18 甘德(公元前400—公元前360年)
可称中国天文第一家。
甘德,战国时齐国人(一说楚国或鲁国),先秦时期著名的天文学家,是世界上最古老星表的编制者和木星、卫星的最早发现者。他著有《天文星占》8卷、《岁星经》等。后人把他与石申夫(约公元前4世纪)各自写出的天文学著作结合起来,称为《甘石星经》,是现存世界上最早的天文学著作。这些著作的内容多已失传,仅有部分文字为《唐开元占经》等典籍引录,从中可以窥知甘德在恒星区划命名、行星观测与研究等方面的贡献。
甘德和石申夫等都建立了各不相同的全天恒星区划命名系统,其方法是依次给出某星官(1)的名称与星数,再指出该星官与另一星官的相对位置,从而对全天恒星的分布、位置等予以定性的描述。三国时陈卓总结甘德、石申夫和巫咸三家星官,得到我国古代经典的283星官1464星的星官系统,其中取用甘氏星官者146座(包括28宿在内),可见甘德对全天恒星区划命名的工作对后世产生了很大的影响。有迹象表明,甘德还曾对若干恒星的位置进行过定量的测量,可惜其结果大多湮没不存。
甘德对行星运动也进行了长期的观测和定量的研究。他发现了火星和金星的逆行现象,他指出“去而复还为勾”“再勾为巳”,把行星从顺行到逆行、再到顺行的视运动轨迹十分形象地描述为“巳”字形。甘德还建立了行星会合周期(接连两次晨见东方的时间间距)的概念,并且测得木星、金星和水星会合周期值分别为400日(应为398.9日)、587.25日(应为583.9日)和136日(应为115.9日)。他还给出了木星和水星在一个会合周期内见、伏的日数,更给出金星在一个会合周期内顺行、逆行和伏的日数,而且指出在不同的会合周期中金星顺行、逆行和伏的日数可能会在一定幅度内变化。虽然甘德的这些定量描述还比较粗疏,但它们却为后世传统的行星位置计算法奠定了基础。依据《唐开元占经》引录甘德论及木星时所说“若有小赤星附于其侧”等语,有人认为甘德在伽利略之前近2000年就已经用肉眼观测到木星最亮的卫星:木卫二。若虑及甘德著有关于木星的专著《岁星经》,甘德确实是当时认真观测木星和研究木星的名家,且木卫二在一定的条件下确有可能凭肉眼观测到,则这一推测大约是可信的。甘德还以占星家闻名,是在当时和对后世都产生重大影响的甘氏占星流派的创始人,他的天文学贡献同其占星活动是相辅相成的。
甘氏四七法
甘氏岁星法即甘氏四七法。为什么叫“四七法”?“四七法”是天文学上岁星纪年法的一种,所谓“四七”,就是以二十八星宿来测量日月等天体运动方位的方法。《甘石四七法》所列的二十八宿由于原书散佚,只能从其他史籍所载去认识。据《开元占经·岁星占》《史记·天官书》和《律书》记载,二十八宿的方位和星名是东方七宿:角、亢、氐、房、心、尾、箕;北方七宿:斗、牛、女、虚、危、室、壁;西方七星:奎、娄、胃、昴、毕、觜、参;南方七星:井、鬼、柳、星、张、翼、轸。
恒星的观测
据《玉海》引《赣象新书》说:“甘德中官星五十九座,共二百一星,平道至谒者;外官三十九座,共二百九星,天门至青上;紫微恒星二十座,共一百一星。共计一百一十八座,五百一十一星。”甘氏对恒星的发现,因为原著已佚,无法考证。不过,从这个数字看,甘德在没有精密仪器可用,基本上仅凭肉眼观测的情况下,有如此发现,已经是够惊人的了。据说,甘德制作的恒星表是世界上最古老的。
行星运动研究
甘德对行星运动的研究也取得了划时代的成就。尤其对金、木、水、火、土五星的运行,有独到发现。甘德推算出木星的回合周期为400天整,比准确数值398.88天仅差1.12天;还认识到木星运动有快有慢,经常偏离黄道南北,代表了战国时期木星研究的先进水平。甘德推算出水星的回合周期是136日,比实际数值115日误差了21日,这个误差虽大,但甘氏初步认识了水星运动的状态和见伏行程的四个阶段,说明甘氏已基本掌握了水星的运行规律。
岁星纪年法
在历法方面,甘氏的岁星纪年法独树一帜,尤其是以12年为周期的冶、乱、丰、欠、水、旱等预报方法。甘氏岁星法的特点是不用太岁、太阴和岁阴名称,而用摄提格称之。
甘氏说的摄提格既是其岁星纪年中的第一年岁名,又是用以纪岁的一种标志物。在其岁星纪年中第一、第二年用“摄提格”,第三年以后则皆用“摄提”。其摄提格之名大概是由于摄提转化而来。摄提格是星名,在大角星附近斗杓所指的延长线上。古人用它与斗杓配合以确定季节。“摄提格”的“格”,《史记集解》说是“至”的意思,“言摄提格随月建至,故云也。”甘德的天文学贡献,与其他各家相比,在战国时期是最大的。
(1)星官,是古代中国神话和天文学结合的产物。古代中国天文学家为了便于认星和观测,把若干颗恒星组成一组,每组用地上的一种事物命名(如紫微),这一组就称为一个星官,简称一官。唐宋后也有称之为一座的。但这种星座并不包含星空区划的含义,与现今所说的星座概念有所不同。