中国传统天球赤道坐标系。红色为天赤道圈,绿色点为距星,蓝色点为北天极。计算橙色天体的位置时,用“入宿度”(绿色扇形的角度)表示赤经,用“去极度”(蓝色扇形的角度)表示赤纬
二十八宿体系本质上就是一个球坐标系(r, θ, φ),只是方位角φ并不是固定从x轴开始计算,而是设置二十八个标准点,即二十八宿距星
尽管“二十八”与月亮有关,但二十八宿的建立并不只是为了单独记录月亮的运动位置,也因此并不是简单地将天空平均分成二十八份。实际上,每一宿所占跨度的差别非常之大。这么做的目的是选择二十八颗星作为标准点,由此建立一个完整的周天星座坐标体系,从而可以进一步认识太阳和月亮的相对关系,了解日、月、行星的运动。[2]:262-263
最终,中国古人约在战国时建立起了二十八宿体系。这是一个赤道坐标系统,以天赤道为平面,用赤经和赤纬来定位天体的位置。赤纬用“去极度”表示,也就是天体到北天极的角距离。赤经则用“入宿度”表示,也就是天体与其西侧第一颗标准星的赤经角度差。这样用来比较和计算赤经的标准星称为“距星”,共计二十八颗,其所属的星座就是二十八宿。距星和距星之间的赤经差称为“距度”。[3]:10-11虽然该体系以赤道坐标系统为基础,但所选择的二十八宿大约只有一半接近赤道,另一半则接近黄道,说明当时还没能真正区分赤道和黄道。[4]:85-86
二十八宿和距星列表
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中国古代星象图
四象廿八宿概念圖(鏡面反射,北面在上,東面在左)
元《事林廣記》中的二十八宿圖,該圖將二十八宿分成四象
汉武帝时,邓平等人制订《太初历》,统一了二十八宿及其距星,并一直沿用到元代,列在下方表格中。从《崇祯历书》开始,距星都以“某宿一”命名。明清时期,奎、觜、参的距星发生了调整,奎宿二、觜宿二、参宿三是变动后的现在名称。[4]:89,92[5]
二十八宿及其距星[4]:94-133
四象
星官/星座
距星
名称
名称由来
又名
名称
西名
东宫苍龙
角(jiǎo,ㄐㄩㄝˊ)
像龙的角
角宿一
室女座α
亢
像龙的咽喉,颈部
亢宿一
室女座κ
氐(dī,ㄉㄧ)
像龙的前脚或者骨架以及四肢
天根
氐宿一
天秤座α
房
像龙的腹房
天驷
房宿一
天蝎座π
心
像龙的心脏
心宿一
天蝎座σ
尾
像龙的尾巴
尾宿一
天蝎座μ
箕
像簸箕
箕宿一
人马座γ
北宫玄武
斗(dǒu,ㄉㄡˇ)
即南斗六星,像斗勺
南斗
斗宿一
人马座φ
牛
本指今河鼓三星,即牵牛星
牛宿一
摩羯座β
女
本指今织女星
婺女
女宿一
宝瓶座ε
虚
像房屋的基础,“虚”即“墟”
虚宿一
宝瓶座β
危
像高高的屋顶,“危”即“高”
危宿一
宝瓶座α
室
像正方形的房间(室、壁本属一宿,现在室宿只剩西墙)
营室西壁
室宿一
飞马座α
壁
像房间东侧的墙壁
东壁
壁宿一
飞马座γ
西宫白虎
奎
像人的骨盆,“奎”即“胯部”亦指西方属阴
奎宿二
仙女座ζ
婁
象征大司马,“娄”指招揽聚众
婁宿一
白羊座β
胃
象征仓库,用胃脏来比喻
胃宿一
白羊座35
昴(mǎo,ㄇㄠˇ)
像矛和矛头上的缨髦
昴宿一
金牛座17
畢
像捕兽的网
畢宿一
金牛座ε
觜(zī,ㄗ)
像老虎的嘴,“觜”通“嘴”
觜觽
觜宿二
猎户座φ¹
參(shēn,ㄕㄣ)
指三星,“參”即“叁”
参宿三
猎户座δ
南宫朱雀
井
像一口井
东井
井宿一
双子座μ
鬼
鬼宿被认为主丧祠之事
舆鬼
鬼宿一
巨蟹座θ
柳
像垂柳
咮
柳宿一
长蛇座δ
星
原名“七星”,由七颗星组成
七星
星宿一
长蛇座α
張
像拉开弓,张弓
張宿一
长蛇座υ¹
翼
像鸟的翅膀
翼宿一(英语:Alpha Crateris)
巨爵座α
軫(zhěn,ㄓㄣˇ)
像車子
軫宿一
乌鸦座γ
星宿的调整
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在历史上,二十八宿具体包含哪些星座,以及各宿的距度、距星、次序,都曾经发生过变化。唐代《开元占经》中保留了据说为战国石申所观测的古距度,其数值跟甘肃天水放马滩战国秦墓出土的简牍、安徽阜阳双古堆汉初汝阴侯墓出土的圆盘上的距度非常接近,而跟汉代以来的距度有较大差别,表明西汉时期曾对距星进行过大规模的调整和统一。《史记·律书》中记录了另外一套可能继承自战国甘德的二十八舍系统,其中没有斗、觜、井、鬼,而有建星、罚、狼、弧,可能是更为古老的体系。[4]:88-91[6]:78-81甘德二十八舍系统相对石申的二十八宿系统,分布更加平均,所以也有可能是原始二十八宿调整后的结果。[7]
变动的原因之一在于岁差。由于岁差的作用,二十八宿之间的距度会发生缓慢的变化,加上二十八宿并非均匀分布,相互之间有近有远,所以某两颗非常靠近的距星之间的距度可能会变成负数,相对位置互换。例如13世纪之后,觜宿的距星(猎户座φ¹)和參宿的距星(猎户座δ)的赤经顺序前后调转。明末清初的耶稣会传教士发现这一点后,更换了觜宿和參宿的顺序,从觜前參後变为觜後參前,却遭到了相当激烈地反对。最终,乾隆十七年(1752年),通过将觜宿的距星改定为猎户座λ,參宿的距星改为猎户座ζ,恢复了觜前參後的传统。原先的两颗距星则变为觜宿二和参宿三。[5]
另一个原因是,古人可能最初很自然地选用天空中比较亮的星星作为距星,但这些亮星可能离赤道很远。后来,在二十八宿观测体系逐渐完善的过程中,改用略暗、但处于黄道/赤道带上的恒星作为距星。如甘德二十八舍系统中有天狼星,后来改为井宿。汝阴侯墓圆盘上,心宿的距星为今心宿二,毕宿的距星为今毕宿五,参宿的距星为今参宿四,后来都不再采用。[8][2]:268,272
起源时间
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关于二十八宿的起源时间,众说纷纭。古人可能很早就发现了黄道带或赤道带附近的个别亮眼的恒星和星座,但这不等于已经形成了黄道带或赤道带或二十八宿的整体概念。[2]:264整体的二十八宿在文献中最早出现于《周礼》中的“二十有八星”。完整的星名最早见于《吕氏春秋》。出土文物中较古老的则是曾侯乙墓中绘有二十八宿星图的漆器箱盖,时代约在战国初期。[9]:10 [6]:9,11,13-13
从天文学计算来推测,则可以将二十八宿体系的创立年代追溯得非常早。二十八星宿中的黄道星宿今天仍在黄道带上,赤道星宿则由于岁差的存在,已经不再位于赤道带上。根据冯时的计算,赤道星宿与赤道带符合得最为理想的时间是公元前35世纪至前30世纪。[2]:265竺可桢发现,牛宿和女宿原来指的是牵牛星和织女星,虽然现在织女星的赤经在牵牛星之前,但二十八星宿中却是牛宿先于女宿。[10]牵牛星和织女星赤经顺序对调的时间约在公元前36世纪至前30世纪之间。[2]:268