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- 第八十九章天文学
第三节恒星测量与星图
恒星测量是天文学的基础工作，而星图则是观测恒星的记录和查找恒星的一种工具。中国古代的星图大致可分为两类，一类是天文学家作为认识和记录天空中星官位置而绘制的星图，另一类是多为装饰用的示意性质的星图。五代吴越钱元祐墓及其妃子吴汉月墓后室顶部各有一块石刻星图，这是我国现存最早的石刻天文图。这两幅星图的直径约1.9米，比后来南宋苏州石刻天文图大了一倍，刻星各约180颗左右，虽是示意性质，但位置比较准确。
宋代是进行全天恒星观测最多的时期，先后进行过七次较大规模的恒星测量。如宋太宗太平兴国年间（976—984）作了二十八宿距度测量。又据《文献通考》和《玉海》记载，宋仁宗时曾查阅开国之初的恒星记录，见“止截二十八舍及大角至屏星四十二官”，并查知这次测量是因为发现当时的观测值与唐一行所测不相同，为了占考“灾祥之度”，进而实测了这些星，其结果与开元年间的测值相差两三度甚至五度。大中祥符三年（1010），韩显符
①王振择：《中国最早的假天仪》，见王振择《科技考古论丛》，文物出版社1989年版，第278—286页。
等用其制造的浑仪又补测了外官星的位置。
景祐年间（1034—1038），再一次测量了二十八宿距度及周天恒星。当时宋仁宗下令要编一部新的星占书《景祐乾象新书》，为使历代诸家占语与当时天象相符，所以要求重新测量恒星位置，主持测量的则是韩显符的授业学生杨惟德。这次测量比以前测量的星数要多。《景祐乾象新书》中曾列有一张周天星座入宿、去极度数表，可惜这份星表已经失传，仅在《宋史·天文志》中载有其中关于二十八宿距星的实测结果。皇祐年间（1049—1054），周琮等人用所铸黄道铜仪重测二十八宿及周天恒星。这次观测所使用的仪器刻度精确，并且改进了漏刻，因而取得了极有价值的成果。这些观测结果后来被收入北宋王安礼重新修订删改的《灵台秘苑》一书。其内容包括345个星官的距星的入宿度和去极度。这是我国现存明末以前所收星数最多的一份星表。
元丰年间（1078—1085）又进行一次恒星测量，测量精度也比较高。这次测量的成果被绘成星图，并刻石保存下来，这就是现存苏州博物馆的著名的苏州石刻天文图。图碑高2.16米，宽1.06米，上半部为星图，外径91.5厘米，下半部为天文图碑文，总共刻星1431颗。原图为绍熙元年（1190）黄裳绘制，南宋淳祐七年（1247）由王致远刻石成碑。该图将中原地区可见星空展现在一幅图中，不但星位准确，而且二十八宿、三垣、十二次、内规、赤道、外规、分野、星官联线、星官名称都刻得清清楚楚。苏州石刻天文图是研究宋代全天星空的宝贵资料。明代正德元年（1506）的江苏常熟石刻天文图，则是根据苏州石刻天文图经订正翻刻而制成的。
北宋的重要星图还有苏颂《新仪象注要》一书中所附的五幅星图。据研究，这些星图也是实际观测的结果，就画法而言，则属于两种不同的投影系统。其一是两幅赤道带横图及一幅北极区圆图，按天区分别画出全天恒星，图上用经线将二十八宿隔开。这种系统避免了盖天式圆图在南纬星区的失真问题，较科学地表现出全天星空。另一系统是将整个天球沿赤道剖开，北半天球以北极为心，画一圆图，南半天球以南极为心，另画一圆图，而南极附近恒隐圈内的星空在北半球的北宋都城汴京（今开封）是看不见的，所以图上空着，留待补充。这种形式新颖的全天星空表示法是苏颂等人的首创。
绍圣二年（1095）再测二十八宿距度，崇宁年间（1102—1106）又一次重测。上述几次恒星测量比较起来，以姚舜辅等人主持的崇宁年间的测量，目标最为明确，这次测量是为编撰《纪元历》作准备的，而所得测量结果也最为精确。如据研究，其二十八宿距度误差的绝对值平均只有0.15度，在没有望远镜的时代，这实在是相当精确的测量了。