在中國天文學(xué)發(fā)展史上，帝堯是一個(gè)標志性人物?！渡袝?shū)?堯典》中記載：帝堯命羲和欽若昊天，歷象日月星辰，敬授人時(shí)。
    命羲仲、羲叔、和仲、和叔于四方的四個(gè)地點(diǎn)分掌四仲中星、舉行相關(guān)的祭日儀式并觀(guān)察相應季節的民事活動(dòng)和鳥(niǎo)獸物候。帝堯確立“三百有六旬有六日、以閏月定四時(shí)成歲”的歷法。
    《尚書(shū)?堯典》記載的天文學(xué)標志著(zhù)中國文明獨有的天文學(xué)體系已經(jīng)誕生。天文觀(guān)測和歷法的制定由統治者安排專(zhuān)門(mén)的職官掌握，以崇敬的態(tài)度觀(guān)測天象，根據日月星辰制定歷法，向人民授時(shí)以順天時(shí)之變。一年分為四季，歷法采用陰陽(yáng)合歷，以閏月調整季節和月份之間的關(guān)系。將赤道附近恒星的黃昏南中與季節對應起來(lái)。
    時(shí)間上的春、夏、秋、冬四季分別與空間上的東、南、西、北四方相對應，這是后來(lái)五行化的宇宙觀(guān)的濫觴。
    雖然近代以來(lái)通過(guò)歲差計算四仲中星觀(guān)測年代的學(xué)者多數認為四仲中星的觀(guān)測年代不會(huì )早到帝堯時(shí)代，但是因為這一段清楚地記載在《尚書(shū)?堯典》中，天文史學(xué)界和歷史學(xué)界還是將此段內容作為帝堯時(shí)代的天文學(xué)的記載。
    陶寺觀(guān)象臺的發(fā)現證明，帝堯時(shí)代不僅進(jìn)行了天文觀(guān)測，而且還建造了大型的觀(guān)象設施。陶寺圭表的確認進(jìn)一步證明，帝堯時(shí)代同時(shí)進(jìn)行了多種天文觀(guān)測。但是，由此也出現這樣一個(gè)問(wèn)題：陶寺考古發(fā)現的天文遺跡似乎與《堯典》記載的天文活動(dòng)有所不同?！秷虻洹凡⑽从涊d帝堯建造觀(guān)象臺觀(guān)測日出方位，也未記載帝堯觀(guān)測正午日影，對于具體的天文觀(guān)測，只是記載在四個(gè)方位的地點(diǎn)觀(guān)測四仲中星。那么，《堯典》中記載的天文歷法與陶寺發(fā)現的天文遺跡之間是否有聯(lián)系呢？沒(méi)有人認真追問(wèn)過(guò)《堯典》中的“三百有六旬有六日”的歷法與觀(guān)測四仲中星之間的關(guān)系，但是通常認為觀(guān)測四仲中星是為了確定季節，準確地說(shuō)是確定二分二至日，由此暗含的觀(guān)點(diǎn)是觀(guān)測四仲中星可以得到二分二至進(jìn)而得到“三百有六旬有六日”的回歸年長(cháng)度。
    實(shí)際上，觀(guān)測四仲中星不能確定準確的二分二至日，由此也無(wú)法得到比較準確的回歸年長(cháng)度。首先，如果嚴格依靠觀(guān)測昏中星來(lái)確定季節，要對昏有個(gè)明確的定義?，F在天文學(xué)以日入地平6°為民用昏影終的標準，中國古代用日入二刻半的標準。但是我們從經(jīng)驗知道，黃昏時(shí)剛開(kāi)始能看見(jiàn)星的時(shí)刻是一個(gè)很難界定的時(shí)刻，并且不同亮度的恒星能夠被觀(guān)測到的情況不同。觀(guān)測時(shí)間差15分鐘就與正南方偏差3至4度。因此古人在實(shí)際應用中無(wú)法用一個(gè)統一的現代天文學(xué)意義上的昏的標準來(lái)觀(guān)測中天的星進(jìn)而確定準確的節氣，并推出一年的日數。
    第二，退一步說(shuō)，即使可以用一個(gè)天文學(xué)上統一的昏的定義――例如太陽(yáng)低于地平6°，因為恒星在天上不是連續的，所以很難保證在特定節氣日期、昏的時(shí)刻、正南方子午線(xiàn)上有一顆明亮的恒星。
    雖然現代天文學(xué)利用歲差原理可以計算出某一顆星在某個(gè)特殊季節正好在日落地平6°時(shí)出現在正南方子午線(xiàn)上的年代，但是反過(guò)來(lái)，在古代不可能用這樣的方法來(lái)確定嚴格的節氣日。實(shí)際上，中國后世歷法中給出的嚴格意義上的昏旦中星并非具體的恒星，而是計算得到的某宿多少度，類(lèi)似于現代天文學(xué)的黃經(jīng)或赤經(jīng)的度數。如東漢四分歷中，給出的冬至昏中星是“奎六弱”，意思是奎宿5度十二分之十一分度，也就是奎宿5.90625度的位置，該位置并沒(méi)有恒星。
    第三，即使假設在帝堯時(shí)代在二分二至日嚴格的昏的時(shí)刻在南方子午線(xiàn)上都恰好有一顆明亮的恒星，也還存在這樣一個(gè)問(wèn)題：二分二至的概念在天文學(xué)發(fā)展的歷程中不可能通過(guò)觀(guān)測昏中星確定。中星可以和寒暑物候變化相關(guān)聯(lián)，早期的人們通過(guò)長(cháng)期觀(guān)測會(huì )注意到當某個(gè)星象黃昏時(shí)出現在正南方天空的時(shí)候，天開(kāi)始轉暖，而另一星象出現的時(shí)候，天開(kāi)始轉冷。
    但是僅僅依靠觀(guān)測中星不能建立起冬至和夏至的概念。在中國這種大陸性季風(fēng)氣候條件下，多年平均最冷的月份不是在冬至所在的月份，而是要推遲一個(gè)月左右，同樣最熱的月份也較夏至所在的月份推遲一個(gè)月左右。如果僅僅是觀(guān)測中星和寒暑的變化，不可能建立起真正的冬至、夏至的觀(guān)念。
    只有通過(guò)觀(guān)測太陽(yáng)的南北變化才能確定二分二至。所以，《堯典》觀(guān)測四仲中星所在的二分二至日只能通過(guò)觀(guān)測太陽(yáng)得到，“三百有六旬有六日，以閏月定四時(shí)成歲”的歷法也是通過(guò)觀(guān)測太陽(yáng)和月亮建立起來(lái)的。當時(shí)如何觀(guān)測太陽(yáng)和月亮，《堯典》中只是簡(jiǎn)單的“歷象日月星辰”六個(gè)字，沒(méi)有具體記載。陶寺觀(guān)象臺和圭表揭示了其中的奧秘。
    陶寺觀(guān)象臺共有12條觀(guān)測縫，柱縫系統把一年分為20個(gè)季節，從如此細致的劃分可以推斷，當時(shí)對于日出從一條縫到下一條縫之間的時(shí)間間隔會(huì )有清楚的認識。
    經(jīng)過(guò)如此長(cháng)期反復的觀(guān)測日出，就能得到比較準確的回歸年長(cháng)度，并逐漸形成簡(jiǎn)單的推步歷法，推定二分二至日。這是《堯典》中“三百有六旬有六日”的一個(gè)來(lái)源。
    除了陶寺觀(guān)象臺遺址，陶寺還出土了另一種重要的天文儀器，就是圭表。陶寺的圭表是由一根漆桿和另一根紅色的桿子組合而成，二者出土于不同的墓中。漆桿出土于陶寺中期的王級大墓IM22中，被漆成紅、綠、黑三種顏色的多段色帶，在測影時(shí)可作為圭尺使用。漆桿上與夏至影長(cháng)相應的地方有一個(gè)特別的標記，應該是用來(lái)測量夏至影長(cháng)的。該墓還出土了一塊玉琮，可以在測影時(shí)作為游標使用，此外還出土一塊帶有一小穿孔的玉戚，推測在測影時(shí)作為景符使用。作為立表的桿子出土于陶寺早期王族墓地的一座中型墓M2200中，其長(cháng)度與陶寺時(shí)期的尺寸和古文獻中記載的八尺表長(cháng)正相吻合。雖然漆桿與木表不是同一時(shí)期的器物，但這二者的存在暗示陶寺時(shí)期有了圭表測影。漆桿上夏至日位置的特殊標記表明當時(shí)對夏至的觀(guān)測非常重視。通過(guò)這樣多年反復的觀(guān)測可以得到一個(gè)回歸年的平均長(cháng)度。圭表測影也是中國后世確定回歸年長(cháng)度的傳統方法。
    因此，《尚書(shū)?堯典》中的“三百有六旬有六日”的回歸年長(cháng)度是通過(guò)陶寺觀(guān)象臺觀(guān)測日出方位和圭表測量正午日影兩種方法共同得到的。
    《堯典》中的“以閏月定四時(shí)成歲”表明當時(shí)歷法是陰陽(yáng)合歷，以朔望月為月。
    陶寺觀(guān)象臺最南端的1號縫不能用于觀(guān)測日出，計算表明它恰好可以用來(lái)觀(guān)測月亮升起的最南點(diǎn)，即”月南至“，月亮在這個(gè)點(diǎn)升起并不容易觀(guān)察到，在陶寺時(shí)代，大約每個(gè)18.6年的周期中只有一年有多次看到的機會(huì )。能夠確定這個(gè)點(diǎn)，表明當時(shí)對月亮已經(jīng)進(jìn)行了長(cháng)期細致的觀(guān)察，因此陶寺人把朔望月作為歷法中的一個(gè)時(shí)間單位是符合當時(shí)天文學(xué)發(fā)展狀況的。
    觀(guān)測中星不能用來(lái)準確地確定季節，那么為什么要觀(guān)測和記載中星呢？其實(shí)這更多的是一種“月令”式的記載，是古人對自然之間聯(lián)系的一種認識。古人通過(guò)長(cháng)期的觀(guān)測會(huì )認識到，到了某一季節，天空會(huì )出現什么樣的星象，植物和動(dòng)物會(huì )發(fā)生什么樣的變化，人應該從事什么樣的活動(dòng)，古人認為這些現象是有機聯(lián)系在一起的，從《夏小正》到秦漢之際的各種月令都是這樣記載。中星的觀(guān)測不需要特殊的儀器，很難留下遺跡。
    由此我們看到，《尚書(shū)?堯典》記載的天文學(xué)只是當時(shí)的一個(gè)側面，陶寺觀(guān)象臺和陶寺圭表展示出的是《堯典》所不曾記載的另一個(gè)側面。這并非兩種不同的天文學(xué)，而是恰恰相反，《堯典》中沒(méi)有明確記載的觀(guān)測方法正好由陶寺觀(guān)象臺和圭表展示出來(lái)了。因此可以說(shuō)，考古發(fā)現與文獻記載互補，揭示了帝堯時(shí)代中國天文學(xué)的全貌。（作者系中國科學(xué)院自然科學(xué)史研究所研究員）徐鳳先