中国天文学的先驱之一甘德与《甘石星经》（公元前350年）

甘德，战国时楚国人。生卒年不详，大约生活于公元前4世纪中期。齐威王、宣王的时代。先秦时期著名的天文学家，中国天文学的先驱之一。

司马迁说他是齐国人。《史记•天宝书》记载：“昔之传天数者……在齐，甘公；……魏，石申。”而裴驷《集解》引徐广曰：“或曰甘公名德也，本是鲁人。”张守节《正义》则称：“《七录》云：楚人。”是不是甘德的里籍史有分歧呢？不是。甘德本是鲁人，在齐为官或游学，故云“在齐”；鲁国后为楚地，故又有楚人说。因为甘德的天文学成就主要是在齐完成，所以他应是齐国学者。

是世界上最古老星表的编制者和木卫二的最早发现者。他著有《天文星占》8卷、《岁星经》等。

石申是魏国人，晚于甘德，著有《浑天图》，为先秦浑天思想的代表作。甘德和石申夫等人建立了各不相同的全天恒星区划命名系统，其方法是依次给出某星官的名称与星数，再指出该星官与另一星官的相对位置，从而对全天恒星的分布、位置等予以定性的描述。后人把他与石申各自写出的天文学著作结合起来，称为《甘石星经》，是现存世界上最早的天文学著作。

我国是天文学发展最早的国家之一。由于农业生产和制定历法的需要，我们的祖先很早开始观测天象，并用以定方位、定时间、定季节了。中国古代天文学，在春秋战国时期初步确立了自己的独立体系。当时各诸国出于各自农业生产和星占等的需要，都十分重视天文的观测记录和研究。据《晋书•天文志》载：“鲁有梓慎，晋有卜偃，郑有摆灶，宋有子韦，齐有甘德，楚有唐昧，赵有尹皋，魏有石申夫，皆掌着天文，各论图验（各国的这些掌握天文的官员，根据天象的变化对统治者提出解释）。”这种百家并立的情况对天象的观测以及行星恒星知识的提高，无疑起着积极的推动作用。这时在星象坐标体系的建立、阴阳合历的制定、以及关于宇宙的结构和演化理论的形成方面，都取得了巨大的进展。

春秋时期，人们为了观测研究各种天象以及日、月、五星在天穹中的运动，对星空的现象（星象），即恒星的分布情况有了相当准确的划分。于是“星官”的知识得到了丰富，并由此发展起了“三垣”、“四象”、“二十八宿”的星象坐标系统。

“星官”也就是现代所说的“星座”或“星宿”。中国古人为了认识星辰和观测天象，把天上相邻的恒星组合在一起，分别给以名称，这就是星官。星官的名称大致来自两个方面：一部分来自古人的生产与生活以及神话传说，如营室、壁、箕、毕、井、斗，它们分别表示房屋、墙壁、扬谷的簸箕、捉兔的小网、水井和盛酒的容器等；牵牛星和织女星等名称则来自神话。另一部分星官名称则是把阶级等级制度的社会结构映射到星空的体现。如北极星附近为“太一常居”的宫阙组织，中央为帝星（小熊座β），周围有太子（小熊座γ）、正妃（勾陈一，小熊座α）等星；其外还有相当于帝车的北斗七星以及由表示上将、次将、贵相、司命、司中和司禄的六星组成的作为天府的文昌宫等。根据古文献统计，中国战国以前记载下来的星官，大约为38个，共包括200余颗恒星；到公元前2世纪司马迁的《史记.天官书》中，则系统地记载了全天92座星官约500余颗恒星。
　　中国古代常用的星象是“三垣”、“四象”和“二十八宿”，由此发展形成了中国古代的星空区划体系。

“三垣”即紫微垣、太微垣和天市垣，大约是在战国时代或其以后设立的，它们是环绕北天极和靠近头顶天空区域的星象。三垣的每一垣都有东西两藩的诸星围成墙垣的样子，因而称为三垣。紫微垣是三垣的中垣，位居北天中央位置，故被称为中宫或紫宫、紫垣等，意为皇宫；它大约相当于现今所谓“恒见圈”的拱极星区，包括现代所说的小熊、大熊、天龙、猎犬、牧夫、英仙、仙王、仙后、武仙、鹿豹等星座。太微垣是三垣的上垣，在紫微垣下的东北方向，位于北斗星的南方。北起常陈，南至明堂，西自上台，东至上将，大体相当于室女、后发、狮子等星座的一部分。太微为政府的意思。天市垣为三垣的下垣，在紫微垣下的东南方向，北自七公、南至南海、西起巴蜀、东至吴越，大体相当于现今的蛇夫、巨蛇、武仙、天鹰等星座的一部分。天市为“天子率诸侯幸都市”之意。
　　

所谓“四象（四兽、四维或四陆）”，是指四种动物。中国古人以北极为中央，把周围天区分为东、南、西、北四个区域，配以青、红、白、黑四种颜色，按照各个天区星象分布的轮廓与何种动物类似，以此命名而定出天文上的四象。《十三经注疏》说，四象即“前朱雀而后玄武，左青龙而右白虎。”朱雀即凤凰，玄武即乌龟。所以四象分别为东方苍龙，南方朱雀，西方白虎，北方玄武（龟蛇）。

古人创设四象是为了观测日月五星的运行以定四季，它是在四时的“仲中星”基础上发展起来的，所以四象的东西南北的方位也是这样确定下来的。在古籍《尧典》中有关于四仲中星的说明：“日中星鸟，以殷仲春；日永星火，以正仲夏；宵中星虚，以殷仲秋；日短星昴，以正仲冬。”这是说昼夜等长而初昏时“星鸟”正好出现在南方中天，就是春分了；若白日长而“火”于初昏时在南方中天，就是夏至；若黑夜白天等长而“虚”出现于初昏时的南方中天，则为秋分；若白日短而“昴”出现于初昏时的南方中天，就是冬至。这说明中国古人测四仲中星以定四时由来已久，由此产生了把周天恒星分为四群以表示四季星象的思想。

更有意思的是，“鸟”的形象被用来描绘春天初昏时南中天的星象，因为在自然界中，鸟的出现正是春天来临的信号。人们很容易发现，春分前后初昏时，当朱雀升到南方中天时，苍龙的房宿正处于东方的地平线附近，白虎的昴宿正处在西方的地平线附近，而龟蛇的虚宿正处于地平线下与朱雀的七星相对的北方。这就是确定东西南北四个方位的由来，它是以古代春分前后初昏时的星象分布为依据的。
　　

中国古代对天象的观测以及历法的制定等，都主要是以二十八宿为基础的，所以，二十八宿在中国古代天文学的发展中占有很重要的位置。
　　“宿”也称为“舍”，意为日月五星行经停留的“驿站”，是由若干个恒星联结成的一个参照星区。1978年在湖北随县发掘的战国早期曾侯乙墓中，出土了一个漆箱盖，上面画着象征天象的图案。围绕箱盖中央一个很大的篆文“斗”字，周围书写着古代的二十八宿名称，这就把中国二十八宿体系的可靠记载提前到了战国初期。可以断言，二十八宿的创设当在战国以前。二十八宿是古人为了间接参酌月亮在天空的位置来推定太阳在星宿中的位置而设的，这是中国古代天文学的一大进步。
　　按照日月视运动的方向，自西向东排列，二十八宿的顺序为：东方七宿（苍龙）：角、亢、氐、房、心、尾、箕；北方七宿（玄武）：斗、牛（牵牛）、女（须女和婺女）、虚、危、室（营室）、壁；西方七宿（白虎）：奎、娄、胃、昴、毕、觜、参；南方七宿（朱雀）：井（东井）、鬼（舆鬼）、柳、星（七星）、张、翼、轸。
　　经中外学者考证，中国的二十八宿是沿天球赤道划分的，是一种完善的赤道分区体系。因为中国古代天文学是很重视观测的，汉代以前就建立了明确的赤道坐标体系，这是中国古代天文学的一大突出优点。
　　

中国古人很早就注意到水、金、火、木、土这五颗行星了。到了甘德、石申的时代，对五星运行现象已有了初步的描述。1974年初在长沙马王堆三号汉墓（葬于公元前168年）出土的帛书中，用6000多字的巨幅，记述了关于五星的运动，它保留了甘、石二氏天文书的一部分内容，并列出了从公元前246年到公元前177年共70年代间木星、土星、金星的位置和五大行星的会合情况。

中国古人观测五星是与占星术密切相关的，所以古人对五星的行度和会合十分重视。在甘石星经和上述帛书中，都有五星会合周期的观测结果。甘、石测得水星的会合周期为126日，现代测定值为115.88日；甘、石测定的金星的会合周期分别为620日和732日，帛书中记为584.4日，现今测定值为583.92日。帛书中还提到了金星的五个会合周期恰好等于八年。关于木星的会合周期，甘氏的数值为400天，帛书记为395.44日，现代值为398.88日。土星的会合周期帛书记为377日，现今测定值为378.09日。至于火星的会合周期（约为780日），到《汉书•律历志》中才有记载。虽然甘德的这些定量描述还比较粗疏，但它们却为后世传统的行星位置计算法奠定了基石。

依据《唐开元占经》引录甘德论及木星时所说“若有小赤星附于其侧”等语，有人认为甘德在伽利略之前近两千年就已经用肉眼观测到木星的最亮的卫星——木卫二。若虑及甘德著有关于木星的专著——《岁星经》，是当时认真观测木星和研究木星的名家，且木卫二在一定的条件下确有可能凭肉眼观测到，则这一推测大约是可信的。

还应指出，在春秋战国时期，中国天文学家已经观测到行星的逆行现象。《史记•天官书》说：“甘、石历五星法，唯独荧惑有返逆行”。《汉书•天文志》说：“古历五星之推，无逆行者，至甘氏石氏经，以荧惑、太白为有逆行”。荧惑指火星，太白为金星，说明甘、石已发现了外行星火星和内行星金星都有逆行现象。把行星从顺行到逆行、再到顺行的视运动轨迹十分形象地描述为“巳”字形。唐代成书的《开元占经》引，“甘氏曰：去而复还为勾，再勾为巳”，“石氏曰：东西为勾，南北为巳”。前者将顺行转逆行称为勾，将逆行再转顺行称为巳；后者将东西向的拐弯称为勾，将南北向的拐弯称为巳。他们的说法虽不尽同，但都用了“勾”、“巳”描绘行星逆行，是很形象的。