岁差是地球自转轴缓慢进动所引起的天象,表现为冬至点等节候标志相对于恒星背景逐年西移,移之甚缓,非积年比对不能觉。东晋虞喜首以中星观测断定岁差之存在,南朝何承天、祖冲之相继将之纳入历法推算。本条只述星象逐年微移这一现象本身,及其被古人察觉、被历家处置的过程,不涉及具体历法的全部推步。
古人观天,以恒星为坐标来定节候。汉代以来,历家多以为冬至点固定在某一恒星,岁岁不移,故依恒星定的历元可用久远,不必年年改作。至东晋,虞喜将当时所测中星与古传位置相较,发现冬至夜半南中天之星较古时已明显偏西,断为节候标志相对于恒星在缓缓西退,遂立岁差之说,以为约百年差一度。此说以长期累积的恒星记录为凭,不靠一时一地之测,故能脱出旧说之围。虞喜著《安天论》申其意,虽未即用于官历,却为后世开一关键之识:天之坐标并非恒静,岁岁有微移,后世历家不能再以不动视之。
岁差既立,历家面临一个实在的难题:若节候相对于恒星在移,则依恒星定的历元便会逐年偏差,久则失天,所推节气与实测不符。南朝何承天作《元嘉历》,始将岁差之量计入推步,使历与天象更相契合;祖冲之更制《大明历》,明定岁差之值,以为历法推算之基,其率较虞喜所估更密。自此,处理岁差成了编历的一环,历家须在恒星坐标与节候坐标之间作通融,旧法依恒星者须加岁差之改。唐人修《大衍历》,亦沿此路,于历志中详记其法。岁差之入历,标志着古人对长周期天象的把握又进一层,历法由此更近于天。
察觉岁差,靠的是一岁一岁累积的中星记录。司天者于冬至、夏至夜半,立于观台之上,测何星正在南中天,将星名与方位记于星图,岁岁比对。若旧图所标之星如今已偏,便以朱笔于图上改正一度,另行标注新位。如此积数十年、上百年,偏差乃显,前后相较,方知天枢在移。古人于此用的是最朴素的办法:同一种观测,重复去做,久乃见其变。所谓星象渐移,非一日可觉,正赖这类看似呆笨、实则可靠的长期记录,方能在毫厘之间认出岁岁之差。若无世代相承、不废其工的星图,岁差之说亦无从立。
须辨者:本条所讲,只是岁差这一现象及其被察觉、被处置之经过,并非某一部历法的完整推步。太初历、授时历各有其测定节候、安排闰余、步算日月五星的整套算法,岁差仅是其中一项输入,二者不可混为一谈。亦不可把岁差当作能直接定节气的简便口诀——它说的是节候标志相对于恒星在移,移之甚缓,常人一岁之间无从察觉,唯积年比对乃见。故本条止述其现象与源流,具体历算归于各历本传,不相牵混,读此条者当知其所止,勿以一隅概全历。
今日天文学以地球自转轴进动解释岁差,精度可达角秒量级,并据岁差常数编算星表与历表。古人凭中星观测定出约百年移一度的粗值,虽无现代测算之精,却已捕捉到同一现象。长期、重复、不厌其烦的天象记录,正是古今相通的治学之法。
| 1 | 岁差与星象渐移 |
|---|---|
| 2 | 岁差;星象渐移;中星之差 |
| 3 | 天文历法现象 |
| 4 | 东晋虞喜 |
| 5 | 节候标志相对恒星逐年西移 |
| 6 | 何承天、祖冲之纳入历法 |
| 7 | 太初历、授时历 |
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