中国国内现存最早的全天星图是北宋的苏颂星图
中国国内现存最早的全天星图是北宋的苏颂星图。
宋元佑三年(公元1088年),著名科学家苏颂领导建造了一座杰出的天文记时仪器──水运仪象台,这是一台把浑仪、浑象和报时装置结合在一起的大型天文仪器,广泛吸收了以前各家仪器的优点,尤其是吸取了北宋初年天文学家张思训所改进的自动报时装置的长处;在机械结构方面,采用了民间使用的水车、筒车、桔槔、凸轮和天平秤杆等机械原理,把观测、演示和报时设备集中起来,组成了一个整体,成为一部自动化的天文台。
当时,苏颂为水运仪象台撰写了一部设计说明书——即《新仪象法要》,它成书于宋神宗绍圣初年,约当公元1094~1096年间。 在《新仪象法要》中绘有多种星图,如“浑象紫微垣星图”、“浑象东北方中外官星图”、“浑象西南方中外官星图”、“浑象北极星图”、“浑象南极星图”、“四时昏晓加临中星图”、“春分昏中星图”、“春分晓中星图”、“夏至昏中星图”、“夏至晓中星图”、“秋分昏中星图”、“秋分晓中星图”、“冬至昏中星图”、“冬至晓中星图”等,计14 幅。
这14 幅星图中,最有价值的是前五幅。其中“浑象东北方中外官星图”是从角宿到壁宿的星官,“浑象西南方中外官星图”是从奎宿到轸宿的星官,“浑象紫微垣星图”,是以北斗七星为主的布列于浑象之北上规的183 颗星,“浑象南极星图”和“浑象北极星图”则是以天球赤道为最外界大圆的南天星图和北天星图。
苏颂为了星图绘制精确,采取了圆横结合的画法。横图分成两段:东北方中外官星图是从秋分到春分,西南方中外官星图是从春分到秋分。另外,在把球面上的星辰绘制到平面上时,苏颂发现了失真问题,于是他采用了把天球循赤道一分为二,再分别以北极和南极为中心画两个圆图的方法,从而减少了失真,这是星图绘制中的一项新成就。
苏颂星图是历史上流传下来的全天星图中保存在国内的最早星图。保存至今的唐代敦煌星图,在时间上比苏颂星图要早,但被斯坦因盗走,现存伦敦不列颠博物馆。但是,苏颂星图比敦煌星图更细致和更准确。如敦煌星图绘星1350 颗,苏颂星图绘星1464 颗;敦煌星图主要依据《礼记·月令》的资料,并非实测;而苏颂星图则是根据元丰年间的实测绘制;敦煌星图是从玄枵(子)开始,按十二次的顺序作不连续排列,中间夹以说明文字,有关分野问题也不科学,苏颂星图则从角宿开始,按二十八宿顺序,作连续排列,并完全去掉了有关分野等不科学成分。
就所列星的数目而言,苏颂星图的贡献也是值得称道的。如欧洲到14世纪文艺复兴以前,观测的星数是1022 颗,要比苏颂星图少422 颗,因此,西方的科技史家蒂勒、布朗和萨顿等甚至认为:“从中世纪直到14 世纪末,除中国的星图以外,再也举不出别的星图了。”