敦煌星图现藏于
伦敦大英博物馆,是
敦煌经卷中发现的一幅古
星图。敦煌星图用圆圈、黑点和圆圈涂黄三种方式绘出1359颗星,为世界现存古星图中星数较多而又较古老的一幅。是世界上最早的星图。约绘制于
唐中宗时期(公元705-710年)。
敦煌经卷的画法从十二月开始,按照每月太阳位置沿黄、赤道带分十二段,先把
紫微垣以南诸星用类似
墨卡托圆筒投影的方法画出,再将紫微垣画在以并极为中心的圆形平面投影上。全图按圆圈、黑点和圆圈涂黄三种方式绘出一千三百五十多颗星。
这一星图为一纸卷,长3.94
米,宽0.244米,被
斯坦因带到
英国,但起初并未引起注意,1950年代初为
李约瑟和陈世骧首先发现并在《
中国的科学与文明》(又译中国科学技术史)天文卷中加以介绍。此图册有手绘十二时角星图各一幅,北极区星图一幅,展示了从中国可见的整个北天星空,另有云气图25幅,附占文,星图后还画有一电神。传统的星图的画法是画成一围绕北极的圆图,但如此则离北极较远处变形较大。本图将北极附近(约相当于
赤纬50-90度)单独成图,距北极较远处则分成十二幅(称为横图),这也是现代星图册的做法。李约瑟及
席泽宗都强调其绘制方法类似
墨卡托(Mercator)圆柱投影法,但远早于后者。(但我发现这一点也不是所有人都接受,如
薄树人、
陈美东等认为此图上并无坐标线,因此不宜过度推崇其科学价值,见陈美东:中国科学技术史天文学卷,p.391,
科学出版社2003)本文作者使用大英博物馆提供的高精度扫描图像,用两种圆柱投影法(纯圆柱法和墨卡托圆柱法)拟合其十二横图中可辨认的亮星的位置,用两种方位投影法(等距离投影和透视投影)拟合极区星图,他们确认这些星图的确不是随意画的,星的位置误差在1.5度到4度间,分别采用了圆柱和方位投影法,但具体方法是纯圆柱还是墨卡托,是等距还是透视则不明显。不过,我个人觉得他们的统计分析并不是太有说服力,我还是更倾向于薄、陈等人的观点,此图在画法上是有创新,但恐怕未必使用了定量化的投影方法。
星图从12月开始,按照每月太阳所在的位置把赤道带附近的天区分成十二份,每一份投影到一张长方形的平面图上。每月星图下方的文字,说明了太阳在二十八宿的宿次,黄昏和傍晚出现在正南方的星宿;每月星图之间的文字说明了十二次起点和终点的度数。北极附近的紫微垣以北天极为中心投影到一张圆形的平面图上。简单地说,就是把北天极附近的星画在圆图上,把赤道上空的星画在横图上。这种画法是现代星图的鼻祖。敦煌星图上恒星的位置并不是按照测量数据点定,而是用眼睛估计星与星之间的相对距离而描绘的,但却极为精细。另外,绘制者还用不同的颜色区分了甘、石、巫三家星官。根据推测,这幅星图观测地点的地理纬度在
北纬35度左右,即如今的
西安洛阳一带。
这卷星图只是当时某一正式星图的草摹本,摹绘者虽然保存了原图的
星数和大体轮廓,但圆形图上的内规和横图上的赤道与宿度等基本坐标线都没有画,恒星的位置也不够精确。而正式测绘的星图是不会将这些坐标线略去的,这和时代与之相近的杭州吴越国王
钱元瓘墓的石刻星图相比较就可以看出。这卷星图的年代,李约瑟定为940年,即
后晋天福年间;
夏鼐定为
开元、
天宝时期。此卷尾绘有戴硬脚
幞头的电神,而硬脚幞头在
盛唐之末才流行,故此图的绘制时间可能略晚于盛唐。
星图,是恒星观测的一种形象记录,它是天文学上用来认星和指示位置的一种重要工具。星图是不同于传统地理图集或者天体照片,也就是说,星图是把夜空中持久的特征精确描述或绘制,例如恒星、恒星组成的星座、银河系、星云、星团和其它
河外星系的绘图集亦即是“星星的地图”。
14世纪以前的星图,只有中国保存下来。
三国时代,
吴国陈卓在公元270年左右将甘德、石申、巫咸三家所观测的恒星,用不同方式绘在同一图上,有星1464颗。此星图虽已失传,但从绢制敦煌星图上可知其大概。苏州石刻天文图是根据
北宋元丰年间(公元1078~1085年)的观测结果刻制的。《
新仪象法要》中所载星图绘制于1088年,但所依据的观测结果与苏州石刻天文图相同。
西方古典星图起源于古代希腊、罗马时期,主要是具有美术性质的希腊天图,所表现的只是星座的形象示意图,而不是星辰本身。早期较著名的古典星图是由中世纪的僧侣Geruvigus于公元1000年前后绘制的,它由哈利父子收集,现存于大英博物馆。Geruvigus星图风格古朴,与后期的古典星图相比显得粗糙了一些,但它对于以后的星图画家的影响却很大,从很多图上都能看到它的影子。
1569年
荷兰地图学家
墨卡托(G.Mercator)创立墨卡托投影法,为地图投影方法中影响最大的,广泛用于编制
航海图和
航空图等。
望远镜发明以后,
欧洲较早的星图是
赫维留所编《天文图志》(1657~1690年)中的54幅星图。赫维留的星图经
弗兰斯提德重新修订,于1725年再版,绘有2866颗星。1863年出版的《波恩星图》是早期著名的星图。
现存最古老的星图手稿:敦煌星图可以追溯到
公元649-684年,由一系列手稿上的天象图组成,描绘了北半球可见的星座。1907年,
匈牙利的
考古学家Aurel Stein在
中国甘肃省
敦煌莫高窟发现了这幅地图册。它高度准确地描绘了1300多颗恒星,目前存放在
英国伦敦大英图书馆。由于该地区气候干燥,这张地图和大约40000份其它手稿保存得非常完好。(
吉尼斯世界纪录)