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虞喜是如何发现岁差现象的?
虞喜通过与喜帕恰斯不同的途径独立发现了岁差现象。虞喜把古今对冬至中天星宿的观察记录做了对比,发现唐尧时期冬至黄昏中天星宿为昴宿,而2700年之后的西晋时期,冬至黄昏中天星宿却在东璧。
对于这种变迁的原因,虞喜明确地把它归结为冬至点连续不断地西移,也就是冬至太阳所在的位置逐渐偏西造成的。
从冬至点不断地西移,虞喜进而悟到,今年冬至太阳在某宿度,可是到了明年太阳并没有回归到原来的宿度,这样每隔一年,稍微有差。因此,虞喜把一回归年太阳走过的路程小于一周天的现象称为"岁差"。
天体的引力导致地球潮汐,潮汐导致地球差异旋转,地球差异旋转导致岁差。虞喜当时虽然不知道也不可能了解这些道理,但是他从古代冬至点位置实测数据发生西退现象的分析中,得出了太阳一周天并非冬至一周年结论。这就发现了回归年同恒星年的区别所在。
岁差现象是谁发现的
岁差现象最早是公元前二世纪由西人伊巴谷发现的, 中国晚五百年到 晋也被虞喜发现。
岁差。
所谓岁差是指:由于地球自转轴像陀螺样摇摆,周期约为25800年,所以 天北极是以黄极为中心,以23°.5为半径在一个圆周上移动, 而冬至点则以72 年一度的速 率向秋分点方向移动。岁差现象最早是公元前二世纪由西人伊巴谷发现的, 中国晚五百年到 晋也被虞喜发现。晋以前人不知岁差,不可能伪造出比他们早一两千年的天象。冬至日天黑 以后,昴在正南方的天象,只能发生在公元前22世纪以前, 按《中国大百科全书·中国历史》 的“中国历史大事年表”,这正是尧的时代。对“日永星火”的天象,那时要在夏至晚上18 时40分出现,似乎嫌早,但考虑到心宿二亮度大,以及早期允许误差,还是可以承认为尧代, 要十分准确,就要推后七百年到商初。按《中国天文学史》所说[1],甲骨文的信息说明:商代的历法是阴阳历,年有平闰,月有大小,有测定分至的知识,季节与月份关系基本固定了,但没有四季概念。
秦汉间二十四气置闰法之确立,延续近四百年。从四仲到四立,以至二十四气,还有甲寅元之倡导,都是为完成历学新范式努力的成果。
东晋时期,谁发现了岁差?
令人惊奇的是天文学在这个没有统一王朝支持的时代也有了重大的进步。东晋的天文学家虞喜(生卒年不详,享年76岁,于335~342年间著《安天论》)在330年比较当时的星辰出没时刻和古代记录时发现了岁差,并提出了一个稍大一些的岁差值。当然,他不可能从理论上正确解释这一现象。
岁差现象是谁第一个发现的?
所谓岁差,是指春分点(或冬至点)在恒星间的位置逐年西移的天文现象。在公元前二世纪,希腊天文学家依巴谷已经发现春分点每百年沿黄道西退1°的现象,我国古代最早发现类似现象的是东晋天文学家虞喜,他在330年左右,对岁差现象作了与古希腊人在形式上迥异而实质相同的表述。
在虞喜之前,我国古代天文学家已经发现了冬至时太阳所在恒星间的位置发生变动的情况,但这未导致对岁差规律的探讨和总结。一直到虞喜才充分注意到实际上已为天文学界熟知的这一现象的重要天文学意义,并着手对岁差现象作数量化的论述。他由“日短星昴,以正仲冬”(24)句推知,昴星于尧帝时在冬至日黄昏时中天。再由实测,他得知,当时冬至日黄昏时昴星与子午方位的偏离度值。又考知自尧帝到其时的年距。最后虞喜算得每经50年冬至点沿赤道向西移动一度的数值,这就是我国古代经由特殊的途径独立地得到的第一个岁差值,虽然发现年代远迟于古希腊,但该值的精度已略优于依巴谷值,为岁差值的进一步探索开拓了新路。在此基础上,虞喜“使天为天,岁为岁”,(25)即把恒星年(太阳两次通过同一恒星的时间间隔)与回归年(太阳两次通过冬至点的时间间隔)两者区别开来,并为历法有关问题计算精度的提高准备了条件。
后秦天文学家姜岌约于380年发明了月食冲法,其方法是在月食时测量月亮所在宿度,这时太阳正与月亮相差半周天度,于是能较准确地推知冬至时太阳所在宿度。这为后世岁差佳值的频频出现提供了切实有效的基本方法。
十九年七闰的闰周前后沿用达千年之久,到北凉赵■的元始历(412年)才出现了转机。赵■给出了600年221闰的新闰周,这是他对回归年和朔望月长度认识深化的结果,即他对于回归年长度应小于365.2468日,和朔望月长度应在29.5306日左右均深信不疑,而这二个天文数值绝非十九年七闰法所能协调,所以只有改革旧闰周,方可符合他已经确认无疑的如上事实,别无出路。当然要迈出这一步仍需极大的勇气。元始历所取回归年长度的精度较前代历法有大幅度的提高,赵■对闰周的改革正与此相辅相成,是一大胆的和明智的创举。自此以后,新闰周辈出,呈现了不断求索、改进的可喜局面。
最早发现岁差的是谁?
在西晋时期的某一个夜晚,会稽郡的天空星光璀璨,一颗颗明亮的星星远在天边,又仿佛近在咫尺。在会稽郡余姚县的一座观星楼上,站着一名宽袍大袖、身形潇洒的男子,神情却是庄严肃穆,正抬头专注地观察着星空。
这个姿势好似亘古不变,眼神里有一种痴迷与执著。日复一日,年复一年,他就这样观察着星空,又不断地在星图上画下新的记号。
他就是东晋天文学家虞喜,我国最早发现岁差的人。虞喜博学好古,一生以做学问为最大乐趣。他治学敢于突破樊篱,不受前人观点束缚,以打破常规的方式发现了岁差,并求出了比较精确的岁差值。
什么是岁差?是我国古代科学家首先发现的吗?
岁差,地球自转轴的长期运动。在外力作用下,地球自转轴在空间并不保持固定的方向,而是不断发生变化。
玩过陀螺的人都知道,快速转动的陀螺,受地球重力拉动而倾斜时,陀螺的旋转轴会绕着与地面垂直的轴线,描绘出一个圆锥面。地球也是一个庞大的不停地旋转着的“陀螺”。在太阳和月球的引力作用下,也会使地球的转轴绕着地球绕太阳转动的平面的轴线,作缓慢的圆锥运动,运动方向与地球自转方向正相反,约2.5万多年转一周。
由于岁差使得随着时间的推移,北天极在恒星间不断改变位置。现在的北天极是北极星,而根据我国古书记载,在公元4600年前的“北极星”是天龙座的右枢星。在14000年之后,织女星将雄踞成为那时的“北极星”。
由于岁差也使同一颗恒星的位置,随着时间的变化而发生变化。公元前150年前后,古希腊天文学家、西方古代天文学创始人喜帕恰斯就是从比较他观测的星表和前人的星表中,发现了岁差。我国古代天文学家虞喜也在公元330年,独立发现了岁差并加以精确的测定。
岁差和章动(precession and nutation)
在外力作用下,地球自转轴在空间并不保持固定的方向,而是不断发生变化。地轴的长期运动称为岁差,而其周期运动则称为章动。岁差和章动引起天极和春分点在天球上的运动,对恒星的位置有所影响。
像转动中的陀螺一样,地球的自转轴在太空中其实并不固定,而是以26000年的周期在转动,这个运动称为岁差,所以,春分点和天球北极的位置亦会非常缓慢地移动。
公元前二世纪,古希腊天文学家喜帕恰斯在编制一本包含1,022颗恒星的星表时,把他测出的星位与150多年前阿里斯提留斯和提莫恰里斯测定的星位进行比较,发现恒星的黄经有较显著的改变,而黄纬的变化则不明显。在这150年间,所有恒星的黄经都增加约1°5。喜帕恰斯认为,这是春分点沿黄道后退所造成的,并推算出春分点每100年西移1°。这是岁差现象的最早发现。公元四世纪,中国晋代天文学家虞喜,根据对冬至日恒星的中天观测,独立地发现岁差,并定出冬至点每50年后退1°。《宋史·律历志》记载:“虞喜云:‘尧时冬至日短星昴,今二千七百余年,乃东壁中,则知每岁渐差之所至。’”岁差这个名词即由此而来。牛顿第一个指出产生岁差的原因是太阳和月球对地球赤道隆起部分的吸引。在太阳和月球的引力作用下,地球自转轴绕着黄道面的垂直轴(黄道轴)旋转,在空间描绘出一个圆锥面,绕行一周约需26,000年。在天球上天极绕黄极描绘出一个半径约为23°5(黄赤交角)的小圆,即春分点沿黄道每26,000年旋转一周。这种由太阳和月球引起的地轴的长期运动称为日月岁差。德国天文学家贝塞耳在1818年首次得出日月岁差为5,034".05(历元1755.0),今值为5,025".64。
地球自转轴在空间绕着黄道轴转动的同时,还伴随有许多短周期的微小变化。英国天文学家布拉得雷曾在1748年分析了20年(1727~1747)的恒星位置的观测资料后,发现了另一重要的天文现象——章动。月球轨道面(白道面)位置的变化是引起章动的主要原因。白道的升交点沿黄道向西运动,约18.6年绕行一周,因而月球对地球的引力作用也有同一周期的变化。在天球上,表现为天极(真天极)在绕黄极运动的同时,还围绕其平均位置(平天极)作周期为18.6年的运动。同样,太阳对地球的引力作用也具有周期性变化,并引起相应周期的章动。岁差和章动的共同影响,使得真天极绕着黄极在天球上描绘出一条波状曲线。
除太阳和月球的引力外,地球还受到太阳系内其他行星的吸引,从而引起黄道面位置的不断变化,这不仅使黄赤交角改变,而且还使春分点沿赤道产生一个微小的位移(其方向与日月岁差相反),春分点的这种位移称为行星岁差。它可根据天体力学理论精确地计算出来,由已知的行星质量和行星轨道要素的数据可算出,行星岁差使春分点沿赤道每年东进约0".13。
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