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浅谈中国古代天文学与农业生产

 半梦书斋 2019-02-12

自古以来,中国的农业生产与季节、天象就已息息相关,农业是中国古代的主导产业,它对天文的发展形成了强大推动;与此同时,天文学的发展对农业生产、农学理论产生了重要影响,天象观测和历法的进步,伴随着农业理论的重要发展。中国古代的天文历法知识,就是在农业生产的实践中不断积累起来、又间接为农业生产服务的。中国古历采用阴阳合历,即以太阳的运动周期作为年,以月亮圆缺周期作为月,以闰月来协调年和月的关系。节气也叫二十四节气,二十四节气反映了一年四季的变化,与农牧业生产密切相关。凡此种种,无不表明天文学与农学的重要关系,和天文观测对农业生产的巨大影响。

天文历学是中国的精密科学之一。“乙卯允明雾 三舀(焰)食日 大星”早在公元前1302年6月5日(由美国宇航局喷气推进实验室1989年通过天干地支计算),就记载了一次较为详细的日食过程,这次记刻在甲骨(乙编6385)上的记录是世界天文学史上最古老的有确定日期的叙述记录(现在也有观点认为这片卜辞不是指日食,应该是“乙卯允明阴 乞(迄)列 食日大星(晴)”,食日是时间段,即大食,指早上)。在其它甲骨上也有日食的记载,比如在‘甲骨文合集33696’上,刻有“...日又戠(意为食)夕告于上甲九牛”(也有观点认为不是) ,确切可以判断为日食的仅一块,记有“日有食”,但是一残片,价值不大。

浅谈中国古代天文学与农业生产

中国天文学的历史,就是伴随着诸如占卜甲骨之类的古老记录形成并发展的,并向着新的阶段迈进。人们不再满足于“与上天共命运”,而是慢慢总结并确定了何时种植庄稼或何时捕猎。这就是古代中国精密天文学的开端。

不难看出,中国传统农业是伴随着古代天文学发展的。传统农业由于对“天时”、“农时”的关注和重视,引导出农业生产重时节、重整体的总体特征,由此导致了传统农业的生态化特征和其长盛不衰的历史地位。这反映到农业生产实际情况中,主要是注重于农作物与外界环境条件、农作物与农作物之间关系的把握,从而使中国的农业生产一直处于比较稳定的状态。这种成就的取得,虽受到诸多因素的影响,但首先或直接的是来自于天文学的内在推动,天文天象观测、历法推步、节气确立等界定和满足了农业生产对农时季节的较精确掌控,使农业生产由粗放低产不断地走向精细高产,中国传统农业精耕细作的优良传统因古代天文学成果带来的对农业的利好而产生并发展壮大。

在农业中,没有相关历法的基础和指导,精细生产是难以想象的。在中国,最早的历法是物候历。古人在采集狩猎的时期,就已经对昼夜交替、太阳出落、月球圆缺、星象变化以及四季冷暖、草木荣枯、动物出蛰等一系列自然节律有了部分认识。随着时间的推移和早期农牧业的兴起,以自然界物候现象来定季节的自然历便应运而生,这实际上就是一种物候历。物候历是人类对自然规律的最初描述,它可以对季节更替有一个大致的认识和预测。但是太过笼统,无法指导生产,对农业的进一步发展没有太大帮助。

我国古代较为成熟的物候历见于《夏小正》。《夏小正》已把一年分为12个月,并把各月的天象、物候和农事对应起来。这段时间正是从观测物候来定历法向观测天象定历法的过渡时期,同时也是是我国天文发展的萌芽时期。

紧接着,殷商时期的古人开始研究天文现象授时,设置专人观象定季。随着对把握农时季节有更高要求的农业生产的发展,夏小正那种分辨斗柄上、下来确定季节的简单方法就完全不能满足了,《尧典》中记载的圭表测影,比通过观测星辰南中定季节精度更高。这表明商周时期我国天文观测和历法已有较高水平提高,由此也促进了农业的发展。这一时期农业已有相当的规模和水平。

到了战国至汉初,牛耕、土地田制以及铁器的出现等方式大大提高了劳动生产力。农业生产的迅速发展对天文学形成了强大推动力。这一时期对星空的划分机制(天宫和二十八宿)的建立和成熟、四分历和古六分历的出现即是标志。四分历确立了一个回归年长度为365.25日,并采用十九年七闰的置闰法,此历法标志着由观象授时而进入比较成熟的时期。制定于战国后期的古六分历还包含了节气的概念,即把一回归年分为若干等份,每一份用气候、物候和农业生产的特征来标志它,这使传统的阴阳历能够更准确地反映太阳一年的变化,并基本满足了农业生产的迅速发展对时节的较高要求。一方面农业的发展对天文形成了强大推动,另一方面天文的发展也大大促进了农业的发展,这一时期中国农业精耕细作的基础已基本奠定。

浅谈中国古代天文学与农业生产

(四分历)

此后,天文、天象观测及历法就沿着这条路线继续完善,历法不断进步和精确,秦颁行《颛顼历》,使得全国历法得以统一;长沙马王堆出土的《五星占》、《云气景象杂占》对金木土星的会合周期已定得相当准确;汉初制定《太初历》,历法达到一个高峰,它已经具备了后世历法的各项主要内容,如节气、朔晦、闰法、五星、交食周期等;后又经过后汉四分历、景初历、乾象历、大衍历、统天历、大明历等等,直到元代“授时历”的完成是历法的顶峰,它是中国古代最精确的历法。与此同时,天文学由于定量化以及天文仪器的不断发展,逐渐形成了完备、精确的中国古代天文学体系。中国古代天文学促进农业生产的同时也间接收到农业生产的影响而蓬勃发展。

接下来,我将主要谈一谈二十四节气。二十四节气成型于《周髀算经》中描述的“盖天说”。在盖天说中,太阳一年之间围绕这直径大小不同的“衡”(圆形轨道)运行。太阳在这些圆轨道上运行时,时节和十二个中气时相对应,正好运行在“间”(中间)时和十二节气相对应了,所以,最终相当于二十四节气的太阳日周期运动的轨道,这就是“七衡六间”。

浅谈中国古代天文学与农业生产

对应夏至最内侧的轨道是第一衡,也叫内衡。对应春分、秋分的第四衡是中衡,对应冬至最外侧的是第七衡,即外衡。这些衡与衡之间叫“间”,共计六间。这些同心圆的中心是北极。根据这七衡六间的图的太阳运行模式来说明历法的二十四节气。

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这二十四个特定节令,是根据地球在黄道(即地球绕太阳公转的轨道)上的位置变化而制定的,每一个分别相应于地球在黄道上每运动15°所到达的一定位置。二十四节气是历法进步的产物,是对历法和天象的深入研究,是农业生产重视时节的必然结果。二十四节气到汉初的《太初历》得到最终确立并固定。它是中国古代天文、气候学和农业生产实践的成功结合。二十四节气在传统农业生产中起着极为重要的作用。具体节气划分如下:

立春:斗指东北。太阳黄经为315°,是二十四个节气的头一个节气。过了立春,万物复苏生机勃勃,一年四季从此开始。

雨水:斗指壬。太阳黄经为330°,这时冰雪融化,空气湿润,多雨水。

惊蛰:斗指丁。太阳黄经为345°,这个节气春雷开始震响,蛰伏在泥土里的各种冬眠动物将苏醒,“惊蛰一犁土,春分地气通”。

春分:斗指壬。太阳黄经为0°,春分日太阳在赤道上方。这是春季90天的中分点,这一天南北两半球昼夜相等。这天以后太阳直射位置便向北移,北半球春季开始。我国大部分地区越冬农作物进入春季生长阶段。

清明:斗指丁。太阳黄经为15°,此时气候清爽温暖,草木始发新枝芽,万物开始生长,农民忙于春耕春种。

谷雨:斗指癸。太阳黄经为30°,由于雨水滋润农作物得以快速生长。

立夏:斗指东南。太阳黄经为45°,农作物进入旺季生长的一个最重要时期。

小满:斗指甲。太阳黄经为60°,从小满开始,大麦、冬小麦等夏收作物,已经结果、籽粒饱满,但尚未成熟,所以叫小满。

芒种:斗指己。太阳黄经为75°,这时最适合播种有芒的谷类作物,如晚谷、黍、稷等。

夏至:斗指乙。太阳黄经为90°,夏至点时,阳光几乎直射北回归线上空,北半球正午太阳最高。这一天是北半球白昼最长、黑夜最短的一天,从这一天起,进入炎热季节,天地万物在此时生长最旺盛。

小暑:斗指辛。太阳黄经为105°,天气已经很热了,已是初伏前后。

大暑:斗指丙。太阳黄经为120°,大暑是一年中最热的节气,正值勤二伏前后,要作好防暑降温工作。这个节气雨水多,要注意防汛防涝。

立秋:斗指西南。太阳黄经为135°,从这一天起秋天开始,气温由最热逐渐下降。

处暑:斗指戊。太阳黄经为150°,它是温度下降的一个转折点。是气候变凉的象征,表示暑天终止。

白露:斗指癸。太阳黄经为165°,天气转凉,地面水汽结露。

秋分:斗指已。太阳黄经为180°,秋分这一天同春分一样,阳光几乎直射赤道,昼夜几乎相等。从这一天起,阳光直射位置继续由赤道向南半球推移,北半球开始昼短夜长。

寒露:斗指甲。太阳黄经为195°,白露后,天气转凉,开始出现露水,且气温更低。

霜降:斗指戌。太阳黄经为210°,天气已冷,开始有霜冻。

立冬:斗指乾。太阳黄经为225°,习惯上,我国人民把这一天当作冬季的开始。冬,作为终了之意,是指一年的田间操作结束了,作物收割之后要收藏起来的意思。立冬后,我国黄河中、下游地区即将结冰,我国各地农民都将陆续地转入农田水利基本建设和其他农事活动中。

小雪:斗指己。太阳黄经为240°,气温下降,开始降雪,小雪前后,黄河流域开始降雪;而北方,已进入封冻季节。

大雪:斗指癸。太阳黄经为255°,大雪前后,黄河流域一带渐有积雪;而北方,已是“千里冰封,万里雪飘”的严冬。

冬至:斗指子。太阳黄经为270°,冬至这一天,阳光几乎直射南回归线,我们北半球白昼最短,黑夜最长,开始进入数九寒天。天文学上规定这一天是北半球冬季的开始。而冬至以后,阳光直射位置逐渐向北移动,北半球的白天就逐渐长了。

小寒:斗指子,太阳黄经为285°,小寒以后,开始进入寒冷季节。冷气积久而寒,小寒是天气寒冷但还没有到极点的意思。

大寒:斗指丑,太阳黄经为300°,大寒前后是一年中最冷的季节。

大寒以后,立春接着到来,天气渐暖。至此地球绕太阳公转了一周,完成了一个循环。

二十四节气每节气所在时段与农业生产的阶段性密切相关。其基本意义在于:一是反映时节;二是表明物候特征,即指导作物的播种、生长、收获;三是反映气候特征,即热量和降水情况。这要求人们要根据二十四节气来安排农事活动。但它运用于全国,要因时、因地、应作物进行调整,全国各地关于二十四节气的谚语中可见其不同的应用。随着天文观察、历法的深入,平气、定气概念的建立,二十四节气逐步完善成熟,显示了它对农业生产更强的指导作用。

天文历法与农业生产可以说是相辅相成、共同发展。天文历法指导农业生产、农业生产校正天文历法,并进入良性循环。

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