在中國古代，土星被稱為“鎮(zhèn)星”或“填星”，是五星之一，在歷代史籍中留下了豐富 的觀測與研究記錄。這些記載不僅反映了古人對土星運(yùn)行規(guī)律的細(xì)致觀察，也展現(xiàn)了中國古代天文學(xué)在行星研究領(lǐng)域的深厚積累與卓越成就。

《五星占·土星》圖版。來源／《長沙馬王堆漢墓簡帛集成》2014第一版

金、木、水、火、土五星在中國古代有著極其悠久的觀測歷史。作為中國古代歷法的重要組成部分，五星觀測不僅體現(xiàn)了中國古代天文學(xué)的高度發(fā)展，還反映了中國“天人合一”的哲學(xué)思想。在歷代正史中，《律歷志》和《歷志》除了記錄歷法資料以外，還詳細(xì)地記載了五星運(yùn)動(dòng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，如會(huì)合周期與恒星周期等。這些數(shù)據(jù)不僅是珍貴的天文觀測記錄，更是中國古代科學(xué)智慧的結(jié)晶。

/五星的基本概念

與土星的地位

五星會(huì)合周期是指太陽與某顆行星兩次處于同一黃經(jīng)的時(shí)間間隔，而恒星周期則是以某顆恒星為參考，行星與恒星兩次處于同一黃經(jīng)的時(shí)間間隔。這兩個(gè)概念在中國先秦時(shí)期就已經(jīng)出現(xiàn)，并在出土于長沙馬王堆三號漢墓的帛書《五星占》中有明確記載?！段逍钦肌肥侵袊F(xiàn)存最早的天文專著之一，也是世界上現(xiàn)存最早的天文學(xué)著作之一，成書年代約在公元前170年左右。

在五星之中，土星被稱為中央之星，也稱“鎮(zhèn)星”或“填星”?！段逍钦肌分羞@樣描述土星：

中央〔土〕，其帝黃帝，其丞後土，其神上為填星，賓填州星。歲〔填一宿，其所居國吉，得地〕。既已處之，又（有）〔西〕、東去之，……中央分土，其日戊巳，月立正中，中國有之。

從這段文字可以看出，黃帝所對應(yīng)的行星即為土星。土星每年運(yùn)行經(jīng)過一個(gè)星宿，就像每年鎮(zhèn)守一個(gè)星宿，因此得名“鎮(zhèn)星”或“填星”。這一命名不僅體現(xiàn)了土星在中國古代天文學(xué)中的重要地位，還反映了古人對天象與人事關(guān)系的深刻理解。

/土星的觀測數(shù)據(jù)

與精度分析

《五星占》不僅對土星進(jìn)行了基本介紹，還包含了一份較為完整的土星觀測數(shù)據(jù)《土星行度》，其中記錄了從秦始皇元年至漢高后元年共三十年的觀測數(shù)據(jù)，并留下了兩組精確的數(shù)據(jù)：土星的恒星周期為30年，會(huì)合周期為377日。前者比現(xiàn)代測量值29.46年略大0.54年，后者比現(xiàn)代測量值378.09日略小1.09天。這些數(shù)據(jù)的精度遠(yuǎn)高于同時(shí)期的其他文獻(xiàn)中的記載。

《五星占·土星行度》圖版。來源／《長沙馬王堆漢墓簡帛集成》2014第一版

《五星占·土星行度》中記載：

秦始皇帝元年正月，填星在營室，日行八分，卅日而行一度，終〔歲〕行〔十二度卌二分。見三百四十五〕日，伏卅二日，凡見三百七七日而複出東方。卅歲一周於天，廿歲與歲星合為大陰之紀(jì)。

其后約九十年后成書的《史記·天官書》這樣記載：

歴斗之會(huì)以定塡星之位。曰中央土,……,歳塡一宿……

……歳行十度百十二分度之五，日行二十八分度之一，二十八歳周天。

……塡星，其色黃，九芒，……

塡星出百二十日而逆西行，西行百二十日反東行。見三百三十日而入，入三十日復(fù)出東方。

例如，《淮南子·天文訓(xùn)》記載的土星公轉(zhuǎn)周期為28年，而《史記·天官書》記載的恒星周期也是28年，會(huì)合周期為363日。相比之下，《五星占》的數(shù)據(jù)顯然更為精密。這種差異可能與不同的天文學(xué)流派有關(guān)。據(jù)研究，《五星占》是楚地學(xué)者的觀測成果，帶有戰(zhàn)國時(shí)期楚國甘德的天文學(xué)痕跡；而《天官書》則受到戰(zhàn)國時(shí)期魏國石申的影響。這種流派差異導(dǎo)致了觀測數(shù)據(jù)的不同。

《史記·天官書》還記載了土星的顏色：色黃，九芒。同時(shí)也記錄了土星逆行的數(shù)據(jù)。

/土星的象征意義

與文化背景

土星在星占學(xué)上被稱為“中央土”，其象征意義如下：

中央，土也，其帝黃帝，其佐后土，執(zhí)繩而制四方。其神為鎮(zhèn)星，其獸黃龍，其音宮，其日戊己。

土星的運(yùn)行規(guī)律被描述為“歲鎮(zhèn)行一宿”，即每年鎮(zhèn)守一個(gè)星宿。由于土星的公轉(zhuǎn)周期接近28年，與二十八宿相對應(yīng)，因此《天官書》中的28年周期可能源于此。這不僅體現(xiàn)了中國古代天文學(xué)的精確性，還反映了“天人合一”的思想。

/土星的逆行與動(dòng)態(tài)表

土星作為行星之一，也會(huì)發(fā)生逆行現(xiàn)象。初唐天文學(xué)家李淳風(fēng)在《隋書·天文志》中總結(jié)道：“古曆五星並順行，秦曆始有金火之逆。又甘、石並時(shí)，自有差異。漢初測候，乃知五星皆有逆行。”

到了西漢末年，《漢書·律歷志》中收錄的《三統(tǒng)歷》首次以“五星動(dòng)態(tài)表”的形式完整記錄了土星一次會(huì)合周期的運(yùn)行規(guī)律。

這是一份完善的行星運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，有……晨始見，……順，……留，……逆，……復(fù)留，……復(fù)順，……。完整地復(fù)現(xiàn)了一個(gè)會(huì)合周期中土星的運(yùn)行規(guī)律。也描述了如何進(jìn)行科學(xué)的數(shù)據(jù)觀測活動(dòng)：一個(gè)會(huì)合周期自第一次在早晨觀測到（晨始見）開始，此時(shí)土星與太陽有個(gè)半次的角距離，而且作為外行星，此時(shí)土星是在清晨的東方出現(xiàn)。自西向東運(yùn)行（順）87天后，開始減速運(yùn)行（留），34天后開始自東向西運(yùn)行（逆），逆行101天后。又開始減速（復(fù)留），約33天后結(jié)束逆行，重新順行（復(fù)順），85天后，夜晚不再觀測到（伏），可觀測的時(shí)間約為340日。約37天后“晨始見”，完成一個(gè)周期（一見）377.935日。構(gòu)成了一份科學(xué)的觀測記錄。

/歷代土星觀測的改進(jìn)

隨著數(shù)學(xué)的發(fā)展，中國古代對土星觀測的精度不斷提高。例如，南北朝時(shí)期祖沖之的《大明歷》將土星的會(huì)合周期精確到378.07日，隋代《大業(yè)歷》進(jìn)一步精確到378.09日，與現(xiàn)代理論值378.092日相差無幾。此外，對于土星運(yùn)行速度的觀測也有詳細(xì)記錄。《五星占》中提到土星“日行八分”，在《五星占》的那個(gè)時(shí)代，1度是被分為240分，因此，“日行八分”就是“三十分之一度（中國古度，合0.9856o）”，約為0.03285o，而今測值約為0.03346o。二者相差無幾。而《淮南子·天文訓(xùn)》和《史記·天官書》中均記載的是“日行二十八分度之一”，約為0.03520o，與今值相差不到0.002o。

《舊唐書》大衍歷土星盈縮歷表圖版。來源／中華再造善本《唐書》宋紹興兩浙東路茶鹽司刻本

而對于恒星周期的觀測研究，誤差相對比較大些，而且無規(guī)律可循，可見當(dāng)時(shí)對于這方面的研究還略有不足，也說明在當(dāng)時(shí)的人看來，與會(huì)合周期相比，恒星周期的重要性相對不足。

/行星運(yùn)動(dòng)不均勻性的發(fā)現(xiàn)

行星軌道并非圓形而是橢圓形，因此會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)不均勻性。這一現(xiàn)象最早由北齊天文學(xué)家張子信于560年左右發(fā)現(xiàn)，并提出了“五星入氣加減法”進(jìn)行修正。這種方法基于節(jié)氣的不同，對土星的運(yùn)行速度進(jìn)行調(diào)整，其本質(zhì)是通過將土星的運(yùn)行軌道分段進(jìn)行精細(xì)化調(diào)整。例如，在《隨書·律歷志》記載的《皇極歷》中對土星的描述如下：

平見，在大暑前，以七乘去小滿日；寒露後，九乘去小雪日，為加，大暑至寒露加八日。小寒前，以九乘去小雪日；雨水後，以四乘去小滿日；立春後，又三乘去雨水日，增雨水所乘者，為減，小寒至立春減八日。

唐代僧一行在《大衍歷》中進(jìn)一步提出“五星盈縮歷表”，通過數(shù)學(xué)模型提高計(jì)算精度。這里的所謂“盈”就是加速，“縮”就是減速。

“五星盈縮歷表”可以理解為在之前“五星入氣加減法”的基礎(chǔ)上進(jìn)行再設(shè)計(jì)的精密數(shù)學(xué)模型，這也依賴于當(dāng)時(shí)天文觀測儀器的進(jìn)步。其核心是將行星軌道劃分為若干區(qū)間，標(biāo)注各區(qū)間內(nèi)行星的平均日行度與盈縮差。然后是修正參數(shù)：通過“損益率”（增減速度的比例）和“躔差”（位置偏差）等參數(shù)，動(dòng)態(tài)調(diào)整行星的實(shí)際位置計(jì)算。

《元史》授時(shí)歷土星盈縮歷表圖版。來源／《四部備要·元史》

宋代的《紀(jì)元?dú)v》一書中，進(jìn)一步優(yōu)化了算法，將行星運(yùn)動(dòng)分為“疾行”“遲行”“留”“逆行”等階段，并為每段設(shè)定不同的日行度數(shù)。這些數(shù)據(jù)為推算行星的晨昏可見時(shí)段、合日時(shí)刻及與其他星體的位置關(guān)系提供了重要支撐。

/星占與土星觀測

鎮(zhèn)星（土星）神，出自清代丁觀鵬依清院本仿張僧繇《五星二十八宿神形圖卷》。來源／中國臺(tái)北故宮博物院

在中國古代，對土星的觀測不僅服務(wù)于歷法制定，還與星占密切相關(guān)。星占在古代屬于重大政治課題，許多文獻(xiàn)如《開元占經(jīng)》中都有詳細(xì)的五星占卜內(nèi)容，這些記錄也為后世研究中國古代科技發(fā)展提供了獨(dú)特的視角。

/科學(xué)價(jià)值與歷史意義

中國古代對土星的觀測經(jīng)歷了從實(shí)測數(shù)據(jù)積累到理論模型構(gòu)建的過程，展現(xiàn)了古代天文學(xué)的高度成就。無論是精密的觀測數(shù)據(jù)，還是復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型，都體現(xiàn)了中國古代科學(xué)家對宇宙規(guī)律的不懈探索。這些研究成果不僅為中國古代歷法的完善提供了重要依據(jù)，也為世界天文學(xué)的發(fā)展做出了獨(dú)特貢獻(xiàn)。

/結(jié)語

通過對土星的長期觀測和研究，中國古代天文學(xué)家積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，形成了系統(tǒng)的觀測方法和理論體系。這些成果不僅推動(dòng)了中國乃至世界天文學(xué)的進(jìn)步，也深刻影響了中國古代社會(huì)的文化和思想。從《五星占》到《大衍歷》，再到《紀(jì)元?dú)v》《授時(shí)歷》，乃至明代的《五星通軌》，中國古代對土星以及五星運(yùn)行規(guī)律的研究不斷深化，為后世留下了寶貴的科學(xué)遺產(chǎn)。

來源：中國國家天文

編輯：涼漸

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