敦煌經(jīng)卷中發(fā)現(xiàn)的一幅古星圖。為世界現(xiàn)存古星圖中星數(shù)較多而又較古老的一幅。是世界上最早的星圖。約繪制于唐中宗時(shí)期(公元705-710年)。其畫(huà)法從十二月開(kāi)始,按照每月太陽(yáng)位置沿黃、赤道帶分十二段,先把紫微垣以南諸星用類(lèi)似墨卡托圓筒投影的方法畫(huà)出,再將紫微垣畫(huà)在以并極為中心的圓形平面投影上。全圖按圓圈、黑點(diǎn)和圓圈涂黃三種方式繪出一千三百五十多顆星。
這一星圖為一紙卷,長(zhǎng)3.94米,寬0.244米,被斯坦因帶到英國(guó),但起初并未引起注意,1950年代初為李約瑟和陳世驤首先發(fā)現(xiàn)并在《中國(guó)的科學(xué)與文明》(又譯中國(guó)科學(xué)技術(shù)史)天文卷中加以介紹。此圖冊(cè)有手繪十二時(shí)角星圖各一幅,北極區(qū)星圖一幅,展示了從中國(guó)可見(jiàn)的整個(gè)北天星空,另有云氣圖25幅,附占文,星圖后還畫(huà)有一電神。 本圖將北極附近(約相當(dāng)于赤緯50-90度)單獨(dú)成圖,距北極較遠(yuǎn)處則分成十二幅(稱(chēng)為橫圖),這也是現(xiàn)代星圖冊(cè)的做法。李約瑟及席澤宗都強(qiáng)調(diào)其繪制方法類(lèi)似墨卡托(Mercator)圓柱投影法,但遠(yuǎn)早于后者。
這一星圖為一紙卷,長(zhǎng)3.94米,寬0.244米,被斯坦因帶到英國(guó),但起初并未引起注意,1950年代初為李約瑟和陳世驤首先發(fā)現(xiàn)并在《中國(guó)的科學(xué)與文明》(又譯中國(guó)科學(xué)技術(shù)史)天文卷中加以介紹。此圖冊(cè)有手繪十二時(shí)角星圖各一幅,北極區(qū)星圖一幅,展示了從中國(guó)可見(jiàn)的整個(gè)北天星空,另有云氣圖25幅,附占文,星圖后還畫(huà)有一電神。傳統(tǒng)的星圖的畫(huà)法是畫(huà)成一圍繞北極的圓圖,但如此則離北極較遠(yuǎn)處變形較大。
本圖將北極附近(約相當(dāng)于赤緯50-90度)單獨(dú)成圖,距北極較遠(yuǎn)處則分成十二幅(稱(chēng)為橫圖),這也是現(xiàn)代星圖冊(cè)的做法。李約瑟及席澤宗都強(qiáng)調(diào)其繪制方法類(lèi)似墨卡托(Mercator)圓柱投影法,但遠(yuǎn)早于后者。(但我發(fā)現(xiàn)這一點(diǎn)也不是所有人都接受,如薄樹(shù)人、陳美東等認(rèn)為此圖上并無(wú)坐標(biāo)線,因此不宜過(guò)度推崇其科學(xué)價(jià)值,見(jiàn)陳美東:中國(guó)科學(xué)技術(shù)史天文學(xué)卷,p.391,科學(xué)出版社2003)。
本文作者使用大英博物館提供的高精度掃描圖象,用兩種圓柱投影法(純圓柱法和墨卡托圓柱法)擬合其十二橫圖中可辨認(rèn)的亮星的位置,用兩種方位投影法(等距離投影和透視投影)擬合極區(qū)星圖,他們確認(rèn)這些星圖的確不是隨意畫(huà)的,星的位置誤差在1.5度到4度間,分別采用了圓柱和方位投影法,但具體方法是純圓柱還是墨卡托,是等距還是透視則不明顯。不過(guò),我個(gè)人覺(jué)得他們的統(tǒng)計(jì)分析并不是太有說(shuō)服力,我還是更傾向于薄、陳等人的觀點(diǎn),此圖在畫(huà)法上是有創(chuàng)新,但恐怕未必使用了定量化的投影方法。
敦煌星圖的畫(huà)法是現(xiàn)代星圖的鼻祖。
星圖從12月開(kāi)始,按照每月太陽(yáng)所在的位置把赤道帶附近的天區(qū)分成十二份,每一份投影到一張長(zhǎng)方形的平面圖上。每月星圖下方的文字,說(shuō)明了太陽(yáng)在二十八宿的宿次,黃昏和傍晚出現(xiàn)在正南方的星宿;每月星圖之間的文字說(shuō)明了十二次起點(diǎn)和終點(diǎn)的度數(shù)。北極附近的紫微垣以北天極為中心投影到一張圓形的平面圖上。簡(jiǎn)單地說(shuō),就是把北天極附近的星畫(huà)在圓圖上,把赤道上空的星畫(huà)在橫圖上。這種畫(huà)法是現(xiàn)代星圖的鼻祖。敦煌星圖上恒星的位置并不是按照測(cè)量數(shù)據(jù)點(diǎn)定,而是用眼睛估計(jì)星與星之間的相對(duì)距離而描繪的,但卻極為精細(xì)。另外,繪制者還用不同的顏色區(qū)分了甘、石、巫三家星官。根據(jù)推測(cè),這幅星圖觀測(cè)地點(diǎn)的地理緯度在北緯35度左右,即現(xiàn)在的西安洛陽(yáng)一帶。
這卷星圖只是當(dāng)時(shí)某一正式星圖的草摹本,摹繪者雖然保存了原圖的星數(shù)和大體輪廓,但圓形圖上的內(nèi)規(guī)和橫圖上的赤道與宿度等基本座標(biāo)線都沒(méi)有畫(huà),恒星的位置也不夠精確。而正式測(cè)繪的星圖是不會(huì)將這些座標(biāo)線略去的,這和時(shí)代與之相近的杭州吳越國(guó)王錢(qián)元瓘墓的石刻星圖相比較就可以看出。這卷星圖的年代,李約瑟定為 940年,即后晉天福年間;夏鼐定為開(kāi)元、天寶時(shí)期。此卷尾繪有戴硬腳幞頭的電神,而硬腳幞頭在盛唐之末才流行,故此圖的繪制時(shí)間可能略晚于盛唐。
14世紀(jì)以前的星圖,只有中國(guó)保存下來(lái)。三國(guó)時(shí)代,吳國(guó)陳卓在公元270年左右將甘德、石申、巫咸三家所觀測(cè)的恒星,用不同方式繪在同一圖上,有星1,464顆。此星圖雖已失傳,但從絹制敦煌星圖上可知其大概。蘇州石刻天文圖是根據(jù)北宋元豐年間(公元1078~1085年)的觀測(cè)結(jié)果刻制的?!缎聝x象法要》中所載星圖繪制于1088年,但所依據(jù)的觀測(cè)結(jié)果與蘇州石刻天文圖相同。
西方古典星圖起源于古代希臘、羅馬時(shí)期,主要是具有美術(shù)性質(zhì)的希臘天圖,所表現(xiàn)的只是星座的形象示意圖,而不是星辰本身。早期較著名的古典星圖是由中世紀(jì)的僧侶Geruvigus于公元1000年前后繪制的,它由哈利父子收集,現(xiàn)存于大英博物館。Geruvigus星圖風(fēng)格古樸,與后期的古典星圖相比顯得粗糙了一些,但它對(duì)于以后的星圖畫(huà)家的影響卻很大,從很多圖上都能看到它的影子。
1569年荷蘭地圖學(xué)家墨卡托(G.Mercator)創(chuàng)立墨卡托投影法,為地圖投影方法中影響最大的,廣泛用于編制航海圖和航空?qǐng)D等。
望遠(yuǎn)鏡發(fā)明以后,歐洲較早的星圖是赫維留所編《天文圖志》(1657~1690年)中的54幅星圖。赫維留的星圖經(jīng)弗蘭斯提德重新修訂,于1725年再版,繪有2,866顆星。1863年出版的《波恩星圖》是早期著名的星圖。