古代如何記錄日全食？

日食是自地球和月球形成以來就存在的自然現象。人類到來後，日食有了新的意義。日食已經進入人類歷史，成為歷史的重要組成部分。從記錄日食到預測日食，從相信日食是神靈幹預人類事務的手段到能夠科學地解釋日食，經歷了漫長的歷史，發生了許多有趣的故事。日食記錄中國第壹次日食是人類肉眼觀測到的最震撼的天文現象，所以人類自古以來就比較重視日食。中國有著悠久而豐富的日食觀測記錄。《竹簡編年史》記載了夏五年(約公元前二十世紀)秋、九月的日食，是世界上發現的最早的日食記錄。據統計，從春秋到乾隆時期，中國史書記載的日食約有1000次，居世界之首。在中國古代，觀測日食的主要方法是盆地反射。這種方法最早見於公元前壹世紀的開元之戰。在宋代，人們用油盆代替水盆。元代的郭守敬可以用針孔成像法精確地測出食分(食分是太陽被月亮遮住的部分的視直徑與整個太陽的視直徑之比)。明末天文學家徐光啟開始用望遠鏡觀測日食。日食預測是有風險的，人類預測日食的歷史非常悠久。因為日食被賦予了深刻的政治意義，古代皇家天文學家的重要職責之壹就是預測日食。據《尚書·尹正》記載，堯帝任命的皇家天官何，因嗜酒未能預知日蝕，造成混亂。這種失職給他帶來了致命的災難，說明日食早就被預測到了。在西方，巴比倫人能夠在公元前1000年左右預測日食(當然可能不準確)。預測日食聽起來很棒，但沒有現代科學知識也能做到。首先，它的原理不難猜測，因為古代天文學家整天跟蹤太陽和月亮的軌跡，所以很容易發現月食時月亮會“入侵”太陽，從而推斷出月食的原因。第二，預測日食不需要掌握“日心說”。其實從運動學的角度來說，說太陽繞著地球轉是沒有問題的。日心說之所以最終勝出，是因為這種說法更簡潔，更符合牛頓力學的解釋。不壹定要認為地球繞著太陽轉才能預測日食，只要我們能計算出太陽軌道和月球軌道的交點在何時何地。當然，這個計算是有大量觀測數據作為補充的。那麽，中國古代用的是什麽樣的宇宙模型，又是如何預測日食的呢？清華大學科技史研究所所長馮說，與現代球面天文學模型基本壹致的天球模型是中國古代建立的，還是比較先進的。中國人早就知道月亮和太陽的運動與日食之間的關系。中國古人在西周就發現了所有的日食都發生在朔日，並研究了戰國時期的日食周期，從而確定了壹套預測日食的公式。東漢時期提出了時限的概念，所以預報更加準確和精確，當然也有預報出錯的時候。到了近代，西方通過模擬太陽、地球和月亮的運動，發展出了可以預測日食的儀器，而中國古代並沒有使用這樣的儀器來預測日食。所以古代有很多日食預測成功的例子，也有很多失敗的例子。北京天文臺臺長朱進表示，古代對日食的預測不是很準確，因為宇宙模型不是很正確，計算精度不高。當然，現在的日食預測是非常準確的。朱進說，日食的預測不再需要觀測，通過計算就能準確預測，而且用計算機預測又快又好。雖然地球和月球的軌道會因潮汐、小行星和遙遠天體的微小引力而略有變化，但這種變化對日食預測的影響不大。誤報日食是好事。《新唐書》(卷二十七)和《編年史三》中都有記載。當時負責天文觀測和計算的官員報告說，開元十三年十二月將有壹次日食。在中國古代，人們錯誤地認為日食是對皇帝“不道德”的警告和懲罰，所以通常皇帝們聽到這樣的報道都會試圖營救。當時唐玄宗正在從泰山回京的路上，就用齋戒和簡單的衣服來補救。誰知道，在天官預測的時間，日食並沒有發生！如果現在把這件事擱在壹邊，我們會說天官失算了。但在當時，這是壹件大事，大臣們興奮地認為皇帝有道德感，都向他道賀。這就引出了壹個有趣的話題。如果日食是可預測的，那麽它就只是像二十四節氣壹樣的自然現象，很難與政治活動聯系起來，那麽“天官”的作用就會下降；但如果完全無法預測，“天官”就會變成單純的記錄者，他們的地位也會下降。那麽他們的地位如何在壹個很長的歷史時期內得以維持？唐朝的天文學家和尚和他的團隊是非常聰明的人。他用壹句話道出了其中的真諦:“如果妳找不到壹個日食的常數，妳就無法計算歷法的密度；如果壹切都能不變，其余的政治和宗教就無從知曉了。“也就是說，如果月食完全不規則，歷法的準確性將是不可能的；但是，如果每次月蝕都有規律可循，那就無法知道上帝對人類政治利弊的態度。也就是說，有可預測的因素，也有不可預測的因素，或者說是可以人為力量暫時改變的因素，有點像賭博，有點像追求美女。