Как зарождалась астрономия в китае
Астрономия в Древнем Китае
Проследить развитие астрономии на территории Китая можно с древних времен. Вообще, интерес жителей этой страны к изучению всего на свете составляет черту национального характера. Это относится и к астрономии.
Так, археологи нашли крашеную керамику, возраст которой — 5000—7000 лет. На ней присутствуют л унарные и солярные символы, а также орнаменты, связанные с лунным календарем. На гадательных костях и черепашьих панцирях эпохи Шан-Инь (вторая половина II тысячелетия до н. э.) встречаются названия некоторых созвездий и календарные знаки. Упоминаются также некоторые затмения Солнца.
Как и почти у всех первобытных народов, у китайцев с незапамятных времен находился в употреблении лунный календарь, то есть способ счета дней по фазам Луны. Поскольку месяц в 29—30 дней считался длинным в качестве мерила промежутков времени древней жизни, вполне естественным было его деление на 3—4 части.
Практика вести записи небесных явлений не прекращалась во все периоды истории Древнего Китая. Количество накопленных рукописных документов астрономического содержания является самым большим по сравнению с имевшимися в любой другой цивилизации.
Примерно во II—I тысячелетиях до н. э. китайскими астрономами небо было разделено на 28 участков-созвездий, в которых двигались Солнце, Луна и планеты. Потом они выделили Млечный Путь, назвав его явлением неизвестной природы. Основатель династии Чжоу У-ван (правил, по некоторым данным, в 1121 — 1115 гг. до н. э.) приказал воздвигнуть астрономическую башню в Гаочэнчжэне (город Гаочэн в современной провинции Хэнань). Это была первая обсерватория в Китае.
Начиная с эпохи Чуньцю (722—481 гг. до н. э.) китайцы письменно регистрировали появления комет, называвшихся в Китае «звездами-метлами» 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 под названием «Чуньцю» того же периода зарегистрировано 37 солнечных затмений, наблюдавшихся в течение 242 лет. Современными учеными подтверждены 33 из них. Самое раннее произошло 22 февраля 720 г. до н. э.
Следующий период в истории Древнего Китая называется эпохой Сражающихся царств или периодом Чжаньго. Он длился с V в. до н. э. до объединения Китая императором Цинь Шихуанди в 221 г. до н. э.
В эти времена астрономами Гань Гуном и Ши Шэнем в 355 г. до н. э. был составлен сводный каталог «Звездный канон Гань и Ши», куда были внесены более 800 звезд. Немного позднее знаменитый китайский астроном Чжан Хэн поделил небо на 124 созвездия и зафиксировал около 2500 видимых звезд.
Одним из составителей упомянутых каталогов (Гань Гуном) была сделана запись, которую считают описанием солнечных пятен. Он упоминал о неких «солнечных затмениях», которые якобы начинаются от центра Солнца. Здесь ценно то, что отмеченное затемнение было охарактеризовано им как явление на солнечной поверхности, как оно и есть на самом деле.
С III в. до н. э. в Китае пользовались солнечными и водяными часами. Все астрономические наблюдения велись со специальных площадок-обсерваторий.
Развитие астрономии в Древнем Китае
Развитие астрономии в Древнем Китае. Самого высокого развития древняя астрономия Востока получила в Китае.
Уже в конце третьего тысячелетия до нашей эры при дворе правителя страны существовали две должности придворных астрономов, а в 12 в. до н. э. в разных концах Китая начали возводить обсерватории для наблюдения за движениями светил.
Первым дошедшим до нас китайским астрономическим сочинением считается «Ши цзин» («Книга песен»), которая была создана в 4 в. до н. э. В ней содержатся отдельные сведения о движении планет, Солнца и Луны.
Примерно в это же время китайцы определили продолжительность солнечного года (365,25 дня).
Интересно, что в Китае небесный круг делили не на 360, а на 365,25 градусов или на 28 созвездий, расположенных, в отличие от вавилонского Зодиака, вдоль видимого пути не Солнца, а Луны. А Млечный Путь назывался почти так же, как у европейцев,- Молочной Рекой.
В 301 г. китайские ученые открыли существование пятен на Солнце, которые затем наблюдали много раз.
Первые счетные машины
Крупнейшие европейские агломерации
Травянистые растения
Исчезновение тропических лесов
Baikal Electronics – российский разработчик микропроцессоров
История астрономии в Китае
Солнечные и лунные затмения
Древнекитайские астрономы дали первые в мире описания солнечных затмений. Записи о солнечных затмениях встречаются на иньских гадательных костях и черепашьих панцирях. Два случая регистрации затмений по исследованиям современных ученых относятся к 18 июля 1328 г. до н.э. и к 4 августа 1222 г. до н.э. В “Шуцзине” (“Книга истории”) есть упоминание о солнечном затмении, произошедшем в эпоху полулегендарной династии Ся. Точная дата затмения не указана, но большинство исследователей относит это затмение к 22 октября 2137 г. до н.э. К этому событию приурочивается нравоучительная история о непутевых чиновниках легендарного правителя Яо, братьях Си и Хо, которые не смогли вовремя предсказать солнечное затмение, за что и поплатились головами.
Позднецинская иллюстрация измерения одним из братьев Си длины тени гномона при летнем солнцестоянии.
В летописи “Чуньцю”, охватывающей период с 722 по 479 г. до н.э., зарегистрировано 36 солнечных затмений, наблюдавшихся в течение 242 лет. 33 солнечных затмения подтверждены современными китайскими учеными. Самое раннее из них относится к 22 февраля 720 г. до н.э.
Древние китайцы были также знакомы с затмениями Луны, но придавали им гораздо меньшее значение, чем солнечным. Первые записи о затмениях Луны встречаются на костях животных эпохи Шан-Инь.
В эпоху Хань было выяснено, что для одной и той же точки наблюдения затмения Солнца должны повторяться через 135 месяцев. Ян Вэй, составивший в 230 г. календарь “Цзинчули”, указывал на то, что солнечные и лунные затмения могут быть полными и частными. В 6 в. Чжан Цзысинь показал, что солнечное затмение происходит, если в момент новолуния Луна проходит около Солнца на определенном расстоянии. Лунное же затмение произойдет в том случае, если в момент полнолуния Луна будет находиться около точки пересечения ее орбиты с эклиптикой.
Кометы в Китае назывались “звездами-мётлами” (хуэй син). С испокон веков они считались предвестниками несчастий. Начиная с эпохи Чуньцю встречаются письменные регистрации появления комет. Позднее появились их подробные описания и зарисовки. Было подмечено, что хвост кометы всегда находится в удалении от Солнца.
Самое раннее упоминание в древнекитайских хрониках кометы Галлея относится к осени 611 г. до н.э., когда комета появилась в созвездии Большой Медведицы. В Европе первые записи о комете Галлея относятся к 66 г. В 1682 г. Галлей открыл, что наблюдаемая им комета, которую затем стали называть его именем, обращается вокруг Солнца с периодом от 75 до 76 лет. Он предсказал появление той же кометы в 1758 г. В Китае же начиная с седьмого года правления императора Цинь (240 г. до н. э.) до конца эпохи Мин (до 1607 г. н.э.) регистрировалось каждое появление этой кометы.
Начиная с династии Шан-инь в Китае вели наблюдения новых звезд, которые назывались “звезды-гостьи” (син кэ). Самая ранняя китайская запись такого явления относится к 13 в. до н.э. В 1054 г. китайскими астрономами было отмечено появление яркой “звезды-гостьи”. В 1056 г. эта звезда исчезла. Радиосигналы, исходящие от этой звезды, находившейся в Крабовидной туманности, принимаются до сих пор.
Мантическая кость 13 в. до н.э. с самой старой записью появления новой звезды.
Около 330 г. н.э. астроном Юй Си открыл явление прецессии, заметив разницу в положении звезд по отношению ко времени династий Хань. Им была определена величина смещения точки весеннего равноденствия по эклиптике, которая составляла один китайский градус за 50 лет. Данные, указывавшиеся на 450-460 лет раньше Гиппархом, — один градус в 100 лет. В 7 в. Лю Чжо определил величину прецессии в один китайский градус за 75 лет, что очень близко к действительному значению.
Неравномерное движение Луны
Во время правления императора Хэди (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).
Связь между приливами и фазами Луны
Во 2 в. до н.э. было установлено совпадение между временем приливов и фазами Луны. Через три столетия китайцы, исходя из традиционной общемировоззренческой концепции о связи Неба и Земли, сформулировали теорию причинной зависимости между этими феноменами.
Позже, в 11 в., была обнаружена временная задержка между теоретическим высоким приливом и фактическим его началом, что объяснялось влияниями береговой линии и другими местными факторами.
Астроном Ян Вэй в 230 г. составил календарь “Цзинчули”, в котором учитывалось, что Луна при своем циклическом движении пересекает каждый раз эклиптику не ровно через месяц, а несколько раньше, иначе говоря, ему была известна продолжительность так называемого “драконического” месяца. В 5 в. Цзу Чунчжи (429-500) вычислил, что величина “драконического” месяца равна 27,21223 суток (по современным данным 27,21222 солнечных суток).
Неравномерность видимого движения Солнца
В 6 в. Чжан Цзысинь в течение 30 лет, проживая 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.
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 неравномерности видимого годового движения Солнца, Шэнь Ко, в рамках геоцентрической системы предвосхитив на пятьсот лет Кеплера, пришел к выводу, что эклиптика, хотя и близка по форме к окружности, все же является не окружностью, а “овальностью” (то), т.е. эллипсом.
Ученый Шэнь Ко (1030-1093).
Первая регистрация солнечных пятен в Европе относится к 807 г., о чем есть упоминание в сочинении Эйнгарда “Жизнь Карла Великого” (“Vita Karoli Magni”), написанном, вероятно, около 830-833 гг. Арабские астрономы наблюдали солнечные пятна в 840 г. В Никоновской летописи за 1365 г. приводится запись, согласно которой на Солнце были замечены “места черны ака гвозди”. Кеплер обнаружил пятно на Солнце в мае 1607 г., но, полагая, что на Солнце не может быть пятен, “ибо ему не приличествует иметь изъяны”, объяснил наблюдаемое явление прохождением Меркурия через солнечный меридиан. Вскоре после этого, в 1610 г., Галилей, наблюдая через телескоп Солнце, зарегистрировал на нем темные пятна.
Солнечные пятна бывают иногда такими большими, что в некоторых случаях могут быть замечены невооруженным глазом. Астрономы в Китае не были обременены идеями о необходимости Солнцу непременно не иметь “изъяны”. Более того, древнекитайское учение о взаимодополнительных силах инь и ян предполагало наличие в каждой из них “зародыша” противоположной силы. Поэтому китайцы и смогли обнаружить солнечные пятна раньше европейцев. Благоприятствовало этим наблюдениям то, что господствующие на территории древнего Китая северо-западные ветры приносили с Монгольского плато и пустыни Гоби песок и пыль. В дни, когда в воздухе было много пыли, на Солнце можно было смотреть словно через закопченное стекло.
Рисунок солнечных пятен из написанной в 1425 г. рукописи минского императора Чжу Гаочжи “Рассуждения о астрономических и метеорологических предзнаменованиях”.
Самая ранняя сохранившаяся до наших дней запись о наблюдении солнечных пятен сделана, по всей видимости, Гань Гуном, жившим в 4 в. до н.э. и создавшим один из первых звездных каталогов. Правда, текст не достаточно ясен. Гань Гун пишет о неких “солнечных затмениях”, которые якобы начинаются от центра Солнца. И хотя его теория затмений не верна, все же ценно то, что отмеченное китайским астрономом затемнение Солнца характеризовалось в качестве феномена на солнечной поверхности.
Следующая фиксация древними китайцами солнечных пятен датируется 165 г. до н.э. В энциклопедии “Океан нефрита” сообщается, что в этом году на Солнце появилось изображение иероглифа ван. Таким образом, это могло быть солнечное пятно некруглой формы.
Первая запись наблюдений солнечного пятна в императорских хрониках относится к 10 мая 28 г. до н.э. Но систематические наблюдения солнечных пятен начались, возможно, в 4 в.
Согласно подсчету Дж. Нидэма, между 28 г. до н.э. и 1638 г. н.э. в официальных хрониках было отмечено 112 наблюдений солнечных пятен. Эти записи — самый старый и самый длинный непрерывный ряд таких наблюдений в мире. Многие из описаний солнечных пятен представляют естественнонаучный интерес. Имеются также сотни записей наблюдений солнечных пятен в других китайских книгах, создававшихся на протяжении столетий, но никто из исследователей китайской науки не взял себе за труд произвести их полную систематизацию.
В Китае имеется длительная традиция тщательного картографирования и каталогизирования звезд. Уже в эпоху “Воюющих 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 письмена” (“Тянь вэнь”). Гань Гун и Ши Шэнь дали наиболее ярким звездам названия, которые затем использовались китайскими астрономами. 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 были отмечены в градусах их расстояния от Северного небесного полюса. Был еще третий астроном, чье имя не известно и чей каталог был приписан У Сяню, легендарному министру династии Шан. Этот каталог содержал 1464 звезды, сгруппированных в 284 созвездия, что существенно больше, чем в западных каталогах более позднего времени. Оригиналы этих каталогов не сохранились, но собранные в них данные оставались в употреблении в течение следующего тысячелетия. Судя по этим данным, наблюдения звезд проводились в середине 4 в. до н.э.
В ханьское время знаменитый китайский ученый-универсал Чжан Хэн (78-139) насчитывал 2500 сильных и 11520 слабых звезд, видимых в широтах Китая:
Первый звездный каталог на Западе был составлен учеными Александрийской школы Аристиллом и Тимохарисом в 280 г. до н.э. На его основе Гиппархом в 129 г. до н.э. был составлен следующий звездный каталог, содержавший описание около 850 звезд.
Не должно удивлять, что китайцы, с их дотошной каталогизацией и составлением карт, первыми осознали, что звезды не фиксированы в космосе и имеют собственные индивидуальные движения. Это было обнаружено в 7 в. — на тысячелетие раньше, чем на Западе.
Карты звездного неба
На основе трех первых звездных каталогов в конце 4 в. до н.э. была составлена обобщенная звездная карта. В 5 в. астроном Лу Цзи составил новую карту, отмечая данные первых картографов тремя различными цветами, чтобы можно было наблюдать различия в картографировании.
Из сохранившихся ханьских резьбовых изображений и рельефов известно, что на звездных картах того времени звездные группы были представлены точками или кругами, соединенными линиями, подобно тому как позже делали арабы, а за ними и европейцы.
Сохранилась звездная карта из Дуньхуана (провинция Ганьсу), датируемая 940 г. 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 остальное изображено методом, который сегодня называется “цилиндрической проекцией”. Линии, обозначающие для отдаленных от полюса областей 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.
Цилиндрическая проекция, применяемая в картографии для изображения на плоскости поверхности эллипсоида Земли или небесной сферы, в Европе была изобретена, как предполагается, в 1568 г. фламандским математиком и географом Герардом Кремером (1512-1594) и называется по его латинизированному имени (Gerardus Mercator) “проекцией Меркатора”. Древняя китайская карта, таким образом, предвосхищает более чем на 6 столетий изобретение Меркатора.
Китайская звездная карта 940 г. из Дуньхуана, нарисованная в проекции Меркатора.
Полтора столетиями позже, в 1094 г., Су Сун в своей книге “Сиисян фаяо” (“Новая конструкция механической армиллярной сферы и небесного глобуса”) опубликовал две звездные карты, составленные в полярной (ортографической) проекции, и две — по методу проекции Меркатора. В последнем случае одна из карт имела проведенную в середине прямую линию, изображающую экватор, и дугу выше нее — эклиптику. Созвездия, вписанные в отчетливо видимые прямоугольные рамки лунных стоянок, изображены более сосредоточенными ближе к экватору и рассредоточенными ближе к полюсу. Карты Су Суна — самые старые из изданных в мире звездных карт.
В храме Конфуция, находящемся в провинции Цзянсу в г. Сучжоу, сохранилась до наших дней карта звездного неба, высеченная на камне в 1247 г. Ван Чжиюнем. В качестве прототипа Ван Чжиюнь использовал карту, составленную в 1193 г. Хуан Шаном. Последний был разносторонним ученым, но не занимался непосредственно наблюдением неба. При составлении карты Хуан Шан опирался на данные, полученные другими исследователями и, в частности, Су Суном. На карте нанесены экватор, эклиптика, точка Северного полюса и 28 зодиакальных созвездий, которые вместе с другими созвездиями, отмеченными вплоть до 30 градуса южнее экватора, охватывают 1440 звезд. В нижней части карты написаны комментарии, представляющие, по сути, небольшой космогонический трактат.
Длина земного меридиана
С древности китайских ученых интересовали размеры Земли. Производились попытки определить их астрономическим путем. Известно, например, что этим занимался ханьский ученый Чжан Хэн:
К юго-востоку от хребта Куньлунь лежат области, разделенные на прекрасные уезды: там ветры и дожди бывают всегда вовремя, холод и жара умеренны и по сезонам. А если взять все другие земли, то на юге слишком жарко, на севере слишком холодно, на востоке слишком ветрено, а на западе слишком сумрачно, поэтому мудрые ваны прошлого не селились в этих местах. Центральные области хранят животворный дух — лин, который позволяет вне центра подчинять себе все восемь сторон. Если связать [одной линией] все восемь пределов земли, то получится путь, простирающийся на 232300 ли, с юга на север он короче на тысячу ли, с востока на запад он больше на тысячу ли. От земли до неба это половина расстояния между восемью пределами, а глубина земли хранит другую половину этого расстояния. Постигают и измеряют эти длины с помощью [прибора] хунь [и] — армиллы. Чтобы получить эти цифры, используют разницы двух прямоугольных треугольников. Солнечная тень [от гномона] накладывается на устройство, представляющее сферу земли, разница в длине тени в один цунь дает расстояние [по поверхности земли] в тысячу ли, таким образом и получается результат измерения. Но если выйти за предел [небесной сферы], то, что лежит дальше, узнать уже невозможно. Не познаваемое нами и называется Юй чжоу — вселенная, где юй означает бескрайность мира, а чжоу означает беспредельность вселенной [3].
В царствование Сюаньцзуна (712-755) под руководством ученого Нань Гуншо было проведено вычисление длины земного меридиана. Для этого шнуром измерили расстояние по линии, проложенной, начиная от Хуачжоу, к северу от Желтой реки, до Юйчжоу, южнее Желтой реки. Затем определили широту Хуачжоу, Кайфына, Фугоу и Шанцая, что позволило вычислить, что один градус вдоль меридиана равен 350 ли и 80 шагам. Это был первый в мире случай измерения длины меридиана.
Через 90 лет после опыта, проделанного Нань Гуншо, а точнее, в 814 г., измерения градуса по меридиану были произведены мусульманскими учеными по приказу халифа ал-Мамуна (786-833).
§ 4. Астрономия Древнего Китая
2. Наблюдения звездного неба. На рубеже 2—1 тыс. до н. э. китайские астрономы разделили область неба, в которой перемещались Солнце, Луна и планеты, на 28 участков-созвездий (явно для слежения за перемещением Луны) и, кроме того, на четыре «сезонных» участка по три созвездия в каждом (аналог Зодиака). Как и в Египте, этот пояс созвездий был ближе к небесному экватору.
Уже к VI в. до н. э. китайцы выделили Млечный Путь как некое явление неизвестной природы. Его называли «Молочным Путем», «Серебряной Рекой», «Небесной Рекой» и т. д. Все названия, кроме первого, пришли явно из фольклорной китайской астрономии. Сходство первого с греческим любопытно.
Наиболее ранний известный список свыше 800 звезд с указанием эклиптических координат для 120 из них составили Гань Гун (он же Гань Дэ [150]) и Ши Шэнь приблизительно в 355 г. До н. э. (т. е. на сто лет раньше Тимохариса и Аристилла в Греции). Первый был автором астрологического сочинения «Синьчжан» (Гадание по звездам), а второй астрономом-наблюдателем и автором, быть может, первого в Китае специального астрономического сочинения «Тяньвэнь» (Астрономия). Их звездный каталог включал содержание обеих этих книг и назывался «Книга, звезд Гань и Ши».
Знаменитый астроном Чжан Хэн (78—139) разделил все небо на 124 созвездия и оценил общее число звезд, ясно видимых одновременно, в 2,5 тысячи. Все небо китайцы делили на 5 участков-зон: четыре по странам света и пятая — центральная. Число слабых звезд в этой пятой части Чжан Хэн оценивал в 10 тысяч (видимо, традиционное у китайцев обозначение «очень большого» числа). Напомним, что современник Чжан Хэна Птолемей, вслед за Гиппархом, делил небо на 48 созвездий.
3. Служба смены сезонов. Понятие сезонов выработалось в Китае, как и везде, из сельскохозяйственной практики. В дальнейшем было подмечено, что каждый сезон сочетается с появлением на небе в момент захода Солнца тех или иных ярких звезд или их компактных групп — созвездий. Еще на костяных табличках эпохи Шан-Инь (XVIII—XIII вв.) смена сезонов записывалась по положению Солнца в разных созвездиях, а рубежами сезонов назывались звезды а Скорпиона, а Ориона, Плеяды и созвездие Большой Медведицы.
Особенный интерес представляет последняя метка. В этом случае имелось в виду вечернее положение на небе ручки «ковша», различно ориентированной в разные сезоны. Из-за расположения всего созвездия более близко к Северному полюсу мира той эпохи (ос Дракона) ручка Ковша как бы вращалась вокруг полюса [124, с. 17]. Внимательно присмотревшись к смене положений — ориентации созвездия в момент захода Солнца, не трудно увидеть астрономический источник древнейшего символа — «знака вечности» — известного по его санскритскому названию как «свастика» (рис. 6). Происхождению этого загадочного символа посвящена немалая литература. Его истолковывают как символическое изображение солнечных лучей, как символ вращения неба. Есть и попытки реконструировать его из положений на небе Большой Медведицы. Но, насколько известно, причина особого внимания в данном случае к этому именно созвездию (кроме его заметности) в литературе не отражена. Если же древние китайцы действительно использовали его как своеобразную стрелку небесных «часов», как указатель вечно повторяющейся смены сезонов, возникновение характерного «знака вечности» становится понятным.
К древнейшим временам — эпохе легендарного императора Яо (3 тыс. до н. э.) — относят определение продолжительности сезонов и солнечного тропического года. Продолжительность его была установлена сначала в 365 дней. К V—III вв. оценка была уточнена (365, 25 дн.).
4. Инструменты, обсерватории. С III в. до н. э. в Китае использовались солнечные и водяные часы. Последние в I—II вв. употреблялись и для приведения в движение глобусов (Чжан Хэн). Это был, по существу, первый часовой механизм при астрономическом инструменте. К III в. до н. э. относится изобретение китайцами компаса. (Он был устроен в виде способного свободно поворачиваться на гладкой подставке ковша-ложки, ручка которого указывала на юг. В этом можно видеть некоторое подтверждение особой роли ковша Большой Медведицы в китайской астрономии.)
В I—II вв. в Китае в ходу были армиллярные сферы, теория и изготовление которых, как считают, принадлежали также Чжан Хэну. Окружность в них делилась на 365 1/4 градуса (градус определялся как часть окружности, проходимая Солнцем за сутки, — 0,98546 европейского, или 59′ 11,266″; он делился на 100 частей).
Уже в XII в. до н. э. астрономические наблюдения в Китае велись со специальных площадок-обсерваторий (сохранились остатки древнейшей — Чжоугунской).
5. Календарь, летосчисление. Различные системы календарей, лунных и солнечных употреблялись в Китае по меньшей мере с XV в. до н. э. Согласование лунного и солнечного календарей было значительно улучшено к VII в. до н. э., когда в Китае был открыт 19-летний лунно-солнечный цикл (во всяком случае он был известен здесь уже к 595 г. до н. э., т. е. раньше, чем в Вавилоне, и за полтора столетия до Метона). За начало года было принято зимнее солнцестояние, за начало месяца — новолуние, суток полночь. Сутки делились на 12 «двойных часов» и, кроме того, по десятичной системе — на сто частей. Длина дня и ночи в частях изменялась от сезона к сезону. Названием двойных часов обозначались и месяцы. Время от времени проводились реформы времени.
За начало летосчисления в Древнем Китае была принята расчетная дата, когда в день зимнего солнцестояния начало суток (полночь) совпадало с началом месяца — новолунием, а все пять планет находились в одной стороне неба. Историческое летосчисление в Китае, по некоторым сведениям (правда, полулегендарного характера), велось с 3 тыс. до н. э., с эпохи императора Хуанди (2696—2597). Именно тогда была введена циклическая система счета лет по принципу «ганьчжи» («ствол и ветви»). Каждому году придавалось название одного из 12 животных (сравни Зодиак из 12 созвездий) и одновременно одной из пяти основных стихий — элементов материального земного мира. Получился повторяющийся цикл их сочетаний — 60 лет. Его удобство состояло в непрерывности счета (наподобие счета в гражданском египетском календаре или в так называемых юлианских днях). Циклический счет лет употреблялся в Китае до революции 1911 г. Но при описании истории Китая летосчисление начинали каждый раз от воцарения новой династии.
6. Астрология и служба неба, связанная с ней, появились в Китае по меньшей мере с эпохи Шан-Инь. В ее задачи входило слежение за движением планет и регистрация всех неожиданных явлений на небе — появления комет, новых звезд, падающих звезд, болидов. К неожиданным относили сначала и затмения, пока не убедились в их цикличности. Но не менее важным стало их предсказание.
Стремление вовремя принять небесный сигнал заставляло императоров держать при себе чиновников-астрономов, ответственность которых была очень велика. В хрониках сохранились записи о датах солнечных затмений с 22.Х.2137 г. до н. э., после которого согласно легенде были казнены два незадачливых астронома Хо и Хи, не сумевших его правильно предсказать. С 720 г. до н. э. за 2,5 века было отмечено 37 затмений Солнца, из которых 33 подтвердились современными ретроспективными расчетами.
Китайские астрономы первыми зарегистрировали пятна на Солнце (в 301 г. до н. э.). С I в, до н. э. до XII в. они были замечены более ста раз. Отмечалось, что пятна «прячутся» через несколько дней. Таким образом, китайцы первыми зарегистрировали явления, связанные с вращением Солнца (но не поняли этого). Как считают отдельные исследователи, они первыми отметили в начале XIV в. н. э. и протуберанцы. Однако приводимое описание этого явления [124, с. 59] представляется сомнительным.
Любопытно, что в календарях II—I вв. до н. э. не говорилось ничего о солнечных затмениях, — очевидно, потому, что китайцы тогда воспринимали затмения и появление пятен на Солнце как указание на несправедливое правление императора. Однако уже в III в. н. э. в новом календаре Ян Вэя указывался и тип затмения, и район его видимости.
Хорошо поставленная в Древнем Китае государственная служба систематического непрерывного слежения за небом и фиксирование всех небесных явлений оказали неоценимую услугу астрономам последующих эпох, особенно нашего времени. В китайских хрониках отмечены появления новых звезд («звёзды-гостьи»), начиная с 532 г. до н.э., включая и ту, что в 134 г. до н.э. наблюдал Гиппарх. Появление комет отмечалось как феномен «звезд-метел». Наиболее ранняя запись о комете относится к 1058/1057 г. до н. э. Это самое древнее из известных наблюдение кометы Галлея. (А начиная с 240 г. до н. э. китайцы не пропустили ни одного ее возвращения.) Китайские астрономы первыми отметили и характерные направления хвостов комет — прочь от Солнца, но не пытались объяснить это. В целом же кометы рассматривались как вестники несчастья.
Начиная с VII в. до н. э. отмечались также звездные дожди, хотя далеко не столь регулярно.
7. Зарождение теоретической астрономии в Китае. Китайские астрономы VIII—V вв. уже знали о пересечении путей Солнца и Луны, т. е. о существовании «лунных узлов» и даже об их перемещении по небу. Они установили, что затмения происходят лишь тогда, когда Луна и Солнце одновременно оказываются близ этих точек. Ян Вэй первым подметил, что, если Луна приходит к пересечению с Солнцем в начале месяца (в новолуние), возможно солнечное затмение, а если в середине — лунное. В III в. до н. э. китайцы могли предсказывать даты и тип затмения. Чжан Хэн первым в Китае сделал заключение, что Луна светит отраженным от Солнца светом, и правильно объяснил явление лунных затмений.
В I в. н. э. было сделано еще одно из крупнейших открытий в древнекитайской астрономии — астроном Цзя Куй обнаружил неравномерность движения Луны, а позднее Лю Хун очень точно (с ошибкой всего около минуты) измерил период возвращения ее к точке наиболее медленного движения (аномалистический месяц). (Более раннее измерение его принадлежит Гиппарху, результаты которого уточнил затем Птолемей.)
В IV в. до н. э. китайцы измерили сидерический период Юпитера, оценив его в 12 лет (вместо 11,86), и пытались ввести на этом основании летосчисление по 12-ричной системе счета, но безуспешно. В III в. до н. э. китайские астрономы знали о синодических и сидерических периодах движения всех планет и к I в. до н. э. с высокой точностью измерили их для Марса, Юпитера и Сатурна (см. таблицу, в скобках — современные данные).
Уже в XII в. до н. э. китайцы знали «теорему Пифагора». Под. влиянием китайской математики, где главными фигурами считались круг и квадрат, и в натурфилософии Китая сложились представления, что «все вещи и окружающие явления состоят из кругов и квадратов» [152, с. 39].
Таблица. Синодические (в сутках, слева) и сидерические (в годах) периоды движения планет, найденные в Древнем Китае
| Марс | 780,50(779,94) | 1,88 (1,88) |
| Юпитер | 398,7 (398,88) | 11,92(11,86) |
| Сатурн | 377,60(378,09) | 29,79(29,46) |
В целом китайская астрономия в древности была феноменологической и не стремилась проникнуть в причины явлений. Характерно в этом отношении заключение, сделанное в книге Мэн-цзы (372—289): «Независимо от того, как высоко небо и как далеки звезды, если только мы изучим связанные с ними явления, мы можем, сидя у себя дома, предсказывать солнцестояние на тысячу лет вперед» [150, с. 38]. Отсюда следует, что Вселенная воспринималась как отлаженный, устойчивый, вечный механизм.
8. Астрономическая и физическая картина мира. Общие представления в Вселенной у китайцев сформировались уже в конце 3 тыс. до н. э. Как и у других народов древности, они имели вначале мифологический характер. Центром мира считалась даже не просто Земля, а Китайская империя («Поднебесная» или «Серединная империя»), историю которой в летописях вели со времени. создания небесным повелителем Паньгу Солнца, Луны, звезд, всякой живности и самого человека из камня.
В древнекитайской модели Вселенной (трактат IV в. до н. э.) Земля представлялась плоской, четырехугольной, неподвижной, а небо — круглым куполом, вращающимся над Землей вокруг точки севера. При помощи гномона якобы определялась высота неба (80 тыс. ли, 1 ли = 576 м), сторона «квадрата» Земли (810 тыс. ли). Небо, по сравнению с размерами Земли, довольно низко «висело» над ней (представление о близости неба к Земле в начале существования Вселенной характерно для многих древнейших космологических и космогонических мифов, например Океании, Индии, Филиппин).
Совершенно иные представления о строении и масштабах Вселенной изложил в своей теории мира «хунтянь» (беспредельное небо) старший современник Птолемея Чжан Хэн. Он представлял Вселенную безграничной в пространстве и времени. Небо же изображалось в форме яйца, где Земля играла роль желтка (т. е была сферической!), и считалось намного большим, чем Земля. На его поверхности и «внутри» него мыслилась вода.
Чжан Хэн дал четкую кинематическую модель видимых движений Солнца и звездного неба. Последнее представлялось вращающимся вокруг оси, проходящей через северный и южный полюсы мира. Все светила он считал шарообразными. Солнце в его модели движется среди созвездий, и его путь наклонен к небесному экватору на 24 (китайских) градуса.
История физико-космогонических представлений в Древнем Китае, дошедшая до нас в хрониках династий, начинается с эпохи династии Шан-Инь. В эту эпоху зародилось и к VIII—VII вв. приобрело философскую форму (одновременно с аналогичным процессом в Древней Греции!) учение о пяти земных (т. е. «грубых») первоэлементах-стихиях («унсин»), несколько отличавшихся от древнегреческих. Это были вода, огонь, металл, дерево и земля. Их число связывают с древним делением на пять сторон света. Число элементов соответствовало и числу подвижных звезд-планет. Символически это представлялось в сочетаниях вода-Меркурий-север, огонь-Марс-юг, металл-Венера-запад, дерево-Юпитер-восток, земля-Сатурн-центр. Но был еще и шестой, небесный первоэлемент «ци» (воздух, эфир).
Тогда же, в VIII—VII вв., появляется идея всеобщего изменения в природе и возникновения самой Вселенной в результате борьбы двух противоположных начал или принципов — положительного, светлого, активного, мужского («ян») и отрицательного» темного, пассивного, женского начала («инь»).
Рис. 7. Варианты изображения символа единства противоположностей (инь—ян)
Наиболее ранние учения, связанные с определенными именами, дошли до нас с VI в. до н. э. Космологические и космогонические элементы содержались в наиболее авторитетном в Древнем Китае этико-политическом учении Конфуция, согласно которому первоначалом всего существующего была божественная воля. Но в том же VI в. до н. э. в Китае другой философ, Цзы Хань, высказал идею, что все земные первоэлементы порождены особым тонким небесным первоэлементом «ци». А его современник Сянгун утверждал даже существование шести видов «ци», через посредство которых небо проявляет себя и влияет на Землю и людей. Эта «ян-ци», «инь-ци», ветер и дождь, свет и тьма. От нарушения в природе, их чередования и соотношения происходят несчастья. Человек не должен поэтому неосмотрительно вмешиваться в устройство окружающей природы — разрушать горы, менять режим рек, чтобы не нарушать гармонию шести «ци».
Сама идея «ци» была высказана еще в VII в. до н. э. неким придворным историографом династии Чжоу, который начал поиски причины явлений в самой природе. Всеобъемлющее ци он считал неразрывным соединением двух частей — ян-ци и инь-ци. Учение о ци было попыткой объяснить всю действительность естественными причинами и соответствовало утверждению материального единства мира.
В VI в. до н. э. китайский натурфилософ Лао Цзы создал свое учение о возникновении и развитии всех вещей независимо от «воли неба», по естественным законам, главными среди которых была борьба противоположностей (ян и инь) и направляющий события принцип «дао» (буквально — путь). Под этим последним термином разумелся естественный круговорот событий, закономерность в мире вещей. Вместе с тем «дао» представляли и первоисточником всего сущего, как нечто вечное, единое, беспредельное, «родившееся прежде неба и Земли» и являющееся «матерью всех вещей». Иногда его толковали как судьбу, «жизненный путь всех вещей». Но постепенно дао приобретало более обобщенный философский смысл закономерности, необходимости.
В IV в. до н. э. в учении Ши Мо идея единства противоположностей выразилась в утверждении парности всех вещей и качеств: наличие левой и правой стороны, существование тепла и холода, влажности и сухости и т. п. Ши Мо учил, что лишь благодаря «соединению разнородного» возникают все вещи, а «соединение однородного лишает их продолжения». В книге «Шицзин» зарождались, еще в антропоморфной, одушевленной форме, элементы диалектического мышления, представления об изменении в природе от ступени к ступени через борьбу противоположных качеств, о смене одних качеств другими. Там же была предпринята попытка физически объяснить связь Неба и Земли: через взаимодействие небесного ци и некоего земного ци путем подъема одного и опускания другого.
В IV—III вв. китайские натурфилософы Куэй Ши и Гунсунь Лун развили учение о единстве мира, его бесконечности в пространстве и времени. Спустя четыре столетия эти идеи, как мы видели, возродил астроном Чжан Хэн. Философ-конфуцианец III в. до н. э. Сунь Цзы (296—238) основал материалистическое направление в конфуцианстве. Он утверждал, что небо не имеет сверхъестественной силы и материально, что и небо, и Земля, и все светила и явления, как например смена дня и ночи, времен года, метеорологические явления — грозы, дожди, бури — всё это части и явления самой природы, вызываемые ее естественными чаконами (возможно, с этими «еретическими» идеями и были связаны упоминавшиеся гонения на конфуцианство в III в. до н. э.).
Чрезвычайно любопытно в наше время звучит учение китайского философа II в. до н. э. Лю Аня о том, что вся Вселенная, Земля и небо возникли «из пустоты», что первоосновой всего сущего является «первоначальный жизненный [т. е., видимо, внутренне активный, саморазвивающийся, самодвижущийся. — А.Е., Ф.Ц.] эфир». Речь шла о том же ци, но уже как о качественно более сложном образовании. Таким образом, «пустота» (как и в наши дни!) оказывалась весьма условной. По Лю Аню, из легкой составляющей эфира образовались небесные тела и само небо, а из тяжелой — Земля. (Идеи эти явно перекликаются с аристотелевскими.) Но существенную роль в возникновении всех вещей продолжает играть, по учению Лю Аня, борьба противоположностей — ян и инь.
В I в. н. э. появилось глубокое материалистическое учение о Вселенной великого китайского философа Ван Чуня, изложенное в его книге «Критические рассуждения». В прежние эпохи «ци» истолковывали нередко как «воздух». Теперь же Ван Чунь, развивая в материалистическом направлении учение Лао Цзы (даосизм), утверждал вечное существование ци как особой первичной тонкой материальной субстанции, а принципу дао отводилась роль главного закона развития действительности (но уже не первоисточника мира). Отвергалось действие в природе сверхъестественных сил и утверждался принцип самодвижения и саморазвития материи. Утверждая беспредельность и вечность Вселенной в целом, Ван Чунь сделал естественный в таком случае, логичный вывод о ее неизменности в целом (впервые такую идею высказал древнегреческий философ Парменид в VII в. до н. э., см. ниже). Но Ван Чунь распространил последний вывод и на ограниченное образование — Землю, утверждая, что вечными и неизменными должны быть и небо и Земля.
Чертой натурфилософии, общей всем древним цивилизациям, в том числе и в Китае, было восприятие природы, мира как единого закономерного целого, в чем решающую роль сыграли астрономические наблюдения.
К сожалению, усилившаяся с веками замкнутость, самоизоляция китайской цивилизации надолго выключила китайскую науку из обмена идеями с европейской наукой. Между тем натурфилософские, содержавшие уже элементы диалектики космолого-космогонические концепции являются не менее ценным наследием древнекитайских мыслителей, нежели высокоценимые в наше время и действительно очень информативные списки затмений или редких нерегулярных астрономических явлений, вроде появлений новых звезд и комет.