三月份左右），代表着农耕时节的开始。
农耕 图源自包图网 ▲
在封建社会它又被称为"龙星"、"商星"和“辰星”。
如此繁多的名字，足以见它在天文历史上重要的位置。在各朝各代，皇帝甚至还会特意设置专门观察它的官员，名叫“火正”。
火正官员示意图 图源自百度百科 ▲
在西方天文学中，它位于黄道十二宫中的天蝎座，被称作“蝎子的心脏”
天蝎座示意图 图源自网络 ▲
在中国古代天文学中，它是四象中东方苍龙中的“龙心”，被称作 “心宿二” 。
东宫苍龙象 图源自网络 ▲
也是全天最亮红超巨星之一的
天蝎座α星。
北斗七星
但是逐渐的，人们发现使用火历来纪时非常的不准确。
首先天空那么大，人眼观测起来难免会产生较大的误差。而且在有的时候大火星并不在晚上升上天空，万一有什么差错，之前的努力就都白费了。
此时，迫切地需要一种新的历法来精确时间。
时常挂在天空的北斗七星成了首选项。
北斗七星 图源自网络 ▲
《冠子•环流》中写道：“斗柄东指，天下皆春；斗柄南指，天下皆夏；斗柄西指，天下皆秋；斗柄北指，天下皆冬。”通过柄与北极星所成连线的方向来判断季节。
现在我们使用“斗转星移”来形容时光流逝，北斗七星，在最初便与时间有直接关系。
图源自知乎 ▲
但使用北斗七星来纪时也只能是毛估，所以后来人们便发明了更加精确的日晷和圭表。通过昼测日影，夜观极星，不仅创造出二十四节气，后来还对周年（回归年）进行度量，甚至精确到了分钟为单位。
可能当时那些观星的人也不会想到，这些最初只是被他们用来农业纪时的星星，会对后来的中国社会，以及我们的文化产生巨大的影响。
就如同那只在南美洲扇动翅膀的蝴蝶，本是一次无心的举动，却给德克萨斯州带来了一场山呼海啸般的龙卷风.......
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侠客地理
文字整理：李馨宇
图片来源于网络
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参考资料：
1.《中国天文考古学》—— 冯时
2.《中国古代天文学思想》——陈美东