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星海微萤(文摘版)

为天文研究工作者、天文爱好者和大众提供有用的信息

 
 
 

日志

 
 

古天文学(2016 年)  

2016-02-08 08:18:29|  分类: 古天文学 |  标签: |举报 |字号 订阅

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古巴比伦人用几何追踪木星2016 2 2 日中国科学报)

大羿射日与三体问题2016 2 5 日中国科学报)

少年观星识古城(2016 5 10 日参考消息)

陶寺遗址和古观象台(2016 5 19 日新民晚报)

困在英国巨石阵里的那些问号2016 6 3 日新民晚报)

“最古老计算机”能干啥?2016 6 17 日科技日报)

中国古代重要发明创造八十八项目录(2016 7 15 日科技日报)

中科院评出88项古代重大科技成就(2016 7 19 日中国科学报)

以全球史视野审视中国传统科学技术(2016 7 29 日光明日报)

中国何止四大发明(2016 7 29 日中国科学报)

整天扒星座,你看过中国古星图吗(2016 8 10 日科技日报)

珍稀《绢地星宿图》修复(2016 10 3 日光明日报)

发现罕见大型太阳崇拜遗址(2016 11 7 日光明日报)

维今之燕,天下大都(2016 12 11 日人民日报)

李约瑟对李约瑟难题的回答(2016 12 16 日上海科技报)

中国确定 88 项古代重大发明(2016 12 23 日参考消息)

用博物的眼光回望中国传统文化(节选)(2016 12 23 日中国科学报)

中国古代有“科学”(2016 12 23 日中国科学报)

观天治水功垂千秋——纪念元代科学家郭守敬逝世700周年(2016 12 25 日文汇报)

 

 

 


中国科学报 2016 2 2

古巴比伦人用几何追踪木星

使相关算法的出现提前一千多年

古天文学(2016 年) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

写有楔形文字的古巴比伦泥板

图片来源:大英博物馆

 

本报讯 对古巴比伦泥板上的印记进行的重新分析表明,天文学家在公元前4世纪至公元前1世纪曾使用几何学计算木星的运动——这可谓是一个概念上的飞跃,历史学家之前认为这一切直到14世纪才在欧洲出现。

德国柏林市洪堡大学科学历史学家Mathieu Ossendrijver获得了这一发现,他曾翻译并解读了5块标有勾形古代楔形文字印记的泥板文书。这些泥板于19世纪晚期被挖掘出来,如今保存于伦敦大英博物馆中。

在公元前7世纪,古巴比伦王国(美索不达米亚平原上的一个国家,位于今天的伊拉克境内)的天文学家已经能够进行详细的天文观测,其主要目的是为了占星预测。之前的楔形文字记录表明,天文学家会利用算术方法预测行星的位置。

事实上,Ossendrijver的研究表明,古代的天文学家有时会使用更多的几何学思维。泥板上的碑文显示,他们会测量(从地球上看到的)木星在其轨道上的不同日期的日常视速度。然后,他们会使用这些速度和时间推断木星在此期间必定将运行的距离。这种计算相当于绘制速度与时间的几何学概念,并利用绘图的结果计算面积。

Ossendrijver知道有4块泥板描述了这样的计算,并且很可能与天文学有关。但他不确定到底发生了什么,直到他在2014年发现并翻译了第五块泥板,当时他从一位同事那里收到了关于这块泥板的一张老照片。这块泥板包含有利用几何学法则——恰好是其他泥板上罗列的程序——计算木星运行轨迹的一套指令。

这种“面积图”计算方法后来于14世纪被在英国牛津莫顿学院工作的一群被称为牛津加速器的学者进行了解释。他们的研究成果大约在同一时间,由法国数学家、哲学家、主教尼古拉斯·奥雷姆以图形术语进行了表述。

Ossendrijver指出,尽管古巴比伦人从来没有明确地使用图表或几何图形,但看来他们在许多个世纪之前便已经掌握了相同的方法。在这一点上,他们的思维甚至比古希腊人更为复杂,后者在天文学中使用了几何学的一些知识——他们构想出了在轨道上运行的行星,但并没有使用泥板所描述的各种各样抽象的结构,包括速度、时间和距离。

奥地利维也纳大学研究古巴比伦天文学的专家Hermann Hunger认为,这项工作标志着一个新的发现。然而,他和Ossendrijver都指出,古巴比伦数学家已经习惯于几何运算,所以天文学家可能掌握相同的技能并不十分让人惊讶。

Hunger表示:“这些发现并没有显示古巴比伦人的几何思维复杂程度有多么高深,但却体现了一种将传统的巴比伦几何思维应用于一个新问题的非凡能力。”

然而丹麦洛斯基勒大学科学历史学家Jens Hyrup认为这并不是几何学思维在古巴比伦天文学中应用的第一个例子。Hyrup说,在某些月球外形预测背后的思考中“也显现了对于月球沉落和上升位置的天文现象的一些几何学组合”。(赵熙熙)

 


中国科学报 2016 2 5

大羿射日与三体问题

隋淑光

根据《山海经》中的记载,先民们时时看到“十日并出”。按照天文学理论推断,这其实是不可能的。

古天文学(2016 年) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

图片来源:百度图片

 

据学者考证,古本的《山海经》里曾经记载了羿射日的传说,但今本不存,而且其中所记载的羿并非通常所认为的后羿,而是大羿。前者是夏太康时期人物,后者则生活于帝尧时代。《淮南子·本经训》中,以古本《山海经》为蓝本,对这一传说作了总结:“逮至尧之时,十日并出。焦禾稼,杀草木,而民无所食。猰貐、凿齿、九婴、大风、封豨、修蛇皆为民害。尧乃使羿诛凿齿于畴华之野,杀九婴于凶水之上,缴大风于青邱之泽,上射十日,而下杀猰貐,断修蛇于洞庭,禽封豨于桑林。万民皆喜,置尧以为天子。”其大体意思是说:在尧的时候,天空出现十个太阳,因此禾苗草木枯焦。于是尧命羿射落其中的九个,从此大地上风调雨顺,万民皆喜。

刘慈欣所著的科幻小说《三体》,以距离太阳系最近的恒星半人马座α星为故事背景,描述了居于该星系一颗行星上的“三体文明”所经历的,等同于传说中我国古代先民所经历的生存窘境:受三颗无规则运行的恒星——“太阳”影响,该文明历经两百余次毁灭与重生,被迫另觅适宜的生存地,目标则为地球,进而两个文明激烈碰撞、相互绞杀、艰难求存,铺陈了一幅跨度达1800多万年的,关于地球、太阳系、银河系乃至宇宙毁灭的末世图景。

如同古代传说和小说中所记述的那样,一颗行星围绕着多个“太阳”运行的情况其实是宇宙中的常态。根据天文学研究结果,银河系主要由恒星组成,在其可见区域中包括不少于2.19亿颗恒星。这些恒星常常聚集成团,有的是两颗星聚在一起形成双星;有的是三颗(三合星)或三颗以上聚在一起形成聚星,比如说半人马座α星就是一颗三合星,由A星、B星和C星组成;还有的是由几十颗、成百上千颗,甚至几万、几十万颗恒星聚集成星团。像太阳系这种只有一颗恒星的系统是较为少见的。

这些双星、聚星、星团作为一个个单元,与单独存在的恒星一样,既围绕着它们的共同重心旋转,同时还围绕着银心公转,不同的星系,其运行轨迹差异巨大:如果是双星系,其被赋予初始运动后,两颗恒星会在各自引力的作用下,相互围绕着对方旋转,最终运行轨迹会固定下来。如果该星系中有行星的话,它可能会绕着相隔非常近的两颗恒星一起旋转,也有可能绕着间隔很开的双星当中的一颗恒星旋转;如果是三合星或者聚星、星团,其被赋予初始运动以后,则会进行复杂的、毫无规律可言,因而也无法预测其轨迹的运动。如果该星系存在行星,则其运行轨迹多变,温度也会因受多个“太阳”的影响而剧烈变化。

比如说在刘慈欣构设的“三体文明”中,有时行星会围绕一个“太阳”旋转,此时气温相对恒定,被称为“恒纪元”;当另外一个或两个“太阳”运行到一定距离内,其引力会将行星从它围绕的“太阳”夺走,使其在三个“太阳”的引力范围内游移不定,此时就称为“乱纪元”;再经过一段不确定的时间后,行星会再次被某一个“太阳”捕获,暂时建立稳定的轨道,重新进入“恒纪元”,如此周而复始。因此三体行星时而面临严寒、时而经受酷热,时而化为焦土,无遮蔽的一切生命将灰飞烟灭。该文明就在“恒纪元”与“乱纪元”的交错中历经毁灭与重生的两百余次轮回。

“三体文明”所面临的生存窘境是基于天体力学中的基本模型——“三体问题”而构设的,即探究三个质量、初始位置和初始速度都为任意的可视为质点的天体,相互之间在万有引力作用下的运动规律问题。该问题由数学家希尔伯特于1900年提出,现在已知其不能精确求解,即无法预测所有“三体问题”的数学情景,只有几种特殊情况已研究。在刘慈欣创作《三体》时,尚未发现在半人马座α星有行星存在。但有报道称,2014年欧洲科学家曾发现半人马座α星有一颗质量与地球相近的行星,命名为半人马座α星Bb。如果这颗行星上真的有文明存在的话,那么其无疑将面临小说中那样的生存窘境。

根据《山海经》中的记载,先民们时时看到“十日并出”。按照天文学理论推断,这其实是不可能的。因为十颗恒星组成的聚星,其运行轨迹更为复杂,先民们应该会在不同时段有看到一个至十个太阳的多种可能。他们所面临的其实是“十体问题”,即在三维空间中给定十个质点,如果在它们之间只有万有引力的作用,那么在给定它们的初始位置和速度的条件下,求解它们会怎样运动。可以肯定地说,十体的运行轨迹远较三体运动复杂,遑论星团的N体运动。

根据古代传说,在大羿射落九日之后尚有嫦娥奔月的余波。这一记载最早见于《淮南子·览冥训》:“譬若羿请不死之药于西王母,姮娥窃以奔月,怅然有丧,无以续之。”嫦娥是中国上古时期神话中的人物,传说中是三皇五帝之一帝喾(天帝帝俊)的女儿,也是大羿的妻子。其本称为姮娥,因西汉时为避汉文帝刘恒的讳而改称嫦娥,又作常娥。这一记载是中国,也极有可能是世界上最早的关于人类离开母星,移居外星球这一愿望的表达。

颇有意味的是,中国古代先民虽然已经通过想象完成了移居外星球的“思维准备”,但在《山海经》中面对生存窘境,却未表达出如“三体文明”那样选择逃离母星的愿望,而是基于对力量的崇拜,摹想出射落九日的情节。这虽然并不现实,但无疑彰显了无比瑰奇的想象力以及挑战自然的非凡勇气。

 

 


参考消息 2016 5 10

少年观星识古城

古天文学(2016 年) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

 

 


新民晚报 2016 5 19

陶寺遗址和古观象台

钱汉东

中华古老夏历的产生,与先民按季节变化从事农耕生产有着密切的关系。辛亥革命后我国釆用西历,但夏历依旧延续使用着,春节、清明、端午、中秋等节日,都是按照传统历法来运行的。

我国近40年对山西陶寺遗址考古的重大成果之一,是发现了全国最早的古观象台,它证实了《尚书·尧典》上所说的“历象日月星辰,敬授人时”的历史背景与社会现实,比英国的“巨石阵”早了400多年。

我们现在所见的观象台,是回填之后的复原建筑,由13根夯土柱组成,呈半圆形,半径10.5米。从土柱的狭缝,观测塔尔山日出方位,可以确定季节、节气,从而安排农耕。在文明起源之初,观象台是指导人们“春种秋收”的节令和历法。据专家模拟实测,从第2个狭缝看到日出为冬至日,第12个狭缝看到日出为夏至日,由此推算出一套有20个节令的陶寺文化时期的历法,算起来与今天使用的夏历仅有一两天的误差。由此我推测此处应该是中华古老夏历诞生地,此说在当地引起不小反响。为此我专程去京,向国家夏商周断代工程首席科学家李伯谦教授请教,得到他的充分肯定,这让我倍感兴奋。

陶寺太阳历的发现,证明早在4000多年前,中华大地上已经出现了世界领先的缜密的历法系统。它展现了我们祖先的聪明才智。在长期的农业生产中,祖先们掌握积累了不少物候知识。他们根据太阳的东升西落,气候的冷暖阴晴,月亮的圆缺变化,物候的季节变迁等,摸索出一些规律。根据这些规律,祖先们总结出一年四季的时间表以及农业生产的安排表。可以说,陶寺太阳历是秦汉时期二十四节气的主要源头,而二十四节气则是对陶寺太阳历等历法的修正、继承和发展。二十四节气的创立,是我国科技史上的重要成就,在我国公布的第一批国家级非物质文化遗产名录之中。

陶寺遗址巍然耸立在黄土高原上,堪称当时东亚的第一大都城,占地达280万平方米,是“尧者,高也”的物化诠释。此地为中华民族的发祥地。古城墙夯土方法奇特,呈三角形,与我先前在龙山文化等遗址所见完全不一样。从物理角度看,三角形更为稳固,足见古人智慧之超凡。城垣现在绝大部分都湮没在萋萋芳草或漠漠田畴之下,从初步发掘的情况看,它是迄今国内发现最早的城墙、宫殿、王陵、观象台祭祀基址、大型仓储区等各种功能要素齐备的都城遗址。站在古城墙上向远处眺望,山岭起伏,沟壑交错,植被稀疏,崖壁上还留有古代洪水冲刷的痕迹。先民们在这里辛勤开垦,兴建都市,使之成为当时政治、文化、经贸中心。它曾经历过繁华与喧闹,见识过兴旺和落寞,最终定格于沧桑与典雅。

在陶寺遗址我还观看了大量的出土文物,如陶器、彩绘木器、玉石礼器、铜铃、朱书文字等。早期大墓中出土的罐、盆的肩腹部,有不少画着圆圆的红太阳,它们透露出陶寺先民对太阳的崇拜,也成为陶寺太阳历诞生的注脚。代表王者地位的礼器:玉钺、玉戚(圭)、玉璧、玉琮;乐器:特磬、鼍鼓、玉圭等,精美而珍贵,对夏商周三代的礼器组合产生了深远的影响。

中国社会科学院考古研究所所长王巍认为:陶寺遗址是尧的都城,是最早的“中国”;没有哪一个遗址能够像陶寺遗址这样全面拥有文明起源形成的要素和标志,比历史教科书上的华夏文明从夏王朝开始,整整提前了300年。随着考古发掘工作的不断深入,更多的疑问将被一一揭开,中国古代最杰出的标志性建筑——象台的历史文化价值将进一步得到确认。


新民晚报 2016 6 3

困在英国巨石阵里的那些问号

古天文学(2016 年) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

据英国《每日邮报》报道,近日,在伦敦市中心的戈登广场,英国伦敦大学学院的研究人员做了一场实验,他们组织考古学专业的大学生,模拟再现了巨石阵的建造过程。通过这个实验,研究者希望能解开巨石阵的建造谜团。巨石阵位于英格兰威尔特郡索尔兹伯里平原,是英国最神秘的史前遗迹之一。几百年来科学家不断对巨石阵进行研究,但是其用途和建造过程至今仍然是个谜。

建造难度堪比金字塔,巨石阵是如何建造的?

据英国考古学家考证,巨石阵建造时间可能比埃及最古老的金字塔还要早,距今已有将近5000年历史。以当时的技术水平而言,把巨石运输到巨石阵就已经是一个巨大的挑战。外圈来自马尔伯勒丘陵的大块砂岩石每块重达50吨,是从30公里以外的一块又大又硬的石头上切下来后一路拖过来的。里圈那些稍小一些的、每块重4吨的花岗岩石块,则是来自400公里开外南威尔士的普雷塞利山中。据研究者估计,建造巨石阵的时间超过了1千万小时。时至今日,仍无人知晓建造难度不亚于埃及金字塔的巨石阵究竟是如何建造的,对此科学家进行了各种推测。

托架+轨道说

1994年,考古学家朱利安·理查兹与工程师马克·惠特比招募了一些志愿者,用和巨石阵中一模一样的大石块来进行试验,以期了解当初古人是怎么移动那些重达数十吨的巨石的。

首先,他们把大石块撬到一个圆木托架上,130名志愿者用绳索拽着托架往前拉动。马克发现,把托架放到涂满油脂的木轨道上拉最为省力。为了安全起见,他们用了现代人用的又粗又长无比结实的绳子。采用这样的方法,在坡度较缓的地方,这130人一天可以将石头拖动1千米,而在平地上顺利的话,一天可以拖动10千米。

在这个试验中,科学家还进行了抬升石块的尝试。他们先将大石块倾斜着滑到一个预留坑洞的上方,然后将一块小石头放在大石块上拖动。这样就突然改变了大石块的平衡,并巧妙地使大石块正好下落到预定的位置。然后,用绳索把石块拉正。待巨石在坑中立稳固定之后,将石梁抬升放到巨石顶上。要想完成这项工作,需要用圆木搭成的升降脚手架把石块升高之后,再左一下右一下地将石块撬移到位。

但是有人对这个试验不以为然。他们认为,现代人使用的是机器制成的极为结实的大绳索,而5000年前的古人只会用树皮来制造绳子。另外他们质疑搬运石头的工序、托架和木轨等设施,以及抬升和竖立石块使用的杠杆原理,新石器时代的古人会想的出吗?

轴承说+柳条筐说

2010年,学生Andrew在考察巨石阵的时候,注意到散落在石柱群旁边的小石球。对这些被雕琢过的石球进行测量和称重后,他发现这些石球的直径几乎都是70毫米。于是推测石器时代没有车轮,所以人们很可能是建造内部装有石球的轨道,利用滚珠轴承来运送石块。

Andrew用木质球进行了试验,发现在他设计的轨道上,只用一根指头就能推动约100千克重的负荷,如果几个人一起用力,4吨重的负荷也能推动,巨石阵中较小的石头大概就这个重量。对于那些较大的石头, Andrew推测可能是利用了牛和人一起推动。

同年,英国工程师Garry Lavin利用柳树和桤木树苗做了一个柳条筐,然后叫上几个朋友,把一吨重的大石头在路上推了起来。他认为从威尔士的采石场到巨石阵的200多公里的路,巨石就是这么被滚过来的。同时他推测,牛在拉动柳条筐内巨石的过程中起了很大的作用。

木楔+雪橇说

2015年,英国的一个考古研究团队在一份声明中表示,他们在威尔士的两个地点发现了新石器时代的采石场,大量证据表明建于5000年前的史前巨石阵中独特的“青石”就来源于这些采石场。

在采石场考古学家发现了石制工具、土制坡道和平台,还发现了一条古老的下沉道路,可能是采石场的出口线路。采石场有天然形成的岩柱,因此史前工人们的任务就变得容易一些。“他们只需将木楔插入石柱之间的缝隙,剩下的就是等待威尔士的雨水把木头泡胀,然后工人们就能轻易的将石柱从岩壁上分离出来。”南安普敦大学的Josh Pollard博士说,“接着,采石场的工人会把石柱放到土制或石制平台上,最后人们就能沿着轨道将巨石运送出去了。”

将巨石从采石场运走不仅需要力量,还需要精巧的装置。采石场的出口道路只有1.8米宽,无法使用木滚子。考古学家认为,工人使用了绳索、杠杆和一个支轴才把巨石放在木雪橇上,然后将木雪橇运到或滑到山下。“完成这个任务需要两个团队,一个团队手握绳索站在上方,慢慢下放绳索,另一个站在低1米的地方准备迎接。”考古项目主管、伦敦大学学院教授Mike Parker Pearson说道。

是天文台还是康复中心,巨石阵是用来干嘛的?

巨石阵在索尔兹伯里平原上孤单的伫立了几千年,修建巨石阵的那个文明没留下任何文字记录,至今无人敢肯定它到底是何物,也无人知晓其搭建的原因。

关于巨石阵最早的记录是1126年英国史学家杰弗里编写的《中世纪编年史》,它记载了亚瑟王的谋臣默林用魔法把巨石阵从爱尔兰运到英格兰以作葬地之用的功绩。而另有一种传说:巨石阵是入侵英国的古罗马人为其祭司朱伊特建造的祭坛。但传说终归难以使人相信,对于巨石阵的建造目的与用途的研究,几百年来从没有间断过。

天文台说

1965年,波士顿大学的天文学家霍金斯通过计算机测定,巨石阵的排列可能与太阳和月亮在天空运行的位置有关,而石阵外圈的56个奥布里坛论则起着准确地预报日食、月食的作用。霍金斯在《揭开巨石阵之谜》一书中指出:实际上,奥布里坑群组成的圆环可能曾被用来推测许多天体的运行情况。他认为,石阵是一座推演天文历法的计算机,其中几个主要位置标出了夏至时太阳在北回归线上升起的位置,从相反方向则可看到冬至时太阳从南回归线下落的位置。石阵的结构包含了主要节气时月亮升落的准线。那56个坑洞则跟日食、月食56年一个周期的规律相符。

但很多人对此表示怀疑,新石器时代的人在科学技术上真的能达到这么高的水平吗?假如他们真的掌握那么深奥的知识,为什么没有发明其他较为容易发明的东西,如车轮、杠杆、文字、冶炼等等呢?因此,这种观点也只是一种假设,而不能作为一种确凿的证据。

康复中心说

2008年,研究者发现了巨石阵曾是全欧洲病患疗伤之地的证据,这些患者认为巨石阵具有神奇的治疗功能。

英国考古学家杰弗里·温莱特和蒂莫西·达维尔指出,巨石阵无异于“新石器时代的卢尔德”。卢尔德是法国圣地,因被认为具有神奇的治疗功能而名噪一时。

巨石阵一带发现了数量非比寻常的骨骼遗骸,科学家对遗骸进行分析发现,这些遗骸的主人生前均有重病或重伤的迹象。对遗骸牙齿分析的结果表明,其中一半人来自巨石阵以外的地区。而且巨石阵的青石断片有缺口,可能是当成保佑或是治疗护身符不断的被凿过。

考古学家根据这次发掘结果推测,人们来到此地的原因或许是认为这里的石头具有治病“神力”。

达维尔说:“我猜测,人们当时怀着一种悲伤、绝望的心情来到巨石阵。”生病或受伤的古人来到这里,冀望“神石”能帮助他们康复。

祭坛说

2015年,曾担任英国多座博物馆馆长的艺术评论家朱利安·斯伯丁提出了一个惊人的新理论——巨石阵实际上是一座悬空的祭坛。

该理论认为,这些巨石并不是用来举行在地面上的活动,而是用来支撑一个圆形的木质平台,而人们举行的祭祀活动就在这个平台上进行,而这个祭坛能承受上百位祭祀者的重量。

斯伯丁说:“这是一个全新的理论,此前从没有人这样认为过。此前所有的解释很可能都是错误的。我们一直以来都在以错误的角度看待巨石阵,一直以来都只是从地面往上看。这样得出的观点差不多都是20世纪的观点,我们并没有想古人之所想。”

斯伯丁并不是一位考古学家,但他指出,中国、秘鲁和土耳其等国都有类似的建得很高的圣坛——有的是人造的高坛,有的则是建立在天然的高地势之上。而这些祭坛大多建成圆形很可能是与天体运动有关。

(本报综合报道)


 

科技日报 2016 6 17

“最古老计算机”能干啥?

古天文学(2016 年) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

据外媒报道,研究人员发现,一部2000多年前制造的最古老的计算机曾被用于预测未来。

研究人员在过去12年里利用X光影像技术对这部2000多年前生产出来的计算机进行分析,从而揭开了这部装置的神秘面纱。

此前人们以为这不过就是古希腊人使用的一个计算器,用来描绘天空中星星的运行轨迹,以帮助当时的人识别方向。然而,科学家们在破解了这部装置表面已经受损的铭文后发现,它实际上是用来研究占卜星相的。

英国卡迪夫大学天体物理系的埃德蒙德教授说:“虽然我们目前还没有把刻在装置表面上的铭文准确完整地翻译过来,但有可能像从前说的那样,一个阴影的颜色就代表某种征兆或信号。”他说:“这是我们首次在研究这部装置时触及到占星术而不是天文学。”

该计算机是一个外形像钟表一样的复杂机械。当时公元前150年到100年的古希腊科学家们给它安装了30组咬合的铜制齿轮。在它被发现之前,科学家普遍认为,这部装置被制造出来1000多年后,人类社会才掌握类似技术。

 

 


科技日报 2016 7 15

中国古代重要发明创造八十八项目录

科学发现与创造

干支

阴阳合历

圭表

十进位值制与算筹记数法

小孔成像

杂种优势利用

盈不足术

二十四节气

经脉学说

10 四诊法

11 马王堆地图

12 勾股容圆

13 线性方程组及解法

14 本草学

15 天象记录

16 方剂学

17 制图六体

18 律管管口校正

19 敦煌星图

20 潮汐表

21 中国珠算

22 增乘开方法

23 垛积术

24 天元术

25 一次同余方程组解法

26 法医学体系

27 四元术

28 十二等程律

29 《本草纲目》分类体系

30 系统的岩溶地貌考察

技术发明

31 水稻栽培

32 猪的驯化

33 含酒精饮料的酿造

34 髹漆

35 粟的栽培

36 琢玉

37 养蚕

38 缫丝

39 大豆栽培

40 块范法

41 竹子栽培

42 茶树栽培

43 柑橘栽培

44 以生铁为本的钢铁冶炼技术

45 分行栽培(垄作法)

46 青铜弩机

47 叠铸法

48 多熟种植

49 针灸

50 造纸术

51 胸带式系驾法

52 温室栽培

53 提花机

54 指南车

55 水碓

56 新莽铜卡尺

57 扇车

58 地动仪

59 翻车(龙骨车)

60 水排

61 瓷器

62 马镫

63 雕版印刷术

64 转轴舵

65 水密舱壁

66 火药

67 罗盘(指南针)

68 顿钻(井盐深钻汲制技艺)

69 活字印刷术

70 水运仪象台

71 双作用活塞式风箱

72 大风车

73 火箭

74 火铳(管形火器)

75 人痘接种术

工程成就

76 曾侯乙编钟

77 都江堰

78 长城

79 灵渠

80 秦陵铜车马

81 安济桥(敞肩式石拱桥)

82 大运河

83 布达拉宫

84 苏州园林

85 沧州铁狮

86 应县木塔

87 紫禁城

88 郑和航海

 


中国科学报 2016 7 19

《中国古代重要科技发明创造》发布

中科院评出88项古代重大科技成就

本报讯(记者丁佳)中国科学院日前在京发布《中国古代重要科技发明创造》一书及配套挂图,该书由中科院自然科学史研究所“中国古代重要科技发明创造”研究组编写,研究组历经近三年研究,最终推选出古代科学发现与创造、技术发明、工程成就共88项。

中科院院长白春礼在本书序言中指出,中国古代到底有哪些科技发明创造,是我国科技史研究者需要回答的重大问题。这一阶段性成果,将这一问题的研究向前推进了一大步。作为国家战略科技力量,中科院不仅是科技创新的火车头,也要做科普工作的国家队。他希望这样的成果能够获得社会各界的欢迎和认可,中科院的科学传播工作能够继承和发扬优秀的科技文化,为全面建成小康社会筑牢全民科学素质基础,为深入实施创新驱动发展战略、建设创新型国家作出应有贡献。

中科院自然科学史所所长张柏春表示,“四大发明”是中华文明的一种标志,但它不足以全面概括中华民族的科技成就,我国古代重要发明创造远不止于此。随着科技史研究的不断发展和长期积累,已有条件突破“四大发明”说的局限,在全球史视野下盘点中国古代重要科技发明创造,列出新的清单。

科研人员在选列发明创造清单时重点考虑三个方面:一是突出原创性;二是反映古代科技发展的先进水平;三是对世界文明有重要影响。

值得一提的是,本研究还发现了一些引人深思的现象。如先秦两汉是相当数量重要科技发明的形成期。盛唐时代的科技创造不甚突出,反倒是长期被认为偏安积弱的宋代却拥有辉煌的创造发明。明朝开始,我国传统科技长期陷入缓慢发展阶段,鲜有重大发明创造。

据了解,20138月,中科院自然科学史所“中国古代重要科技发明创造”研究组先后组织了百余名专家进行严谨的考证与比较研究,还特别邀请国外专家参与此项工作,使得推选工作具有国际视野,既反对民族虚无主义,又克服狭隘的民族主义,保证了推选工作的科学性和严肃性。这项工作得到了中科院科学传播局的支持,列入该局的“高端科研资源科普化”项目,并跻身“十三五”国家重点出版物出版规划。

 

 


光明日报 2016 7 29

以全球史视野审视中国传统科学技术

——访中国科学院自然科学史研究所所长张柏春研究员

本报记者齐芳

古天文学(2016 年) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

兴隆洼文化遗址出土玉玦 资料图片

 

古天文学(2016 年) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

立轴大风车结构示意图 资料图片

 

日前,由中国科学院自然科学史研究所编写的《中国古代重要科技发明创造》正式出版,分科学发现与创造、技术发明、工程成就三类,推选出了88项“中国古代重要科技发明创造”。从2015年初遴选的85项(名单见本报2015128日报道)到2016年增加至88项,加了哪三项?为何有很多公众熟知的选项,例如青铜器冶炼没有入选?带着这些问题,记者专访了“中国古代重要科技发明创造”研究组张柏春研究员。

记者:2015年年初首次公布名单时只有85个选项,2016年新增的是哪三项?有什么考虑?

张柏春:增加的三项是中国珠算、大风车和琢玉。我们这个项目是2013年正式启动的,算盘在最初的100多个备选项中。但古罗马出土了与中国算盘相似的“算盘”和其他相关文物,从时间上说,要比中国关于算盘的记载早两三百年。因此我们没有将其放在85项的名单中。这一年多来,我们与国内外专家继续研讨这个问题。数学史家指出,中国珠算作为一种计算技术有其独特性,能够做加、减、乘、除、开方及求一元高次方程的数值解等计算。因此,成书时,将“珠算”列入其中。但要注意,入选的不是算盘的发明,而是以算盘为工具而进行不同运算的计算技术。

大风车,又叫立轴大风车,是中国人在12世纪就用于驱动水车的动力装置。从已掌握的史料来看,风车最早不是出现在中国,但立轴大风车发挥了中国船帆的长处,能够自动调整风帆的位置,风车运转不受风向影响。技术史家强调,这种风车是中国古代独树一帜的技术。17世纪德国科学家莱布尼茨看到有关中国大风车的图画之后,曾经利用很有限的技术信息,试制此类风车,但结果并不理想。于是,他希望传教士继续了解中国风车。

再说琢玉。玉被视为中国传统文化的标志之一。考古发现证明,史前中国人就发明了高超的琢玉技术,能加工出平面度高的大平面,作出扭丝纹、深细孔、镂空和浮雕等。那么,在仅有简单加工工具的情况下,古人是如何制作出精美玉器的?直到现在,还有许多待解之谜。的确,玉器加工代表着中国古人的“精密制造”技术水平。有专家认为,中国古代在石器时代之后,还有一个玉器时代。从6000多年前到2000多年前这段时间,玉器加工技术确实非常精湛。如果不把它选进来,就漏掉了史前的一项“高技术”。

记者:从这一项目评选至今一直伴随着一些讨论,有些公众也很奇怪为什么一些大家都比较熟悉的项目,比如青铜器的制造没有入选?我们评选的标准是什么?

张柏春:要遴选出几十项甚至上百项“重要发明创造”不是件容易的事,有些问题确实存在争论,见仁见智。我们选列时重点考虑三个方面:一是突出原创性,二是反映古代科技发展的先进水平,三是对世界文明有重要影响。我们是想以全球史的视野考察中国传统科学技术,将古代中国与两河流域、古埃及、古希腊罗马、古印度等文明进行比较,审慎地判断哪些发明创造是中国人做出的。

评价某项发明是否有原创性,要看是否有可靠的考古或文献证据。为了慎重,我们对那些史料不足、不易判断的,就没列入。还有些发明创造长期以来都是难解之谜,典型的例子如三国时期的“木牛流马”,这一类没有列入我们的选项。

在科学技术史研究领域,确定起源可以说是最难的事。有些学者认为,科技是“多地起源”的。我个人倾向于认为,一些简单的技术,比如打磨石器很可能是多地起源的,但复杂技术是单一起源的可能性更大。就如车辆制作之类的技术应该是一地起源、不断传播和改进的。您提到青铜器冶炼技术,到目前为止,考古资料表明青铜器不是中国首创的。在我们列的清单中,有曾侯乙编钟、有秦始皇陵铜车马、有青铜弩机,并不仅仅是因为它们是青铜器,而是因为它们反映了中国人在声学、乐律学、金属工艺、机械设计等方面的高水平。

早期的材料极其有限,下结论应当谨慎,“有一分材料,说一分话”。

记者:人们熟知“四大发明”,现在有了“88项发明”。是什么让你们选择了这样一个课题呢?

张柏春:流传了一百多年的“四大发明”的说法,实际上是从西方的视角去评价中国古代发明创造对世界文明的影响。但中国对世界的重要贡献远不止这些。例如,水稻、大豆等作物都是中国人最早开始栽培的。水稻是世界上最重要的粮食作物之一,是全世界大概三分之一人口的主食,这个发明对世界文明的贡献当然是很突出的。再比如,瓷器满足了人们的广泛需求,是中国古代长期最具国际竞争力的产品之一。这个发明还不重要吗?

科技史为公众理解科学技术,理解世界文明进程提供了独特的视角,公众对此有很大需求。其实学术界对中国古代科学技术史的研究有丰厚的成果,出版过许多大部头的学术专著和丛书,但这些书读起来耗时多,比较枯燥,公众不容易很快理出头绪。我们进行这项研究,就是为了能让读者用较短的时间就了解一些重要的发明创造,让科技史走近公众。

记者:2015年时研究组就提出一些思索,比如为何盛唐时科技不发达,反而宋代科技比较辉煌,又在元末后陷入停滞?这些问题现在有答案了吗?

张柏春:应该说,这些问题非常复杂,短时间难有比较满意的答案。李约瑟写出中国科技史鸿篇巨著,却未完成结论那一卷。人们从不同的角度去理解历史,可以做出不同的解说。我们注意到,在历史发展的某一个阶段,可能经济发达程度与科技发达程度不一定成正比。这种现象可能与大家一般的认知不同。

中国古代或许在某些领域,比如力学理论方面落后于古希腊,但仅以“知识体系的缺陷”为理由,还不能解释科学技术发展的全貌。我觉得,中国传统科学技术经过长期的积累,到宋代达到比较成熟的程度,基本满足了小农经济社会的需求。在鲜见变革的传统农业社会,当科技的“供”与“求”基本相称时,发明与创新的动力是不够强的。

我们希望随着科技史研究的深入,学者们会有新的发现和心得,不断认识中国的科技传统,完善发明创造的清单。

 


中国科学报 2016 7 29

中国何止四大发明

本报记者 张文静

古天文学(2016 年) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

蒋志海制图

 

提到中国古代的科技发明创造,很多人的第一反应是:“我们有四大发明!”然而,这个源于西方学者的提法真的能概括中国古代的科技成就吗?甚至,造纸术、印刷术、火药和指南针是中国古代最重要、排名最靠前的发明创造吗?中国的科学技术史研究者们对此作了新的解说。

如今,中国的科技史专家正在深入研究和梳理中国古代重要的科技发明创造,希望能让公众更为全面地了解中国古代的科技创造。中国科学院自然科学史研究所(以下简称科学史所)最近发布的《中国古代重要科技发明创造》一书及配套挂图,就是这些努力之一。书和挂图中囊括了88项中国古代科学发现与创造、技术发明和工程成就。或许,以后再谈及中国古代的科技成就,我们不再需要言必称四大发明了。

一份挂图的启发

编撰《中国古代重要科技发明创造》一书及配套挂图的起因,要说到六年前。

那是20101026日,中国科学院院士、中国科学院理论物理研究所所长吴岳良和美国华裔物理学家杨炳麟访问自然科学史研究所。因为美国出版的Milestones of Science挂图未收入中国人的发明创造,他们想与张柏春等科技史专家商量如何将中国部分的内容补充进去。

“这件事给了我们启发。长期以来,国外学术界对中国古代的科技成就并没有充分了解,国内情况也是如此,甚至有很多人认为中国古代主要的发明也就是四项。对于这种情况,我们不能总是建议大家去翻阅20多卷的《中国科学技术史》吧?挂图和简明扼要的文字解说,是普及科技史知识的很好方式。”张柏春告诉《中国科学报》记者。

后来,经过与多位科技史专家的讨论,张柏春等人认为,与其去修改美国已出版的挂图,还不如自己编制一份中国科技发明创造的挂图。于是,20138月,“中国古代重要科技发明创造”研究组在科学史所成立,“发明创造推选”活动及相关出版物的筹划正式启动。

此后,研究组举行学科召集人会议,推选各学科史的备选条目,并在全国范围内广泛征求各学科领域一百多位专家学者的意见。20143月,研究组初步推选出113项重要发明创造,并在研究所网页上公布了初步推选清单。此后,又经过多次研讨,并征得一些外国专家的咨询意见,在其中遴选出85项发明创造。2016年初,根据后续的研究及反馈意见,研究组将清单中的发明创造增加到88项,最终形成了《中国古代重要科技发明创造》一书及配套挂图。

我们对研究成果的“提炼”还不够

其实,现代意义上的中国科技史研究已有近百年历史,但对于中国从古到今究竟有哪几项大发明发现,却缺乏系统的总结和讨论。

20世纪二三十年代,我国学者对中国科技史的研究就展开了。但当时既没有专门的机构,也没有多少人提倡。即使有人在做,也是在整理国故、发扬爱国主义精神的意义上,谈不上系统研究,更没有整体规划。”科学史所研究员、技术史家华觉明介绍说,“不过,那时候还是有一批各领域权威的学者,包括王振铎、刘仙洲、梁思成、李俨、钱宝琮等,总结本学科历史发展,在对中国古代科技成就的研究方面取得了一些成果。”

1954年,时任中国科学院副院长的竺可桢发起成立了中国自然科学史委员会,17名组成人员皆是各领域的权威学者,包括历史学与考古学领域的向达、侯外庐,数学领域的李俨、钱宝琮,物理学领域的叶企孙、丁西林,气象学和地理学领域的竺可桢,建筑学领域的梁思成等。1956年,竺可桢、李俨、刘仙洲到意大利佛罗伦萨参加第八届国际科学史大会,开始与国际学者建立联系。19571月,中国自然科学史研究室正式成立,成为中国第一个综合性的科技史专门研究机构,也是科学史所的前身。至此,中国科技史研究有了体制化保障。

20世纪80年代,科学史所研究员金秋鹏写了《一百项中华发明》一书。2008年,华觉明发表《中国四大发明和中国二十四大发明述评》一文,后又经过研究总结出30项重大发明,除了造纸术、印刷术、火药和指南针外,收入了粟作、稻作、蚕桑丝织、十进位值制记数法和筹算、茶的栽培和制备、豆腐等。梳理中国古代重要的发明创造得到越来越多专家学者的重视。

“中国人对本国历史上的发明创造缺乏系统的科学研究和提炼,这导致人们对此没有完整的了解和认知,也缺少对古代发明创造问题的话语权。”华觉明说,“四大发明就是明显的例子。”

在华觉明看来,四大发明是培根、马克思等西方学者提出的,其本意是就其对近代世界文明,特别是西方文明的重大影响所作的评价。“连他们自己都没说这四大发明就是中国最重要的发明。20世纪50年代,李约瑟曾经从AZ列举了中国的26项发明,这带着英国人的幽默,他的意思是中国人的发明很多。后来美国学者坦普尔认为,中国古代有一百项科技成就,但其中不仅有发明,还有科学的成果和工程,内容比较杂。”华觉明介绍说,“可是,由于四大发明的说法传布太广,导致一些人,包括有的专家学者产生了误解,误认为这四种发明就是中国古代最重要、排名最靠前的重大发明,从而就不断有人提出生铁、曲糵发酵或杂交水稻是中国的‘第五大发明’等。造成这种情况的原因之一,就是我们缺少自己的一本账。”

传播科技史知识十分必要

对于这样的情况,中国科学院自然科学史研究所研究员、数学史家郭书春深有体会。在他看来,中国传统数学是世界数学的一个重要组成部分,在公元前3~公元1世纪至公元14世纪初一直居于世界数学的先进水平。然而,学术界包括数学界,还有不少公众,因缺乏对科学史的了解,而对中国古代数学产生了偏见。“比如,有相当多的人接受了欧洲中心论的偏见,认为中国古代数学落后。甚至有人说,中国古代数学只有勾股定理。还有人阻挠、反对研究中国数学史,对其全盘否定。这样的状况急需改变。”

在此次出版的《中国古代重要科技发明创造》一书中,数学领域的成就就占了10项,包括十进位值制与算筹记数、盈不足术、勾股容圆、线性方程组及解法等。郭书春负责最后的审校和把关。

“中国古代数学取得了巨大的成就。比如,中国最早发明了十进位置值制记数法,这种记数法十分有利于加减乘除四则运算及分数、小数的表示。加之汉语中数字都是单音节,便于编成口诀,促成筹算乘除捷算法向口诀的转化。筹算的使用使分离系数表示法顺理成章。线性方程组的分离系数表示法、开方式的记法、天元多项式、四元式的记法,实际上也是一种位置值制。”郭书春说。

“中国古代数学著作还使用了演绎推理。以中国古代最为发达的高次方程这一分支为例,刘徽、王孝通都提出了方程的推导过程,金、元数学家更创造了设未知数列方程的天元术。刘徽用极限思想和无穷小分割对圆面积公式的证明,对锥体体积公式的证明;用出入相补原理对解勾股形诸公式的证明,对大量面积、体积公式的证明,对开方术的证明;利用齐同原理对方程术、盈不足术及许多算法的证明,都是演绎推理。”郭书春说,“在极限思想的运用上,刘徽也超过了古希腊的同类思想,达到了文艺复兴前世界数学的高峰。”

“中国古代数学取得如此辉煌的成就,但还是有人抱有中国古代数学没有理论、没有逻辑,更没有演绎逻辑的偏见。可见,向公众传播中国古代数学史是必要的。”郭书春感叹说。

坚持实事求是的科学精神

在华觉明、郭书春、张柏春等科技史学者看来,全面梳理中国古代重要的科技发明创造,让更多人较为全面地了解中国古代科技传统,无疑是十分重要的。但是这样的梳理并不容易。“对发明创造的认识和遴选是一个科学性、专业性很强的课题。”华觉明说。

“我们在选列清单时应坚持三个原则,一是突出原创性;二是反映古代科技发展的先进水平;三是对世界文明有重要影响。评估某项发明的原创性,要有可靠的考古或文献证据,能证明它是迄今所知世界上最早的,或者属于最早之一且独具特色。为慎重起见,我们未推荐那些因史料不足而不易判断其科技内涵或原创性的发明,包括那些长期难解之谜,如三国时期的‘木牛流马’。”张柏春说。

对此,华觉明表示同意。“必须坚持实事求是的科学精神。我们既反对贬低甚至无视中国先民发明创造的历史虚无主义,也反对贬低甚至无视其他文明发明创造的狭隘民族主义。前些年有个别学者无根据地否认中国是造纸术、印刷术的母国,贬低火药、指南针发明的重大意义,这是非常错误和不足取的。也有人动辄把某些重要发明,比如自动化和机器人,说成是中国‘古已有之’,这同样是不对的。”

在华觉明看来,对于发明创造的认识和评定,仁者见仁,智者见智,有不同的看法也是正常的。“现在归纳的这88项也并没有囊括中国历史上所有的重要发明创造。我们欢迎学界同仁和广大读者参与研讨,通过相互切磋、深入细致的研究和探索,使其逐步趋于完善。”华觉明说,“目前,以这88项发明创造为基础编制的中国古代重要科技发明创造挂图,内容丰富充实,形式美观大方,很适合用于中小学生以至大专院校的科技文化教学,希望有关部门注意及此,予以推广。”

 

 

科技日报 2016 8 10

整天扒星座,你看过中国古星图吗

实习生张译允

古天文学(2016 年) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

 

古天文学(2016 年) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

 

古天文学(2016 年) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

 

 

古天文学(2016 年) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

 

古天文学(2016 年) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

 

 

古天文学(2016 年) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

铺开一幅古星图,密密麻麻的星星和各种复杂的连线、图像和文字便呈现在眼前,没有一定基础的人很难理解眼前的这一幅作品——这算得上是真正意义上的“天书”了。踏入北京古观象台的紫微殿,抬眼便可望见这样震撼的古星图。而且只要你愿意,便可以在讲解员的指导下,拿起彩笔,亲手绘制,在一笔、一画、一点中,品味这来自遥远夜空的美丽神话。

把中华大地“搬上天”

构建一座天空之城

北京天文馆古观象台的研究员王玉民博士告诉科技日报记者,这幅古星图是苏州石刻星图,是中国现存较早、较系统的石刻天文图。该图原是南宋太学博士黄裳于1190年(绍熙元年)绘制进献给宋太子赵扩的,南宋公元1247年(淳佑七年)由王致远制成石刻,石碑原保存于苏州府学,现存于苏州市文庙。

“这幅石刻星图的上部分是星图,下部分刻着2000多字的说明文,主要说明这幅星图的内容、作用和各部分的意义。其实,这篇说明文字主要体现了古代‘天、地、人合一’的思想。”王玉民介绍说,古人认为天、地和人都是有千丝万缕联系、不可分割的,天是不停转动的,地是稳固不变的,而人类则生活在天地之间生生不息。古星图的创作思想也根源于此。

以外行人来看这一整幅古星图,最引人注目的恐怕就是那分布于星图四个角的四只神兽了,它们形态各异,威风凛凛,大有气吞山河的勇猛之势。“这四只神兽分别是东方苍龙、南方朱雀、西方白虎和北方玄武,除了青龙代表汉族外,其他的分别代表各个地区的少数民族,朝廷在各区都会派兵镇守,并形成三个战场。”据王玉民介绍,除了代表少数民族以外,四大神兽还分别代表金、木、水、火和四季。

古人抬首观星空

一望风雨几千年

其实早在上古时期,古人就已经将满天星斗划分成群,并一一取名。“我国河南濮阳在出土的4000多年前的文物中就已经有用贝壳摆成的苍龙、白虎的图案了,可以说那是古人最早对星象的一种认识。”王玉民说。

在先秦时期,我国古代天文学家就开始绘制星图。约公元前270年前后,三国时期吴国的太史令陈卓统一了全天星官,编成具有283个星官、1464颗恒星的星表,史称“陈卓定纪”,这一星象体系被后世史书所采纳,成为我国观测星象的基础。

可以说,基于传统文化的三垣二十八宿星象体系,是中国古代天文学有别于西方的最引人注目之处,自陈卓初定,至体制完全建立,传承了千余年,一直到明清之际。但遗憾的是,三国时代陈卓关于星官(即星座)的原图早已失佚,不知散落在何处,后人只能通过历史记载了解它的全貌。

后来在公元600年前后的隋代,法号为丹元子的隐居者按照陈卓所定全天星官的布局,将此前流传的星官知识重新整理,作了一首认星歌谣《步天歌》。《步天歌》详细整理和记录了三垣二十八宿的全部成员,其分章、星官、星数、寻星顺序都严格遵循实际观测。清代学者梅文鼎对《步天歌》给予了极高的评价:“《步天歌》所列星象,特为简括。故自宋以来,天官家多据为准绳”。(出自《中西经星同异考》)

现存最早的描绘在纸上的星图是唐代的敦煌星图,发现于敦煌藏经洞,绘于公元940年,图上共有1350颗星,绘制方法与现代星图的绘制方式基本相同,是我国流传至今最早采用圆、横两种画法的星图。

而据王玉民介绍,位于古观象台的这幅宋代的古星图,可以说是古人对星象最为系统、完备的记录和观测了。

“到了现代,人们开始逐渐运用科学的方式方法进行天文观测,现代的天文学和古时的天象分析已经完全是两码事了,现在对古星象研究已的人经少之又少。”王玉民说,现在国内专职于古星象研究方面的专家学者仅有二十多位。

手绘一幅古星图

畅游星辰与大海

在古星图的正前方有两张绘画桌,几盒彩笔整齐地摆放在桌子上,还有几张供小朋友绘画时使用的古星图纸平铺着,几个小朋友正专心致志地绘画古星图,并不时地询问旁边的指导老师。

古观象台宣教部讲解员王晓龙告诉记者,从暑假开始到现在他已经接待了20多位前来绘画古星图的小朋友了,大家对神秘的古星图非常感兴趣,在绘画的过程中经常会问一些让他哭笑不得的问题。“比如有的小朋友会问我‘这四只动物会打架吗?谁更厉害呢?’我就告诉他们,它们都很厉害,但是你们最喜欢谁,谁就最厉害。”

王晓龙说,绘制古星图之前不需要携带什么物品,所需的画纸、彩笔和对照图他们都会提供。

王玉民向记者介绍,现在由于现代天文学已完全取代了中国古代天文学,天文爱好者对中国古代星座了解的很少。而且从星占的角度说,中国古星图之所以没有西方星座那么普及,还有一个原因是因为西方的星占学是个人化的,黄道十二星座都是占卜的个人的性格、命运等等,而中国的二十八宿主要和皇家有关,为朝廷服务,运用的目的也大多是兴战、求雨、预测皇家重大事件以及农作物的收作等,从始至终普及率都比较低。

(图片来自网络)

■链接

三垣二十八宿

“垣”的意思就是城堡,三垣通俗地说就是天上的三座城堡。

紫微垣是中垣。它以北极为中心,并以北极附近的一片星群为基础而构成。中国古人发现,北极有一颗星星是不动的,其他星星都围绕着它转,因此把这片天区选作皇宫。那颗不随天球旋转而转动的星星被古人称为天极星,成为皇帝的象征。

太微垣是上垣,比作朝廷,是皇帝处理公务的场所,内含多种官职和各类大臣。

天市垣是下垣,比作老百姓的集贸市场。

二十八宿:中国古代将黄道、赤道附近的星空划分为二十八个大小不等的星区,故称。“宿”有住宿的意思,指日月五星会在其中停留休息。二十八宿实际上是古代以恒星为标志的一种天文坐标体系。通俗讲,二十八宿就是月亮绕着地球转一圈每天“睡觉”的地方。

 

 

光明日报 2016 10 3

苏州丝绸博物馆首次用托裱方式“诊疗”宋代文物

珍稀《绢地星宿图》修复

经过两年多努力,一幅珍稀《绢地星宿图》926日在苏州丝绸博物馆(简称丝博)完成修复。这是被国家文物局授予“可移动文物纺织品修复资质”的丝博首次用托裱方式“诊疗”宋代文物。

《绢地星宿图》2003年出土于江苏省南京市高淳县花山宋代砖室墓内,呈长方形,长316厘米,宽50厘米,绢绸表面绘有银河、星宿和山川,同一星宿的星星之间用直线相连,其他图案用线条勾勒轮廓,对研究古代天文具有很高的价值,被收藏于南京市博物馆。

修复前,《绢地星宿图》的绢绸颜色已被墓葬中多种物液侵蚀,失去了原有色光,绘制的星宿图颜料脆化、多处脱落。绢绸更是脆化严重,出现了近10处大缺损和20多个破洞,而且一碰就会增加破碎。为此,南京市博物馆于201312月委托丝博开展修复工作。

丝博《绢地星宿图》修复技术研究项目负责人、享受国务院特殊津贴专家王晨介绍,为尽可能避免运输带来的伤害,20144月,该图被小心翼翼地固定在一块木板做成的“担架”上,用专车直接运到了苏州。

经反复研究,丝博决定采用托裱的方式修复《绢地星宿图》,并就修复方案与南京市博物馆有关部门和专业人员进行了沟通,最终决定将这幅作品裱在一块织物结构、经纬密度与原件相仿的底绢上,缺损部分则通过在底绢上染画的方式解决。

王晨介绍,项目组先按1:1比例在纸上画出《绢地星宿图》的星宿位置,然后委托苏大艺术学院染织实验室将纸上的图像染到底绢上。在经历了30多次失败之后,才最终获得成功。裱的时候,外聘装裱师蒋欣格外小心,并请来裱画大师范广畴现场指导。

记者在现场看到,《绢地星宿图》已经成为一幅完整的作品,修补处几乎看不出异样。

(本报记者 苏雁 本报通讯员 施晓平)

 

 


光明日报 2016 11 7

新疆天山道枢纽科考

发现罕见大型太阳崇拜遗址

本报记者王瑟

古天文学(2016 年) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

图为青铜高足环牛祭盘。从整个造型来看,该器形既有草原的风格,又具有中原文化的内涵。巫新华摄/光明图片

 

古天文学(2016 年) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

空中看太阳崇拜遗址。巫新华摄/光明图片

 

明代郑和七下西洋,为人们津津乐道,但同时代的陈诚五次出使西域,却鲜为人知。

近期,来自新疆文物局、中国社科院考古研究所、中国国家博物馆等单位多位专家学者,组成了新疆迄今为止规模最大、学科最完整的科考队,沿着当年陈诚出使西域走过的天山道进行了为期10天的考察研究。他们从新疆巴音郭楞蒙古自治州和静县出发,最终到达伊犁哈萨克自治州的新源县,途中使用无人机航拍和激光扫描等高科技手段,让这条古老的道路以与以往不同的形式呈现在人们面前。

天山道的魅力

从和静县出发,进入天山深处,这就是丝绸之路的天山道。丝绸之路天山道缘起于何时呢?从目前考古发现来看,在距今3000年左右,天山巴仑台南部沟口一带就有人类活动的遗迹。

科考队进入巴音布鲁克草原,在那热德郭勒河谷草地,一处巨大的土墩遗址进入视野,令所有科考队成员精神大振。

这处大型土墩遗址地表有明显的圆丘状土堆和一些石围、石围土墩、土石堆标志,有类似墓葬的土墩和石堆遗址17座,分布规律不明显。有两座形似墓葬的土墩形制较大,其中一座位于遗址南部,为石围土墩遗址,双重石围,外围直径114米,内围直径约73米,中间土墩直径50米,高6.5米,顶部有凹坑,坑深约1.8米。

科考队无人机航拍与激光扫描团队、遥感考古专家们一起工作,最终确认这是一处太阳祭坛样式的大型人为构筑的青铜时代遗址。它最重要的文化特点就是太阳崇拜。图形基本是由青铜时代早期鹿石鹿角变形纹饰和一些中亚草原斯基泰野兽纹饰图案构成。由此专家们初步认定,它的大体年代应该在距今3000年至2500年之间。

根据已有的新疆考古发现资料来看,这处遗址应该是迄今为止新疆境内规模最大、形致最完整的青铜时代太阳祭坛式遗址。它的结构是表达亚欧草原大游牧时代草原居民宗教文化内涵最典型的一个象征。

巴音郭楞蒙古自治州文物局副局长覃大海认为:“在这个区域发现这种具有太阳崇拜祭坛地表形态的大型人为构筑遗迹,十分罕见。这是远古时代人们主观意识通过客观人为建筑表现出的精神文化产物。”

科考队翻过天山,来到了新源县,一件阿勒马勒青铜时代环壕聚落遗址让所有人眼前一亮。从外观看,这个祭盘上有16只栩栩如生、形状各异的瘤牛,中间的三根柱子是祭火用的灯柱,用来插火把或者火棍,这也是早期拜火教的圣火坛。经测量,圆形祭盘总高31厘米、盘径28厘米、圆盘内深1.5厘米;高园足底径22.6厘米、高园足顶径5.3厘米、高园足通高22厘米。

覃大海介绍,这是欧亚草原一种常见的器形,这种器形可以反映人类经济生产能力。“从整个造型来看,既有草原的风格,又具有中原文化的内涵,正好印证了我们今天走的这条道是亚欧古代的交通大道,东西文化在这里交汇、发展。”

阿勒玛勒高足环牛青铜祭盘是在新源县阿勒玛勒青铜时代环壕聚落遗址发现的。这是3000年前的早期游牧部族的环壕聚落,也是西天山地区规模最大的环壕聚落遗址。此次也是考古专家们首次在西天山区域发现成系列、成数量体系、成规模的环壕,这也见证了伊犁河谷的草原文化渊源。

中国社科院考古所新疆考古中心主任巫新华介绍,环壕聚落实际上就是早期中亚草原地带最早的城市雏形,也就是早期游牧民族的军事防御设施,相当于后期的城墙。

科考的收获

对被誉为“黄金之城”的阿勒吞古城的考察,对人类首次使用炭火遗址的考察,以及众多新发现,让科考队员欣喜。

伊犁河谷与巴音布鲁克山地是天山古代交通的关键区域。这里西通中亚、西亚各地;东到吐鲁番哈密盆地;南向焉耆盆地和所有天山南部绿洲;北抵准噶尔盆地,是天山山脉最大的交通枢纽。这里还是西域历史所有文化的分布与影响区,也是亚欧所有重大历史事件关联地区和古代大规模人群迁移活动必经之地。

新疆文物局局长王卫东说:“天山道是古代丝绸之路的重要部分,如今也是一条旅游热线。现在大多数人看到的就是山水和花草,通过调查,发掘这条线的历史文化,通过历史文化配合旅游,让游客对天山道有所了解,对新疆有所了解,必将增强人们对祖国的认同感,对中华民族的崇敬。”

巫新华认为,古代新疆是地理上沟通或完成亚欧大陆东西方文化与政治、经济交流的唯一桥梁性地域,是唯一通道。今天新疆仍然拥有古代西域在亚欧大陆东西交通的所有独特优势,是中国“丝绸之路经济带”上东联中国内地与东亚各国、西通亚欧乃至非洲最便捷的区域。也就是说,今天的新疆仍然具有自古以来曾经拥有的优势,也必将发挥自己独有的作用。

 


人民日报 2016 12 11

维今之燕,天下大都

谭晓玲

古天文学(2016 年) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

大元三都展览元大都法天象地设计理念展厅效果图(局部)。

 

古天文学(2016 年) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

元大都平面示意图。元大都依据周易象数共辟十一门:东西南三面各设三座城门——东为光熙门、崇仁门、齐化门,西为肃清门、和义门、平则门,南为顺承门、丽正门、文明门;北面设健德门、安贞门,正北不开门。元大都都城规划还体现了《周礼·考工记》前朝后寝”“前朝后市”“左祖右社等理念。同时,南自外郭城正门——丽正门,向北依次的皇城正门——棂星门、宫城正门——崇天门、大明门、大明殿,形成了都城中轴线。

 

在中国古代政治思想中,都城是统治的根本所在。因此,作为古代天子所居之地,都城或京师的选址、规划与建设也都与普通城市有着很大的不同,并在数千年的历史积淀中逐渐形成了一套既满足功能需要又合乎美学的营建理念,恰如韩愈诗云:“岂识天子居,九重郁沈沈。”

今日的北京城,其基本格局最早可以溯源至740年前的元代都城——元大都。它是中国二十四个朝代中最能代表中国封建社会理想的都城,是中华民族一体多元文化发展的历史见证。作为十三世纪最雄伟的城市,其选址与建设承前启后,匠意哲思超迈前代。近期,随着十余家博物馆珍藏的多种元代历史文物在首都博物馆“大元三都”展的集中展示,这一中国建筑史上最发人深思的篇章,再一次进入公众的视野。

在古代中国,很多王朝的都城并不只有一个。例如唐代,除了主要的都城长安,还有东都洛阳。元代也是如此。1260年元世祖忽必烈即帝位后,以位于今内蒙古自治区锡林郭勒盟的元上都为都城,后由于上都位置偏北对中原控制不利,1264年忽必烈决定在燕京修建中都。1267年,忽必烈决定迁都燕京,并于1272年将中都改为大都(突厥语为帝都之意),在元上都与元大都之间,确立了元代两都巡幸制度——每年的二月,忽必烈都会从大都出发赴上都,在上都处理重要政务并狩猎行乐等。其后,忽必烈之孙元武宗在河北张家口仿元大都又建立了元中都。三都巍峨壮丽、冠盖满阶、商贾云集,富庶繁华为一时之最。“丝绸之路”的畅通,更让上都、大都的影响远及域外。时光流转,而今只有元大都还清晰保留了基本的都城布局,仿佛可以窥见当年的繁华盛景。

从史籍记载来看,自战国起,古人建都就特别重视地理位置的选择。据《管子·乘马》记载,“凡立国都,非于大山之下,必于广川之上。高毋近旱而水用足,下毋近水而沟防省。因天材,就地利,故城郭不必中规矩,道路不必中准绳”;《考工记》里也记载说,“匠人建国,水地以县,置槷以县,眡以景,为规,识日出之景与日入之景,昼参诸日中之景,夜考之极星,以正朝夕”。元大都之所以选址燕京,便是因为“幽燕之地,龙盘虎踞,形势雄伟,南控江淮,北连朔漠”,符合“天子必居中以受四方朝觐”的帝王理念,有志之士“欲经营天下,驻跸之所,非燕不可”。燕京的地理位置,也随着中国大统一的发展,在十三世纪日益突显出其重要性,在元代成为全国性的都城,所谓的“山河壮帝居”就是元大都的写照吧!

与元代都城营建相关的人物,是“大元三都”展的内在线索。刘秉忠是元上都与元大都的总设计师。他精通儒、释、道、阴阳数术等学说,对元大都的设计基本遵循了《周礼·考工记》的规定和《周易》中阴阳八卦的原则,并对都城中皇室贵族以及平民的生活区域做了规划。《析津志》记载:元大都民间居住区分为五十坊,“坊名五十,以大衍之数成之”。所谓“大衍之数五十”,朱熹解释说是以“天五乘地十而得之”。五十坊,加上五组宫殿建筑,即大明殿、延春阁、兴圣殿、光明殿和居中在琼华岛上的广寒殿,共同形成元大都内的五十五组建筑。据北京大学教授于希贤研究,这就是“天地之数”,即《易传》所说的“天数五,地数五,五位相得而各有合。天数二十有五,地数三十,凡天地之数五十有五”。

元大都的总体布局是“浚三、五之折沟,建十一之通门”。“建十一之通门”,据元代黄文仲《大都赋》描述是“辟十一门,四达幢幢。盖体元而立像,允合乎五、六天地之中”。元诗中又云:“大都周遭十一门,草苫土筑哪吒城。”传说刘秉忠模仿哪吒三头六臂两条腿,在东西南面各营建了三个城门,北面只有两个城门。而据《周礼·考工记》记载,帝都应该“方九里,旁三门。国中九经九纬,经涂九轨”,即国都应有十二个城门。“学贯天人”的刘秉忠推崇《周易》和《皇极经世书》。正如于希贤在《周易象数与元大都规划布局》中所指出的,按照《易·说卦》,正北为“坎”位,“坎为隐伏”,隐伏之极就是关闭,其方位是“重险,陷也”,“坎入于陷则凶”“潜藏而不露为吉”,而正北有山墙则吉,符合唐代堪舆学著作《雪心赋》中所言“前有帐幔挂榜作朝,后(北)有屏风坐山护托”,所以元大都正北坎位不开门,设门十一。

元大都的设计还遵循了“法天象地”的原则。所谓“法天象地”,简言之就是天上的星象与人间社会构成对应关系——“将天空星辰的祥瑞对应到地上,以仰观天文,俯察地理”,既充满着浪漫主义色彩,又充满了现实主义理想。对此,司马迁在《史记·天官书》中描述的更加细腻:“星座有尊卑,若人之官曹列位,故曰天官……众星列布,体生于地,精成于天,列居错峙,各有所属,在野象物,在朝象官,在人象事。”“法天象地”在元大都设计与规划中的运用,可见于最宏伟的宫殿“大明殿”的营建。《析津志辑佚》记载,“置居都堂于紫微垣”。作为元大都都城的中心,大明殿与紫微垣相对。紫微是天上至尊之星,天之枢纽,受众星朝贡,对帝都皇城而言,则意在万众所归、人心所向。此外,还可见于元大都的海子(蒙古族对湖的称谓)与天上的银河相对应。“大都之中,旧有积水潭,聚西北诸泉水,流行于都城而汇此。汪洋如海,都人因名(海子)焉。世祖肇造都邑,壮丽阙庭,而海水镜净,正在皇城之万寿山阴……有云:取象星辰紫宫之后,阁道横贯,天之银汉也”。把积水潭比象于天河云汉,这也是“法天象地”都城布建原则的体现。在《周礼·考工记》中,都城内是没有湖泊水面的,因“法天”,而将海子纳入元大都城。

“法天象地”的都城规划原则并非元大都首创。早在春秋时,伍子胥主持修建的吴国都城阖闾城,便首个应用了这一理念。在后来的都城营建中,有学者指出,“秦始皇营建咸阳城时,以咸阳宫对应天上紫微星,阿房宫对应营室宿,渭河对应银河,构建出以天地为城廓的宇宙之都……汉代修建的长安城,模仿北斗,称为‘斗城’……唐玄宗曾经将中书省为紫微省,中书令称紫微令,可见‘法天象地’的无穷魅力。以紫微垣、太微垣和天市垣组成的三垣,盘踞在天空中心,众星拥拱,成为历代帝王的象征,在选择国都时,地上的山川形势也要符合三垣”。

元大都,体现了元朝“大哉乾元”的气魄,也表明了蒙古族统治者的国家情怀。诚如中国社会科学院刘庆柱先生所言,这“是一座比唐宋王朝都城更为‘中华民族’化的都城”:宫城、皇城偏于都城南部,市场在皇城北部,宗庙、社稷分列宫城东西两侧,大朝正殿在寝宫之南,充分体现了元大都遵循《周礼·考工记》的“前朝后寝”“前朝后市”“左祖右社”等理念,这一布局形制也是古代都城发展史上最接近《周礼》的。元大都的“中华民族化”还不止于此,其东西南三面各设三座城门,宫墙内的水域作为皇家池苑依旧制命名为“太液池”,以及南自外郭城正门——丽正门,向北依次的皇城正门——棂星门、宫城正门——崇天门、大明门、大明殿形成的都城中轴线等,都保存着渊源久远的华夏都城文化内涵。在这样的都城形制内,皇室贵族的宴饮享乐、祭祀婚嫁,以及平民生活的买卖商市、婚丧嫁娶、游乐祭祀等有条不紊地进行着,实现着“大都十万家”“只隔红门别是春”的都城盛景。

“维今之燕,天下大都”。帝制时代都城的盛衰,总是与王朝的命运休戚相关,元大都也不例外。今天,我们可以凭借历史陈迹,想见元大都的恢弘与繁华,更由铿锵元曲、莹润青花、巍巍白塔,想见斯时斯地斯人之神采风貌,直欲与之痛饮唱和、一抒肝胆。繁华事散,元大都的遗迹已成为人类文化遗产,但在今天城市化的喧嚣中,更需要去解读古人在城市营建、城市生活中的中华智慧,尤其是隐现其间的中华民族一体多元的文化格局与历史记忆——正如古代都城考古研究所揭示的,统一多民族的中国,历朝历代在国家认同和文化认同方面所呈现出的一致性。

(作者为首都博物馆研究员)

 


上海科技报 2016 12 16

李约瑟对李约瑟难题的回答

张洪彬

李约瑟在他的时代做出了卓越的努力,他不仅以丰富的证据刷新了“中国无科学”的成见,对“中国停滞论”提出了强力驳斥,他还力图呈现和解释中国相较于西方的特殊性,所以他的工作正是要驳斥欧洲中心论、西方中心论和单线进化论。李约瑟难题引发的比较研究,大幅强化了我们对中西文明特质的理解。比如说,以有机宇宙论来概括传统中国的宇宙观,就是一个深刻的洞见,对理解中国人特殊的信仰传统也极具启发意义。

李约瑟本人明确反对像任鸿隽、冯友兰等人那样单纯从人心、哲学上来解释为什么中国未能发生科学革命,他说:“科学突破只发生在欧洲与文艺复兴时期欧洲在社会、思想、经济等方面的特殊状况有关,而绝不能用中国人的思想缺陷或哲学传统的缺陷来解释。”文艺复兴时期欧洲在社会、思想和经济等方面的特殊状况,李约瑟的论述大体可以归结为三个方面;相应地,中国在这些方面并不具备相似的因素,反倒存在着抑制性的因素。

第一个因素是地理上的,“欧洲实际上是一个群岛,一直有独立城邦的传统。这些传统以海上贸易和统治小块土地的军事贵族为基础,欧洲又特别缺乏贵金属,对自己不能生产的商品,尤其是丝绸、棉花、香料、茶叶、瓷器等等有持续的欲望”,而中国是一大片连起来的农耕陆地,很早就形成了统一的帝国,丰富的资源能实现自给自足,向外求取的动机并不强烈。

第二个因素是社会结构和政治方面的。他相信,欧洲的科学革命以及一系列的社会变动,最终要落实到封建制度的衰落和资本主义的兴起,“没有宗教改革就无法想象文艺复兴,没有现代科学的兴起就无法想象宗教改革,而没有资本主义、资本主义社会的兴起与封建制度的衰落和消失,这一切都是不可想象的”,所以“若想解释中国社会为何没能发展出现代科学,最好先解释中国社会为何没能发展出商业的和工业的资本主义”。尽管他不同意魏特夫在后期著作《东方专制主义》中把一切权力滥用都归咎于官僚制度,但他认同魏特夫早期著作《中国的经济与社会》中关于亚细亚生产方式、亚细亚官僚制度的论述,“中国历史上公共工程(河流控制、灌溉、运河开凿)的空间范围一再超越了个体封建诸侯或原始封建诸侯的领地界限”,“水利社会总是倾向于中央集权,也就是用官僚制度来统治遍布各地的‘部落’乡村。中央集权虽然有助于对某些科学领域的发展提供国家支持,但是官僚主要由儒家知识精英充当,“重义轻利”的价值观不仅使逐利的商人处于边缘地位,“君子不器”的价值观也使科学家和工匠处于附属地位,“中国文明中绝不可能出现一种以商业为主导的社会秩序”,其结果是“即使是富商人家的孩子,其唯一志向也是做官”,“商人阶层显然不可能获得像欧洲文艺复兴时期的商人在国家中的那种权势和影响力”。

第三个因素主要是宗教和哲学上的,这在该书最后一篇论文中有比较集中的论述。李约瑟指出,“正如尘世的君主颁布了实在法让人们遵守,天界至高的理性造物主也颁布了一系列的法让矿物、晶体、动植物和星辰遵守”,这一源自巴比伦和希伯来的自然法传统,为基督教神学所继承,启发了诸多基督教背景的科学家去寻找“上帝赋予自然的法则”,促成了牛顿范式的机械宇宙观的形成,进而对现代科学的兴起发挥了相当重要的作用。与此相对的,是传统中国几乎完全没有产生过机械宇宙观,而一直秉承有机宇宙观,“万物之所以能够和谐并作,并不是因为有一个外在于它们的最高权威在发布命令,而是因为它们都属于一个等级分明的整体,各个部分形成了一种有机的宇宙样式,它们服从的乃是自身本性的内在命令”。中国人不是不相信自然之中有秩序,而是不相信自然秩序是由一个理性的立法者规定的,从而也就“不认为可以通过观察、实验、假说和数学推理等方法来破解或重新表述”。因此有机宇宙观并不鼓励数量化的观察和解释,也不能促使形成牛顿范式的机械宇宙观。李约瑟举了一个有趣的例子来说明这种区别。 欧洲中世纪法庭曾多次对动物做出审判和刑事起诉,比如判处产卵的公鸡犯了“令人发指的违反自然之罪”而处以死刑;而在中国,公鸡产卵这样的异象只会让人们视为上天的“谴告”,地位被危及的将是皇帝或地方官,而不是产卵的公鸡。他说,伴随着宇宙演化论、生物演化论和社会演化论,二十世纪的科学已经重新回到了有机论世界观,“但谁能说那个牛顿阶段不重要呢?”事实上,李约瑟觉得那是必不可少的,他说道家“在未奠定牛顿式世界图景的基础之前就在摸索一种爱因斯坦式的世界图景”,而“科学沿着这条道路是不可能发展的”。

李约瑟的解释,定然不会是最终的解释。李约瑟难题之所以比李约瑟的回答更有名、更持久,其中一个重要的原因正是因为这个问题并未获得盖棺定论式的最终解释,其中值得商榷的地方仍复不少,还有很大的努力空间。举例来说,艾尔曼2005年出版的On Their own termsScience in China(中文版《科学在中国(1550-1900)》,原祖杰等译,中国人民大学出版社2016年版)虽自称不愿“纠缠于为什么中国人没有完成欧洲人的创举”,而力图呈现“中国人在其言辞和实践中,以他们自己的方式所表现的对自然研究的兴趣”,但仍处处在回应李约瑟。此外,李约瑟的解释,正如有些学者指出的,隐含着欧洲中心论倾向,大体上,他先是探求欧洲科学革命发生的原因,再在中国历史语境中寻找相似的因素。这样的评论有其道理,然而我们同时也要看到,李约瑟在他的时代做出了卓越的努力,他不仅以丰富的证据刷新了“中国无科学”的成见,对“中国停滞论”提出了强力的驳斥,他还力图呈现和解释中国相较于西方的特殊性。所以,他的工作正是要驳斥欧洲中心论、西方中心论和单线进化论。还有人指出,从世界范围来看,世界上其他地方没有发生科学革命是正常现象,欧洲发生科学革命倒是一个例外,所以需要解释的是欧洲为什么发生科学革命和近代的跨越式发展。“为什么没有发生无需解释”,恐怕这并不是很好的批评,这等于是要取消比较。任何研究总是需要比较,因为没有比较就不会有参照物,就建立不起坐标系,更不会有庐山之外的观照点。世界上并不存在完全相同的两个事物,所以任何意义上的比较,总是在不完全相同的事物之间展开的,只要其差异程度仍然在某一范围之内,有差别的事物之间仍是可以进行比较的。举例来说,“欧洲为什么发生科学革命”就是把欧洲与其他文明做比较之后才提得出来的问题,甚至有与无也是比较之后才能得出的结论。实际上,李约瑟难题引发的比较研究,大幅强化了我们对中西文明特质的理解。比如说,以有机宇宙论来概括传统中国的宇宙观,就是一个深刻的洞见,对理解中国人特殊的信仰传统也极具启发意义。

(本文摘自《东方早报》,因版面有限,摘录时有删节。)

 


参考消息 2016 12 23

中国确定 88 项古代重大发明

古天文学(2016 年) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

 

 


中国科学报 2016 12 23

用博物的眼光回望中国传统文化(节选)

古天文学(2016 年) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

 

 

古天文学(2016 年) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

中国博物学源于中国的传统文化,较于西方博物学,中国的博物文化有自己的知识体系和价值取向。中国传统博物学其实是一种“杂”学,包括的范围非常广泛。传统的自然知识——天文、地理、农学、医学,其主体都属于博物学。

“天文”一词出现在中国已经有超过两千年的时间。《易经》里说:观乎天文,以察时变;观乎人文,以化成天下。但是,古人所讲的天文,并不是现代天文学的早期形态。上海交通大学科学史系教授江晓原最先用“天学”来指中国古代那些与天有关的活动。古代天学有着相当浓厚的博物学色彩,而不是天文学。

古人所指“天”究竟什么?

江晓原说,它并不是现代意义上天空的概念,而是指代除人以外整个自然界的概念。所以,古代天学观测、记录的各种天象,不仅仅包括日月星辰,还有风云雷电、雨雪霜露,甚至山崩、地震、“河水逆流”等等。

当然,古人这么做是有目的的,为了解读天象中包含的寓意,以供治理国家者参考。因此,他指出,中国古代天学的本质是星占学。那些精密的天文学观测和计算,只是为星占服务的工具而已。

“不过,尽管古代中国人并不像古希腊人,是为了致力于建立几何模型去解释七政(日、月、五大行星)“为何”如此运行,但他们用抽象的周期叠加,同样能在足够高的精度上计算并预报任意时刻的七政位置。这种通过持续观察天象变化,编制星表、绘制星图,以及统计、收集各种天象周期,都是富有博物学色彩的活动。”他说,这些“天文博物学”活动积累了天文学知识,也促进了天文学的发展。

古人观察日、月、五大行星的位置及其变化,掌握它们的规律性,测定回归年的长度,从而确定四季,编制历法。除了这些一般意义上的天象观测活动,具有中国特色的是对那些异常天象的记录。

“在星占学家看来,太阳每天东升西落,这没有什么星占学意义,但如果遇到日食、月食,或者天空中出现了一颗彗星,这就非同小可了。”江晓原提到,中国古代占星学有“常则不占,变则占”的原则,因此,一些规律无法掌握或者不常出现的天象在中国古代历史上就有了大量的观测记录,它比早期西方天文学的资料更为丰富。

比如,我国对哈雷彗星的观测记录是目前世界上最为久远和详尽的。《史记·秦始皇本纪》记载的,秦始皇七年也就是公元前240年,中国人就有关于彗星的记录。从那时起到1986年,哈雷彗星共回归了30次,我国史籍和地方志中都有记录。

此外,我国还有不少对太阳黑子的记录。如公元前约140年成书的《淮南子》中说:“日中有踆乌。”公元前165年的一次记载中说:“日中有王字。”战国时期的一次记录描述为“日中有立人之像。”从公元前28年到明代末年的1600多年当中,我国共有100多次详实可靠的太阳黑子记录,这些记录不仅有确切日期,而且对黑子的形状、大小、位置乃至分裂、变化等,也都有详细的描述。

对天文学研究的许多方面而言,年代久远的观测记录是非常可贵的。因为天文学研究的对象的变化在时间尺度上是巨大的,现代天文学的出现和形成不过数百年,所以,必须求助于古代的观测记录。

江晓原举了一个例子,古代新星和超新星爆发记录对当代天体物理学研究的影响。

20世纪上半叶,金牛座蟹状星云被证是公元1054年超新星爆发的遗迹,后来又被发现那是一个很强的射电源。此后,天文学家又在其他超新星遗迹中发现了射电源。这些发现让他们开始设想,超新星爆发可能会形成射电源。然而,超新星爆发是极为罕见的天象,要验证假设,只能依靠历史记载。

1955年,中国天文学家、后来的中科院院士席泽宗考定了从殷代到公元1700年间的90次新星和超新星爆发的历史记录,发了《古新星新表》。10年后,又发表《中朝日三国古代的新星记录及其在射电天文学中的意义》。当时,这两篇学术研究成果在国际上引起了巨大的轰动。这些历史记录为射电天文学的一些重要发现提供了独一无二的历史佐证。

可即便如此,在江晓原看来,古代天学对现代科学的意义,已经变得非常有限了。上述例子确实可以算辉煌,但基本上属于可遇不可求之事,并不是普遍现象。

在天体物理学兴起之前,全世界所有的天文学都可以称之为方位天文学,也就是现在天体测量学的一个分支,它主要研究和测定各类天体的位置、自行和视差。到了万有引力出现之后,欧洲的天体力学成了天文学的主流,它主要应用力学规律来研究天体的运动。但当天体物理学成为现代天文学的主流研究方向后,天文学家就纷纷用物理学的技术、方法和理论来进一步探究天体的形态、结构、物理条件、化学组成、演化规律了。

因此,江晓原的观点是,对中国古代天学的价值,既不能过分贬低,认为只是迷信,也不必过分夸大它对现代天文学的意义。(本组稿件除署名外由本报记者胡珉琦撰写)

 


中国科学报 2016 12 23

学术界众说纷纭的“中国古代有没有科学”这一问题,也会因博物学,带来沟通东西方文化、为中国传统文化的复兴提供话语框架、与西方文明有一个平等对话的位置等有利局面。

中国古代有“科学”

本报记者 温新红

在清华大学教授吴国盛看来,把博物学视作合法的科学传统,会带来非常多的“利好”:有助于容纳非西方文明,可以扩展科学的含义,打造广义的“科学”指称,以及重建科学谱系。

而对于学术界众说纷纭的“中国古代有没有科学”这一问题,也会因博物学,带来沟通东西方文化、为中国传统文化的复兴提供话语框架、与西方文明有一个平等对话的位置等有利局面。

中国古代有发达的博物学传统,并且具有自己鲜明的特色。吴国盛认为,中国古代的科学就是“博物学”。换句话说,在“博物科学”的意义上,中国古代有科学。

《中国科学报》:中国古代博物学有什么特点?

吴国盛:“博物学”显然是一个外来的概念框架,因为中国缺乏独立的“自然”(Nature)概念。由于没有独立的自然界概念,就不存在一个独立的自然知识门类。与西方“自然知识”相关、相类似的知识,分散在中国传统学术体系的各个门类中。传统的经、史、子、集四部文献中,均有博物学(自然志)的内容。

《中国科学报》:英国科学史家李约瑟7卷本《中国科学技术史》,以现代科学的分科原则对中国古代类似“自然”知识进行分类整理,你并不认同?

吴国盛:李约瑟范式是典型的辉格史,即按照今天占主导地位的数理实验科学的标准去重新整理中国古代的自然知识成就,其结果比起西方语境下的辉格科学史劣势更加明显。原因在于,中国古代基本上没有数理实验科学传统,强以数理实验科学的框架去爬梳中国的古代历史,编成的中国科学史必然是:第一,以技术充科学;第二,汇集各种各样脱离原始语境的理论、观点和言论,获得一堆为我所用的历史碎片。

而用博物学来重建中国古代科学传统就比用数理实验科学来重建,具有先天的优势,因为中国古代哲学传统较弱,但有强大的史志传统。中国学人善于记事,对事物分门别类,发掘事物之间的联系,不善对本质、道理进行抽象演绎,因此在研究自然界的事物时,采取的主要是“志/史”方法而不是“思辨推理”的方法。

《中国科学报》:能否举几个例子具体谈谈?

吴国盛:李约瑟按照西方现代数学的分类模式,对中国数学分几何学、代数进行“打捞”,他采用的方案是收集有相似性的历史碎片,比如把《墨经》中的定义(作为演绎体系的思想萌芽)、勾股计算术(作为毕达哥拉斯定理)、平面面积和立体体积的计算、π的计算等作为中国传统几何学的内容,但这些东西之间的内在联系则完全无法顾及。

汉代成书的《九章算术》共载246个算题,这些算题分成九章:“方田”“粟米”“衰分”“少广”“商功”“均输”“盈不足”“方程”“勾股”。很显然,中国算术经典多数不是按照算术的内在理路进行分类展开,而是按照实际应用类别进行分类。这表明了中国传统算术的高度外部化、社会化特征——它不是一个独立的知识类别。

又比如,李约瑟关于天文学部分的叙述,只谈与西方天文学相似的仪器、观测数据等硬事实;中国的地理学史最后缩小成对网格法制图传统的追溯;《物理学》分册则是按照西方现代物理学的分科方式,分静力学、动力学、热学、光学、声学、磁学、电学等次级学科在中国古籍中打捞相应的内容,这样打捞出来的不可能不是历史碎片。

《中国科学报》:所以,你认为科学史家应该突破这个范式,尝试以“中国古代的科学本质上是博物学”这一新纲领来重写中国古代科学史,开辟中国传统科学史研究的新范式?

吴国盛:中国是一个史学大国,中国学术有强烈的史—志风格,就此而言,对中国传统的自然知识进行整理,使用博物学框架比使用数理实验科学的框架更为贴切、更为自然。

必须强调的是,这种叙事不只是单纯重视中国古代的植物志、动物志的内容,而是要以博物学的眼光看待全部的中国传统自然知识。在这种眼光下,不仅植物志、动物志、矿物志是博物学,天学、地学、农学、医学都是博物学(自然志)。

最重要的是,以博物学的眼光来检视中国传统自然知识,不会打捞出一堆历史的碎片。

《中国科学报》:是什么触动你形成了这样的观念?

吴国盛:上世纪90年代我做西方自然哲学史时就发现,西方不只有数理科学一种传统,被现代人所忽视的博物学也是很重要的一支。复兴博物学属于我“追思自然”的研究纲领的一部分,但我那时没有关注中国科技史。

到了新世纪,我开始思考中国科学史的编史学问题,觉得博物学纲领用于重建中国古代科学史很合适。不过,我对中国古代科学史的了解很粗浅,博物学纲领是否合用还有待编史实践的检验。

《中国科学报》:有学者认为,中国古代天、地、农、医,都没走到体系的路上来,一直停留在观察上,没有到分科的科学层次上,你怎么看待这一问题?

吴国盛:与西方相比,中国学术始终没有严格的分科,传统读书人应该是天地人兼通,这是一个特征;第二个,没有发展出专门推理讲理的技巧,而是理在事中、理事不分,擅长夹叙夹议。

因此,天、地、农、医四大学科的结构都不是像西方学术那样有自身的逻辑体系,而更多的是博物学特征。如果按照数理的眼光看,这当然是不足,但按照博物学的眼光看,反而是优点。

《中国科学报》:对于中国古代博物学,现在应当如何去打捞?当下需要做哪些工作?

吴国盛:先要做一个案例。做植物学是一个办法,因为中国的植物学从来就只有博物学传统,没有实验生理学传统,但这个没有普遍意义。

最好的办法是从重述数学史开始。在西方意义上,数学从来不可能被当成博物学,如果我们能够成功地把中国古算按照博物学叙事,那会是很有示范作用的。

当然,除了数学,还有天文学。现在流行的看法认为中国古代天文学是中国古代数理科学的典范,如果能够按照博物学来重新编史,那也会很有颠覆性。

 


文汇报 2016 12 25

观天治水功垂千秋——纪念元代科学家郭守敬逝世700周年

卞毓麟

古天文学(2016 年) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

陈列于紫金山天文台的简仪

 

古天文学(2016 年) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

郭守敬纪念邮票

 

古天文学(2016 年) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

LAMOST被命名为郭守敬望远镜

 

郭守敬 (12311316),我国元代大科学家,在天文、历法、水利和数学等领域都取得卓越成就并产生重要影响。他所取得的科技成果都充满着创新理念,是我们中华民族的骄傲。

创新成批天文仪器

郭守敬创制的天文仪器,有简仪、高表、候极仪、浑天象、玲珑仪、仰仪、立运仪、证理仪、景符、窥几、日月食仪、星晷定时仪等20来种。

古代天文学家从前用来测量天体位置的首要仪器是“浑仪”(亦称浑天仪),其基本形状是个浑圆的大球,圆球里是一层套一层的圆环,有些环可以转动。在层层圆环中间有一根细长的窥管,将窥管瞄准所观测的目标星,即可借助诸圆环上的刻度定出此星在天球上的位置。

但浑仪有两处不足:一是球内有七八个大小不一的环,环环相套,严重遮挡了窥管所能观测的天空范围。二是好些环上各有各的刻度,观测人员观看和读出刻度相当不便。

郭守敬认为,有些情况下天体的位置可以根据其他观测数据用数学计算来推求,而不必直接进行测量,因此有些圆环可以省去。最后,他仅保留了浑仪中必不可少的两组圆环,并将其中的一组分离出来,另成一个独立的仪器。他还将浑仪中原本罩在外围作为固定支架的环全部取消,改用一对弯拱形的柱子和另外4条柱子,以托住保留在仪器上的主要圆环。如此成型的新仪器,就是著名的“简仪”(见右上图)。直到18世纪,欧洲才开始流行基本结构同简仪相仿的天文望远镜,即现代天文学中所说的赤道仪。

郭守敬改进的另一种重要仪器是圭表。表是一根垂直立于地面的杆子,圭是始于表的底端沿水平方向朝正北伸展的一根长尺。当太阳到达子午线时,量取投在圭面上的表影长即可得知太阳的高度,进而又可推算节气。古代表高8尺,表影较短,测量误差比较大。郭守敬决定将表高增大5倍,加高到40尺,称为“高表”。这样,表影也长了5倍,推算出来的节气时刻就比以前准确得多。

四海测验和年长

成批的天文仪器竣工后,郭守敬又向元世祖忽必烈进言:今帝国的疆域比唐朝更加辽阔,故应设置更多的天文观测站,这对制订新历法至关重要。

获得忽必烈的赞同后,郭守敬和共事者王恂选拔了14名熟悉天文观测技术的人员,携带正方案等4种新仪器分赴各地进行测量。郭守敬在全国共选定了26个观测点,他本人亲率一支人马,由上都、大都,历河南府,抵南海测验日影。这次当时世上规模空前的大范围地理纬度测量,就是著名的“四海测验”。它扩充了当时的天文学知识,并为制订新历法提供了重要的数据和参考资料。

制订优良的历法必须精确测定回归年的时间长度:接连两个冬至(或两个夏至)的时间间隔就是一个回归年。但这事做起来很难,必须反复测量多年,并充分利用前人的观测数据,才能求出更精确的回归年长。郭守敬利用从公元462年到公元1278年,总共816年的历史资料,求出回归年的平均长度为365.2425天,并将它用到新历法中。这和回归年的精确长度365.2422天只相差0.0003! 在欧洲,直到公元1582年罗马教皇格里高利十三世颁行“格里历”(即现行公历),才采用与郭守敬的数值相同的回归年长,其时间则比郭守敬等人的“授时历”晚了302年。

测定群星的位置

中国古代有自己独特的星空体系。早在周朝以前,我们的祖先就把群星划分成许多“星官”,后来又进一步形成了“三垣二十八宿”的体系。

中国古代天文学家测量诸宿间的距离时,常在每宿中各指定一颗星作为标志,称为“距星”。某宿的距星与下一宿距星的赤经差称为“距度”,可用以表征这两颗距星间的相对位置。早期测定距度只能准确到古代使用的“度”,宋徽宗崇宁年间 (1102-1106)在“度”以下附加了“少”、“半”和“太”等字样,分别表示测量结果中度的分数部分比较接近于四分之一、二分之一和四分之三。

郭守敬将表示测量数据的最小单位定为二十分之一度,且将测量距度的平均误差降低到了4.5′,精度较宋时提高了一倍,是中国古代天体测量史上的一次飞跃。

《授时历》的诞生

在郭守敬创制新仪器的时候,编制新历法的工作也在有条不紊地交替进行着。王恂、郭守敬等研究了汉朝以来先后颁行的数十种历法,并利用可靠的实测资料,在1280年编成了新历法。忽必烈很满意,遂按古语“敬授民时”将新历命名为《授时历》,由太史院的印历局印刷,从1281(至元十八年)正月初一起在全国施行。

《授时历》 是我国古代最优秀、使用时间最长的的历法,当时在世界上也遥遥领先,尤其对朝鲜和日本有着很长久的影响。《授时历》有许多创新之处:它不但采用了较先进的数据,如将回归年的长度定为365.2425天,还废除了过去许多不尽合理的计算方法,并创用了一些新算法。

先前,郭守敬是45岁前后受命由兴水利而转司天文的。上述诸事告一段落后,花甲之年的郭守敬于1291年受命重领水利工程,致力于治理大都城水道和改善漕运状况。他主持修浚的运粮河被命名为通惠河,它的通航不仅使漕运入京如愿以偿,而且促进了南货北运,繁荣了大都城的经济。1294年,63岁的郭守敬升任“昭文馆大学士”。这是元代授予汉官带荣誉性虚衔,级别很高。他的实职则由太史令改任“知太史院事”,为太史院的最高长官。

中华民族的骄傲

纵览世界科学技术史,谁也不能否认,郭守敬是那个时代世上鲜见的顶级科学家。他造诣既深且广,是天文学家、水利专家、数学家、地理学家、测绘学家、机械工程专家,他的科学水平、创新能力、务实精神和工作态度都永远值得人们崇敬。

郭守敬创制的大批天文仪器远远超越了前朝,创造了新的世界水平。他创制的简仪是世界上第一台采用赤道式装置的天文仪器,他研制的水力机械时钟传动装置先进,走在了14世纪诞生的欧洲机械时钟的前头。

郭守敬建造的登封观星台是重要的世界天文古迹。他主持的四海测验是中世纪规模空前的一次大范围地理纬度测量。他编制的两部星表所含实测星数不仅突破了历史记录,而且在以后300年间也无人超越——包括第谷在内。郭守敬测定的黄赤交角数值非常精确,直到500年后法国大科学家拉普拉斯还引用郭公的测量数据,来佐证黄赤交角随时间而变化。郭守敬和王恂等人制定的《授时历》在世界上领先了300年,编历时创立的新算法和数学公式都是中国数学史上的重要成果。

郭守敬主持的水利工程,规划巧妙,功效卓著。今天从密云水库直通北京市区的京密引水渠,自昌平经昆明湖到紫竹院这一段,大体上还是沿着郭守敬当初规划的路线。他在大地测量方面首创了相当于“海拔”的概念,还根据实测结果编制了黄河流域一定范围内的地形图。

700年来,世人对郭守敬的褒评可谓众口一辞。在现代,人们又用许多新的方式表达了对他的敬意——

1962121日,我国邮电部发行编号“纪92”的一组8(中国古代科学家,第二组)纪念邮票,其中两枚面值20分的,一枚是郭守敬半身画像,另一枚画面是简仪。

国际天文学联合会于1970年将月球背面的一座环形山命名为“郭守敬山”;1978年又将中国科学院紫金山天文台发现的一颗小行星命名为“郭守敬”(编号第2012)

2010年,我国自行设计研制、颇获国际同行赞誉的“大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜”(LAMOST)被冠名为“郭守敬望远镜”。

 

 

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