甘德,别名甘公,生卒年不详,战国时期齐国人,先秦时期天文学家。
甘德大约活动在公元前四世纪中期,
战国齐威王、
齐宣王执政时期。他精于观测和计算,对天文和历法做出了突破性的贡献,编著有《
天文星占》八卷,后人将其与
石申的《天文》辑录为《
甘石星经》。这部书是现存世界上最早的天文学著作,其中记载了关于恒星和行星的运行规律和周期会合日期,后人据此编写成目前世界最早的恒星表。甘德还是
木星卫星木卫三的最早
路虎第四代发现,比
意大利天文学家
伽利略·伽利莱(Galileo,于1610年发现木卫三)早近两千年。另外,甘德还创制出
甘夫人四七法,及历法上改用摄提格纪年。
后人常把甘德与战国时期魏国的
天文学家
石申并称,近代文学家
吴汝纶认为甘德生年早于
石申,其天文学说也最早。
石申相较甘德稍逊,并非后世天文家所能比的。天文学史家
陈久金认为甘德的天文历法工作中,与
战国时其他各家相比,行星运动的知识是较为丰富的,成就也最大。
人物生平
关于甘德的国别及事迹,史书记载不一。据
西汉文学家
司马迁在《史记·天宝书》记载,甘德是齐国人。
南梁史学家
裴骃在《集解》引用
晋朝官员徐广之说,认为甘德本是鲁国人。而
天宝史学家
张守节在《
史记正义》中称甘德为楚国人。由此后人推测,甘德本是鲁国人,大约生活在公元前四世纪中期,正是
齐威王、齐
齐宣王执政时期。当时的
齐国是科学和文化的交流中心,各家各派学者汇集齐国稷下学宫,各抒己见,百家争鸣,甘德也来到齐国游学并做出成就。之后
鲁国被楚国所灭。因甘德在
天文学上的成就,历史
上将甘德与魏国天文学家
石申并称。
人物成就
甘氏四七法
据《
隋书·经籍志》《
旧唐书·经籍志》《
新唐书·艺文志》记载,甘德创制了甘氏四七法。由于年代久远,原书散佚,只在《开元占经·岁星占》《史记·天官书》保留了梗概。甘氏四七法也称甘氏岁星法,“四七法”是天文学上的一种岁星纪年法,就是以天空二十八星宿为坐标系统,平均分为四个方位,每个方位七宿,以此来测量
太阳等天体运动方位的方法。此外,甘德还规定了每一
星官“距度”(距离春分点的度数)。
恒星和星表研究
甘德编著的《
天文星占》因年代久远已散佚,后人将其与
石申的《天文》片段汇集成《
石氏星经》。据《玉海》引录,甘德建立了全天
恒星区划命名系统,其方法是先确定出某
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。另在《
开元占经》中引录,甘德是以入宿度(相当于
赤经)和去极度(
赤纬的余角)确定每颗星的方位,列出120多颗星的赤道坐标。甘德精密地测定了
黄道附近118座,511颗
恒星的位置及与北极的距离。其中,中官星59座,共210颗星;外官39座,共290颗星;紫薇恒星20座,共110颗星。后人将其与
石申测定的恒星记录合称为《
甘石星经》,这是目前世界上最早的星表,直到公元前2世纪,
希腊天文学家
喜帕恰斯才编出欧洲第一个恒星表。
行星运动研究
甘德除了对恒星观测外,还对行星的运动尤其对金、木、水、火星的运行取得了划时代的成果。行星在空中的运行自西往东叫顺行,反之叫逆行。《汉书·天文志》记载,古历五星之推,亡逆行者。至甘氏石氏经,以荧惑(火星)
金星(金星)为有逆行。甘德发现了火星和金星的逆行现象,并形象地把行星从顺行到逆行再到顺行的运动轨迹描绘成“巳”字形。
甘德建立了行星会合周期的概念(接连两次晨见东方的时间间距)。在
唐朝的《
开元占经》中,记载了甘德认为
木星的
恒星周期是12年,比今测值11.86年稍大,但其测定出木星会合周期为400日,仅比今测值398.88日大1.22日。此外,甘德“视其进退左右,以占其妖祥”,发现了木星运动有顺行、逆行的变化。
通过对
金星的观测,甘德指出在不同的会合周期中金星顺行、逆行和伏的日数可能在一定幅度内有所变化。由此测定金星会合周期值570日,与今测值583.92日小10多日。甘德测定
水星见伏行程分为四个阶段,晨见东方四舍四十八日,伏二十日,夕见西方四舍四十八日,伏二十日。由此推测出
水星会合周期是136日,与今测值115.88日差20日。关于
火星运动,甘德首次发现它的逆行现象,推算出火星的周期为1.9年(实为1.88年)火星行度周期为410度780日。
在《
开元占经》卷八十五中,辑录了甘德对
彗星的观测。内容为扫星见东北,名曰天棓。因彗星形状似
链枷,所以甘德称其为天棓。这正与长沙子弹库出土《
楚帛书》中“天棓将作伤”句相合。
改革历法
在历法方面,甘德的岁星纪年法自成一家,甘德岁星纪年弃用以往
太岁、
太阴和岁阴名称,改用摄提格。即假想有一颗名为“太岁”的
天体,其速度与
木星(木星)视运动平均速度(12年1周天)相同但方向相反。以太岁的位置纪年,当木星位于丑位时,太岁即位于寅位,该年就称为“摄提格”。摄提格作为岁星纪年中的第一个岁名,还是纪岁的标志物。如第一年(摄提格之岁)正月在寅方,第二年(单阏之岁)二月在卯方,第三年(执徐之年)三月在辰方。岁星纪年法,后在《史记·天官书》中得到证实,岁星、
太岁都是实际天象。
司马迁在书中记载,大角者,天王帝廷,其两旁各有三星,鼎足句之,曰摄提。摄提者,直斗杓所指,以建时节,故曰摄提格。由此可见,摄提格即太岁星。位于
大角星附近斗杓所指的延长线上,古人通常以它与斗杓配合来确定季节。此外,甘德还开创出以12年为一周期的冶、乱、丰、欠、水、旱等预报方法。
发现木卫
甘德对
木星的观测甚为精细,著有《岁星经》。据
天宝印度裔天文学家
瞿昙悉达主编的《
开元占经》中引录,甘德认为木星“若有小赤星附于其侧,是谓同盟”。当代天文学史家席泽宗院士据此推测,公元前364年,甘德极有可能用肉眼观测到木星的
卫星——
木卫三。席泽宗认为, 木卫三是木星最大的一颗卫星,其视亮度为4等,比肉眼可见最暗的6等星还要明亮很多,并且其与木星的角距离可达5′51"。因此当木卫三与木星的角距足够大时,肉眼应该可以看到它们。经中国的天文学史工作者在北京天文台兴隆观测站实地观测,也已证实木卫三在一定条件下是有可能凭肉眼观测到的。而
意大利科学家
伽利略·伽利莱是在1610年用望远镜观测
木星时才发现木卫三,因此甘德的发现早伽利略近两千年。
主要著作
后世影响
三国时期太史令
陈卓对全天
恒星区划命名,其在战国时期天文学家甘德、
石申和
商朝巫咸三家星上总结出古代
星官系统,包括283星官1464星,并以三种不同的颜色标在
星图上,其中取用
甘德星图表上星官146座(28宿在内)。后人据此绘制星图并制造浑象上的星象,成为古代全天星官名数的定型之数。
成书于
西汉初年的《
五星占》,是湖南长沙马王堆3号汉墓出土的文物,这份天文资料书写在帛书上,大约八千字。它被天文学界认为是甘德、石申
天文研究工作的延续,其内容主要涉及金、木、水、火、土五大
行星在空中的方位、运动情况及五大行星的会合周期。其中记录
金星的会合周期是584.4日,只比今测值大0.48日。
土星的会合周期是377日,比今测值小1.09日。
人物评价
近代文学家
吴汝纶《八宿甘石不同考》评价:甘德生年早于
石申,其天文学说也最早。石申相较甘德稍逊,并非后世天文家所能比的。
学者
傅海伦在《山东科学技术史》中评价:甘德对行星的研究虽然比较粗疏,但却为后世传统的行星位置计算法奠定了基石。
学者
宣兆琦在《淄博历史人物》中评价:甘德的
天文学理论体系是原创性的,因此他是战国时期最杰出的天文学家、
中原地区天文学的先驱之称号。
天文学史家
陈久金评价:甘德的天文历法工作中,与
战国时其他各家相比,行星运动的知识是较为丰富的,成就也最大。
相关争议
关于《
石氏星经》作者存有争议,《甘石星经》一书最初出现在
南宋目录学家
晁公武的《
郡斋读书志》,原书1卷,今本2卷。《甘石星经》的作者署名是“汉甘公、
石申著”。天文学界知名学者
徐振韬认为,甘公即甘德为楚国人(一说为齐国人),和魏国人石申两人虽都是战国时期天文学家,但其书名出现较晚,另外在书中记录了晋代甚至
唐朝才出现的州名。因此视其为唐朝或
宋朝时有人假托甘公、石申之名而撰写。对此近代天文学史家
钱宝琮也认为,甘德、石申创立甘、石学派以后,经两汉时期不断发展,后人将新的成就充作甘、石学说,因此不同时代流传的甘、石著作内容也就不同。