恒星观测是中国古代天文学的一项重要工作，徐光启在领导崇祯改历过程中也给予高度重视。本文详细梳理了作为一项大型国家科学项目，徐光启组织改历的许多具体措施与细节，对今天仍然有借鉴意义。明末天文学在恒星观测方面取得了不凡的成就，在1631年进呈的恒星经纬表中，给出了1362颗星的位置，这已经达到同期西方许多星表中的星数水平或者更多。所有的恒星数据不是简单抄录西方，而是经过历局天文学家对中西古代星表的精心测量、校订和反复验算，一方面对传统的《步天歌》星官系统进行精细的修正增订与查漏补缺、去芜补正工作，大胆纠正了传统星表的错误；另一方面，对尽可能搜集到的西方星表进行中西方坐标系统、观测地点、岁差变化和星座系统的转换、修订与校验。明末整部《恒星经纬表》篇幅浩繁，工作量巨大，而这一切是在短短两年内完成的。徐光启领导崇祯改历过程中，在恒星观测技术和测量仪器方面取得明显进步。中国星表中包括传统28宿度与十二次的众多恒星位置不仅有黄经、黄纬值，而且有赤经、赤纬值，说明中国天文学家不仅掌握了黄赤道坐标变换的计算，而且做了相当多的附加观测。本文认为徐光启领导的崇祯改历在恒星测量方面的贡献是值得肯定与重视的，通过对上述问题进一步分析认为，崇祯年间的恒星观测实现了徐光启在改历初提出的“会通以求超胜”的目标。

一、围绕改历与恒星观测的国家项目组织工作

准许改历的诏书下达后，徐光启在崇祯二年（1629）七月十一日上“礼部为奉旨修改历法开列事宜乞裁疏”，在选议人员、议博访取、议用钱粮、议考成绩、议用西历等几个方面提出具体、明确的实施细节，全面推进历法改革的组织筹备工作。

首先，从人员配备和所需经费上预算各工作岗位实际需要的人员数，对于选取征用的知历人，不考虑其原来的官职级别，而是按照所能胜任的改历工作分别对待，“三艺俱全，一人当数人之用者，酌量加给”。所谓三艺，是指把能够胜任改历工作的人员分为三等：一等，能明度数本原讲解意义传教官生者；二等，测验推步精密不差者；三等，制造大小仪器工巧合法者。同时上疏“其艺能不及者不敢滥收”。具体规定如下：“历科天文生考取能书善算者，原题准选用十五人，今局中不必多人，止轮三名常川供事，每名除月粮外加给米五斗、槛菜银九钱。其余但有成书并工誊录者，计日支给，每名每日给银五分。诸人中有术业进益能及上等者，照前加给。已上二款，一时人数或缺，逐名扣给；有掛名旷费者，记日除减。”可见，徐光启不仅对于知晓历法的特殊人才给与特殊待遇，而且绝不无故增加多余的人员。

在议博访取中，徐光启曾经对民间有无知晓天文历法的人才、以及招纳何种人才有所顾虑。他说：“今亦不敢遽谓海内无人，但私习天文，律有明禁，而监官不知律意，往往以此沮人，是以世多不习，或习之而不肯自言耳。……若历法则止于敬授人时而已，岂律例所禁哉！”众所周知，明朝初期不仅不准私习天文，而且也不准私习历法，禁令非常严苛。而到了明末，徐光启对这项禁令区别看待，他提出历法止于敬授人时，不应该受到律例的禁止。那么，他是如何具体实施的？他上疏说：“今议臣部访求，及通行各省直，不拘官吏生儒、草泽布衣，但有通晓历法者，俱文前来。其言天文者，一概不取。”

为了确保改历工作的顺利实施，各取所能，不徒增加费用，对选议人员规定了试用期。徐光启上疏特别指出：“有实用者，半年之后听臣部类齐考试，各取所长，不敢滥收，以滋糜费。”

完善人员考核制度，指出要“仿《周礼》日考日成、月考月要之法，每月终，将日逐测验推算簿类报臣部；季终，将三月内所成簿籍书册或所造仪器法式总报臣部，进呈御览”。“至若成造重大仪器，及刊刻全书，以章一代之鸿摹，以垂万世之法式，及效劳官生人等，计功议叙诸事”。这些制度规定了职官生在任职期内的主要职责，和项目完成后作出特殊贡献、产生重大影响的分别计功，并酌情效劳。

其次，对于仪器制造及工料、物质资费等进行精心计算。节省费用最大的一项是先制造仪器木样和小样，这一思想可能来自利玛窦的影响，因为利玛窦在韶州也曾经制造天文仪器的木样和小样。徐光启说“旧法需用铜者，为费不赀，总计所费，数亦不多”，“但木料止堪暂用，事完仍需精铜铸式”。他还预算了各个部门每月取暖、做饭所用煤炭及历局用各种不同规格的纸张的用量。参与改历的有大量中方人员，此外还有西方传教士汤若望、罗雅谷和邓玉函等人。

二、编撰星表的主要原则

恒星测量的主要目的是编制一份精确的星表，以便为准确计算日、月、五星运行位置提供一个相对标准的参照系。崇祯二年七月二十六日徐光启上《条议历法修正岁差疏》，其中“历法修正十事”条下有“密测列宿经纬行度，以定七政盈缩、迟疾、顺逆、违离、远近之数”，可见徐光启观测恒星的目标非常明确；“急用仪象十事”条指出制造纪限仪、象限仪和天球仪，用于恒星观测。当时参与恒星历编撰的主要西方人员是德国传教士汤若望，所以汤若望具有选择西方恒星测量技术与星表的绝对优先权。

中国古代星象观测自隋唐以来，直至明末，一直以《步天歌》系统的二百八十三官1464颗星为基础，历代鲜有变化。所以，《崇祯历书》中的星表大体是按照《步天歌》系统来编排恒星，并对难以辨认的星官作了调整，包括减少或增加星官星数，采取了“旧图未载，而体势明晰，测量已定，经纬悉具者，一一增入”的原则。由于年代久远，《步天歌》系统的恒星已难于全盘辨认，增加同时废弃一部分星官也是势在必行，正如徐光启所说，“茫昧依稀，不成位座；按图索之，了不可得”，所以只好废弃不用。《明史·天文一》悉数载入了由西方的黄道十二宫系统转变为中国传统十二次系统的每个星次的黄赤道经纬度4个坐标值，还有28宿的黄赤道宿度值。订定后的恒星表与恒星图与《步天歌》有相当大的出入，说明徐光启领导恒星观测的改革是非常大的。

星表的编制与此同时也参照了当时的西方星表。《恒星历指》卷二载：“前卷所借西史测量之法为恒星历之基本，此卷应准前法仍借旧测诸星经纬度以待推。”说明对西方星表的参照也是崇祯改历的根本。

徐光启引用了西方测角距仪器和方法记录恒星位置。《恒星历指》介绍了三种恒星测量方法：一是古法，即以月亮测其与恒星或太阳的距离；一是用近代以来的定时仪器测量恒星过子午圈的时刻和高度，再利用球面三角术定赤道经纬度；一是以金星测恒星，使用纪限大仪和赤道浑仪，视所测坐标系的不同而更换。他的总目标和原则是“测验布算，务求万分精密，十倍胜于守敬，乃可定今日之所以差，又期他日之可以不差耳”。郭守敬曾经提出精准的测量是制定历法的基础，所以他的《授时历》成为中国古代最好的一部历法。郭守敬本人还有两幅星表问世，可惜失传了。

《恒星历指》卷一中的测恒星经纬度之器

徐光启认为：“今拟新历，以崇祯元年(1628)戊辰岁为历元，一切撰造，断以是年为始。故恒星黄、赤道经纬，皆用是年实测度分，辗转推算，三四校勘，无有差忒。然后绘图立表，以待施用。”在据表绘图时，黄、赤经纬，每座每星，测算既确，次于图中依表点定，乃加印记，后方联缀。因此知前元测侯，曾无乖爽，后来致用，可无谬误也。可见，在恒星测量过程中，测量与计算是两大主要任务，在规定了历元起始后，首先进行实际测量，然后再加以验算，验算还不止一次，而是反复进行三四次校勘，当实际测量与验算相符时才开始安排星表、绘制星图。

《崇祯历书》中的恒星观测工作参考了第谷星表、巴耶尔星图和格林伯格星表，而这些星表或星图又存在着渊源关系。

据学者考察，格林伯格（C. Grienberqer）是汤若望在罗马学院的数学老师，他于1612年在罗马出版过一本星表和星图。不难想象汤若望编制的《崇祯历书》星表与格林伯格星表的关系非常密切：格林伯格星表所采用的历元也是1600年春分日；《崇祯历书》除南极星座以外的星数与格林伯格星表的星数1235也相近；与《崇祯历书》星表作对照，可以指认出其中的星在格林伯格星表中的对应星，这些星的黄纬和星等都相同，而黄经相差23´，原因是《崇祯历书》星表中的黄经是由第谷星表中的黄经加岁差改正而来；同时说明《崇祯历书》中恒星坐标量值精确到1´。

据惠泽林在北堂图书馆曾找到的巴耶尔星图，我们发现，星图在大熊座与鹿豹座内用红线联出紫微垣，又在室女座内注有角宿和平道字样，据此可以推断巴耶尔星图曾对中国崇祯年间的恒星观测产生影响。另外，开普勒的《鲁道夫星表》在1627年问世，据考察，负责修历的传教士罗雅谷与开普勒保持书信往来，所以《鲁道夫星表》及时被传入中国也是在情理之中。但据考证，《崇祯历书》星表中的数据与《鲁道夫星表》的数据相差比较大，所以无法判断后者对前者产生的影响。

崇祯改历中对南极附近的星全盘照搬了西方，原因是徐光启等人工作的北京，不可能看到南极附近的星。李之藻等所撰《经天该》中南天星座已经参考了西方星图。巴耶尔星图1602年出版，有名恒星据统计约有1200颗左右，星图中已经有南极附近星座，是这个星表的一大特色。

总的来看，《崇祯历书》星表中的恒星有相当一部分来自西方的星表，主要是第谷系统以及格林伯格星表，同时以巴耶尔星图的南极星为补充，另外还参照了传统的《步天歌》；所有西方和《步天歌》系统中的恒星都经过历局人员的重新实测和验算。

三、超胜之处

西方天文学史上，托勒密在公元150年的《至大论》中发表了1028颗星的星表，其中包括它们的黄经和黄纬值。第谷是西方天文学肉眼观测史上最著名的天文学家，他于1602年出版的《新编天文学初阶》中发表了包括777颗恒星的恒星星表。后来为了不少于托勒密的星表星数，第谷又测量并增加了200多颗恒星至1005颗星，这个扩大星表以手稿的方式在欧洲流传，并收录在《鲁道夫星行表》及多部著作中。所以开普勒的《鲁道夫星表》给出1000多颗星是基于第谷系统的。

但是，中国版本的《崇祯历书》星表在1631年8月27日进呈的，给出了高达1362[1]颗星相当丰富的内容，并且是黄赤道经纬度俱全。而朗格蒙塔努斯(Longomontanus，1562—1647)以及西方传入的星表并没有全部给出赤经、赤纬值。这说明中国天文学家掌握了黄赤道坐标变换的计算，并且做了相当多的附加观测。值得注意的是1612年克里斯托弗·格林伯格完成的星表中包含了1244颗星的全部坐标值。

现在比较通行的《崇祯历书》星表是两卷本《恒星经纬表》。《恒星经纬表》以降娄至娵訾的十二次代替白羊至双鱼的黄道十二宫名，每宫中按星官排列，先是二十八宿，再是其他小星官，每颗星分别列出其黄道经纬度、赤道经纬度和星等。黄道度按降娄至娵訾十二宫计量，赤道度按周天360°计量，均以春分点为起点，经纬度以分为最小单位，各星列出五行属性和星等。

崇祯改历中恒星测量技术进一步提高，采用的测量仪器比较先进。其中徐光启报奏制造的纪限仪、象限仪都是第谷所使用的仪器；浑仪是中国传统的仪器，但是明末浑仪制度统一改为西制，即360°制，为准确测量奠定了基础。这些仪器在这次恒星测量中起了重要作用。

望远镜的使用是这次恒星测量的一大特色。据《明史》记载，通过望远镜的观测，对《天官书》中的星与汉进行了重新界定，认为它们是同类的天体，纠正了原来的所谓星汉皆金之散气的说法。通过望远镜还发现“云汉为无数小星”，昴宿有三十六星。

远镜图

实际上，在《赤道南北两总星图》中共有1812颗星，比进呈本《恒星历表》多了450颗。按照徐光启编撰星表的原则，通过浑仪观测把六等星以上的星全部入表，总共1347颗；而小于六等星的，通过望远镜统计其数字，证实了其存在，这些多出来的星估计就是所谓“新所测，尚未入表者”。按照徐光启的“日测夜算”的标准，这些星未及在有限时间内完成准确测量和计算校验，所以没有入表；但在绘制星图时，则采用了所有星数。

赤道南北两总星图

“超胜”不仅超胜西方同期的，也超胜中国传统的；“超胜”不仅是反映在星表的绝对星数增加及其各坐标值的精确度方面，而且反映在徐光启等人所掌握的最先进的西方恒星数据及近代以来的天文学方法，特别是天文观测仪器。围绕编撰《崇祯历书》所做的恒星测量很好地实现了徐光启“会通以求超胜”的改历目标，是明末历法改革中的一个成功案例。

参考文献：

《明史天文志》，中华书局版。

潘鼐：《中国恒星观测史》，上海：学林出版社，1989年。

孙小淳：《<崇祯历书>星表和星图》，《自然科学史研究》1995年第4期。

徐光启撰，王重民辑校：《徐光启集》，北京：中华书局，1963年。