《甘石星經》，中國最早的天文學著作

趙之珩

如果要問中國天文史上現存最早的著作，毫無疑問，《甘石星經》這本書是唯一的答案。

“甘石”并不是一個人，而是兩位天文學家的合稱——甘德和石申，他們都是戰國時期的天文學家，也都在天文學領域有獨到的見解和突出的成績。后人將甘德的《天文星占》和石申的《天文》合稱為《甘石星經》，這是世界上僅晚于《巴比倫星表》的天文學著作。

石申是戰國中期魏國的天文學家，大約生活在公元前400年。他的著作《天文》八卷和《渾天圖》在中國和世界天文學史上都占有重要地位，為了紀念他的功績，月球背面有一座環形山被命名為“石申環形山”。

石申非常重視天文觀測，為了準確測定天體的坐標，他在自己的“觀星臺”上自制了一個“天體測量儀”：在地平面上畫一個周長為365.25尺的大圓圈，這個數字正好與一年的天數相等，圓弧的一尺約等于現在的一度。通過中心的一條正南正北線是“子午線”，一條正東正西線是“卯酉線”。在圓的中心設立一個“定標”，圓周上設立一個“游標”，可以根據需要在圓上移動。每當定標和游標以及要測量的星星三者排成一線時，就可以從定標上測量該星的經度，從游標上測量緯度。石申還測量了120顆星在天空中的坐標，準確地測定了它們的經度和緯度，再把它們和相鄰的星星用假想的直線連接起來，創造了120個星宿（星座）。他把這些觀測成果制成《石氏星表》，這個星表比西方最早的《托勒密星表》還早出現幾百年。

石申不但把測定的恒星準確位置編制成了星表，還繪制了一幅精美的星圖，為天文觀測奠定了扎實的基礎。石申取得了很多成績，他是“黃赤交角”最早的測量者，首次發現了行星的“逆行”、“太陽黑子”、“日冕”和“日珥”，為彗星命名，還總結出月球的運行規律。

甘德是生活在公元前300多年齊國的天文學家，著有《天文星占》《歲星經》等書，在恒星區劃和命名、行星運行與會合周期等方面有突破性的貢獻。

甘德在石申《石氏星表》的基礎上創造了星體定位的“甘氏四七法”。所謂“四七法”，就是把天空中的恒星劃分為東、南、西、北4個區域，每個區域又分為7個部分。這樣就把天空分成了“二十八宿”，也就是28個大區域，并且規定了每一星宿“距度”（距離春分點的度數），為測量一切天體的坐標和運行的狀況布下了一張“天網”，也為以后的天文觀測打下了基礎。

甘德還在石申發現的行星“逆行”的基礎上，發現了行星運行的“會合周期”。甘德也對行星運動進行了長期的觀測和定量的研究。他發現了火星和金星的逆行現象，指出“去而復還為勾”“再勾為巳”，把行星從順行到逆行再到順行的視運動軌跡十分形象地描述為“巳”字形。其中火星的亮度變化最為明顯，甘德經過多年的觀測記錄和精密計算之后，得出火星的逆行平均每過587.25天就有一次，他把這種同一天象再次出現的時間稱為“回歸周期”。他測出的火星回歸周期比實際的數值583.9天僅差了3.35天，誤差僅為千分之六。他還用同樣方法測得木星回歸周期為400天（實際為398.9天）。

更有意思的是，甘德還看到了木星的衛星。在《唐開元占經》引錄甘德的論著提到木星時，有這樣一句話：“若有小赤星附于其側”，這說明甘德在伽利略之前近2000年就已經用肉眼觀測到木星的衛星了，他也成了第一個留下了木星衛星觀測記錄的天文學家。