心怀宇宙天地宽分享 http://blog.sciencenet.cn/u/陈学雷 国家天文台研究员,从事宇宙学研究

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敦煌星图

已有 8575 次阅读 2009-6-20 00:32 |个人分类:读史偶得|系统分类:科普集锦| 天文, 敦煌, 星图

现存于大英博物馆的敦煌星图(或称敦煌星图甲本,以与现存敦煌博物馆的另一较小星图即敦煌星图乙本相区分)是世界上现存的最早的星图册。法国和英国学者Bonnet-Bidaud, Praderie和Whitefield今年在Journal of Astronomical History and Heritage 12.1: 39-59 上发表了一篇论文,“The Dunhuang chinese sky: a comprehensive study of the oldest known star atlas”, 介绍这一星图,本周他们将此文贴到了预印本文库上,文献号为arXiv:0906.3034v1 [astro-ph.SR], 可从 http://arxiv.org/abs/0906.3034 下载。

这一星图为一纸卷,长3.94米,宽0.244米,被斯坦因带到英国,但起初并未引起注意,1950年代初为李约瑟和陈世骧首先发现并在《中国的科学与文明》(又译中国科学技术史)天文卷中加以介绍。此图册有手绘十二时角星图各一幅,北极区星图一幅,展示了从中国可见的整个北天星空,另有云气图25幅,附占文,星图后还画有一电神。

传统的星图的画法是画成一围绕北极的圆图,但如此则离北极较远处变形较大。本图将北极附近(约相当于赤纬50-90度)单独成图,距北极较远处则分成十二幅(称为横图),这也是现代星图册的做法。李约瑟及席泽宗都强调其绘制方法类似墨卡托(Mercator)圆柱投影法,但远早于后者。(但我发现这一点也不是所有人都接受,如薄树人、陈美东等认为此图上并无坐标线,因此不宜过度推崇其科学价值,见陈美东:中国科学技术史天文学卷,p.391,科学出版社2003)。本文作者使用大英博物馆提供的高精度扫描图象,用两种圆柱投影法(纯圆柱法和墨卡托圆柱法)拟合其十二横图中可辨认的亮星的位置,用两种方位投影法(等距离投影和透视投影)拟合极区星图,他们确认这些星图的确不是随意画的,星的位置误差在1.5度到4度间,分别采用了圆柱和方位投影法,但具体方法是纯圆柱还是墨卡托,是等距还是透视则不明显。不过,我个人觉得他们的统计分析并不是太有说服力,我还是更倾向于薄、陈等人的观点,此图在画法上是有创新,但恐怕未必使用了定量化的投影方法。

关于星图中星的数目,席泽宗认为是1359颗,潘鼐认为是1332颗,薄树人认为是1348颗(见以上引的陈美东书)。本文作者数出了1339颗。有些重叠以及有些点没有画圈造成了一点不确定性。

李约瑟在他的书中将此星图绘制时间定为公元940年左右(五代),但并未给出理由,在其未发表的手稿和文件中也没有相关的笔记。马世长(1983)根据星图中避讳唐太宗李世民的“民”而未避讳唐睿宗李旦(710-712在位)的“旦”字,也未避讳武则天(684-705在位),将此图的年代定为705-710。不过,Bonnet-Bidaud 等人认为,李旦684年曾暂短在位,尽管此后他让皇帝位给武则天,但此后仍应避讳,因此他们认为本图年代最晚为684年。另外,潘鼐指出云气图的占文段落中有“臣淳风言”,因此本星图的原作者很可能是李淳风(602-670),当然此星图可能是抄本而未必是原作,本文作者据此认为此星图最早应始于李淳风开始活跃的时期(650-670),因此他们把星图的时间定为649-684。此外,电神帽子的风格与中唐相一致,与这一时间段是相符的。

作者也根据星图本身定时间。由于地球的进动,地球北极会围绕黄道面极轴缓慢转动,因此每个时期的北极和天赤道的位置是不一样的。Bonnet-Bidaud 等人分析了星图,星图的精度不足以准确确定赤道的位置,但根据北极区图可以定下北极位置,相当于公元650年左右(奇怪的是图上没有画北极星,尽管此图上确有一些错误,但这一点不可能是疏漏或错误,而可能是某种忌讳)。另外,作者提到,未来可考虑用碳-14同位素法测定其年代。

作者对星图为什么会被送到敦煌进行了讨论,但没有得出明确的结论。其中云气的部分显然是占卜用的,他们猜测天文部分是用来帮旅行者或兵士识别方向的,但又认为这么珍贵而敏感的材料不可能做这一用途。奇怪的是他们没有考虑两者都是供军队将领或政府官员占卜之用。 不过当然,在有更多证据之前一切都是猜测。

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