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| 中外科学家发明家丛书：朱载堉 （四） | 发布于:2013/01/18 | |
| 四、天文历法 天文历法是我国古代科学中发达最早和成就最大的学科之一，经过世代 天文学家的努力，天文历法工作不断取得进展。到元代，著名科学家郭守敬、 王恂等人在进行大量观测并吸取前人研究精髓的基础上，于1281年编撰了十 分精密的历法——授时历，从而把我国古代天文历法的研究工作推向了新的 高峰。可惜，明王朝建立以后，由于对天文历法的研究工作采取了极其错误 的政策，兼之墨守成规、不思改革的思潮泛滥，致使具有优良传统和雄厚基 础的天文历法工作失去了生机，迅速从光辉的高峰上跌落下来，进入了一个 停滞不前甚至倒退的黑暗时期。 明太祖朱元璋为了加强明王朝的封建统治，采取了一系列思想控制措 施，对于天文历法的研究，也制定了极其严厉的法律条例，不许民间私自习 历、造历，违者或充军或处死。 明代所采用的历法叫大统历，其实它就是授时历，仅改变了名字而已。 大多数历官只能依样画葫芦，穷于应付皇历的颁布。虽然在使用过程中，也 曾发现预推结果与实际天象不符的情况，但多无可奈何，不了了之。在朱载 堉提出改历之议前，也曾有人提出对历法作小修小改的意见，但由于提议者 本身学识肤浅，不能切中要害，更加上反对的势力强大，这些人多以大统历 “理数极精，古今历无过之者”为由反对改革祖宗之法，所以改历之事一直 束之高阁。这样年复一年，恪守旧法之风益甚，造成了官方历法研究死水一 潭的状况，用明孝宗的话说，已经形成了“朝士鲜知星历者”的可悲局面。 朱载堉正是这样的历史背景下，开始他的天文历法研究工作的。首先朱 载堉要冒很大的风险才能从事天文历法的研究，没有足够的胆识是不敢问津 天文历法这一禁区的。其次，朱载堉必须突破祖制不可变的思想藩篱，与盲 目迷信授时历或大统历的社会思潮相抗争。如果没有这样的精神，即使涉足 于天文历法这一领域，也将一事无成。再者，朱载堉面对着朝野人士对于天 文历法基本无知的形势，他必须从头开始，靠自己的努力，一点一点地学习、 摸索，以期解其术、通其法，进而“采众说之所长”，并力求达到“青出于 蓝而胜于蓝、冰生于水而寒于水”的新境界。为此，朱载堉不知付出了多少 辛勤的汗水。 朱载堉从研究史志所载各家历法入手，步入天文历法领域。通过刻苦的 学习和研究，先后编撰了两种历法——黄钟历和圣寿万年历。 黄钟历和圣寿万年历均取中国古代传统历法的经典形式。黄钟历共分九 篇，分别解决24节气、72候的计算；月朔和闰月的安排；每日日影长度、 漏刻更点和南中天星象的推求；日、月交食的预报，日、月五星运动的计算 及其在恒星间所处位置的预报等等天文历法问题。圣寿万年历与之大同小 异，共分八篇。这两种历法，除所设历元不同，和因此导致的若干天文数据 有所变化外，和授时历并无重大的差异。 从表面上看，黄钟历和圣寿万年历分别取万历九年（1581年）和嘉靖三 十三年（1554年）为历元。但实际上在进行各种历法问题的具体推算时，黄 钟历是以1581年前的300年，即1281年为实际历元，而圣寿万年历则是以 1554年前的4560年，即公元前3007年为实际历元。 黄钟历和圣寿万年历对授时历最有意义的修正，是关于回归年长度及其 古今变化的研究。 我们知道，回归年长度 （T）并非恒量，而是一个随时间而变化的变量， 任一年 （t）的回归年长度值可由下式表达： T=365.24219878-0.0000000614（t-1900） 这是由现代天体力学推导出的理论公式。 在我国古代，关于回归年长度古大今小的概念，是由南宋天文学者杨忠 辅首先提出的，在他的统天历中，他建立了求任一年回归年长度值的公式： T=365.2425-0.000002116（t-1195） 元代郭守敬等人，接受了杨忠辅的这一概念，并在他们的授时历中给出 了经过修正的新算式： T=365.2425-0.0002t 0 式中t为以1281年起算的整世纪数。 0 朱载堉批判地继承了杨忠辅、郭守敬等人的成果，建立了回归年长度古 今变化的新公式： 在黄钟历中，设实际历元 （1281年）的回归年长度为365.2425日， T=365.2425-0.00000175（t-1281） 在圣寿万年历中，设实际历元（公元前3007年—公元1554年前的4560 年）的回归年长度为365.25日， T=365.25-0.00000175（t+3006） 这两个公式基本上是等价的，依之计算，T值仅有约0.000002日之差。 这样，朱载堉纠正了郭守敬等人回归年长度消长法的不当之处，在探索 回归年长度古今变化规律的道路上又迈进了一步。 在编撰黄钟历的过程中，朱载堉几乎对古代历法的所有重要问题都作了 评述，其心得载于《黄钟历议》之中。后来在编撰圣寿万年历时，他又对历 代冬至时刻、晷影测量和交食记录作了详细的考证，而写成《万年历备考》。 这些研究工作的方法，正如朱载堉自己所说的是：“辑名历五十家，倾心考 证，时刻分秒，期吻合于玑衡”，其目的则是“采众说之所长，羽翼大统， 广其未备”。 《黄钟历议》共有36篇，其中前12篇主要论述音律与历法的关系，后 24篇则论述历法的各种问题，并对地理纬度测量新法进行了探讨。 在编撰圣寿万年历的过程中，朱载堉又进行了许多天文历法的研究工 作。特别是对冬至时刻和交食的分析测算。冬至时刻的测定，也就是24节气 的测定，它与农业生产有较密切的关系。而交食是最明显的天象之一，其预 报准确与否，是检验历法的最可靠方法。朱载堉对这两个重要问题进行了深 入的研究，其成果就是《万年历备考》中收载的《诸历冬至考》、《二至晷 景考》和《古今交食考》等3篇专题论文。 朱载堉深知历法“欲求精密，则须依凭象器测验天文，积日累月，务得 其实，而后缀以算术，立为定法，方可成一代之懿制，传之万世而无弊也”。 可是，朱载堉所面临的现实却是“仪表之具，生来目所未睹，况能知其距度 之疏密，展次之广狭乎”。这无疑限制了朱载堉天文才能的施展。虽然如此， 朱载堉还是作了力所能及的努力，他动手制作了一些小型的天文仪具，设计 了新的测量方法，取得了很好的结果。朱载堉的天文历法工作不只在于历法 的编撰本身，还在于他吸取了先辈天文历法家许多宝贵的思想和成果，并加 以发扬光大，不但给当时处于凋零枯萎的天文历法界注入了生机，也为后世 天文历法的发展开拓了道路。 |
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