甲本星图于清光绪二十五年(1899年)发现于敦煌莫高窟藏经洞,8年之后,英国考古学家斯坦因将其与同时发现的各种文书卷子9000余种一起携回英国,现藏伦敦国立图书馆。星图标题缺失,前为云气占,后为十二次星图,最后绘电神。星图的画法是将赤道带附近的星官利用类似“麦卡托式”圆柱正形投影的方法绘出,而将紫微垣星官最后绘在以北极为中心的圆形平面投影图上。赤道带星官的排列从十二月开始,依每月太阳的位置所在,分十二段绘制,中间加录说明文字。从这些文字的内容分析,星图标注的太阳每月位置仍然沿用着战国时期《月令》的记述,而并非当时的实测结果。这种取材于早期材料绘制星图的做法在唐代以后似乎很流行,也可能出于当时的某种需要,这些尽管只在形式上属于重新绘制的星图,却把前人的某些观测成果保存了下来。
甲本星图中恒星的画法基本上继承了三国陈卓和南朝钱乐之的办法,将石申、甘德和巫咸三家星官分别用不同的方式表示,其中甘氏星官采用黑点,石氏和巫咸星官用圆圈标示并涂成黄色,与文献所记以朱、黑、白三色区分三家星官的做法稍有不同。星图中十二次起迄度数与《汉书·律历志》
所录一致,而说明文字则采自唐李淳风《乙巳占》
卷三《分野》的内容。
甲本星图的紫微宫星官罗列于一个平面上,没有任何界线划定的范围,而另一幅敦煌星图(乙本)却较此有了一些改进。乙本星图也出自莫高窟藏经洞,不久散落于民间,1944年由中国学者向达在敦煌发现。此图与《占云气书》绘在一起,仅残存紫微宫部分,但根据甲本星图推测,原来此图可能和甲本一样,在紫微宫图之前还有几幅星图,绘有当时所观测过的全部星官。
乙本星图中的紫微宫垣是用一个封闭的圆圈表不的,垣的前后都没有留出垣门,虽然原本属于阊阎门的西侧已经残破,但当门处却并未见有缺口。
星图上在宫垣之外绘有一个更大的同心圆,表示内规,即恒显圈,正割文昌、八谷、传舍等星,据此可以推测星图的观测地点应在北纬35°左右。图中以汉魏时期的极星庶子作为真天极的位置,这种现象在《步天歌》以后逐渐为人所接受,因此星图的绘制年代应在晚唐。
这两幅敦煌星图的发现,使得唐代其他一切示意性星图都显得黯然失色了。尽管如此,我们还是不应忽略这方面的情况,其中值得提及的是属于新疆古代高昌国翅嘉王时期(499~640年)的遗物,星图为绢制成,中央绘伏羲女娲交尾图,四周画满连线星座和日月图象。图中伏羲执矩,女娲执规,规矩都是指天画地的工具。这种绢图原钉于墓顶,显然具有象征天象的意义。
新疆出土的另一幅星图是1965年在吐鲁番阿斯塔那地区发现的唐墓星图,它大约完成于公元8世纪中叶,星图绘于墓室顶部,四周用白色绘成二十八宿,每个星官都由白线连接。东部箕、斗两宿间绘有红色的太阳,内饰金乌;西部鬼、柳两宿间绘有白色的月亮,内饰桂树和持杵的玉兔;满月旁边附有残月,象征朔望。中央绘五大行星,与日月同象七曜。自尾、箕两宿间至昴、毕两宿间贯穿数条白线,象征银河。这幅示意性星图描绘的内容完全来源于中原地区的星象知识和神话传说,这明确反映了两地之间在文化上的密切联系。
五代两宋星图
如果说囿于某种原因使我们至今还没有在唐代找到更为理想的星图范本的话,那么进入五代以后,精确的天文星图的出现便不再成为问题。这些星图与其说是在唐代星图的基础上完善的,倒不如说是直接承传了早期的作品。因为在年代上二者是如此接近,恐怕不能相信在如此短的时间内星图质量会有什么大的改观,这意味着我们可能有机会在后代的星图上看到前人的某些成就。
杭州出土的五代吴越国钱元罐墓石刻星图刻于后晋天福七年(942年),图中画有内规、外规和赤道,外规之外还有重规,外规与重规之间原应标有星宿距度,大概在刻制时省略了。星图中央刻拱极星,包括北极、勾陈、华盖和北斗,周围刻有二十八宿,星与星之间用双线连接。此图虽然没有黄道和,经过二十八宿距星的经度线,但图中所表现的的二十八宿位置及距度均相当准确。此图的观测地点应在北纬37。左右,图中又以隋唐时代的极星天枢作为真天极的位置,这些都显示了星图并非当时当地的观测结果,因此,星图所依据的底本应完成于唐代开元年间。
苏颂的《新仪象法要》中保留了一份重要的北宋星图,这份星图无论从哪个方面看都很值得注意。图共两套5幅,第一套包括两幅横图和一幅紫微宫圆图,横图一幅为东宫和北宫,自角宿到壁宿,另一幅为西宫和南宫,自奎宿到轸宿,用“麦卡托式”投影绘制了北赤纬50°左右至南赤纬60°左右的星官。第二套包括两幅圆图,都以赤道为最外界的圆,一幅是北天球,一幅是南天球,由于当时的人们还没有认识南极星座,所以南天球拱极星所在的位置还是一片空白。这两套星图不仅比单张的圆图或横图进步得多,甚至比敦煌写本星图也精确细致得多。
苏颂星图显然继承了敦煌星图的绘制方法,在星官的标识方面,仍然沿袭着陈卓和钱乐之的传统,将石氏、甘氏和巫咸三家星官分别用不同的方式表示:甘德的星用黑点,石申和巫咸的星用圆圈。然而,苏颂星图从角宿开始,依二十八宿的次序连续排列,而且剔除了有关分野等不科学的内容,这比敦煌星图从玄枵(子)开始按十二次顺序作不连续排列的做法更为进步。
苏颂的《新仪象法要》自1088年写起,1094年完成,其中两幅北天圆图都以天枢为极星,显然在这一点上,苏颂并没有利用当时沈括的观测结果,不过他所标示的二十八宿距度值,却与宋元丰年间(1078~1085年)的观测记录相同,因此有理由认为,苏颂星图基本上是根据当时的实际观测所绘制的。作为目前我国流传下来的时代最早的全天星图之一,它对研究宋代的天文学成就具有重要价值。
北宋时期的星图虽然已相当普及,而且与过去相比,精度也大有提高,但这似乎并不能满足人们的需要。12世纪的郑樵曾经抱怨说,当时可靠的星图很难得到,而且不易考证。他劝人们在夜色清明的时候一段段地诵读《步天歌》,借以熟悉星空的形貌。不过在他之后出现的宋代星图,虽然各自保存了不同的特点,但总的看来却也并不比苏颂的星图更精确。
中国的平面圆形星图以南宋黄裳绘制的一幅最为着名,这幅星图至迟在1190年已经完成,最后成为年轻的宋宁宗学习天文学的御书。星图后来由王致远得于四川,并于1247年摹勒上石,至今仍以石碑的形式完好地保存在苏州市博物馆。
星图刻于石碑的上方,以北极为中心布有内规、外规、赤道、黄道和重规,同时刻有银河和28条经过二十八宿距星的经度线,外规与重规之间还列有二十八宿距度、十二辰、十二次和分野,分别与二十八宿相对应。全图共刻恒星1434颗,恒星位置也比较准确。从图中的星象可以得知,它是适合于北宋国都汴京(今河南省开封市)地理纬度的星空。
苏州星图中有些地方明显较传统的星官星数有所增损,甚至某些星的增添不仅不能归结为疏误,反而可能是有意的行为。例如天关星西北的一块缺损中有一个星点,这很可能是1054年超新星的反映,而传舍星间多出的一星则又可能是1181年超新星的反映。这种有趣的现象似乎说明,苏州星图在反映最新的天文观测成果方面是颇为及时的,因为发生在传舍间的那次超新星爆发,距黄裳绘制此图的年代最多也不过9年的时间。退一步说,即使这个工作不是在黄裳绘制星图时就已经完成了,那么它至少也是王致远镌刻此图时改进的结果。
星图中黄道的画法由于圆图投影上的错误而绘成了正圆,因此二分点的位置不可能准确,这为推定星图的观测年代带来了一些麻烦。不过图中二十八宿的距度却和苏颂星图一样,都是采自元丰年间的观测数值,所以它的测绘年代恐怕不会晚于1100年。
星图的下面刻有一篇长文,可以说是对中国天文学的一种最简明的注释。原文首先是对天地宇宙的论述,其中很多思想都可以在秦汉典籍中找到渊源。接着便描写天球赤道、黄道和白道,指出黄赤两道以24°相交于春分和秋分两点,而自道则是月球以6°交角穿过黄道的路线,并正确地解释了日、月食的原因。文中指出,已命名的恒星共计283官1565星,这与图中绘制的星数不甚相符。文中提及五星的部分则沿用占星术的说法,而后阐述银河、二十四节气和十二次,最后结束部分说到天上分野与地上郡国的对应关系。文中讲到十二辰时强调说明了北斗作为时间指示星的作用,简直就是《史记·天官书》的翻版。
五代两宋时期,中原地区由于天文学的发达,星图绘制几乎完全摒弃了示意性的做法,然而在边疆一带,这种朴素的传统仍然部分地保持着。1971年,河北宣化地区出土了一座辽代墓葬(1116年),并在墓室顶部发现了彩绘星图。星图中央嵌有铜镜一面,象征天的中心,四周绘出莲花,莲花之外分列日、月、五星及北斗,再外为二十八宿星官,最外一层画有12个小圆,圆中填饰黄道十二宫图象。这幅示意性星图之所以引人注意,唯一的原因就在于它使人们在中国的天文遗物中第一次看到了二十八宿与黄道十二宫两种体系的十分完整的配置形式。黄道十二宫图象虽然传自于巴比伦,但星图中表现的人物、服饰等内容已经完全具备了中国自己的独特风格,显然这与黄道十二宫的初传期有着相当的距离。因此,尽管过分装饰化的星象使得宣化辽墓星图的天文学价值并不算高,但是作为一幅综合中外天文学成果的完整作品,它在文化史上却有着特殊的意义。
明清星图
经苏颂完善的横图的绘制方法看来并没有被继承下来,因为在明清两代还没有发现任何一张横式中外官星图。原因似乎在于,横图从形式上讲恐怕并不像圆图那样在描述天体的形状上更容易让人接受。
在明末欧洲天文学入传之前,中国天文学步入了一个低潮,当时除对异常天象的观测仍在继续之外,中国天文学的其他方面几乎都陷于停顿的状态。这个时期保存下来的星图主要有两幅,一幅绘于北京隆福寺正觉殿藻井的顶部,另一幅则以石碑的形式保存在江苏常熟。我们从两幅图中可以清晰地看到南宋苏州石刻星图的影子,甚至后者简直就是根据黄裳星图加以订正后翻刻而成的。
隆福寺藻井星图约绘于明景泰四年(1453年)以前,星图在深蓝色底上用沥粉堆金描绘星象,列星1420颗,并以天枢为北极位置。天枢星与天球北极最接近的年代约在9世纪中叶,虽然在此前后几百年内可以近似地把它当作极星,但与明初所见的极星却已明显不符。此外,从星图内规所圈定的星象判断,其观测纬度当在北纬35°左右,这与北京的实际纬度也不相合。这些迹象表明,星图所依据的原始资料显然不是当时的实测数据。由于星图中的星官部位与《步天歌》极为吻合,显示了它曾受到《步天歌》的强烈影响,而星图外圈分野中所标秦分为京兆,又恰是宋以前的传统。因此可以相信,这幅天文星图虽然完成于15世纪中叶,但它所依据的底本都是历代承传的唐代古星图,同时在形式上则明显地汲取了宋代星图的绘制方法。
常熟星图刻成于明正德元年(1506年),从星图形式和图下跋文看,它是苏州星图的翻版。全图共刻恒星284官1466星,虽订正了苏州星图中某些缺乱的星位,但并未改正岁差,星官名称多据、《宋书·天文志》,而考三家星经及星官连线等则与苏颂《新仪象法要》星图具有更密切的联系。由于常熟星图采用了与苏颂星图不同的投影方法,因此其星官位置的准确性不及该图是显而易见的,然而,即使与使用同样方法绘制的苏州星图相比,某些星官的位置甚至也并不很理想。换句话说,苏州星图与常熟星图虽然都保持了苏颂所摒弃的传统形式,但却互有优劣。
明代万历以后,西方耶稣会传教士的东来,使欧洲古典天文学和数学知识陆续传入,尽管教士们在某些方面持有非常荒谬的观点,但是他们所输入的西学,对于推动中国天文学发展却起了不可低估的作用。这一时期,中国天文星图的绘制开始出现了一些新的变化。
发现于福建省莆田县涵江镇天后官的星图是一幅综合中西学说的典型作品。此图以北极为中心,用墨线绘有三个同心圆,又用红、黄线分别绘有两个相交的不同心圆。同心圆的内圆周围由四卦、八干、十二支组成二十四方位,中圆为恒显圈,大圆为在观测地可以看到的常显不隐最大界圈。恒隐圈外绘有两周刻度,内周377格,外周391格。两不同心圆交角为24°,分别表示黄道和赤道。值得注意的是,星图上画有28条经线,宽窄与二十八宿距度相等,其中穿过参宿的经线特意用红色绘出,上面列有188条短划,表示纬度,可以称作红色标尺;图上星官以三垣二十八宿为主,共绘288官约1400颗星,其中二十八宿主座和北斗七星用红色标示,其余的星均为黑圈白点,各星大小不一,表示视亮度的不同,同时又用带芒的星表示古人称为“气”的天体(实际是一种星团或星云)。这些特点明显地含有西学的影响。有趣的是,以星点的大小表示星等的方法虽然在公元前5世纪的中国星图上已经得到应用,但后人显然把它遗忘了,以致于在两千年之后,他们才在西方传教士的手中把原本属于自己祖先的发明又重新捡拾了回来。
莆田星图在王良和阁道两星官的旁边画出了一个客星,这是1572年在仙后座出现的超新星。由于它曾被丹麦天文学家第谷观测过,所以又叫“第谷新星”。但是明代的新星记录表明,中国天文学家实际比第谷早三天就发现了它,而且观测时间也要多两个月,这暗示了莆田星图的绘制年代大体可以确定在明末清初。