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行規(guī)律的細致觀察，也展現(xiàn)了中國古代天文學在行星研究領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)了中國古代天文學的高度發(fā)展，還反映了中國“天人合一”的哲學思想。在歷代正史中，《律歷志》和《歷志》除了記錄歷法資料以外，還詳細地記載了五星運動的相關數(shù)據(jù)，如會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，更是中國古代科學智慧的結(jié)晶。

/五星的基本概念

與土星的地位

五星會合周期是指太陽與某顆行星兩次處于同一黃經(jīng)的時間間隔，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)的時間間隔。這兩個概念在中國先秦時期就已經(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。《五星占》是中國現(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”。《五星占》中這樣描述土星：

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，黃帝所對應的行星即為土星。土星每年運行經(jīng)過一個星宿，就像每年鎮(zhèn)守一個星宿，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中的重要地位，還反映了古人對天象與人事關系的深刻理解。

/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)的精度遠高于同時期的其他文獻中的記載。

《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。

其后約九十年后成書的《史記·天官書》這樣記載：

歴斗之會以定塡星之位。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，入三十日復出東方。

例如，《淮南子·天文訓》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流派有關。據(jù)研究，《五星占》是楚地學者的觀測成果，帶有戰(zhàn)國時期楚國甘德的天文學痕跡；而《天官書》則受到戰(zhàn)國時期魏國石申的影響。這種流派差異導致了觀測數(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。

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

/土星的逆行與動態(tài)表

土星作為行星之一，也會發(fā)生逆行現(xiàn)象。初唐天文學家李淳風在《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，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“五星動態(tài)表”的形式完整記錄了土星一次會合周期的運行規(guī)律。

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

/歷代土星觀測的改進

隨著數(shù)學的發(fā)展，中國古代對土星觀測的精度不斷提高。例如，南北朝時期祖沖之的《大明歷》將土星的會合周期精確到378.07日，隋代《大業(yè)歷》進一步精確到378.09日，與現(xiàn)代理論值378.092日相差無幾。此外，對于土星運行速度的觀測也有詳細記錄。《五星占》中提到土星“日行八分”，在《五星占》的那個時代，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》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，可見當時對于這方面的研究還略有不足，也說明在當時的人看來，與會合周期相比，恒星周期的重要性相對不足。

/行星運動不均勻性的發(fā)現(xiàn)

行星軌道并非圓形而是橢圓形，因此會產(chǎn)生運動不均勻性。這一現(xiàn)象最早由北齊天文學家張子信于560年左右發(fā)現(xiàn)，并提出了“五星入氣加減法”進行修正。這種方法基于節(jié)氣的不同，對土星的運行速度進行調(diào)整，其本質(zhì)是通過將土星的運行軌道分段進行精細化調(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》中進一步提出“五星盈縮歷表”，通過數(shù)學模型提高計算精度。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”的基礎上進行再設計的精密數(shù)學模型，這也依賴于當時天文觀測儀器的進步。其核心是將行星軌道劃分為若干區(qū)間，標注各區(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)，動態(tài)調(diào)整行星的實際位置計算。

《元史》授時歷土星盈縮歷表圖版。來源／《四部備要·元史》

宋代的《紀元歷》一書中，進一步優(yōu)化了算法，將行星運動分為“疾行”“遲行”“留”“逆行”等階段，并為每段設定不同的日行度數(shù)。這些數(shù)據(jù)為推算行星的晨昏可見時段、合日時刻及與其他星體的位置關系提供了重要支撐。

/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／中國臺北故宮博物院

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

/科學價值與歷史意義

中國古代對土星的觀測經(jīng)歷了從實測數(shù)據(jù)積累到理論模型構(gòu)建的過程，展現(xiàn)了古代天文學的高度成就。無論是精密的觀測數(shù)據(jù)，還是復雜的數(shù)學模型，都體現(xiàn)了中國古代科學家對宇宙規(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)，也為世界天文學的發(fā)展做出了獨特貢獻。

/結(jié)語

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

來源：中國國家天文

編輯：涼漸

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