世界古代中期科技史-第14章
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球围绕太阳运动一周的时间约为365 日,因而每隔4年天狼星
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与太阳同时从地平线上升起的日子就要差一天,120年就要差一个月,直
到365X4=1460年后,才会又在同一日子看到天狼星与太阳同时从地平线
上升起。这样,埃及人便逐渐采取了一些置闰的方法,特别是发现了1460
② 据高亨著 《墨经校诠》引述,科学出版社1958 年版,条号为62 条和160 条。
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这个“天狼号周期”或“索特周期”(埃及人称天狼星为索特)。现在
的公历的前身“儒略历”就是儒略·恺撒(公元前102—前44)在公元
前46年采用埃及历增加闰年而来的。
除历法外,古埃及人在利用天文方法测定方向上有很高的成就。早
期修建的几座金字塔,其东西南北方位精确到几度,后期的几座精确到
几十分之一度;大金字塔北面的主要隧道指向天龙座a星,这颗星当时
(公元前3400年)为极星。这很可能是 利用天文知识定出一个方位,
再运用几何知识定出正方形的四个直角。有的神庙里的神像被安置得恰
到好处,以使每年白昼最长的夏至日的阳光能直接射入神庙照亮祭坛上
的神像。这表明古埃及人在天象观测上已经积累起了相当丰富的经验知
识,并能够在实践中加以利用了。
古巴比伦人在天文学方面取得了更大的成绩。古巴比伦人是用太阴
历制订历法的。月亮的盈亏是很容易观察的。早在苏美尔城邦时代,他
们就把月黑后第一个新月 (蛾眉月)到下一个新月之间的天数定为一个
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月。他们注意到这个周期约为29 日,因此把大月定为30天,
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小月为29天,大小月相间;一年为12个月,共354
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天。这个日数比实际的一个回归年要少11 天,这就出现了如
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何使阴历符合季节的这个复杂问题。当时他们的一年是从春分日开始
的,一月分是以金牛座命名的,因为在公元前4700年左右春分时太阳在
金牛座。为了把岁首固定在春分前后,需要用加设闰月的办法来调剂这
个差额。经过长期摸索,在公元前383年,巴比伦人终于确定了19年7
闰制。这样,235个阴历月才与19年相等。他们还逐年算出了夏至的时
间,然后用相等分段方法定出冬至、春分和秋分的时间。这种历法为犹
太人、希腊人所沿用,直到公元前46年采用儒略历为止。
除月份之外,巴比伦人还制订了另一个时间周期,即“星期”。在
亚述帝国和新巴比伦时期,他们就根据月相变化,将每个月分为4个星
期,每星期7天。他们用太阳、月亮和五大行星的名字来称呼一个星期
中的7天;即由日、月、水、火、木、金、土7个星神各主管一天,这
个制度后来为世界各国所采用。巴比伦人按黄道12宫把一昼夜分为12
个时辰,每个时辰分为60分,每分分为60秒。我们现在沿用的就是这
个计时法,不过一天分为24小时,分和秒也都缩短了一半。
古巴比伦发达的天文学,除了生产的需要外,还与两河流域的地理
环境、宗教观念有密切关系。两河流域的河水泛滥不象尼罗河那样有规
律,意想不到的洪水会吞没一切;无天然屏障保护的居民随时会被蛮族
的入侵杀掠一空。这种种无常的自然风云和人间灾祸给那里的人们带来
了沉重的精神压力,使占星术在那个地区十分活跃。他们认为天上的神
灵对人类一般是仇视的,天象的变化预示着人间的吉凶祸福,因此对天
象的观测就十分频繁而认真,并成为寺庙中祭司和僧侣们的一项重要活
动,这在客观上促进了巴比伦天文学的进展。在他们所进行的天文观测
中,最精确和令人钦佩的要算行星的运动了。虽然从公元前700年前后
的亚述时代开始,这种观测数据才被系统地记录下来,但从尼内微废墟
里所发现的亚述石碑和苏美尔泥版中的农用历书可以断定,那个地区至
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迟在公元前1700年以前就已经有了比较发达的天文学和天象观测记载;
其上还刻有行星的运动、月相和太阴历。巴比伦人很早就能够将行星与
恒星区别开来。早在公元前2000年,他们就注意到金星在8年中有5次
回到同样的位置。他们的天象记录中有日食、月食、行星的出没、偶见
的彗星和流星等,这就使他们在公元前1000年后能够对天文学上的一些
主要周期现象算出正确的平均值,从而对天文现象作出比较准确的预
测。在一件泥版中,记载了行星会合周期 (即行星、太阳和地球的相对
位置复原一次的时间),相对误差都在1%以下,如他们测得土星的会合
周期为378。06日,今测值为378。09日;木星的会合周期为398。96日,
今测值为398。88日。美索不达米亚人还发现了“沙罗周期”,即发现每
过223个朔望月,也就是大约每隔18年,日、月、地三者又回到原先的
相对位置,于是一个周期以前的日食、月食会再次相继出现。因此到新
巴比伦时期(公元前626—前538),他们就已经能够据此预测到日月食
和行星的会冲现象。到公元前四世纪,他们还发现了用一种代数方法能
将复杂的周期性天文现象分解成许多简单的周期组合,如发现太阴历每
月平均是29天多,而对于这个平均天数的偏离也是有周期性的,从而创
造了19年7闰制。后来希腊人把这种方法表现为几何形式,长时间里成
为分析天体运动现象的主要方法。巴比伦人对恒星也进行了精确的观
测,绘成了世界上最早的星图。他们早就知道了黄道带里的星座了,不
过直到公元前419年的一个文件中,才首次出现黄道带的名称。他们把
黄道附近的星群划分为若干星座并作出命名,如狮子座、双子座、天秤
座、天蝎座、巨蟹座等。古巴比伦的这些天文学成就,后来都为希腊人
所继承。
古印度很早也产生了天文学。早在吠陀时代,他们已经有了不少天
文历法知识。据现存最早的印度古文献《梨俱吠陀》记载,印度大约在
公元前一千多年前,就把一年定为360日,分为12个月,每月30天,
每隔五年增加一个闰月。他们对恒星也作了细致的观测。成书于公元前
一世纪上半叶的《耶柔吠陀》和《阿闼婆吠陀》中,把黄道附近的星分
为27或28个星宿。“宿”是梵文“月站”、“月宫”之意,显然是用
来表明月亮每天在天穹上所处的不同位置。
古人对宇宙结构已有了某些原始的看法。在希腊时期以前,美索不
达米亚人尚未用几何方法来解释天体运动现象,因此他们对于宇宙的空
间特性的看法,同他们的科学知识是相互分离的。他们设想天和地是两
个扁盘,地浮在水上,天则覆在上面;天穹上面是更多的水,水外面是
诸神居住的地方。太阳和其他天体都是神,他们每天从自己的住处出来,
在不动的天穹上走过特定的轨道。
埃及人则把宇宙想像为一只长方形的盒子,呈凹形的大地为盒底,
天为盒顶,被大地四角耸起的四座大山支撑着;宇宙之河环绕在大地周
围,尼罗河就是宇宙之河从南边分出的一条支流,流过大地的中央。宇
宙之河的河面低于支撑天空的山顶,供太阳神所乘的船每天从河中驶
过,这就是日出和日落。由于太阳船总靠近大地这边,所以在尼罗河泛
滥时太阳离大地的距离就比冬天近些,这就是季节变化的原因。
印度古人在吠陀时代就提出,天地的中央是一座名为须弥山的大
山,日月都绕此山运行,太阳绕一周为一昼夜。在公元一世纪以后出现
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的一部天文历法著作《太阳悉檀多》(据说它在公元前六世纪时已基本
形成,后经人增改成书)中则说大地为球形,北极为一称为墨路山的山
顶,是神的住处。日月和五大行星由一股宇宙风驱使而运行,一股更大
的宇宙风则使所有天体一起旋转。
2。古希腊的宇宙论
古希腊的自然哲学在探讨宇宙本原的基础上,还对天体和宇宙的起
源、演化、运动及其结构等方面的问题给予了回答,这就是古希腊的宇
宙论。
(1)元素论与原子论者的宇宙观
泰勒斯可以说是最早留下宇宙学说的人。亚里士多德对泰勒斯的宇
宙论作了概括性的论述:“人们说地浮在水上,这是我们所接受到的最
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古老的说法。据说是米利都人泰勒斯提出的。”在古代埃及人的神话中,
大地被描绘成静止在水面上的扁平的圆碟子;把太阳说成是装在一条船
上,白天航行在天空,夜间则航行在地下。泰勒斯可能是受到埃及神话
的影响,但他作为一位自然哲学家则是走出神话,用自然知识去解释自
然的第一人。他的宇宙观的具体内容对后人影响不大,但他这种解释自
然的方法却是影响深远的。
在泰勒斯之后,阿那古西曼德和阿那克西美尼的认识与泰勒斯比较
接近。只是由于他们所提出的关于宇宙本原的具体自然物是不同的,因
此在他们的学说中地球就浮在不同的自然物之上。阿那克西曼德认为地
球的四周是无定;阿那克西美尼则认为大地是浮在气上的。阿那克西曼
德已开始涉及到宇宙的结构了,据亚里士多德的记载:“有些古人——
阿那克西曼德认为,大地处于平衡状态,所以停在那里。它处于中间,
跟四周的距离相等,在左右高低各方面无一偏差,同时不可能作相反方
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向的运动,所以只能停留在那里。”这里,阿那克西曼德明确地表达了
二个思想:一是,大地是静止不动的;二是,大地处于宇宙的中心。同
样,在古代神话中也有类似的说法。所不同的是,阿那克西曼德用自然
哲学的语言表达了这种思想。阿那克西曼德还讨论了天体的形成问题,
“他(阿那克西曼德)说,在世界的生成之初某种能产生热和冷的东西,
从永恒中分离出来。�