四川文化简史：蜀天数影响中国天文学

巴蜀的天文学有深厚久远的渊源，也有广泛的社会基础，因此这里成为天文学人才荟萃的地区。从东周的苌弘起，历代涌现，汉初的落下闳、唐代的梁令瓒是其中的杰出代表。而东汉的张衡和唐代的李淳风等的天文学成就，也有着“天数在蜀”的影响。这些学有专长的天文学家，在我国天文发展史上，都做出过不同的贡献，都有文献可考。而卓有成就和具有开创性贡献的天文学家，必然是在“数”算之学领域浸润甚深的数学家。

南宋时期的四川安岳县人秦九韶，精研星象、音律、算术、诗词、弓、剑、营造之学，于淳祐七年（1247年）完成著作《数书九章》（原名《数术大略》），其“九章”分为：1.大衍类，一次同余式组解法；2.天时类，历法计算、降水量；3.田域类，土地面积；4.测望类，勾股、重差；5.赋役类，均输、税收；6.钱谷类，粮谷转运、仓窖容积；7.营建类，建筑、施工；8.军旅类，营盘布置、军需供应；9.市物类，交易、利息。用今天的话来说，它们似乎更具有“应用数学”的特点。《数书九章》采用问题解答的形式，涉及众多自然现象和社会人生难题，成为了解当时社会政治和经济生活的重要参考文献。其中的大衍求一术（一次同余方程组问题的解法，也就是现在所称的“中国剩余定理”）、三斜求积术和“秦九韶算法”（高次方程正根的数值求法）都是有世界意义的重要贡献。他在《数书九章·序》中，对自己所从事的数学研究，提升为“大则可以通神明，顺性命；小则可以经世务，类万物”的高度，今天我们熟知的“数学是一切科学中的科学”理论似乎就是秦九韶说法的翻版。学界公认他的研究概括了宋元时期中国传统数学的主要成就，标志着中国古代数学的高峰，也代表了中世纪世界数学发展的主流与最高水平，在世界数学史上占有崇高的地位。

让中国传统历法基本定型的，是被人们赞美为“春节老人”的汉代阆中人落下闳。“落下”是复姓，犹如我们熟悉的“诸葛、欧阳、司马、端木”等。当时在家乡精研天文学和数学多年、已经卓有成就的落下闳，由负责礼仪祭祀、文化教育等事务的皇家太常令、也是阆中同乡的谯隆以及谯隆的下属太史令司马迁共同推荐，被汉武帝征召入京，成为天文学研究的专职官员。他带领天文学家唐都、邓平等同僚一起研制出新历法。朝廷组织专家经过多次“数术”测算和反复验证，认为优于同时的公孙卿、壶遂、司马迁等其他17种方案而予以采用。汉武帝遂于太初元年（公元前104年）颁行，故称为“太初历”。这是中国历史上第一部有完整文字记载的历法，有着极其重要的地位和标杆性意义。太初历将原来以十月为一年的开始，修改为以正月为岁首，中国人从此开始有了“正月初一过新年”的习俗，这就是我们今天称呼落下闳为“春节老人”的由来。其法规定一回归年为一年，一朔望月为一月，所以又称“八十一分律历”。它以夏历的正月为新年开始，以没有中气的月份为闰月，第一次把二十四节气编入历法，完全对应春种秋收夏忙冬闲的农业节奏——这应该是得益于巴蜀大地四季变化分明的自然馈赠。由于该历法有利于农时的二十四节气划分，成为中国漫长的农耕时代一直遵守的法则；而以没有中气的月份为闰月，调整了太阳周天与阴历纪月不相合的矛盾。这就是《汉书·武帝纪》记载的“夏五月，正历，以正月为岁首”。太初历还根据天象实测和多年来史官的记录，得出135个月的日食周期等。

落下闳塑像（在阆中锦屏山风景区观星楼前）

落下闳在天文学、数学、农学上的一系列开创性的贡献，已经被学术界公认，英国科技史学家李约瑟称他为“中国天文史上最灿烂的星座”。2004年9月16日，经国家天文学联合会小天体提名委员会批准，中国科学院国家天文台已将其发现的国际永久编号为16757的小行星命名为“落下闳星”，以纪念他对中国天文学的巨大贡献。中国科学史专家和中国天文学界一个基本共识是：落下闳主创的太初历基本确立了中国历法的体系，太初历是当时世界上最先进的历法。近代天文学史家朱文鑫留美多年，有《天文考古学》《史记天官书恒星图考》《历代日食考》《历法通志》《天文学小史》《十七史天文诸志之研究》等著作出版，对中西方天文学发展历史有深刻了解。他强调过“自汉落下闳作浑天仪，始立仪象之权舆”等标准化建设的历史意义。确实，落下闳完善了古代天文学说重要内容“浑天说”，奠定了我国古代宇宙结构理论基础。这个学说认为全天恒星都布于一个“天球”上，而日月五星则附丽于“天球”上运行，这与现代天文学的天体概念十分接近。他又研制出了观测星象的浑天仪和浑天象，后来的天文历法家如贾违、张衡、祖冲之等人的理论，都是在落下闳的基础上加以改进和发展的。

扬雄《法言·重黎》篇里说：“或问浑天。曰：落下闳营之，鲜于妄人度之，耿中丞象之。”落下闳能够对中国天文学做出如此重大的贡献，首先还在于巴蜀科技文化氛围的浓郁。在成为朝廷专职天文学官员之前，落下闳就在阆中建立了我国最早的民间观星台，改制了观测仪器浑仪。也就是说，在成为一个“体制内”专业人员之前，他已经在天文学和数学以及机械学等领域，奠定了技术性之“术”的坚实基础。落下闳在天文学、数学、农学上尤其是历法建设上的开创性贡献，也已被学术界公认。他的价值在于站在先秦到汉代这个历史阶段，总结归纳前人已经取得的成就，找出那些受时代局限的不足之处，进行创新。太初历的制定是以天文观测记录以及相关数据运算为依据的，并且切切实实地结合农耕生产实践。(www.xing528.com)

需要强调的是“术”。落下闳的这些天文学知识以及相关的观测天象的仪器之作，绝非他一个人苦思冥想就能够完成的，必然有着本地深厚的学科基础和技术条件，至少他要向当地的工匠学习仪器的制作技术，甚至借鉴本地已经有人做过的简陋仪器；还要去求教这方面有研究的前辈等。如与他同时的阆中籍官员谯隆及其子孙谯玄、谯英，就在天文学等领域有极高造诣。落下闳又深刻领会《周易》观天象以明人事的基本原则，注重制历以为生产生活服务，而预言八百岁后太初历差一日。落下闳对易学的领悟与运用，体现了深厚的巴蜀易学传统，其天文历法对后世的易学带来了更深且远的影响。[4]到西汉末，阆中还出现了任文公、任文孙父子天文学家。他们能预测风雨水患，成就卓著。公元前16年和公元元年，我国发生两次日食，就是他们在阆中观察记录的。三国时期，阆中人周舒、周群、周巨祖孙三代，在宅院建楼台观测天文，积累了丰富的天文气象资料。

历史步伐匆匆地走到了唐代。汉代以来华夏大地所取得的一切文明成果，已经历了800年历史的检验。大唐盛世有资格也有能力，把中国社会再往前推进一大步。在天文学领域，响应时代召唤应声而出的是蜀人梁令瓒。相关典籍说他是天文学家、数学家、天文仪器制造家，还是声誉极隆的画家和书法家，但这些都是“业余”的。他的正式身份是“率府兵曹参军”，大约是一个“副处级”的军械仓库主任。唐开元十一年（公元723年），唐玄宗命僧一行另造新历，却因为没有黄道游仪测算天文现象而无法着手进行。这时以“精天文、数学”的盛名而被征调前来的梁令瓒，仔细研究了前人所制天文仪器，经过试验、比较，设计出图样，又用木料制成“黄道游仪”模型，通过常规检验演示很有效果。梁令瓒遂受命和僧一行等，用铜铸成黄道游仪，用来测量二十八宿距天球极北的度数，并在世界上第一次发现了恒星位置变动的现象。这比欧洲的哈雷发现恒星要早约1000年。黄道游仪的成功，解决了无由测候的矛盾。梁令瓒根据大量观测数据进行统一归算，使得新历终于完成，这就是“大衍历”。

梁令瓒在天文仪器制造史上另一伟大贡献，就是在制造浑天铜仪的同时，还发明了自动报时装置。李约瑟在《中国科学技术史》第四卷中说：这实质上就是最早的机械时钟，是一切擒纵器的祖先。中国古代是“观象授时”，皇帝颁布的历法如果与“天象”不合，就是重大的“政治事故”。既然皇帝“受命于天”，就必须使颁布的历法“合于天象”。天文历法向来被视为皇权得以确立的必要条件和象征。采用什么样的历法，是政治领域的问题。所以许多皇帝都着手过重修历法的事情，这也是中国天文学曾长时间领先世界的原因。梁令瓒贡献的浑天铜仪以及使用结果，使大衍历得以确立并颁行中国。先秦时期以苌弘为标志的阴阳五行说，遂被唐代浑天铜仪精确的数据统计和数学运算所取代，因而基本上退出了历法建构。汉代落下闳测定的28宿赤道距度（赤经差），一直用到800年后，才由唐代梁令瓒重新检测、改进。大衍历所定结构与方法，一直沿袭至元、明。从这里可以看到，中国文化“天数”之学的每个关键性节点上，都因为四川学者而产生新的跃升。这条“天数”轨迹大体是：先秦苌弘—汉代落下闳—唐代梁令瓒—宋代秦九韶。

明正统四年（1439年）仿制浑天仪（在南京紫金山天文台）

中国制造浑仪的历史相当悠久，汉代末年张衡开始用水力推动齿轮，使圆球运转，正好一天一周。梁令瓒的浑天仪改进了张衡的设计，注水激轮，令其自转，昼夜一周，除了表现星宿的运动以外，还能表现日升月落，这就更加精巧、复杂和准确。这里还需注意的是，张衡的祖父张堪，曾被汉光武帝刘秀任命为蜀郡太守驻守成都，这使张衡有了认识了解巴蜀文化的条件。这也应当是他的天文、阴阳、历算知识的一个重要来源。如他对中国天文学最重要的基础“易学”的把握，就直接受蜀人扬雄影响，他自己坦然承认说“吾观《太玄》，方知子云妙极道数”，又“常耽好《玄经》”，还坚信“汉四百岁，《玄》其兴矣”。汉代成都郫县人扬雄曾经在汉赋创作获得巨大声誉，后来意识到“赋劝而不止”并且“辍不复为”，于是“大潭思浑天”，转向研磨“浑天之术”天文历法，其思考成果汇聚于《太玄》，并有专文《难盖天人事》来张扬“浑天说”。东汉桓谭的《新论》记载说：“扬子云好天文，问之于黄门作浑天老工。”张衡的“天之包地，犹壳之裹黄”天文学理论，尤其是其专论“浑天说”的《灵宪》，实际上就是直接沿承落下闳的“浑天说”，再上溯则是受到扬雄的启示。巴蜀文化“天数在蜀”对中国天文学的影响和贡献，于此可见。