斗建与古代的“观象授时”
斗建的意思就是在空间和时间的坐标系中,建立北斗指向的定位点,按《史记 历书》集解中所做的解释'北斗七星在天空中所指,建十二个月'。建就是建立或设置的意思,《说文》:'建,立朝律也',律可以理解为设立初始的起点。
北斗七星是由7颗主要的亮恒星在天上组成的图案,但这7颗恒星在空间中并不相邻,而是恰好从地球这个角度看上去组成了一个勺形的样子。而且,由于恒星各自有各自的运动,所以北斗七星的样子不是固定的,在遥远的过去和未来,它们的位置都不同于现在。不过,在前后2、3千年的时间内,北斗的样子还是基本无明显变化的。
4000年间北斗七星形态无明显变化
以万年为单位的北斗七星形态变化
由于地球的自转现象,每自转一周为一个恒星日(我们通常说的一昼夜为一太阳日,为24小时,而1恒星日为23小时56分4秒),这种现象反应在古代的观测上就形成了众星拱极的现象。同时,由于恒星之间的相对位置是不变的,所以恒星组成的图案也是不变的,因此在一个恒星日内,我们可以看到恒星的图案方向会不断发生变化,经过一个恒星日,图案的方向刚好转了360度。
恒星日和太阳日
而实际上,地球还在围绕太阳做公转,每一年公转一周,与恒星不同的是,太阳在天球上的视运动是地球自转和公转两种运动的组合。因此就造成了一个太阳日与一个恒星日存在3分56秒的差值,两者在一年的时间中刚好相差一天。
我们在白天不能观测到北斗七星,所以不能完整观测到一个恒星日中北斗七星的圆周转动,但是由于一年中恒星日与太阳日刚好相差一天,所以我们观测北斗七星一年中指向的变化,恰好是等同一个恒星日中的一个圆周变化。
北斗指向的四季变化
正如《鹖冠子》中所说'斗柄东指天下皆春。斗柄南指天下皆夏。斗柄西指天下皆秋。斗柄北指天下皆冬。'这里所说的是在不同季节的黄昏时刻,所看到的斗柄指向,这里的黄昏在一年内是有变化的,大约在18时~20时之间。古人不知道地球自转和公转的现象,但是却发现了这种现象所造成的天象变化,并可以准确的应用到实际生活需要之中。
在《夏小正》的记载中,已经有'斗柄悬在下'、'斗柄正向上'等记录,到后来的《淮南子 天文训》中,更有'斗指子则冬至,加十五日指责小寒。加十五日指丑则大寒。加十五日指报德之维……故曰距日冬至四十六日而立春……'。《淮南子 时则训》'孟春之月,招摇指寅……仲春之月,招摇指卯……季春之月,招摇指辰……孟夏之月,招摇指巳……'在这里已经可以精准的描述24节气,作为我国古代独创的一种历法,西方是没有类似的概念的。《淮南子》成书年代大约在公元前140年,这是第一次将天文作为重要科学独立写成了两章,即'天文训'和'时则训'。
淮南子
在用斗建的方法进行观象,斗柄是一最基本的标志线,一旦选定之后,就应具有权威性,但恰恰是在这个问题上,历来没有得到一致的解释。
按《史记 天官书》描述'大角者,天王帝廷。其两旁各有三星,鼎足句之,曰摄提。摄提者,直斗杓所指,以建时节,古曰摄提格。'这里说的大角和摄提的方向就是斗柄所指方向,但是同一篇中又说'杓端有两星,一内为矛,招摇;一外为盾天锋。有句园十五星,属杓。'。而在《晋书 天文志》中'北三星曰梗河,天矛也。一曰天锋。其北一星曰招摇,一曰矛'。由此可见,古代有北斗九星的说法,第八星为招摇,即牧夫座γ星,第九星为梗河,也叫天锋,即牧夫座ε星。
北斗九星
根据研究人员的论证,《夏小正》中斗柄指向线是北斗一、五、七、八、九星的连线,指向心宿,而十二月建的斗柄指向线是六、七两星的连线,经过右摄提格指向亢宿。这两个不同的指向偏差大约为25~30度,这就是说可能会产生一个月的误差,这种误差大大削弱了所期望的观测精度。究其原因,就是我国古代在科学上普遍的一个疏漏,就是引进一个概念或一个名词时,却没有对其进行精准的定义,往往说的很模糊,这样对后来的研究和应用就带来了很大的影响。
比如我们记录一些太阳系天体的'凌'与'犯'时,由于没有严格规定其含义,就给后人在应用这些记录时,带来了很多困难,这是非常令人遗憾的。
古书中描述造成的误差
古人将斗柄看做指针,将指针的一周划分为12等分,以十二地支来命名,并规定太阳在冬至点时斗柄指向为子,然后依次每隔30度认定一次指向。比如在《淮南子 时则训》中有'招摇指寅'的说法,等等,经过12个月依次指向12个时辰。同时将太阳在黄道上的同步运动按24节气依次命名,每个节气点间距15度。这样就形成了观斗柄方向之'象',授太阳在黄道上位置之'时',这就是所谓'观象授时'。
在《淮南子 天文训》、《史记 律书》、《汉书 律历志》等书中都记载了十二地支的语源,都认为地支的顺序表示万物从生到繁茂,到成熟,再到衰减的状态,这也与四季循环相对应,春天生长,夏天繁茂,秋天成熟,冬天衰败。
由于以斗柄指向的观象授时与物候授时在相当一段时期内并存,所以在很多记载中不仅有斗柄指向,同时也有物候描述,如《礼记 月令》中载'孟春月蛰虫始,是月也立春','仲春月,始雨水,是月也日夜分……季秋月,霜始降'等等。
北斗七星与十二地支及24节气
而追溯十二地支的语源,在《淮南子 天文训》中可以看到'帝张四维,运之与斗,月徒一辰,复反其所。正月指寅,十二月指丑,一岁而匝,终而复始。指寅,则万物。指卯,卯则茂茂然,指辰,辰则振也。……'就是说以斗柄指向为先,指黄道冬至点为十一月,定名为子。这样十二地支就人为的赋予了数字序列的内涵,而以其表达的汉字又与物候历的描述衔接。
古代没有先进的仪器,无法进行精密的天体测量,但古代天文学家们从大自然中寻找规律,以天地为象,以斗柄为指针,以地平圈为度盘,并以物候学知识赋予了度盘上的刻度名称,进行观测并获得了一定的成果。这种方式不但实现了古代的天体测量,并持续对后世造成影响,同时也展现出古人的智慧。