第一回 斗轉星移測吉兇，歪打正著立大功

“啪！”驚堂木一響，各位看官，《中國古代科學家列傳》開講！

從哪里說起呢？嘿嘿，當然是天文學嘛！因為從時間上看，我國古代的科學成果最早都扎堆兒于天文觀測；更準確地說，主要歸功于所謂的占星術或星象學，古人試圖用天體的相對位置和運動來預測吉兇。雖然現在看來星象學壓根兒就不靠譜，但它的影響一直延續至今。比如，不管是不是開玩笑，當某人的學習成績特別好時，大家就會說他是“文曲星下凡”。

無論占星術是否靈驗，但有一點不可否認，那就是埃及、印度、中國、希臘以及阿拉伯地區等長期擁有自己的占星術，而且占星術在事實上直接或間接地推動了科技的發展。早在公元前5世紀，美索不達米亞平原上的古巴比倫人就已將黃道劃分為12個跨度為30度的宮位。到了公元前3世紀，古埃及人借助自己的天文學知識，將其科學和哲學推上了新高峰。在追捧了近2000年后，直至17世紀，人們才終于認定占星術只是一種迷信，從此占星術便與天文學徹底脫鉤，分道揚鑣了。

在古代中國，由于受天人感應思想的影響，占星術一直頗受重視，但到了明朝戛然而止。原來，叫花子出身的皇帝朱元璋在多次體驗了劉伯溫的神機妙算后，擔心占星術太詭異，害怕星象學家威脅到自己的皇權，于是下令嚴禁民間傳授占星術，違者問斬！該禁令意外導致了歷法的紊亂不堪，農業生產大受影響。這就從反面彰顯了占星術的另一個實實在在的應用，那就是天文歷法。實際上，若想占星，首先就得觀星，即觀測各個星體的位置和運動情況。這不但在無意中揭開了天文學發展的序幕，而且啟發人類根據天象來計算時間，即編制歷法。若想使得歷法更準確，除了精細的天文觀測外，還需大量的計算，于是這又促進了數學的發展。這便是許多天文學家同時也是數學家的原因。

作為農業大國，中國歷來非常重視歷法。傳說20歲的黃帝在打敗蚩尤統一天下后，便下令制定了《黃帝歷》，以黃帝的登基之年（公元前2698年）為元年。無論有關黃帝的傳說是否可靠，但《黃帝歷》所產生的深遠影響是千真萬確的，后來的農歷和道教歷等均始于黃帝紀年，史稱開元年或軒轅年。到了夏朝，《黃帝歷》又被替換成了《夏歷》。雖然《夏歷》的細節早已失傳，但從一些古籍上大概可知：夏歷以月球繞行地球一周為一個月，每月初一為朔日，十五為望日，每月的長度是月相盈虧的平均周期。到了商朝，《夏歷》又被替換成了《殷歷》，后者是一種陰陽合歷，以商朝的公元前1567年（歷書《殷歷》的成書時間）為紀元，每年分為春秋兩季，大月30天，小月29天，閏月置于年末，稱為“十三月”。到了周朝，《殷歷》再被替換成了《周歷》，它以冬季十一月為正月。總之，歷法及相應的星象觀測不只涉及經濟發展，甚至已演變成了帝國象征的政治問題，每次改朝換代后的頭等大事之一便是制定新的歷法。同時，歷法的統一也成了中央集權的最重要的標志之一。果然，到了春秋戰國時期，由于周天子早已名存實亡，所以，各路諸侯便開始制定自己的歷法。比如，魯國使用了一種陰陽合歷《魯歷》。

總之，諸侯割據導致了歷法并出，歷法并出又導致了星象觀測的興起。于是，一大批有名有姓的天文學家（當然，他們同時也是星象學家、歷法專家和數學家）陸續登場了。《晉書·天文志》記載，戰國時期，“魯有梓慎，晉有卜偃，鄭有裨灶，宋有子韋，齊有甘德，楚有唐昧，趙有尹皋，魏有石申夫”。各主要諸侯國都設有自己的首席星象學家。他們根據各自的天文觀測，運用各自的數學手段，創立各自的星象學說，當然也制定各自的歷法。其中，齊國的甘德和魏國的石申（又名石申夫）便是這首批天文學家中的佼佼者，也是本回的兩位主角。

為什么直到戰國時期中國才出現了首批有名有姓的天文學家呢？因為此前歷朝歷代的星象學家都只有一個共同的名字，那就是“巫咸”，別名大巫，意指神巫。有關巫咸的傳說很多，有的說他是黃帝時期天宮在人間的事務代理人；有的說他是堯帝時期的巫醫，不但能治病，而且法力無邊，既能賜人洪福又能“咒樹樹枯，咒鳥鳥墜”；有的說他是商帝祖乙的宰相；有的說他是甲骨文中出現的那個“咸戊”；有的說他是鼓和筮卜的發明者；等等。無論這些傳說是否真實，本回只采信這樣一個事實，那就是在戰國之前中國歷朝歷代的天文學家們（暫且將他們統稱為巫咸）已經知道天上密密麻麻的星點雖然也會像太陽、月亮那樣東升西落，但它們彼此之間的相對位置始終不變，故稱之為恒星；而且當時已經發現了十余個由許多恒星組成的星座，知道恒星可用來確定方向、季節和時刻等。

黃帝

好了，現在有請巫咸的戰國傳人、本回的主角甘德和石申閃亮登場。但是，讓我們尷尬的場面很快就出現了，而且這樣的場面在本書中還會多次出現，那就是不知該如何介紹主人公。因為他們的生卒時間不詳，生平事跡不詳，家庭情況不詳。總之，為他們撰寫傳記所需的基本材料幾乎都不知道！咋辦呢？總不能憑空杜撰吧！更不能因此就放棄寫他們的傳記吧，哪怕是無米之炊也得硬著頭皮做呀！還好，至少這比解決科研難題容易一些，下面我們就來努力做一碗無米之炊，請大家品嘗。

其實，甘德和石申是戰國時期的兩位半仙，他們篤信道教，大約生活在公元前4世紀中期。其中，甘德也許年長一些，他所服務的君王可能是齊威王或齊宣王。與其他道士一樣，甘德和石申的人生目標主要是悟道成仙和長生不老，所以，他們對于諸如青史留名等人間俗事，當然也就不屑一顧了，更沒興趣刻意留下自己的個人信息。就甘德來說，甚至連他到底是哪國人都還存疑。司馬遷在《史記·天官書》中說他是齊國人，而裴骃在《史記集解》中說他是魯國人，張守節在《史記正義》中則說他是楚國人。這是咋回事兒呢？經過一番大數據搜索后，我們終于明白了。原來甘德本來是魯國人，但他在齊國工作，他的天文學成就主要是在齊國取得的。后來魯國又被楚國吞并了，故又可以說他是楚國人。關于另一主角開封人石申，情況就更夸張了，我們至今甚至連他的準確名字都搞不清楚。人們一會兒說他叫石申父，一會兒說他叫石申夫，一會兒又說他叫石申甫。南北朝以后，他的名字演變成了石申。由于國際月面地名命名委員會把月球背面的一座環形山命名為“石申環形山”，所以下面我們也用“石申”來稱呼這第二位半仙。據說，能與石申同享此等殊榮的中國古代科學家還有另外5位，他們分別是祖沖之、張衡、郭守敬、萬戶和高均。可見，石申的貢獻確實不小。

甘德和石申雖沒留下任何俗事信息，但是幸運的是他們留下了各自的星象學成果。石申留下了8卷本的占星著作《天文》，甘德也留下了8卷本的《天文星占》以及《歲星經》《甘氏四七法》等著作。沒證據顯示甘德和石申曾見過面或知道彼此的存在，畢竟他們分別服務于齊國和魏國，后人卻將他倆的天文學成果合并成了一部名叫《甘石星經》的著作，這也是人類歷史上最早的天文學著作。從此，他倆就成了中國天文學的共同始祖，下面簡稱為甘石。

據傳為甘德、石申著作的《甘石星經》的部分內容

與前面的無米之炊相反，面對甘石留下的眾多天文學成果，我們遇到了另一種“米太多之炊”的尷尬場面，那就是到底該如何介紹他們的科學成就。若按常規做法將其成果逐一羅列，那么毫無疑問，讀者馬上就會跟我們說“拜拜”。下面試著將前面的“無米之炊”和“米太多之炊”融合起來，爭取做出一碗“香米之炊”。希望這里對相關成果的介紹能幫助讀者了解科研的某些重要技巧和科學家的某些基本素質。

甘石的第一項成果可概括為“巧設坐標，恒星歸檔”。科學研究的基本技巧之一便是“大事化小，小事化了”，即把困難的大問題分解成若干個不太困難的小問題，然后分別將這些小問題逐一解決，從而最終解決那個大問題。比如，面對浩如煙海的滿天星星，如何著手觀測，如何發現星體的運行規律呢？這顯然是一個丈二金剛摸不著頭腦的大難題！于是，甘石不約而同地開始了“大事化小”。他們先將浩渺的夜空劃分成若干個較小的區塊（當時的行話叫“星官”，現在的行話叫“星座”），然后“小事化了”，從某個星座開始“深耕細作”，對該星座中的所有恒星進行仔細觀察（這當然不難，不過需要足夠的毅力），并認真標記出各個恒星的位置坐標，至少要數清其中恒星的數量。從理論上看，若能標完所有星座中的恒星的位置（當然，這是一個相當艱巨的任務，需要若干代人前赴后繼），那么就能標完滿天恒星；若能在不同的時間點比較同一星座中同一星體的位置坐標，那么就能發現該星體的運行規律。由于天上的恒星實在太多，而且甘石各自劃分的星座不相同，他們分別研究的星座也不相同，所以，事實上他倆終生獨自標記的恒星竟然沒重復。具體來說，甘德測定了146個星座中的511顆恒星，而石申測定了118個星座中的810顆恒星，他們得到了世界上最早的恒星表。后來，到了三國時期，當時吳國的“國家天文臺臺長”陳卓總結了甘石和巫咸所記錄的283個星座中的1464顆恒星（其中121顆恒星的位置已被測定）和天區切分法，綜合出了一套完整的恒星劃分系統。該系統成為中國古代天區劃分的標準，一直被沿用到清末。

甘石的第二項成果可以概括為“發現逆行，確定周期”。科學家要想成功，就必須耐得住寂寞，忍得住乏味，且要真心喜歡所做的事情。在這方面，甘石又樹立了一個好榜樣。想想看，偶爾欣賞一下夜空，無疑是愜意的享受；但若每晚都得死盯著毫無生氣的夜空，還得完成看似全無技術含量的重復性記錄工作，那該有多無聊呀！其實，早年的巫咸已發現，在天空中除了大量恒星外，還有5顆分別稱為金星、木星、水星、火星、土星的游蕩星體（現在人們稱之為行星）。這些行星到底是怎么游蕩的呢？過去人們都以為它們與太陽和月亮一樣，永遠只向一個方向運行，但懷著滿腔熱忱的甘石發現金星和火星在某些特殊的時段會出現逆行現象，其軌跡會形成“勾”形或“己”形，而且行星的運行還有其周期性，比如木星的會合周期是400天，這已非常接近今天測定的398.9天了。

甘石的第三項成果可概括為“細心觀察，發現木衛”。細心觀察是做好科研的必備條件，否則就不能發現某些非常微小而又很重要的變化。在這方面，甘石仍是好榜樣。石申極其細心，他掌握了日食和月食的規律，知道了日食是月亮遮擋太陽所致，還發現了月亮運行速度的細微變化。而甘德的細心程度更是驚人，他竟然在木星旁邊發現了一顆以往人們從未記錄過的暗紅色小星星，并稱之為木星的“同盟”（它實際上就是木衛三）。甘德的這一發現到底有多厲害呢？這樣說吧，大約2000年后，大名鼎鼎的伽利略才借助高倍望遠鏡在1610年發現了木星的另一顆衛星—木衛四，從而為否定“地心說”找到了最確鑿的證據。換句話說，若西方世界早一點知道甘德的這項成果，也許就不會出現“地心說”，也許布魯諾就不會被燒死，也許伽利略就不會受到迫害。可惜，現實中沒有“也許”！