石申
戰國中期魏國天文學
石申,男,生卒年待考,又名石申父、石申夫或石申甫,戰國中期魏國天文學、占星學家,開封人,是以其姓名命名月球背面的環形山的中國人之一。
著有《天文》八卷(西漢以後此書被尊為《石氏星經》)、《渾天圖》等。《天文》八卷與甘德的《星占》八卷,合稱《甘石星經》,《甘石星經》在中國和世界天文學史上都佔有重要地位。
石申曾系統地觀察了金、木、水、火、土五大行星的運行,發現其出沒的規律,記錄名字,測定了121顆恆星方位,數據被後世天文學家所用。經過長期觀測,詳細考核,測出恆星138座,共810顆。
石申月球環形山
石申、甘德的研究成果為歷代天文星相家所重視,在正史的天文志類中,引用了他們大量的研究成果。月球背面的環形山,都是用已故的世界著名科學家的名字命名的。其中選用了五位中國人的名字(其他四位分別是祖沖之、張衡、郭守敬、萬戶),因為石申對天文學研究作出了傑出貢獻,所以他的名字也登上了月宮。以石申命名的環形山,位於月球背面西北隅,離北極不遠,月面坐標為東105°、北76°,面積350平方公里。
木星觀測製圖
中國是天文學發展最早的國家之一。由於農業生產和制定曆法的需要,中國的祖先很早開始觀測天象,並用以定方位、定時間、定季節了。
古代星表
三國時代,吳太史令陳卓總合石氏、甘氏、巫咸(殷商時代的天文學家)三家星官,構成283官、1464星的星座體系,從此以後,出現了綜合三家星宮的占星著作,其中有一種稱為《星經》,又稱為《通佔大象歷星經》,曾收入《道藏》。該書在宋代稱《甘石星經》,託名為“漢甘公、石申著”,始見於晁公武《郡齋讀書志》的著錄,流傳至今。書中包括巫咸這一家的星官,還雜有唐代的地名,因此不能看作是石申與甘德的原著。
戰國時代,是中國天文學家創立四分曆,並使之完善和系統化的時代,從保留至今的零星歷史文獻可以看出,石申夫在四分曆發展過程中曾起過相當重要的作用。其貢獻如下:
《史記·天官書》說:“故甘、石歷五星法,唯獨熒惑反逆行。”《漢書·天文志》說:“古歷五星之推,亡逆行者。至甘氏、石氏經,以熒惑、太白為有逆行。”《開元占經》則載有石氏金星出沒動態(包括行在內)的推算方法,可見石申夫有推算五星出沒動態的方法,並已涉及火星、金星逆行的計算。
在魏國頒行四分曆,使用每年365+1/4日,每月29+499/940日,十九年七閏,七十六年季節一循環的法則。其基本數據和格局與《史記·曆書》類似,故各種文獻都略而不載。
使用干支紀日法循環紀日。
使用石氏歲星紀年法循環紀年,此法載在《史記·天官書》中。
使用周正,以冬至所在之月為歲首。
《史記·天官書》記載,戰國時期著名的天文學家有四家:“在齊,甘公;楚,唐昧;趙,尹皋;魏,石申。”各家的天文學都有占星術的內容,在他們的著作中能夠看到當時戰亂相尋的形勢,記錄著為政治事件占驗的各種各樣的說法,即“田氏纂齊,三家分晉,並為戰國。爭於攻取,兵革更起,城邑數屠,因以飢謹疾疫焦苦,臣主共憂患,其察視祥候星氣尤急,近世十二諸侯七國相王,言從(縱)衡者繼踵,而皋、唐、甘、石因時務論其書傳,故其占驗凌雜米鹽。”《史記正義》引南朝時代梁阮孝緒的《七錄》說,“石申,魏人,戰國時作《天文》八卷也。”可惜書已失傳。
《漢書·天文志》中引述的石申著作的零星片斷,可以使中們窺見他在天文學和占星術兩個方面的研究內容,“歲星(即木星)贏(五星早出為贏)而東南,《石氏》‘見彗星’,……贏東北,《石氏》‘見覺星(又名天棓bang)’;……縮(五星晚出為縮)西市,《石氏》‘見檀雲(即天檀,彗星的一種,形狀為尾部尖銳),如牛’;……縮西北,《石氏》‘見槍雲(即天槍,彗星的一種,形狀為兩端尖銳),如馬’。……《石氏》‘槍、檀、棓、彗異狀,其殃一也,‘必有破國亂君,伏死其辜,餘殃不盡,為旱、凶、飢、暴疾’。”
石申對恆星的觀測和發現,據《玉海》引《贛象新書》說:“甘德中官星五十九座,共二百一星,平道至謁者;外官三十九座,共二百九星,天門至青上;紫薇恆星二十座,共一百一星。共計一百一十八座,五百一十一星。”甘氏對恆星的發現,因為原著已佚,無法考證。不過,從這個數字看,甘德在沒有精密儀器可用,基本上僅肉眼觀測的情況下,有如此發現,已經是夠驚人的了。
二十八星宿
石申對木星的觀測尤為精細,是研究木星的專家,著有關於木星的專著《歲星經》。依據《開元占經》引錄石申論及木星時所說的話:“若有小赤星附於其側”,著名天文學史家席澤宗先生指出:甘德在公元前四世紀中葉就觀測到了木星的最後的衛星木衛二。而對於木星的衛星的發現,近代是在十七世紀初望遠鏡發明之後,由義大利大科學家加利略於1610年用它觀測木星時才發現的。甘德早伽利略近兩千年,而且在沒有望遠鏡的條件下,僅憑肉眼就發現了木星的衛星。
星表是把測量出的若干恆星的坐標(常常還連同其它的特性)加以彙編而成的,它是天文學上一種重要的工具。中國古代測編過許多星表,其中最早的一次是在戰國時代,它的觀測者叫石申,又稱石申夫或石申父,魏國人。石申的活動年代約在公元前4世紀。他著有《天文》八卷,因其具有很高的價值,又被後人尊稱為《石氏星經》。可惜的是,《石氏星經》在宋代以後即失傳了,現在只能從唐代的天文學書籍《開元占經》里見到它的一些片斷摘錄。後人從這些片斷中輯錄出一份石氏星表,其中有二十八宿距星(每一宿中取作定位置的標誌星叫做這一宿的距星)和其他一些恆星共115顆(《石氏星經》原文中有121顆,其中6顆在今本《開元占經》中缺佚了,石申共用赤道坐標記錄了八百多顆恆星)的赤道坐標位置。
石申石像
春秋戰國時期,天文曆法有了較廣泛的發展和進步。司馬遷在《史記曆書》中說:“幽厲之後,周室微,陪臣執政,史不記時,君不告朔,故疇人子弟分散,或在諸夏,或在夷狄。”“疇人”系指世代相傳的天文歷算家。當時各諸國出於各自農業生產和星占等的需要,都十分重視天文的觀測記錄和研究。據《晉書天文志》載:“魯有梓慎,晉有卜偃,鄭有擺灶,宋有子韋,齊有甘德,楚有唐昧,趙有尹皋,魏有石申,皆掌著天文,各論圖驗(各國的這些掌握天文的官員,根據天象的變化對統治者提出解釋)。”這種百家並立的情況對天象的觀測以及行星恆星知識的提高,無疑起著積極的推動作用。
在曆法方面,石申的歲星紀年法獨樹一幟,尤其是以12年為周期的冶、亂、豐、欠、水、旱等預報方法。石申歲星法的特點是不用太歲、太陰和歲陰名稱,而用攝提格稱之。甘氏說的攝提格既是其歲星紀年中的第一年歲名,又是用以紀歲的一種標誌物。在其歲星紀年中第一、二年用“攝提格”,第三年以後則皆用“攝提”。其攝提格之名大概是由於攝提轉化而來。攝提格是星名,在大角星附近斗杓所指的延長線上。古人用它與斗杓配合以確定季節。“攝提格”的“格”,《史記·集解》說是“至”的意思,“言攝提格隨月建至,故云也。”攝提格是太歲星。有人稱甘德是中國天文學的先驅,的確如此。石申的天文學貢獻,與其他各家相比,在戰國時代是最大的。
石刻星表
甘氏歲星法即甘氏四七法。為什麼叫“四七法”?“四七法”是天文學上歲星紀年法的一種,所謂“四七”,就是以二十八星宿來測量日月等天體運動方位的方法。《甘石四七法》所列的二十八宿由於原書散佚,只能從其他史籍所載去認識。據《開元占經·歲星占》、《史記·天官書》和《律書》記載,二十八宿的方位和星名是東方七宿:角、亢、氐、房、心、尾、箕;北方七宿:斗、牛、女、虛、危、室、壁;西方七星:奎、婁、胃、昴、畢、觜、參;南方七星:井、鬼、柳、星、張、翼、軫。
恆星圖
石申勤於對天空中的恆星作長期細緻的觀測,建立了全天恆星區劃命名系統,對全天恆星的分佈位置等予以定性的描述。除對恆星的觀測取得巨大的成就外,他對行星運動的研究,也是具有劃時代意義的。他推算出木星的回合周期為400天整,比準確數值398.88天差1.12天;還識到木星運動有快有慢,經常偏離黃道南北。他推算出水星的回合周期是136日,比實際數值115日誤差了21日,基本掌握了水星的運行規律。他還首先發現了火星的逆行現象,推算出火星行度周期為410度780日,接近於實際日期。
石申對木星的觀測尤為精細,觀測到了木星的最後的衛星木衛二。而對於木星的衛星的發現,近代是在十七世紀初望遠鏡發明之後,由義大利大科學家仰利略於1610年用它觀測木星時才發現的,比他晚近兩千年。
石申和他的門徒長期觀測星空,取得了許多重要的天文發現。他不僅測制了世界上最早的星表,第一次建立起完整的坐標概念,也是黃赤交角數據的最早測定者。他掌握了推算行星出沒動態的方法,發現行星逆行現象,首先觀測到太陽日珥,首次發現日冕,最早留下了有關太陽黑子的紀錄。他還發現了月亮運動有遲疾的變化和偏離黃道的運動,最早對彗星進行分類,最早記載下日食、月食是天體相互掩食的現象。他最早對恆星進行系統的觀測,比歐洲的阿里斯拉魯斯與鐵木查理斯還早60餘年。
在沒有精密儀器可用,僅肉眼觀測的情況下,能有如此之多的驚人發現,實在有些不可思議。這些發現也許並不全是石申本人所測,而是他所創始的天文學派在長達數百年間長期觀測的結果。但是即便如此,也不妨礙石申的偉大,他對於早期天文學的貢獻是十分突出的。
戰國時期,各諸國出於各自農業生產和戰爭、星占等的需要,都十分重視天文的觀測記錄和研究。各國都有掌握天文的官員,他們根據天象的變化對國提出解釋。他們觀測研究天象,測算星辰日月的運行,觀測氣候,並以此定方位,分四時,定節氣,記時日,修著帝王年譜。
石申是天文學家,也是占星家,當時天文學與占星學本來就是一體的。與其他占星家相比,石申的天文學貢獻無疑是最大的,在世界天文史上有著特殊的地位。正因為他對天文學有傑出的貢獻。所以他的名字登上了月球。
干支紀日法