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西汉阆中天文学家落下闳:浑天仪与中国古代天文学的独特体系

时间:2023-08-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:而这些都可以追溯到西汉时期阆中的天文学家落下闳。用这套体系解释天文现象比盖天说要先进得多,而对应的测量仪器就是落下闳创制的浑天仪。其间,汉武帝征召民间天文学家,落下闳便在其列。当时,改历者们共提出了18种历法,参与竞争,最后选用的是落下闳和邓平所造之历。落下闳测量的二十八宿距度就是《太初历》使用的数据。汉代的太初改历,建立了中国古代天文学独特的体系,而落下闳便是主要缔造者之一。

西汉阆中天文学家落下闳:浑天仪与中国古代天文学的独特体系

文/孙小淳

太初改历应河汉

一年有二十四节气,一年有春节和上元,一年有春耕秋收,这些看起来本就应该如此的东西,其实都是古人最精妙的创造。而这些都可以追溯到西汉时期阆中的天文学家落下闳。

落下闳(公元前156年——前87年),字长公,巴郡阆中(今四川阆中)人。

古人测量天文是基于什么样的宇宙观呢?主要有“盖天说”和“浑天说”两种。

落下闳像

盖天说很直观,古人很容易想象盖天说的图景。但是要用盖天说解释天文现象,就会遇到很多困难和矛盾。浑天说则是中国古代的另一种宇宙学说,在汉代得到了充分的发展,到东汉时由张衡进行了全面的论说。所谓“浑天如鸡子,地如鸡子中黄”。用这套体系解释天文现象比盖天说要先进得多,而对应的测量仪器就是落下闳创制的浑天仪扬雄在《法言·重黎》有讲:“或问‘浑天’。曰:‘落下闳营之,鲜于妄人度之,耿中丞象之,几乎!几乎!莫之能违也。’”这是现今所知有关“浑天”最早的记载,涉及三个人:落下闳,鲜于妄人,耿中丞(耿寿昌)。浑天说在中国古代天文领域称雄了上千年,是中国最重要的天文思想。而正是落下闳创制浑天仪,进行天文测量,为宇宙学说“浑天说”奠定了基础,浑天说才能有强大的理论根基。

帝王将兴承德运

落下闳还参与制定了《太初历》,决定性地影响了中国古代的历法结构。他发明律历术及历法常数系统,影响中国天文数学2000年。落下闳曾与当时的天文学家唐都、邓平一起研制历法。此历被汉武帝采用,于“太初元年”颁行,故称为“太初历”。

春秋繁露》中说:“王者必受命而后王,王者必改正朔,易服色,制礼乐,一统于天下,所以明易姓,非继人,通以己受之于天也。”改正朔意思是要改历法。

按此理论,秦亡汉立,政治礼仪制度也要做相应的改变。但在汉初,缺少人才,人民需要休养生息,历法也是沿用的秦代颛顼历。随着汉代统治的延长,改历也就势在必行,不断有人提出改历的事情。历法改革,其实包涵了诸多历史变数。

汉武帝建元六年(前135年),重议改历。改历首先改元,确定“元封七年”为“太初元年”。其间,汉武帝征召民间天文学家,落下闳便在其列。

当时,改历者们共提出了18种历法,参与竞争,最后选用的是落下闳和邓平所造之历。《汉书律历志》中一开始说落下闳法如邓平法,最后说“闳、平法”,落下闳的名字排到了邓平前面。由此可见,落下闳在制历中肯定是起了非常重要的作用。(www.xing528.com)

天上人间星相映

测量的精度就看漏刻的精度,时间越准,天文测量也就越准。这就是“追二十八宿相距于四方”。所谓“二十八宿”就是天上标定的二十八颗星,用于标志日月五星的位置。

落下闳的恒星测量,主要就是测定二十八宿宽度(古代叫作“距度”)。有了北极星和二十八宿距度,天体的运动就有了坐标,就可以知道天体运行到什么位置。落下闳测量的二十八宿距度就是《太初历》使用的数据。

按照《太初历》描述,火星先是顺行,速度是多少,顺行多少天;然后就停下来了,停了多少天;然后开始逆行,逆行多少天,速度是多少……

这就是分段演示,在数学上可以写成分段函数。理论上来讲,分段越精细,各段运动速度加上变化,可以无限接近火星的真实运动。这是中国古代天文学数字模型的功能。落下闳等制定的《太初历》,为中国古代推算天体运行确定了“范式”。

中国古代推算火星运动,自汉经唐到宋不断改进。北宋有一部历法叫《纪元历》,其推算火星运动位置,误差只有两度左右。而欧洲,在四百年后方才达到这一水平。

“无中置闰”调阴阳

《太初历》中还有两个重要内容:二十四节气和闰月。二十四节气实际上反映了太阳的运动,是中国古代历法的“太阳历”部分。一年365天多,平均一个节气15天多。

《太初历》将原来以冬十月为岁首恢复为以夏历正月为岁首,并把二十四节气纳入历法计算。至于月份,还是朔望月,为中国古代历法的“太阴历”部分。但是历法如果一直用1年12个月,那要不了多少年就会造成阴阳历错位,本来在冬天过的节日跑到夏天去了。

《太初历》中提出了解决方法,并沿用至今,那便是“无中置闰”。如果在某个朔望月里没有“中气”,则再闰此月。

历史文献中,关于落下闳的记载非常少,但是无论是在中国古代的天文学中看,还是在世界的天文学中看,他都是一个非常伟大的人物。汉代的太初改历,建立了中国古代天文学独特的体系,而落下闳便是主要缔造者之一。他不仅是巴蜀文明的骄傲,而且是中国古代天文学的骄傲,在世界天文学史上占有突出的地位。

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