中国古代天文学关于北极星变迁的历史记录
本帖系轉帖，原帖作者：今日头条中国古代天文学关于北极星变迁的历史记录
中华民族是一个以农耕为主的民族，从古以来就非常重视天文观察，甚至是在文字出现之前，就特别注意天文观测，为世界留下了丰富的天文学观测记录。由于汉字的高度稳定性，我们今天仍然可以在古代文献中找到远古时代的天文学记录资料。对于采用黄道坐标系的西方天文学记录而言，采用赤道坐标系的中国古代天文学记录资料，也许是人类探索宇宙和地球奥秘的宝贵财富。为了能够综合东西方天文学成就，科学地说明岁差与北极星变迁之间的联系，作者将从古代中国天文学和现代天文学观测成果的角度去重新考察岁差现象。中国古代天文学一直沿用赤道坐标系，因此对北天区的观测记录应该可靠的。比较而言，中国古代天文学对北极星的变迁情况的观测记录，远比西方使用黄道坐标系更准确和完整。所以科学的态度应该是用中国古代关于北极星变迁的历史记录，作为检验牛顿假说的依据，而不是相反。天文学常识告诉我们，地球自转轴垂直于地球的赤道平面，因此地球自转轴在空间中的任何方向移动必然会引起地球赤道平面的空间变化。反之亦然，地球赤道平面的空间位置变化也必然引起地球自转轴空间指向变化，即赤北极空间指向变化。而中国古代天文学关于北极星变迁的历史记录，则是赤北极空间指向变化的确凿，可靠的依据。从这些依据出发，我们就能够确认对应的地球赤道平面变化趋势，从而找到引起岁差现象的真实原因。按照这样的思路，作者下面将着重研究分析中国古代天文学关于北极星变迁的历史资料，并结合相关的地理学，气象学和物候学等记录，全面考察由于地球自转轴运动引起的岁差现象，以及相应的地球黄赤交角变化情况。
英国科学家李约瑟在其所著《中国科学技术史》中，曾经讨论过中国古代天文学资料中关于北极星变迁的问题。并作出了下面的赤北极变化轨迹星图（图5.1.7）
这个星图中除现代北极星（勾陈一）和古代北极星（右枢）两颗公认的北极星外，没有其他可以确认的星的名称。因此表示的赤北极变迁轨迹显然是不准确的。为了使得这个星图符合牛顿假说，李约瑟先生有意无意地对中国古代文献记录做了武断含糊地叙述：“天极在在中国天文学中所具有的重要意义，前面已经搞清楚了。但是，岁差对天极位置起着重要的作用，使它以黄极为中心作大的圆周运动。现在的天极自然是和现代天文学的极星—小熊座α（即勾陈一，亦称天皇大帝）极其接近，但大约在11000年之后，它将移到“轨道”的另一端，即北赤纬45度左右—天琴座织女一附近。因此，可以说，在公元前3000年的时候，它应该是处在北赤纬64度和赤经14时的位置。这里我们发现一个有趣的事实，即沿着天极自那时经过的路线，所有带着中国名称的星都在不同的时期充当过极星，只是后来不再是极星了。德莎素。马伯乐和兰可桢曾特别注意这个问题。看来这些事实和马伯乐最后低估中国天文学古老程度是无法调和的。因为在中国的天空中，假如没有极星先后相承的事实，我们便很难指望沿天极的轨道能找到一串被放弃的极星，而且在拱极区的任何地方也找不到。③
从上面的论述中可以发现，李约瑟先生仅仅是复述了牛顿的假说，并没有对中国古代天文学文献做认真的研究。李约瑟先生曲解中国古代天文学关于北极星变迁的记录，来为牛顿的北极星变化轨迹寻找依据。在他所作的示意图中，缺乏严谨的科学论证过程。
我们应该肯定李约瑟先生对中国古代天文学成就的赞扬，他是向西方世界介绍中国古代科学技术成果的友好人士。但同时也需要指出，由于他并非天文学家，对中国天文学历史了解程度不够，因此发表的观点也难免存在偏颇之处。
陈久金教授是中国现代天文学界第一个从中国天文学历史资料角度考察北天极移动轨迹的人。正是他的《天文学简史》将作者带进了研究岁差现象真实原因的大门。陈久金教授在他的《天文学简史》中则是这样描述北极星的变化轨迹的：“中国天文学的发展历史，最能清楚地表明天文学由萌芽到形成的过程。从公元前3000年以来，就有右枢，天乙，太乙，天帝，纽星等一系列曾经使用过而随时间的退移逐渐被放弃了的极星，由此可见中国天文学的古老程度。”④陈教授根据上面的论述绘制了下图
这里必须指出，右枢（天龙座α星）是国际天文学界公认的古埃及时代的北极星。勾陈一（小熊座α星）是现代北极星。陈教授试图调和中国古代文献记录和牛顿假说的矛盾，但结果显然不尽人意。
从（图5.1.8）中可以发现以下几个要点：
1.陈教授绘制的北天极移动轨迹并非是以黄北极为中心一个闭合圆，而是一条螺线。
2.他认定迄今为止，曾经充当过北极星的恒星依次是右枢，O星，天枢和勾陈一。位于北天极移动轨迹小视角范围的有左枢和天乙。
3. 没有出现在陈教授北极星变迁示意图中的有两颗恒星：太乙，纽星。出现在示意图中的帝（星）和“北极”与牛顿假定的赤北极移动轨迹的视角偏差过大。因此没有被列入。
4.“O”星没有标注汉字名称（可能是陈教授当时不能确定这颗星的名称）。 因此仅凭陈教授的示意图，我们还不能确定北天极移动的真实轨迹。
通过前面文字讨论和示意星图，我们可以确定赤北极确实在移动，但并没有能够找到“地球自转轴以23.46度固定角度围绕黄北极旋转“的任何证据。在根据牛顿假说绘制的从右枢到勾陈一的圆弧上及其附近，不能找到中国古代的北极星。但在连接右枢和勾陈一的直线附近，却能够找到可能曾经充当过北极星的恒星。其中最靠近这条直线中间位置的，就是“北极”。此外在靠近直线的小视角范围内，还存在另外几颗恒星。如果通过考证证明它们确实是中国古代天文学资料中记载的北极星，那么赤北极真实移动轨迹也就可以确认了。
中国古代天文学观测资料证明:哥白尼在《天体运行论》中提出的地球自转轴围绕赤北极平衡位置运动的观点，是有事实依据的。只是哥白尼囿于黄道坐标系观测角度的限制，没有能够发现地球自转轴移动的真实方式。牛顿对地球自转轴移动方式的解释，即那个著名的“陀螺”假说，仅是从力学理论角度出发提出的，是不符合中国古代天文学观测事实的。因为问题的焦点是：“地球自转轴以什么方式移动？“而不是“地球自转轴为什么这样移动？”。在没有天文学实际观测资料支持条件下，牛顿用万有引力来证明“陀螺”运动的真实性，是违反基本的逻辑推理规则的。这就如同在没能够证实犯罪事实的情况下，企图用犯罪动机去说明犯罪事实，属于“有罪推定”，是不能成立的。
在古代汉语中“枢”和“极”及“纽”一般是表示“中心”的意思。因此中国历史上“北极星”的候选名单：右枢，北极和天枢或者纽星。作者下面将直接依据中国古代天文学资料来讨论北极星变迁的真实轨迹。《汉书.天文志第六》：“中宫天极星，其一明者，泰一之常居也。旁三星三公，或曰子属。后句四星，末大星正妃，余三星后宫之属也。.....”这里提到的“中宫天极星”就是（图）中的“北极”。这个史料证明，“北极”应该是先秦时代至汉朝的北极星。⑤
作者将右枢（天龙座α星）与现代北极星勾陈一（小熊座α星）作一直线连接(图5.1.9)，可以发现“北极”和“天枢”均紧挨着这条直线（赤经14H直线）。下面作者将对“北极”和“纽”充当北极星的历史年代作一探索，并且和现代天文学测定的赤北极纬度方向平均移动速度15角秒/年比较，看其符合程度究竟如何。《汉书.天文志》是东汉班固所著（另据资料，此书最后由班固之妹班超等人完成）。该书记录的应该是从先秦时期到东汉时期（公元前771年----公元220年）的天文现象。按照赤北极15角秒/年的平均移动速度，在这个历史时期内赤北极移动了 15*（771+220）/3600=4.1292度。其中间值为2.065度。这个数值处于中国古代北极星视角偏差允许范围（3度）内。换句话说，认定“北极”是这段历史时期的北极星是成立的。“纽“星曾经是古代北极星的历史资料:"其议侯极也，曰：“自汉至齐、梁，皆谓纽星即不动处。惟祖恒之测知纽星去极一度有余。自唐至宋，又测纽星去极三度有余。《元志》从三度，盖未有说..." ----引自《明史》）
从上面引文中可知，“纽”星应该是公元220-----公元1368年之间的北极星。上面引文中提到的“纽”星，在（图78）中却叫天枢。作者判断它们应该是同一颗星在不同时期的名称。《明史》中这个资料很重要。它不仅证明了“纽”（天枢）是南北朝时期的北极星，并且还提到赤北极位置的变化速度：根据“自唐至宋，又测纽星去极三度有余”，可以得到下面的计算式 3*60*60*0.9856/（1279-607）=10644.5/672=15.84角秒/年。⑥这个数值也非常接近现代天文学测定的赤北极向现代北极星（勾陈一）靠近速度。综上所述，中国古代天文学资料关于北极星变迁的记录，完全否定了牛顿提出的地球自转轴“陀螺”运动的假说，证明了赤北极（地球自转轴北端延长线）真实移动轨迹基本是沿着赤经14H方向运动。
作者提出的地轴沿赤经14H方向移动轨迹，是根据中国古代天文学观察记录，通过综合分析和归纳得出的，属于直接证明。哥白尼在黄道坐标系中，依据两分点的移动情况推论出地轴的扭曲曲线轨迹，虽然属于间接证明，但起码是有观测事实作为基础的。而牛顿提出的地轴的“陀螺”移动轨迹，则是他根据万有引力理论得出的，属于纯理论的推导，缺乏天文学观测事实的依据。如果现代天文观测资料能够表明勾陈一的赤纬变化增加值基本稳定在15角秒/年，赤经变化值在14H经线左右摆动，如（图5.1.10）
那就不但印证了哥白尼关于地轴移动的扭曲曲线轨迹，更可以有力证明作者首先提出的“地轴沿赤经14H方向移动”假说。
正如作者在“前言”中强调，本书属于科学普及和科学探索性质。为了保持全书论述风格统的一，作者将在今后专门的科研论文中，对自己提出的“地轴沿赤经14H方向旋转移动”科学假说的客观真实性，按照学术论文标准进行严谨的论证。
本节注释
③中国科学技术史》第四卷《天学》第一分册 科学出版社1975年版P200---P202.李约瑟著
④《天文学简史》P6——P7。科学出版社1985年版P6—P7 陈久金著
⑤ 中宫天极星(1)，其一明者，泰(太)一之常居也(2)，旁三星三公(3)，或曰子属(4)。后句(勾)四星(5)，未大星正妃(6)，余三星后宫之嘱也。环之匡卫十二星(7)，藩臣，皆曰紫宫(8)。
(1)中宫：“宫”乃“官”之误。后文的“东宫”、“南宫”、“西宫”、“北宫”之“宫”亦为“官”之误。(王念孙说)古人把北极星所在的天区视为天之正中，故将北极星当作中官。天极星：即北极星，也叫北辰、天枢。《晋书?天文志》云：“北极五星，勾陈六星，皆在紫宫中。”今言北极星，即“小熊星。星”，中名“勾陈一”，距北天极最近的亮星。(2)太一：天帝的别号。太一常居中宫，是人间帝玉居宫廷的套用。(3)旁三星：指北极星旁的三颗星。三星三公：谓三星象征着人间的三公(周代之太师、太傅、太保，汉代称丞相、太尉、御史大夫为二公)。这三星是太子、庶子、后。绝不是紫微垣或太微垣的三公(陈遵妫说)。(4)子属：谓太子、庶子之属。(5)后勾四星：指勾陈四明星，今属小熊座。(6)末大星：指四星中之末大者。正妃：正妻。(7)环：周围。匡卫：辅助，守卫。十二星指西藩的右枢、少尉、上辅、少辅、少卫、上丞，东藩的左枢、上宰、少宰、上粥、少弼、少卫。西藩的上卫，东藩的上卫、少丞，因是五、六等小星，故不计在内。(8)紫宫：即“紫微垣”、“紫微宫”之简称。星官名，也是天区名。我国古代三垣中之中垣。位于北斗七星东北。按唐代王希明《步天歌》，主要由15颗星组成，分东西两区，以北极星为中枢，成屏藩之形状，犹如两弓合抱成垣。紫微宫为皇宫之意。
以上引文及其注解均摘自《汉书.天文志第六》
⑥ 607年和1279年分别是唐宋的起始和终结年代。0.9856是中国古代“度”和现代度的换算系数。
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这种知识只有专业人士可以辨别了 谢谢分享，学习了 地球是分层构造！每层的角速度不同！地球是3轴自转天体，每层其轴指向也不同。地壳与内部产生相对运动必然导致其指向移动，引起极星变更。
发现用手机进来这个版块只能看到置顶帖，还有其他几个版块也是这样的。论坛的速度也不是很好 牛顿地轴进动解岁差与数学原理相悖！与观测事实不符！！
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