古埃及人在生产和生活中发现,尼罗河水定期泛滥,而且每次泛滥的间隔大约是365天。古埃及人还发现,每年7月中的某一天早上,尼罗河水潮头来到开罗附近时,天狼星与太阳同时从地平线上升起。于是,世界上最早的太阳历从埃及人手里诞生了。
太阳历
由于农业生产的需要,早在公元前4000年之前,古埃及就开始猜测尼罗河水涨落的时间和观测天象,发现天狼星第一次和太阳同时升起的那一天之后,再过五六十天,尼罗河就开始泛滥。于是他们就把天狼星和太阳同时升起的这一天作为一年的开始,推算起来,这一天刚好是7月19日。就这样,古埃及人于公元前4241年制定了世界上第一部相当精确的历法。该历法规定一年为三个季节:泛滥季节、播种季节、收获季节。一年12个月,每个季节4个月,每月30天,每月里10天一大周,5天一小周。最后一个月另加5天,作为宗教假日,这
样全年共365天。这就是人类历史上第一部太阳历。
埃及人把天狼星看作是圣河泛滥的预告,视它为神明,对它顶礼膜拜。他们在全国各地修造庙宇,祭祀天狼,祈求丰收。如埃及女神伊西斯的庙门就正对着天狼星升起的方向。也有人认为著名的埃及金字塔就是用来观测天狼星的。
耐人寻味的是,天狼星的埃及象形字也是三角形的,很像金字塔的形状。古埃及人把这一次黎明前天狼星从东方升起,到下一次黎明前天狼星又从东方升起之间的时间确定为一年,并把黎明前天狼星升起的那一天定为岁首,这一年叫作狼星年。狼星年的天数是365.25天,与今天的精密数字365.2422天很接近。照这种历法划定的一年时间比地球绕太阳运行一周的时间仅差1/4天。到公元前1世纪,罗马人在埃及太阳历的基础上制订了自己的儒略历。16世纪,又将儒略历改进,产生了格里高利历,也就是今天的太阳历。
希罗多德说:“埃及人在人类当中,第一个想出用太阳年计时的办法,……在我看来,他们的计时办法,要比希腊人的办法高明,因为希腊人,每隔一年就要插进去一个闰月,才能使季节吻合……”
太阴历
以月亮的圆缺变化确定时间,在古埃及也存在。该历法也是将一年分为12个月,但每个月只有29.53天,一年是354.36天,全年比太阳历少10.88天。太阴历在古埃及主要用于确定宗教节日。
不管是太阳历还是太阴历,一天都被划分成24小时,每个重点的变化都以一个星座或一个恒星的出现为标志。古埃及人把昼和夜各分成12个部分,每个部分是日出到日落,日落到日出的时间的1/12。
古埃及确定白天12个小时的方法比较多,如观察太阳的方位角,即看太阳照射直立棍子时所投下的影子,或看墙上凸出物投在墙上的影子,这些方法都可以用来确定时间。埃及人还用棍子和悬锤发明了一种简单明了的测定仪器“影钟”,类似于中国古代的“日晷”,通过观察太阳的高度来测定白天的小时。
公元前16世纪,埃及人设计出了一种水钟来测定夜间的时间。水钟是一个上大下小,像花盆一样的容器,上面刻有线条,作为标记的刻度。使用时,将水灌到一个特定的位置,然后让水从底部附近的一个小孔逐渐滴出,水平面降到某一刻度,即表示夜间的某一时刻。这一水钟后来被希腊人改进,成为古代的漏壶。
天文观测
古埃及天文学起源很早,也很发达。进入法老神权国家后,因需要确定宗教祭奠和节日时间,精确测定宗教建筑、金字塔的方位,建立了一套发达的天文观测技术。
在古埃及有一支专门观察天空、注意星星的天文工作者队伍,他们主要是各神庙的神职人员。当时的天文台实际上就是神庙,如底比斯著名的卡纳克神庙,最初就是为了观测天上的星座而修建的。庙中的阿蒙—拉神庙可以利用照射到内殿黑暗墙壁上的一线阳光,精确地计算出夏至的时间。当看到明亮的天狼星经过神庙主轴时,就意味着尼罗河泛滥季节的开始。
从神庙、墓室的天花板和棺盖上所刻的星座图可以看出,古埃及人已经掌握了一些主要星体和星座的运行知识,如太阳、月亮、金星、火星、木星、土星、大熊星座、天鹅星座、猎户星座、牧人星座和仙后星座等。天龙座、白羊座、昴星座、天蝎座也都用其他人或动物的形象来表示。对这些天体的观察,主要是通过一种被称为“麦尔克特”的瞄准器进行的。它用一根木棍做成,一端带有缝隙,另有两个悬锤做的直角尺。观察时需要两个人面对面地坐在神庙的顶上,以一个人的眼睛对起点,通过瞄准器的缝隙和每人一个的悬锤尺,形成一条通向北极星的线,即当地的子午线,然后用它来测定各种星体的位置,标在画有线格和两人影像的莎草纸上,并且记上观察的时刻和星座的名称,从而形成一张星座图。
在古埃及人的心目中,宇宙是一个巨大的长方形的盒子,盒子的底部是大地,略呈凹形,埃及处在盒底的中央。盒顶就是天,它像一块巨大的天花板,由大地四角隆起的四座大山支撑起来。盒子的边缘环绕着一条大河,一条巨船载着太阳在河上来回行驶,而埃及的尼罗河就是这条大河中的一个支流。