THIÊN VĂN HỌC TRUNG QUỐC
Quan niệm về Vũ Trụ của người Trung Quốc cổ đại chịu ảnh hưởng của Phật giáo và Nho giáo. Theo Nho giáo, Vũ Trụ lúc đầu mông lung mờ mịt trong một trạng thái là “Thái Cực”, sau này mới sinh ra “Lưỡng Nghi” gồm âm và dương. Hai thực thể âm dương tương khắc với nhau, nhưng bổ sung cho nhau và lại được phối hợp điều hòa để tạo ra khí chất gồm 5 yếu tố (ngũ hành): kim, mộc, thủy, hỏa, thổ.
Người Trung Quốc cổ xưa cho rằng “Thiên, Địa hai tầng”: tầng trên là trời, tầng dưới là đất. Thiên (Trời) là thế giới vô hình, còn Địa (Đất) là thế giới hữu hình chịu sự thống trị của Thiên (“thiên” trị “Địa”). Xuất phát từ thuyết này, Trời thì do thượng đế cai quản, còn dưới đất (thiên hạ) thì do Thiên tử (con Trời) trị vì. Triều đình của họ được gọi là “thiên triều”, đất nước của họ được gọi là “Trung Quốc” (nước ở trung tâm thế giới). Mỗi khi trên Trời có chuyện gì chẳng lành thì dưới đất cũng xảy ra loạn lạc. Do đó, phải luôn theo dõi các tinh tú và kịp thời báo cáo cho hoàng đế. Nhiệm vụ này được giao cho các quan coi sóc thiên văn thực hiện, nếu trễ nải hoặc sơ suất có thể bị phạt nặng, thậm chí chém đầu. Các nhà hiền triết cũng muốn mở “Thiên lộ” (đường lên trời, cho hoàng đế). Theo truyền thuyết, hai quan coi sóc thiên văn là Hi và Hòa đã bị chém đầu vì không dự đoán được nhật thực xảy ra vào năm 2137 trước CN.
Đến thể kỷ thứ V, đã hình thành 3 trường phái quan niệm về cấu trúc vũ trụ. Thuyết cổ nhất là thuyết Cái Thiên (Trời có nắp đậy), hình dung vòm trời như một cái nắp hình bán cầu trùm ra ngoài, còn Trái Đất là cái bát úp ở trong có cùng tâm. Phía chân Trái Đất không phải hình tròn mà hình vuông với bốn phương: đông, tây, nam, bắc. Mưa từ vòm trời rơi xuống bốn góc thành bể bao quanh chân Trái Đất. Trong “chung Thiên Luận” (thế kỷ III) có ví vòm trời như là cái màng trứng trong có nguyên khí nên không chìm xuống mặt bể. Tam Diệu gồm Mặt Trời Mặt Trăng và sao chuyển động khi ẩn khi hiện tạo ra đêm và ngày. Thuyết Hồn Nhiên của Trương Hành (78 - 139) thời Đông Hán ví vòm trời như một quả trứng gà tròn, ở giữa là Trái Đất giống như lòng đỏ trứng. Vòm trời có “khí” ở trong và chân trời có nước, còn Trái Đất nổi trên mặt nước. Mặt Trời như một bánh xe quay không ngừng. Khoảng không ở ngoài vòm trời là không giới hạn, được gọi là “Vũ Trụ” bí hiểm. Từ thế kỷ VI, quan niệm hai bán cầu có khí tượng trưng cho Trời và Đất của thuyết Hồn Nhiên được chấp nhận sao và hành tinh không còn dính vào vòm trời mà được một luồng “gió cứng” (cương phong) nâng lên. Trên trời có chín tầng khi (cửu trùng) có áp lực và tốc độ khác nhau. Thuyết thứ ba là Tuyên Dạ (đêm tối lan tràn, không trung vô tận). Theo thuyết này thì vòm trời trống rỗng (vô chất), xa lắc và rộng vô cùng (vô cực). Mặt Trời, Mặt Trăng và sao là hơi đọng (tích khí) bay trên không trung. Bảy tinh tú (thất điệu) là Mặt Trời, Mặt Trăng và 5 hành tinh (Thủy, Kim, Hỏa, Mộc, Thổ) không dính vào vòm trời mà chuyển động tự do.
Các sự kiện thiên văn như nhật thực, nguyệt thực, sự xuất hiện sao mới đã được ghi chép trên mai rùa, xương thú từ khoảng 1500 năm trước Công nguyên, vào đời nhà Thương. Ghi chép sớm nhất trên thế giới được biết tới ngày nay về các vết đen trên Mặt Trời năm 165 trước Công nguyên đã được ghi trong sách Ngọc Hải ra đời sau đó: “Vào năm ấy, trên Mặt Trời đã xuất hiện chữ Vương. Đó là một vết đen không phải hình tròn mà giống như một hình chữ thập với một vạch ngang trên đỉnh và một vạch ngang nữa dưới chân”. Trong Hán thư, Ngũ hành chí có ghi rằng vào ngày 10 tháng 5 năm 28 trước Công nguyên “Mặt Trời ngả màu vàng, có vết đen to bằng đồng tiền ở giữa”. Trong khoảng thời gian từ năm đó tới năm 1638, chính sử Trung Quốc đã ghi tới 112 trường hợp về vết đen trên Mặt Trời. Nên nhớ rằng hiện tượng này được ghi chép lần đầu tiên ở châu Âu mãi tận năm 807. Sao chổi cũng được ghi chép qua các triều đại cho đến cuối đời Thanh, tổng cộng là hơn 500 lần. Sách cổ Xuân Thu có ghi vào “tháng 7 mùa thu (năm 613 trước Công nguyên, đời Lỗ Văn Công), có sao chổi rực sáng vào Bắc Đẩu”, đó chính là ghi chép sớm nhất về sao chổi Halây. Từ đó đến nay, sao chổi này đã xuất hiện 32 lần và lần nào cũng được ghi chép tỉ mỉ ở Trung Quốc. Một nhà thiên văn học Pháp nghiên cứu về sao chổi, vào những năm 1950 đã khẳng định: những ghi chép tốt nhất về sao chổi là của Trung Quốc. Nhật thực cũng được ghi chép đầy đủ (tới 916 mục trong chính sử) kể từ thời Xuân Thu.
Các hiện tượng lạ khác như sao mới và sao siêu mới, sao băng, cũng được ghi chép và có giá trị lớn đối với khoa học, “Sao khách” (tên gọi sao mới và sao siêu mới) xuất hiện ngày 7 tháng 12 năm 185 ở Nam Môn (chân trời hướng Nam) được ghi trong Hậu Hán Sử và được coi là điềm xấu báo hiệu sự sụp đổ của triều Đông Hán.
Từ đời nhà Thương đến thế kỷ XVII, sử sách Trung Quốc đã ghi được khoảng 30 ngôi sao mới và siêu mới, trong đó chỉ có khoảng 12 sao có khả năng để lại vết tích quan sát được ngày nay. Vết tích của các sao này là một nguồn bức xạ đặc biệt ở bước sóng vô tuyến. Nổi tiếng nhất là sao siêu mới xuất hiện gần sao kxi chòm Con Trâu (Trung Quốc gọi là sao Thiên Quan), óng ánh sắc vàng, “là một điềm tốt cho hoàng đế và báo hiệu cả nước sẽ thịnh vượng”. Sao sáng đến mức nhìn thấy được cả vào ban ngày trong 23 ngày liền, sáng hơn Thái Bạch (tức Kim tinh) và hai năm sau (năm 1056) thì biến đi. Đây chính là vụ nổ sao đã sinh ra tinh vân Cua hiện nay.
Trung Quốc cổ đại cũng có hệ thống sao độc đáo của mình. Trước thời nhà Chu (thế kỷ IX trước Công nguyên), người ta đã chia bầu trời sao thành nhiều “tú” (tương tự như chòm sao bây giờ), dựa vào 28 sao ở gần Hoàng đạo lúc đó, đó là hệ thống “tam viên” và “nhị thập bát tú” (Xem mục “Các cư dân của trời. Các chòm sao”). Danh mục sao cổ nhất do Thạch Thân thời Chiến Quốc soạn (năm 360 trước Công nguyên) gồm 122 chòm sao với 809 vì tinh tú. Trương Hành đã chế ra một dụng cụ đo vị trí sao gồm những vòng hình cầu gọi là “hồn thiên nghi” và đã thống kê được 2500 sao nhìn thấy được ở Trung Quốc, phân thành 124 chòm, trong đó 320 sao đã được đặt tên. Ông cũng chia vòng tròn lớn của bầu trời thành 365 1,4o theo số ngày trong năm. Đến thời Tam Quốc, khoảng năm 270, Trần Trác đã gộp 3 bản đồ sao của các nhà thiên văn thời Chiến Quốc là Thạch Thân, Cam Đức và Vu Hàm, mở rộng thành danh mục và bản đồ sao chứa 283 “tinh quan” (tức chòm sao) với 1465 sao. Bản đồ và danh mục này được lưu truyền mãi đến thời cận đại.
Đài Quan Tượng cổ được xây dựng vào năm 1442 ở Bắc Kinh là một trong những đài thiên văn cổ nhất thế giới còn tồn tại đến ngày nay. Nó ra đời sớm hơn Đài thiên văn Grinuych ở Anh tới 223 năm. Đài Quan Tượng cổ Bắc Kinh đã từng hai lần tiến hành quan trắc thiên thể trên quy mô lớn, lập ra hai danh mục sao đồ sộ Nghi tượng khảo thành và Nghi tượng khảo thành tục biên, liệt kê vị trí của 3083 và 3240 ngôi sao. Những tên gọi các ngôi sao mà người Trung Quốc sử dụng ngày nay chủ yếu dựa vào hai danh mục này.
Hiện tượng tuế sai của phân điểm (do tiến động của trục quay Trái Đất) đã được Ngu Hỉ phát hiện vào thế kỷ thứ tư và ghi trong An Thiên Luận.
Thành tựu quan trọng nhất của nền thiên văn cổ đại Trung Quốc là việc soạn lịch. Theo dã sử và truyền thuyết, thì người Trung Quốc đã sử dụng lịch từ 3000-4000 năm trước. Từ khoảng 600 năm trước Công nguyên đã có lịch âm dương kết hợp (mà ngày nay ta vẫn quen gọi là âm lịch) phục vụ sản xuất nông nghiệp, nên được gọi là nông lịch. Trên thế giới, Trung Quốc và Ai Cập là hai nước sử dụng âm dương lịch sớm nhất thế giới. Âm dương lịch có tháng âm lịch (tuần trăng) 29,5 ngày, bắt đầu từ kỳ trăng non (ngày sóc), nhưng cứ hơn hai năm lại phải thêm tháng nhuận vào cho phù hợp với năm Mặt Trời (chu kỳ 365,25 ngày).
Trong chu kỳ 19 năm (gọi là một chương) thì có 7 tháng nhuận được thêm vào các năm thứ 3, 6, 8 (hoặc 9), 11, 14, 17 và 19 của chương. Các ngày khí được đưa vào trong nông lịch để giúp con người biết sự thay đổi của thời tiết, và gieo trồng đúng thời vụ. Một năm có 12 trung khí (khi Mặt Trời bắt đầu đi vào một cung Hoàng đạo) và 12 tiết khí (khi Mặt Trời ở giữa một cung hoàng đạo), tổng cộng có 24 tiết (hoặc ngày khí). Do phép làm âm dương lịch phức tạp, nên nó được các nhà làm lịch chuyên nghiệp tính toán cho từng năm, sau này được cải tiến nhiều lần cho phù hợp với những tiến bộ về thiên văn và toán học và mỗi phép làm lịch có tên gọi riêng. Chẳng hạn, từ thời Tần Chiêu Vương (306-249 trước Công nguyên), người Trung Quốc dùng lịch Xuyên Húc, trong đó Mặt Trăng được coi là chuyển động đều trên quỹ đạo tròn đối với Trái Đất. Năm 206, Lưu Hồng soạn lịch Can Tượng đã chú ý đến chuyển động không đều của Mặt Trăng trên Bạch đạo nhờ phép nội suy tuyến tính. Năm 330, Hạ Thửa Thiên soạn lịch Nguyên Gia có lưu ý hiện tượng tuế sai của Mặt Trời trên Hoàng đạo Năm 463 Tổ Xung Chi soạn lịch Đại Minh (được dùng từ năm 510) với tuế sai chính xác hơn. Năm 604 Luu Chước soạn lịch Hoàng Cực dùng phép nội suy bậc 2. Năm 1281, Quách Thủ Kính làm lịch Thụ Thời (tới năm 1368 đổi thành lịch Đại Thống) dùng phép nội suy bậc 3. Năm 1664 giáo sĩ Thang Nhược Vọng người Đức, đã vận dụng lượng giác cầu để soạn lịch Thời Hiến, được ghi trong Vạn niên thư và được diễn giải trong Lịch tượng khảo thành (1723).
Vào triều Tần (cuối thế kỷ III trước Công nguyên), người Trung Quốc cũng đã bắt đầu dùng dương lịch, trong đó tháng tiết khí trung bình (gọi là bình nguyệt) dài 30,44 ngày. Phổ biến trong dân gian là phương pháp lịch dùng can chi để gọi tên ngày, tháng và năm (theo hệ đếm can chi). Tên gọi của một ngày, (hoặc tháng, năm) gồm hai chữ, chữ đầu theo can, chữ thứ hai theo chi. Với 10 can (Giáp, Ất, Bính, Đinh, Mậu, Kỷ, Canh, Tân, Nhâm, Quý) và 12 chi (Tý, Sửu, Dần, Mão, Thìn, Tỵ, Ngọ, Mùi, Thân, Dậu, Tuất, Hợi), ta có chu kỳ tên gọi là 60 (gọi là một hội).
Như vậy, tên các năm có chu kỳ lặp lại là 60 năm, mở đầu là Giáp Tý và kết thúc là Quý Hợi. 12 chi tượng trưng cho 12 con vật và trong một hội (chu kỳ 60 năm), tên mỗi con vật được lặp đi lặp lại 5 lần. Lịch theo hệ đếm can chi hiện nay vẫn được dùng ở một số nước Đông Á và Đông Nam Á, trong đó có Việt Nam. Trong 60 thì Mộc Tinh thực hiện được khoảng 5 vòng quay quỹ đạo (chu kỳ chuyển động của Mộc tinh là 11,86 năm) và Thổ tinh là 29,58 năm). Năm mới của lịch này (Tết) đến vào kỳ không trăng (trăng mới) trong khoảng từ ngày 21-1 đến 20-2 dương lịch. Lịch này đã tồn tại được hơn 2600 năm.
Ở Trung Hoa thời cổ còn có nhiều phát minh, trong đó có cọc tiêu Mặt Trời, la bàn, đồng hồ Mặt Trời và đồng hồ nước,. . .Chu Công (khoảng 1100 năm trước Công nguyên) đã quan sát và đo bóng của cọc thẳng đứng (thổ khuê) lúc giữa trưa và xác định được độ nghiêng của Hoàng đạo với xích đạo. Đồng hồ nước đầu tiên đồng thời có nhiều chức năng thiên văn do Nhất Hành (683-727) sáng chế có hình vòm trời, trên đó ghi vị trí nhị thập bát tú, xích đạo và độ số của chu vi bầu trời. Nước chảy vào gàu làm một bánh xe quay chỉ giờ, cứ một giờ thì có tiếng chuông gõ, một khắc (15 phút) thì có tiếng trống. Dụng cụ này còn cho phép theo dõi sự vận động của Mặt Trời và Mặt Trăng, xác định chính xác giờ Mặt Trời mọc và lặn. Đồng hồ của Trương Tư Huấn (chế tạo năm 976) chạy bằng thủy ngân gồm một tháp 3 tầng, mỗi tầng cao hơn 3m, trên tháp có nóc tròn tượng trưng cho trời và dưới có đế vuông tượng trưng cho đất và cỏ 7 ngọn đèn (thất tinh) thể hiện Mặt Trăng, Mặt Trời, và 5 hành tinh di chuyển trên Hoàng đới. Tô Tụng chế tạo Thủy vận tượng nghi đài (đồng hồ thiên văn chạy bằng sức nước) cao hơn 10m vào năm 1092.
