战国时期的甘德和石申对天文学的贡献有多大

发布者:大夏真兴 2026-8-30 10:08

你知道“甘石星经”这个名字吧?但你可能不知道的是,甘德和石申很可能压根没写过这本书。

这个反转,比他们当年的任何天文发现都更让人意外。我们从小在课本上读到的“世界最早天文学著作”《甘石星经》,其实是一本“拼凑出来的书”。南宋晁公武在《郡斋读书志》里说得明明白白:甘德的《天文星占》和石申的《天文》这两部原著,在唐代就已经彻底散佚了。

后世流传的所谓《甘石星经》完整版本,是北宋人从《史记》《汉书》《开元占经》等各种前代典籍里,把甘、石二人的零散引文摘抄出来,再自行补缀、拼接而成的。换句话说,我们今天看到的“原文”,已经是战国原本的“二次创作”了。

但这并不妨碍我们回答那个真正的问题:抛开这本被拼凑的书,甘德和石申本人的贡献,到底有多大?

121颗星,和一张比西方早200年的星表

石申留下的最硬核遗产,是《石氏星表》。这份星表完整测定了121颗恒星的坐标,参数包括“入宿度”和“去极度”——通俗点说,就是每颗星在天空中的精确位置。这个坐标系直接对应现代天文学的赤经和赤纬,是赤道坐标体系的早期形态。

121这个数字放在今天当然不算什么,但放在公元前4世纪,它的意义在于:这是人类第一次用定量化的方式,把整个天空的恒星位置固定下来。在同一时期的古希腊,诗人阿拉图斯写的《天象诗》虽然提到了44个星座,但全是神话描述,没有任何一颗星的位置数值。

古巴比伦那边,也只有少数亮星伴随日出时间的零散记录,没有形成系统性的坐标星表。西方公认的第一份定量星表,是公元前2世纪喜帕恰斯编制的,比石申晚了约200年。

行星逆行,他们比谁都“看到”得更早

更大的突破在于行星运动。甘德和石申是历史上首次系统记录火星和金星逆行现象的人。《汉书·天文志》的原文是:“古历五星之推,无逆行者,至甘氏石氏经,以荧惑、太白为有逆行。”荧惑是火星,太白是金星。

他们不仅看到了逆行,还用一种很形象的术语来描述这个过程。甘德的说法是“去而复还为勾,再勾为巳”——行星顺行转逆行的拐点叫“勾”,逆行后再转回顺行的拐点叫“巳”。石申也有类似的分类,把东西方向的拐弯叫“勾”,南北方向的叫“巳”。

这种对行星运动全过程的定性描述,在同期全球文明中找不到第二家。古巴比伦的行星周期数值虽然精度更高(比如木星会合周期误差仅0.02%),但他们只记录周期,不描述运动的分段过程。

至于具体的周期数值,甘德测得的木星会合周期是400日(现代值398.9日,误差仅0.28%),金星587.25日(误差0.57%),这两项精度相当不错。但水星就不太行了——136日,现代值是115.9日,误差接近17%。

石申给出的金星周期数值更是高达732日,偏差超过148日,明显处于经验粗疏阶段。

木卫三?一个争议了近两千年的“小赤星”

甘德最引人注目的记录,是在木星边上的一个细节。他在《天文星占》中写道:岁星“若有小赤星附于其侧,是谓同盟”。木星最亮的卫星木卫三,视星等最高可达4.6等,在战国时期完全没有光污染、大气透明度极高的条件下,一个视力极佳的人凭借肉眼,理论上确实有可能看到。

上世纪80年代,中国天文学家在兴隆观测站做过实测,验证了这种可能性。

如果这条记录被证实,甘德发现木卫三的时间将比伽利略1610年用望远镜确认木星卫星早了近2000年。

但这个说法在学界远未形成共识。

他们建了一个坐标系,用了两千年

比单颗星的发现更重要的,是支撑这一切的底层框架。甘德和石申建立的赤道坐标体系,用“入宿度”测量赤经方向的位置,用“去极度”测量离北极的距离,这种测量逻辑直接对应现代天文学的赤道坐标系。

而同一时期的古希腊,还处于用神话描述星座的阶段,尚未形成系统的定量坐标;直到近代,西方才从黄道基准转向赤道测量。

这个坐标系一经建立,就成为此后中国两千多年传统天文学的核心测量基准。从汉代《太初历》到明代《崇祯历书》,所有历法编制的天体位置计算,都沿用了这套赤道坐标框架。现代望远镜通用的赤道装置,其思想源头也可以追溯到这套体系。

不过,他们的观测成果从一开始就完全服务于星占。所有恒星位置、行星周期的记录,最终目的都是为了预测“水旱、兵乱、治乱”等人事灾异。他们没有尝试建立天体运行独立于人事的自然物理认知,也没有构建数理模型来解释行星为什么要逆行、周期为什么是这个数值。

所有定量结论都是经验性的观测总结,没有上升到理论层面。

还有一个小插曲:他们创立的岁星纪年法,以木星12年绕天一周为周期。但木星实际公转周期是11.8622年,86年就会超辰一次,运行不到百年就会出现明显的纪年错位。这个缺陷,他们自己完全没有意识到。

连“石氏星表”里有多少是他们自己的数据,其实也不确定

一个长期存在的学术争议是:石氏星表里,到底有多少数据真的是石申本人在战国时期测定的?一个合理的推测是:石申原始记载可能只是部分恒星的相对位置,现存流传下来的完整121颗星坐标版本,大概率是汉代天文学家补测、整理后的产物,并非完全出自石申本人之手。

近年出土的西汉早期马王堆帛书《五星占》中,保留了甘、石二氏的天文片段,但并没有出现完整的121颗恒星量化坐标记录,这也说明直到汉初,甘石成果仍以定性占验内容为主,完整的定量星表形成时间可能晚于战国时期。

所以,当我们说“世界上最早的星表”时,那个“早”字,可能有一部分是汉代天文学家替他们补上去的。

回到最初的问题:甘德和石申对天文学的贡献有多大?他们是中国古代天文学从“观象授时”的定性阶段,走向定量测量阶段的转折点。

他们留下了世界上最早的赤道坐标星表,首次系统记录了行星逆行现象,建立的坐标系沿用两千年,这些成就让他们稳稳站在公元前4世纪全球天文学的第一梯队。

但他们的体系始终停留在经验观测层面,没有发展出数理模型,行星周期数值精度参差不齐,星表的真实完成年代也存在争议。他们的贡献,不是一件完美的、静止的古代成就,而是一系列开创性的起点——有突破,有局限,也有后人不断补正的空间。

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