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2003-8-14
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本报讯 我国古代典籍记录天体的长度、距离和高度，经常用“丈、尺、寸”为单位，或者干脆就写“大如桃”、“大如盘”等。写下这样的记录时，古人到底在天上看到了什么？日前，我国科学史学者王玉民博士通过系统研究，确认了古代目视天象记录的系统性，将这些观测史料真正转化成可靠的“天文数据”。
王玉民说，在古代天文记录中，“以入宿度和去极度为坐标参量，以圆周为３６５．２５度”的浑天赤道坐标系统占据主导地位，但以“丈、尺、寸”为单位和用“大如桃”等“取象比类”方法所作的天象记录，数量众多、分布广泛，同样不容忽视。发掘这两类记录中丰富的天象信息，无疑是古天文学研究的一个重要课题。２０００年，王玉民开始在中国科学院自然科学史研究所攻读博士学位，在导师席泽宗院士指导下，就“古代目视天象记录中的尺度研究”课题展开研究。
王玉民首先利用最新的天文软件“ＳｋｙＭａｐ Ｐｒｏ８”对正史中有关行星位置的记录进行了统计分析，证实了之前学者得出的古代线度记录与现代角度记录之间“一尺＝１°”的换算关系公式。又对我国古代行星及月亮的掩犯合、黑子、（超）新星、彗星、流星（雨）、极光等大量有关长度和“取象比类”式天象记录进行统计，发现了这种记录在视直径、视大小或亮度等意义上相当的完备性。
研究最终确认，古人用“丈、尺、寸”及“取象比类”方式表示天体的视长度、高度、大小和角距离的方法，历史上使用广泛、一贯并形成系统，成为古代天象记录一套独特的测度系统（尺度体系）。广泛用于各种运动的天体，也用于彗尾长度、极光范围等无法精确测量的天象记录，以补精密的“浑仪”的不足。
为进一步重构古代尺度体系天象记录中的科学成分，王玉民继续研究了古人在天上确定丈、尺、寸的参照标准的问题。利用视觉生理学、心理学原理，以及古今中外大量典籍、记录的旁证，他分析认定：一尺为一度，其中的“一尺”就是古代人目视观天时，天体及天体现象在天幕上的投影长度，古人裸眼目视观测天象时实际存在一个假想的天球模型。进而计算出这个“天球”的半径，按战国尺最低标准为今１３．２０米，按秦汉尺标准为１３．４３米。由于“人的立体视觉经验”，这与当代一些大型天象厅的半径基本一致。
利用这一目视天球模型，王玉民给出“大如Ｘ”形式记录在尺度或亮度上的量化值：“大如瓜”即是把比体“瓜”放在约１３米外，人眼看去的视觉大小。从而将两种记录统合于一个颇有现代计量学意义的系统，统称为“目视观测天象的尺度体系记录”。考虑到人裸眼目视观测天象时将天穹视为扁平状，从而形成系统误差，他又对不同天空照度与气象条件下观测天穹的扁平程度进行计算，得到了昼、夜、阴、晴、有月、无月等状况下天体视高度、视长度与其真实尺度的校正归算表。
席泽宗院士指出，这项研究选题很有实际意义，研究过程处理得法、逻辑性强，“如果解决得合理，对于中国古代天象记录的现代应用大有帮助”。中科院自然科学史研究所所长刘钝研究员也称该论文“论证严谨，引用原始资料和文献丰富……是我所见到的写得最好的科学史博士学位论文”。
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