三代地心天象图

感谢栾巨庆先生创作了第一代手绘的地心天象图！以下是栾巨庆自传中关于地心天象图的创作过程：

（二）专作长期天气预报的视赤经、地心距、地心天象图

我二十四岁，全国解放、工人、农民翻身做主、尤其是党鼓励工人发明创造，我想尽快的解决长期天气预报，贡献给党和人民（这一志愿至1985年，中国农科院将我作的1985年我国四大流域长期天气预报，选入《农业科技要闻选编》第一集、作为国庆35周年献礼书才得实现）。我也认为：要作异常的天气预测，需先掌握天气异变规律，即从天气历史中是否能得出“有了相似的天象，就有相似的天气”这一结论。但按我祖父所想，必须亲自记录两百四十年的天气和天象实况，方能着手对照。

但我认为：已知“光绪之旱”与“崇祯之旱”相聚两百四十年；为什么不画出这两年的天象图两相对照呢？

我的这个想法虽然是对的，但要画一张几百年前日、月、行星运动轨迹图，还要将行星的复杂运动显亦出来，就困难重重了，我为了走近路、四处翻阅书籍。

在天文书籍上，第一是日心体系图，此图较简单，计算也容易，但缺点是：图上只是五大行星和地球绕太阳公转的圆形轨道，但不能将行星的复杂运动和地球的角度明显的反映出来（见书17页）。

第二是视赤经、视赤纬地心天象图；此图是人在地球上，从侧面看五大行星的视运动，虽然还不能将行星与地球的距离及复杂的运行反映出来，但要计算一年中太阳系的每个行星每日的运动数据，是相当困难。

为此我曾向某高等院校的有关教授请教，他这样的劝告我：“计算一年的日、月、行星每天的方位数据，需要八个人一年的时间（用手摇计算机、那时还没有电子计算机），关于计算的方法，你自学到大学水平后，我可以教你计算，据我所知天文与气象并没有任何关系，说实在的你不必在这方面下功夫。”

我也深知这位教授说的全是实话，也是合乎书本上的论断，但对我来说是什么滋味，是可想而知的，显然这是一瓢最凉的水！但我认为我已经创造了假说，我也给日、月、行星作了分工，天象图这是第三步工作，这样看来还是不能走现成的旧路，也要革新。

但是我一个没有上过大学、也没有自学到大学的水平的工人能否再“革”天文的“新”？

要革新必须先找到旧事物的缺点，也必须先学会旧事物，掌握旧事物才能谈到有所创新。

为此我又重新学习我国古代的天文知识。

张衡的浑天仪，僧一行的首次测量子午线，郭守敬算出一年的长为365.2425日与现代只差0.0003日=25秒。这些人都没有上过大学，为什么能有超世界水平的贡献？他们的创新给了我极大的鼓舞，我认为，只要专心，一定能画出自己所想的天文图。

我是一个钳工，平时与机械图打交道，在机械图的六面图的启发下，（注六面图：顶、俯、左、右、前、后视图、俯视即在上面向下看的机件面。）才想到要画一张能反应行星复杂运动的图，必定是俯视图，因为地球与太阳、行星都是在同一个黄道面上运转。因此彼此之间，都是从侧面看侧面，所以才看不到它们的运动全局，例如手掌面向自己，可看清五指的界限和掌纹，若从手掌的侧面，则什么也看不清是一样的道理。为此我决定画一张俯视图。但是画图前就需要计算，这样的图当然要比上述的两种图的计算还要困难，此时要学计算，按我当时的水平，还没有学的资格，怎么办？经过深思熟虑，认为自古至今，天文体系是不断的革新，但按这些学说都不能画出专作长期天气预报的天象图，假设能有画这样天象图的天文体系，也就能按这体系的运动，算出行星的运动数据，也就画出了理想的天象图。最后我认为这是当时的唯一的办法，就开始了按以实际观测的天象，采取了各天文学说的一部分，假设了一个地心新体系的假说如下：

（一）恒星还是恒星不动。

（二）地球只有自转、没有公转、它与太阳更换了地位。地球的自转、产生恒星和日、月、行星的周日运动，由于地球每昼夜自转360°还要多转将近1°（在一年365天中都要多转一周，形成恒星的周年运动。

（三）内行星（金、水两星）除绕太阳公转外，还要随太阳绕地球转。

（四）外行星（火、木、土星）除绕太阳公转外，还与太阳保持一定的距离，随太阳的运动而运行，形成一年的“冲、合、逆、顺、留”等复杂运运动。

（五）太阳按黄道运行，形成地球上一年四季与昼夜的长短。

（六）月亮按白道运行，形成朔望等现象。

（七）它们的运行速度都按“日心”数据计算。

当时是1951年12月7日，正是金星西大距的时期，就以金星为例，介绍如何制图（制图之时在名词上有不明之处可参看书第6页）。

（1）地球的位置——取一张4开的纸，先画中心十字线，十字线中心为地球位置。

（2）黄道圈——用10公厘为一天文单位（即日地距离）为半径，以地心为中心，画一圆圈，即黄道线，为太阳运行之轨道。

（3）太阳的位置——为农业生产作预报，按24节气为宜，又因24节气都有一定的黄道位置。例如：春分点为0°，夏至点为90°，秋分点为180°，冬至点为270°；即每隔15°即一个节气，当时12月7日正是大雪节气，太阳当然是255°。

（4）金星的位置——12月7日这天在日出前3时12分便出现东方（但被晨雾所遮看不见）日出时测量它与太阳角距为48°，此谓西大距、它的视赤经为255°－48°=207°

（5）金星与地球的距离——已知金星与太阳的平均距离为0.723公厘的直径，立一足于太阳的位置，与地与金之直线相交之处，即金星与地球的距离，亦是金星所在的太阳黄经的位置。再用角度尺量金星的日黄经度数即得131°（见图一）之红线。以上是计算金星运行的基本数。再求到冬至时太阳与金星的位置。

（6）已知12月7日金星的太阳黄经为132°，金星每日平均绕太阳公转约1.6021°由大雪至冬至（7月12时大雪22日6时冬至）共15日、金星共运行1.6021×15=24°原日心黄经为132°+24°=156°，太阳22日在270°。再由270°（太阳中心画一条向外156°的直线，然后再用金星与太阳距离0.723公厘的圆规在直线上交点处即金星冬至的位置。从地球上看为视赤经225°。（其他节气类推便画出金星一年的运行图。其他行星也是如此，只有木星的日心距为5.2，土星为9.56，若按实数则一开的大纸也画不开，因此须要缩小日心距的距离，即把黄道圈缩小（见书第十三页）虽然比数缩小，但其方位不变。

有了假设的天象图（见图2）便有了作长期天气预报的依据。此图完成于1952年1月份，还是我三弟栾华庆按我假设的地心体系，画出了金星这年的运行图，在画图时也克服了如何安排它们的相互关系，如何求出它们的运行规律，也是经过了一次又一次的试验才得成功。

有了此制图方法，就画出了光绪与崇祯之旱的天象图，虽然在计算机上不精确，但是以证实我祖父所设想的“有相似的天象，就有相似的天气”和“天气旱涝有约二百四十年的大周期”，是正确的。

当时我虽然画出这两次特大干旱的行星周期是237年，但由于我的计算不是高等院校的正规计算，又没有这两次特旱的华北各省的天气记载，因此还不敢自信。直至1979年从北京天文馆借到《太阳、行星黄经表》（外文正式出版的书）根据此表又重新画了天象图；又至1980年南京地理所，徐进之先生，送给我《我国历史天气记载》又与黄河流域的干旱记载对上后，才写出《明清黄河流域两次特大干旱的天象分析》（见书68页）才总结出行星会合大周期是237年，黄河流域特大干旱周期也是237年，此是后话下面再介绍。

图2 1875年北半球地心天象图

上图2 1875年北半球地心天象图为栾巨庆先生《长期气象预报研究》1974年手稿中手绘