Краткая история древнекитайской астрономии
Проследить развитие астрономии на территории Китая можно с достаточно древних времен. Так, археологами было установлено, что на крашеной керамике неолитической культуры Яншао (V—III тысячелетия до н.э.) присутствуют лунарные и солярные символы, а также орнаменты, имеющие характерные числовые закономерности, которые связаны с лунным календарем. На гадательных костях и черепашьих панцирях эпохи Шан-Инь встречаются названия некоторых созвездий и календарные знаки. Упоминаются также отдельные затмения Солнца, которые уже в то время рассматривались как предзнаменования. Начавшаяся в эпоху Шан-Инь практика вести записи небесных явлений не прекращалась во все периоды истории традиционного Китая, образуя непрерывный ряд астрономических записей, который, как полагают историки науки (см., например: Buchanan et al. 1981: 448), является самым длинным по сравнению с имевшимися в любой другой цивилизации. Подобные записи оказываются неоценимыми для современных астрономических исследований, поскольку дают возможность анализировать на большом промежутке времени такие, например, циклические явления, как затмения Солнца и появления комет.
В период Чжоу астрономическим наблюдениям также уделялось большое внимание. В начале эпохи Чжоу правитель У-ван (прав. в 1121—1115 гг. до н.э.) приказал воздвигнуть астрономическую башню в Гаочэнчжэне (совр. пров. Хэнань, г. Гаочэн), находящемся рядом с будущей столицей чжоусцев Чэнчжоу, которая станет затем рассматриваться ими как центр Поднебесной. Это была первая из известных нам обсерваторий в Китае (см.: Старцев 1961: 55—56). Впоследствии она была названа “чжоугунской обсерваторией” в честь младшего брата У-вана, Чжоу-гуна, принимавшего активное участие в ее строительстве.
Было бы логичным предположить, что с местоположением данной астрономической башни чжоусцами были скоординированы все главнейшие пространственные корреляции арифмосемиотической символики. Поэтому упоминавшийся выше (гл. 1.3) вопрос о происхождении пространственной ориентации стихий следует решить в пользу западночжоуской версии. Не исключено, что соседство этой башни с рекой Ло поспособствовало в выборе названия пространственно-числовой схемы Ло шу (“Писание [из реки] Ло”), о которой пойдет речь в гл. 2.5.
В эпоху Чжоу возникло большинство основных традиционных астрономических концепций и были определены все необходимые для точных календарных расчетов числовые отношения и константы. Уже в это время китайская астрономия переплеталась с математической теорией музыки и арифмосемиотикой, что давало взгляд на астрономические явления как на части мирового целого, гармонически сочетающиеся со всеми остальными его частями.
Начиная с эпохи “Чуньцю” встречаются письменные регистрации появления комет, называвшихся в Китае “звездами-мётлами” (хуэй син) и испокон веков считавшихся предвестниками несчастий. Позднее появились их подробные описания и зарисовки. Было подмечено, что хвост кометы всегда находится в удалении от Солнца.
В летописи “Чуньцю”, охватывающей период с 722 по 479 г. до н.э., зарегистрировано 37 солнечных затмений, наблюдавшихся в течение 242-х лет. 33 солнечных затмения подтверждены современными учеными. Самое раннее из них относится к 22 февраля 720 г. до н.э. (см.: Старцев 1961: 58).
В эпоху “Сражающихся царств” были составлены три звездных каталога тремя различными астрономами. В это время Гань Гун из государства Чу написал восьмитомное сочинение “Предсказания по звездам” (“Син чжань”), а Ши Шэнь из государства Вэй создал восьмитомный труд “Небесные знаки” (“Тянь вэнь”). На основе этих работ был составлен сводный каталог “Звездный канон Ганя и Ши” (“Гань ши син цзин”), куда были внесены 800 звезд, из которых у 120-ти были отмечены в градусах их расстояния от Северного небесного полюса. Был еще третий астроном, чье имя неизвестно и чья работа приписана У Сяню, легендарному министру династии Шан. Его каталог содержал 1464 звезды, сгруппированные в 284 созвездия, что существенно больше, чем в античных западных звездных каталогах более позднего времени. Оригиналы этих трех каталогов не сохранились, но собранные в них данные оставались в употреблении в течение следующего тысячелетия. Судя по этим данным, наблюдения проводились в середине IV в. до н.э. На основе всех трех звездных каталогов в конце IV в. до н.э. была составлена обобщенная звездная карта.
Одним из составителей упомянутых каталогов, Гань Гуном, была сделана запись, которую можно интерпретировать как описание солнечных пятен. Он писал о неких “солнечных затмениях”, которые якобы начинаются от центра Солнца. И хотя объяснение Ганя Гуна неверно, все же ценно то, что отмеченное затемнение Солнца характеризовалось им в качестве феномена на солнечной поверхности.
Следующая фиксация древними китайцами солнечных пятен датируется эпохой Хань. В энциклопедии “Океан нефрита” сообщается, что в 165 г. до н.э. на Солнце появилось изображение иероглифа ван. Таким образом, это могло быть солнечное пятно некруглой формы.
Начиная с эпохи Хань астрономические явления отмечаются достаточно регулярно. При дворе была учреждена должность “великого историографа-астролога” (тайшигун), в обязанности которого входило ведение исторической хроники, составление астрологических прогнозов и уточнение календаря с учетом календарных констант, нумерологических значений чисел, данных теории стихий, традиций предшествующих династий, музыкальных тонов и географического положения столицы.
Во II в. до н.э. было установлено совпадение между временем приливов и фазами Луны. Исходя из традиционной общемировоззренческой концепции о связи Неба и Земли, китайцы через три столетия сформулировали теорию причинной зависимости между этими феноменами.
В 1973 г. в мавандуйском могильнике был обнаружен самый древний из сохранившихся в Китае астрономический трактат “Предсказания по пяти светилам” (“У син чжань”), датируемый приблизительно 180—170 гг. до н.э. Его содержание показывает, что ханьская астрономия достигла высокого уровня.
О прогрессе китайской планетарной астрономии эпохи Хань можно судить по возрастанию точности в вычислениях синодических периодов (точнее, периодов между гелиакическими восходами) пяти планет и сидерических периодов трех планет, приведенных в трех разнесенных по времени источниках: “Исторические записки” (“Ши цзи”) Сыма Цяня (составлены ок. 100 г. до н.э.), “Ханьская история” (“Хань шу”) Бань Гу (ок. 80 г. н.э.) и “Поздняя ханьская история” (“Хоу хань шу”) Фань Е (ок. 440 г. н.э.) (табл. 1.5.1; 1.5.2; см.: Чжу Кэчжэн 1953: 70).
| Таблица 1.5.1 | ||||
| Синодические периоды пяти планет (в днях) | ||||
| Планета | Ши цзи | Хань шу | Хоу Хань шу | Действительная величина |
| Меркурий | — | 115,9 | 115,88 | 115,88 |
| Венера | 584,1 | 584,02 | 583,92 | |
| Марс | — | 730,5 | 779,53 | 779,94 |
| Юпитер | 395,7 | 398,7 | 398,85 | 398,88 |
| Сатурн | 377,6 | 378,06 | 378,09 |
| Таблица 1.5.2 | ||||
| Сидерические периоды внешних планет (в годах) | ||||
| Планета | Ши цзи | Хань шу | Хоу Хань шу | Действительная величина |
| Марс | — | 1,88 | 1,88 | 1,88 |
| Юпитер | 11,92 | 11,87 | 11,86 | |
| Сатурн | 29,79 | 29,51 | 29,46 |
Как можно заметить из таблиц, числовые значения периодов планет, зафиксированные в хронике позднеханьской династии, являются достаточно точными. На Западе подобной точности не удавалось достигнуть вплоть до XVI в.
В эпоху поздней Хань в Китае жил старший современник Клавдия Птолемея (90/100—165/168) выдающийся ученый Чжан Хэн (78—139), который внес огромный вклад не только в астрономию, но и географию, механику и сейсмологию. Полные тексты его сочинений были утрачены, но отрывки из них сохранились в книгах других китайских авторов. В сочинении Чжан Хэна “Лин сянь” (“Законы [действия] животворных сил”) приводится следующая классификация звезд:
Звезд постоянного свечения, которые представляют чиновников при дворе и на местах, насчитывается 124, звезд, получивших наименования, насчитывается 320, всего же звезд на небе2500, причем в это число не включены звезды, по которым мореходы [в дальних местах] гадают и определяются. Число слабыхзвезд примерно 11520. Вся кишащаяна земле масса живыхсуществ связана с волей неба. Если бы не так, разве удалосьбы их собрать вместе и упорядочить? (Чжан Хэн 1990: 332).
Во время правления императора Хэ-ди (89—106 гг.) астроном Цзя Куй установил, что Луна имеет неравномерное движение по орбите. Несколько позже Лю Хун нашел, что Луна, выйдя из точки наибольшего удаления, в которой она имеет самое медленное движение, возвращается в эту точку через 27,55336 суток (по современным данным, величина этого периода, т.н. аномалистического месяца, составляет 27,55455 суток).
Живший в III в. астроном Ян Вэй определил, что Луна при своем циклическом движении пересекает каждый раз эклиптику не ровно через месяц, а несколько раньше, иначе говоря, ему была известна продолжительность т.н. “драконического” месяца.
Около 330 г. астроном Юй Си открыл явление прецессии, заметив разницу между реальным положением звезд и зафиксированным в старых хрониках. Им была определена величина смещения точки весеннего равноденствия по эклиптике, которая составляла один китайский градус за 50 лет. Прецессионный сдвиг, рассчитанный на 450—460 лет раньше Гиппархом, — один градус в 100 лет.
В V в. Чзу Чунчжи (429—500) вычислил, что длительность “драконического” месяца равна 27,21223 суток (по современным данным — 27,21222 солнечных суток).
В VI в. Чжан Цзысинь, проживая в течение 30-ти лет в уединении на острове, при помощи армиллярной сферы производил наблюдения за Солнцем, Луной и пятью планетами. В результате он обнаружил неравномерность видимого движения Солнца по эклиптике. Им было определено, что Солнце имеет наиболее медленное движение во время летнего солнцестояния, а наиболее быстрое — во время зимнего солнцестояния. В моменты весеннего и осеннего равноденствий Солнце движется со средней скоростью.
В эпоху Тан при дворе императора было создано специальное ведомство "Тайшицзюй", которому предписывалось наблюдать небесные светила, предсказывать солнечные и лунные затмения, уточнять календарь и рассчитывать благоприятные дни для государственных дел и церемоний. Для работы в "Тайшицзюй" были приглашены индийские и арабо-мусульманские астрономы. Их знания обогатили китайскую астрономию, особенно в вычислении затмений и планетарных позиций. С этого времени значительная часть вычислительной работы производилась в Китае иностранцами, вооруженными более совершенной методикой количественной астрономии.
Одним из привнесений иностранных астрономов в китайскую культуру была гороскопная астрология, возникшая на Западе в эпоху эллинизма. Переход китайцев от веры в космический порядок к астрологической вере в прямое влияние звезд на человеческие дела был медленен. Во времена династии Юань западная гороскопная астрология была объединена с китайскими астрологическими представлениями в единый астрологический корпус. В более поздние времена в имперском Китае было уже обычной практикой составлять гороскоп для каждого новорожденного ребенка и перед каждым решающим событием в жизни.
Во время “Пяти династий” (У дай) неизвестным астрономом из Дуньхуана (провинция Ганьсу) была составлена звездная карта, сохранившаяся до наших дней. Эта карта вычерчена в двух вариантах проекции небесной сферы на плоский лист бумаги. Околополюсные звезды показываются на ней в полярной проекции на круговой диаграмме, а оставшаяся часть видимого неба изображена методом, который сегодня называется “цилиндрической проекцией” или “проекцией Меркатора”. Линии, обозначающие в отдаленных от полюса областях границы 28 секций “лунных стоянок” (сю), на которые древние китайцы подразделяли звездное небо, представлены на этой карте параллельными, тогда как на самом деле они должны сходиться в точке, совпадающей с Полярной звездой.
Ученый-энциклопедист сунской эпохи Шэнь Ко (1030—1093), сравнивая время, измеренное с помощью клепсидры, с показаниями солнечных часов, установил, что зимой и летом сутки не одинаковы по длительности. Согласно его теории, так как Солнце движется быстрее, находясь ближе к зимнему солнцестоянию, то сутки в это время становятся длиннее, а находясь ближе к летнему солнцестоянию, Солнце движется медленнее, поэтому продолжительность дня короче. Объясняя причины изменений скорости видимого годового движения Солнца, Шэнь Ко, в рамках геоцентрической системы предвосхитив на пятьсот лет И. Кеплера, пришел к выводу, что эклиптика, хотя и близка по форме к окружности, все же является не окружностью, а “овальностью” (то), т.е. эллипсом.
В 1154 г. по распоряжению ведомства “Тайшицзюй” в Пекине была создана обсерватория, которую при династии Мин называли “Баоцзихэ”. В 1190 г. здание обсерватории было разрушено сильнейшим ураганом, а большинство астрономических инструментов было повреждено. Только в 1279 г. обсерватория была отстроена заново.
В период Юань усилились связи китайцев с арабо-мусульманскими астрономами. В это время не только иностранные астрономы работали в Китае, но и китайцы выезжали из страны для обмена научными достижениями. Так, например, китайские астрономы работали в Марагской обсерватории (г. Марага близ Тавриза), созданной Насирэддином ат-Туси (1201—1274). Однако основные астрономические концепции в Китае остались китайскими, и не осуществлялось никаких попыток принять арабо-мусульманскую математическую и теоретическую астрономию.
На рубеже XIII—XIV вв. по проекту астронома Го Шоу-цзина (1231—1316) было построено новое здание Чжоугунской обсерватории, и на ее территории был установлен гномон высотой около 13 м, который сохранился до наших дней. В эпоху Мин в 1384 г. была построена обсерватория на Пурпурной горе (Цзыцзиньшань) близ Нанкина.
В конце XVI в., когда традиционная китайская наука была в упадке, в Китай прибывают миссионеры-иезуиты, принося с собой незнакомую китайцам теорию геометрического анализа планетарных движений, которая значительно превосходила по точности традиционные китайские методы предсказания затмений. В 1618 г. отец-иезуит Террентиус (Иоанн Шрек) привез в Китай телескоп, который китайцы называли “далекосмотрящим глазом” (юань цзин). В 1679 г. было совершено переоборудование Пекинской обсерватории под руководством ученого иезуита Фердинанда Вербиста (1623—1688), ставшего влиятельным должностным лицом в правительстве Китая. Астрономические инструменты эпох Юань и Мин были сняты и разобраны, а взамен был установлен комплект инструментов, разработанных на основе идей европейской науки. По предложению Вербиста большая часть старых астрономических инструментов была переплавлена на металл, что, по сути, ознаменовало прекращение существования традиционной китайской астрономии.
Астрономические модели мира
Начиная с эпохи Чжоу в Китае существовало множество предположений относительно устройства Вселенной, однако, по мнению Дж. Нидэма, среди них можно выделить только три преобладающих астрономические модели — гайтянь, хуньтянь и сюанье (см.: Needham 1959: 210—224). Самой ранней являлась модель гайтянь (“куполообразного неба”), согласно которой небо представляло собой полусферический купол, находящийся на расстоянии 80 тыс. ли (около 46 тыс. км) над Землей. Поверхность Земли полагалась выпуклой, а сама она мыслилась как плавающий в океане остров с квадратными берегами. Этот океан отделял “края” Земли от неба на горизонте. Центр неба, находящийся в созвездии Большой Медведицы, являлся и центром его вращения. Солнце и Луна вращались независимо от вращения неба, их заходы и восходы, как и других небесных тел, считались иллюзией, так как предполагалось, что никакое тело не могло перемещаться внизу Земли. Данная концепция схожа с вавилонскими астрономическими представлениями, за исключением квадратности берегов Земли.
В модели хуньтянь (“круговращающегося неба”), существовавшей уже в IV в. до н.э., небеса мыслились не куполообразными, а сферичными. Диаметр небесной сферы полагался равным около 2 млн. ли (около 1,15 млн. км). В центре сферы неба находится также сферичная Земля; небо вращалось, а Земля была неподвижна. При всем при том Земля считалась плавающей в мировом океане. Впоследствии идея о мировом океане вышла из употребления. Теория “хуньтянь” являлась достаточно эффективной в вычислительной астрономии, поскольку на ее основании было удобно строить измерительные астрономические инструменты.
Эта теория поддерживалась позднеханьским ученым Чжан Хэном и была подробно описана им в одноименном сочинении “Хуньтянь”. Исходя из того, что Чжан Хэн называл небо “беспредельно круглым”, можно сделать заключение, что данная теория дополнялась у него представлением о бесконечности Вселенной:
Небеса подобны яйцу курицы. Небо, круглое по форме, подобно ядру [белку] яйца, а Земля словно желток в нем, одиноко находящийся внутри яйца. Небо огромно, Земля мала. В небесах и внутри и снаружи находится вода; небо обнимает Землю, подобно тому, как скорлупа окружает желток. И Небо и Земля оформлены на основе своей субстанции ци, они плавают, погруженные в воду. Окружность неба составляет 365 с четвертью градуса, если ее разделить посередине, то получится 182 и 5/8 градуса, покрывающих Землю сверху, и 182 и 5/8 градуса, окружающих Землю снизу, поэтому из 28 зодиакальных созвездий в одно время половина видна, а половина скрыта.
Две крайние точки [неба] называются Южным и Северным полюсами. Северный полюс расположен в центре неба, он находится прямо на севере в 36 градусах над землей, таким образом, если вокруг Северного полюса провести круг в 72 градуса, то в его пределах звезды всегда видны и не скрываются. Южный полюс тоже является центром неба, он находится прямо на юге, ниже уровня земли на 36 градусов, если вокруг Южного полюса сделать круг в 72 градуса, то в его пределах звезды всегда скрыты и невидимы. Оба полюса отстоят друг от друга на 182 и 5/8 градуса. Небо вращается подобно кружению колеса повозки, оно ходит кругом бесконечно. По своей форме небо беспредельно круглое, поэтому его и называют хунь-тянь — круглый небесный свод (Чжан Хэн 1990: 326—327).
Третья модель, строящаяся на концепции “бесконечной пустоты” (сюанье), обычно связывается с именем Ци Мэна, являвшегося младшим современником Чжан Хэна. Согласно его учению, небеса являлись не имеющей никаких пределов пустотой, в которой плавали Солнце, Луна и звезды, не связанные между собой, не зависящие от других небесных тел и потому обладающие большей свободой в своем движении. В вопросе о причинах этого движения теория обращалась к представлениям о пневме-ци, которая, сгущаясь до некоторой плотности и находясь в спонтанной подвижности, могла действовать на небесные тела подобно ветру. Причем этот пневматический ветер не только двигал Солнце, Луну и другие светила, но и поддерживал Землю.