张燧：中学生必知的天文学家

生平简介

僧一行,俗姓张,名遂,魏州昌乐县(今河南南乐)人,唐开国功臣张公瑾后裔,父张擅,曾任武功令。一行自幼聪明敏捷,过目不忘。20岁左右便博览经史,对天文历算尤感兴趣。他曾向长安玄都观道士尹崇借阅扬雄的《太玄经》,不几天,便去还书。尹崇大惑不解,对一行说：此书意义深奥,我钻研积年还不很了解,你正可细加研求,何必急着还书呢?没想到一行竟回答：我已究其义理。说着一行便拿出他新写成的《大衍玄图》和《义诀》。经过一番交谈讨论,尹崇终于相信一行果然已得《太玄经》奥秘。尹崇称赞一行是颜回再世,从此一行名声大振。其时正值武三思专权,武三思出于某种目的,想与一行结交,一行却鄙视武氏作为,躲着不见。不久,一行便出家为僧,师事嵩山沙门普寂。普寂让他四出游学,增长学识。据说,一行曾为了学算术,不远千里来到天台山国清寺,向一位隐名大德请教。得其指点后,一行算术更精,声振遐迩。

景龙四年(710年),唐睿宗李旦即位,睿宗便命东都留守韦安石礼聘一行出山,一行又称病婉拒,随即又回到荆州当阳山,向沙门悟真学习梵律。到开元五年(717年),唐玄宗又命一行族叔张洽到荆州,硬将一行请出山。玄宗将一行请入皇宫后,问他有什么本领。一行谦虚说：“略能记览,他无所长”。玄宗便叫宦官拿出一本宫女名册,一行浏览一过,便能掩卷背诵,无一遗漏,玄宗不觉降榻施礼,称赞一行为圣人。

此后一段时间,一行常留住宫中,玄宗数访以安国抚民之道,一行多能坦率应对。如开元十年(722年),玄宗爱女永穆公主出嫁,玄宗命主管部门优厚陪嫁,一依皇姑太平公主旧例。一行以为,高宗末年,唯有一女,因此厚礼陪嫁,后来太平公主骄奢干政,也终于得罪,所以不应引太平公主为例。玄宗采纳了一行意见,立即收回成命,仍依常礼发遣。一行的谏诤,大都如此。

一行进京前一年,印度高僧善无畏也来到长安传播佛教密宗。一行进京后便拜善无畏为师,并成为善无畏得力助手之一。一行不仅协助善无畏翻译《大日经》,而且还撰写了《大日经疏》20卷。《大日经疏》除了对经中“文有隐伏,前后相明,事理互陈”的地方解释明白,并注明许多事相的做法和意义之外,更重要的是发扬了大乘佛教出世世间不二的积极精神。而一行本身也就是这种精神的身体力行者。

实际上,一行进京后的主要工作也不是弘法,而是研究科学,具体地说,就是研究天文历法,并为此做出杰出贡献。

开元九年(721年),麟德历预报日食不准,表明李淳风编制的历法自麟德二年(665年)起用后历50多年,误差已越来越大,应及早修正。唐玄宗便把这一任务交给一行,要他“考前代诸家历法,改撰新历”。一行受命后不是对旧历进行简单的增改,而是决心在实测日月五星运行情况的基础上另编新历。为此,一行受命之初,便要求重造已失的黄道游仪和水运浑天仪。新造的这两种仪器是在当时著名的机械师梁令瓒和一行共同努力下完成的。这两种仪器虽是分别脱颖于唐初天文学家李淳风所作的浑仪和东汉张衡所作的水运浑天仪,但又有所创新和发展。他们在水运浑天仪上安上自动报时器：“立二木人于地平之上,前置鼓以候辰刻,每一刻自然击鼓,每辰则自然撞钟”,这实际上已是世界上最早的机械钟。在漏壶的制作方面,梁令瓒、一行等使各部件“各施轮轴,钩键交错,关锁相持”,这种平行联动装置,实际上也是最早的擒纵器。

一行主持的天文实测工作中以我国第一次全国范围的“四海测验”最为著名。开元十三年(725年)、十四年(726年),一行分别派人到北起铁勒(今前苏联贝加尔湖附近),南起林邑(今越南中部)的13个地点,测量北极出地高度(即地理纬度),冬、夏至和春、秋分日影长度,以及冬、夏至昼夜漏刻长度,为编造新历提供必要数据。一行等实测的子午线长度与近代测量结果相比虽有一定误差,但它毕竟是世界上第一次实测子午线,其意义自然不可低估。这一实测工作的意义还在于,它以实测结果再次推翻了《周髀算经》“王畿千里影差一寸”的说法,从而完全否定了盖天说的理论,进一步确立浑天说的稳固地位。

不仅如此,一行在天文实测中还发现了恒星的位置与汉代相比较已有一定变化,这比1718年英国天文学家哈雷发现恒星自行也早了近千年。

经过几年的准备,一行从开元二十三年(725年)着手编修新历,至开元二十五年完成草稿,同年一行去世。遗著经张说、陈玄景等人整理编定,共52卷。其中包括：专题探讨、评说古今历法优劣的《历议》10卷；研究前代各家历法的论集《古今历书》24卷；翻译、研究印度历法的《天竺九执历》1卷；新历法本身的各种数值表《立成法》12卷；推算古今若干年代日月五星位置的长编《长历》3卷；以及新历法本身《开元大衍历经》1卷。这些论著构成了一个内容丰富多彩、结构严谨完善的体系,为我国历法史上的一个创举。

一行的《大衍历》比过去有许多创新,如一行对太阳视运动情况的描述：“日南至(冬至)其行最急,急而渐损,至春分及中而后迟。适日北至(夏至)其行最舒,而渐益之,以至秋分又及中,而后益急”,就是我国古代对太阳视运动迟疾总体规律的第一次正确描述。一行确立的五星近日点黄经进动的新概念与他给出的进动值也是我国古代对五星运动认识的一大进步。一行的“五星爻象历”(五星运动不均匀性改正值表,比起张子信、刘焯的“入气加减”法,也具有更清楚的天文含义和更成熟的计算方法。《大衍历》还第一次以表格形式给出了24节气的食差值,首创了九服食差的近似计算法,还首次提出九服晷漏的近似计算法。一行确立的不等间距的二次内插公式,也比刘焯发明的等间距二次内插法更具优越性,这也证明一行具有很高的数学造诣。

一行示灭后,有人诬告一行抄袭了印度的九执历,玄宗便命太史令以灵台的历年观测记录考校诸历,结果是“大衍(历)十得七八,麟德(历)亦三四,而九执(历)才一二”,实践证明一行的《大衍历》比过去的《麟德历》与印度传入的九执历更精确,是当时最好的一部历法。故宋朝人编修的《新唐书·历志》也称赞说：“自太初(汉武帝时)至麟德(唐高宗时)历有23家,与天虽近而未密也；至一行,密矣·其倚数立法,固无以易也；后世虽有改作者,皆依仿而已。”

由于一行对我国的天文历法研究做出不可磨灭的贡献,所以一行圆寂后,唐玄宗便谥以“大慧禅师”美称,并为一行“制碑文,亲书于石”,又“出内库钱50万为起塔于铜人之原”。《宋高僧传》说,天下释子无不以此为荣。实际上,一行的成就也是中华民族的光荣。

主要贡献

制造仪器和观测

一行主张在实测的基础上编订历法。为此,首先需要有测量天体位置的仪器。他于开元九年率府兵曹参军梁令瓒设计黄道游仪,并制成木模。一行决定用铜铁铸造,于开元十一年完成。这架仪器的黄道不是固定的,可以在赤道上移位,以符合岁差现象(当时认为岁差是黄道沿赤道西退,实则相反)。

后来,一行和梁令瓒等又设计制造水运浑象。这个以水力推动而运转的浑象,附有报时装置,可以自动报时,称为水运浑天或开元水运浑天俯视图。一行等以新制的黄道游仪观测日月五星的运动,测量一些恒星的赤道坐标和对黄道的相对位置,发现这些恒星的位置同汉代所测结果有很大变动。

主持天文大地测量

从开元十二年起,一行主持大规模的全国天文大地测量,其中以南宫说等人在河南所作的一组观测最有成就。他们在今河南省四个地方测量了当地的北极高度,夏至日影长度,又测量了四地间的距离。经一行归算,得出了北极高度差一度,南北两地相距351里80步(唐代尺度)的结论。这实际上就是求出了地球子午线一度之长。

制定《大衍历》

从开元十三年起,一行开始编历。经过两年时间,写成草稿,定名为《大衍历》。一行不幸去世时年仅四十五岁。《大衍历》后经张说和历官陈玄景等人整理成书。从开元十七年起,根据《大衍历》编算成的每年的历书颁行全国。经过检验,《大衍历》比唐代已有的其他历法都更精密。开元二十一年传入日本,沿用近百年。

天体仪

天体仪,古称“浑象”,是我国古代一种用于演示天象的仪器。我国古人很早就会制造这种仪器,它可以用来直观、形象地了解日、月、星辰的相互位置和运动规律,可以说天体仪是现代天球仪的直接祖先。北京古观象台上安置的天体仪,是我国现存最早的天体仪,制于清康熙年间,重3850公斤。

天体仪的主要组成部分是一个空心铜球,球面上刻有纵横交错的网格,用于量度天体的具体位置；球面上凸出的小圆点代表天上的亮星,它们严格地按照亮星之间的相互位置标刻。整个铜球可以绕一根金属轴转动,转动一周代表一个昼夜,球面与金属轴相交于两点：北天极和南天极。两个极点的指尖,固定在一个南北正立着的大圆环上,大圆环垂直地嵌入水平大圈的两个缺口内,下面四根雕有龙头的立柱支撑着水平大圈,托着整个天体仪。利用浑象,无论是白天还是阴天的夜晚,人们都可以随时了解当时应该出现在天空的星空图案。

我国东汉天文学家张衡,曾经在天体仪上安装了一套传动装置,利用相当稳定的漏刻的水推动铜球,均匀地绕金属轴转动,每24小时转一圈,这一业绩已载入我国光辉成就的史料库中。后来,唐朝的一行和梁令瓒、宋代的苏颂和韩公廉等人,把天体仪和自动报时装置结合起来,发展成为世界上最早的天文钟。(www.xing528.com)

趣闻轶事

潜心向学

一行未出家前,俗名叫张遂。在当时有名的学问家尹崇的推举下,年轻的张遂成了长安城里有名的学者。这位年轻的学者却不能安心地在长安研究学问。当时正是武则天当皇帝,她的侄子武三思权力很大。武三思想借名流学者来抬高自己的身价,提出要和张遂交朋友。张遂是个刻苦钻研、老老实实做学问的青年,他不愿意和武三思这种声名狼藉的贵族同流合污,便假托有病,闭门不见。后来为了避免武三思的不断纠缠,他只得逃到河南嵩山的嵩阳寺,出家当了和尚,起了个法号叫一行。

一行听说国清寺内一老僧算术高超,就慕名求教。宏大、富丽的国清寺内,有一座幽雅的庭院是这位老僧所在。森森古柏环抱,淙淙清溪当门。一行步过门前小桥,于门屏间听得院中有人摆弄筹,便伫立屏息静听。那筹子大约是象牙琢磨的,声音清脆,似珠落玉盘。听这手法、音节,果然是个算学高手。一行暗自高兴：“此行不虚。”正听得出神,拨弄算筹的声音停了。有人说话：“我算准了,今日应有个远来弟子求教算法,这个时辰该到了,怎不见人!怕是没人引见吧?”接着听见他拨弄了一个算筹,又说：“听见了吧?门前东流溪水改向西流了,说明我的弟子已到门前了。”一行惊呆了：“果然妙算手。”他立即趋跄而进,对着桌案跪拜“听说师父精通算学,千里来投,只为历算,弟子早悟世幻,无贪无念,只想拜在门下,潜心向学。”老僧“呵呵”一笑：“果然是再世的颜回啊,老衲真是有幸,收你这个高徒。”这个在历史上未留下姓名的老僧从此尽心教他。一行也很发奋,“三更灯火五更鸡”,很快学会全部算学口诀,为以后编制《大衍历》打下了良好的数学基础。据说当他学成回归时,小院门前溪水复东流。从此他名声更大,全国尽知。

成长轶事

弘道元年(683)——唐高宗死的这年,武功县令张擅家里生了个男孩。张擅是开国功臣郯国公张公谨的孙子,只当了个九品芝麻官。

县令薪俸微薄,夫人产后体弱,无法哺乳,婴儿每天啼哭。幸有邻居王妈妈善良厚道,主动过来哺乳。说来奇怪,小公子竟不怯生,噙着奶头吃饱即沉沉睡去。张擅松了口气儿,觉得儿子与王妈妈天生有缘。这事真顺,他更盼望儿子将来不似自己这般惨淡,依“顺遂”之意,取名张遂。

张遂从小就聪明过人悟性极好,别人苦苦背诵的文章,他却可过目成诵。他博览杂读,除塾师教授的经史子集外,对儒家、士大夫阶层视为下九流的历象、阴阳、五行等书,十分感兴趣。不幸尚未成年,父母双亡,王妈妈怜其贫弱,常来照顾周济。张遂万分感激,发誓说：“将来若有出头之日,定要好好报答您老人家。”王妈妈笑道：“公子忘了老爷在世与你讲的‘韩信与漂母’的故事了?倘施恩图报,岂不成了放账之人?我不过盼着你将来有所成就罢了。”

自此,他对王妈妈加倍地尊重了,也因此更加发愤读书。

武功有座道观,住持尹崇是个很聪明博学的人。这几十年里,李治和武则天争权,分别是倚重道、佛两界。道士们抬出晋代道士王浮所著《老子化胡经》,宣称老子西行天竺,收释迦牟尼为徒,这个徒弟以后成为佛祖。

皇帝大喜,立刻给被高祖皇帝李渊认作祖宗的老子立尊号为“玄元皇帝”。

佛徒们也不示弱,伪造《大云经》,狂说：则天皇后是弥勒下世,为武周革命大造先声。正在两派闹得沸沸扬扬之时,尹崇却完全置身事外连冷眼旁观的兴趣也没有。只守着道观和几库珍贵藏书淡泊度日。

张遂既是开国功臣之后,又博览群书,对官场的诡诈、龌龊十分厌恶。

这一老一少,一个“不见可欲”,清静无为；一个眼界高远,不阿世俗；又都博学,故极为投缘。张遂常到观中帮着整理典籍,尹崇也将秘不示人的三坟、五典等秘籍慷慨借他。

这一天,张遂说：“道长,可否将扬雄《太玄经》借与晚生?”西汉扬雄淡泊名利,曾主动向武帝刘彻申请停薪留职做学问。尹、张都钦慕其品德。尹崇见他醉心学问,年未及冠就想读这么深奥的书,也很高兴。虽说怀疑能否看懂,还是将珍藏的《太玄经》取出给他。

不几天张遂来还书。尹崇想：“果然读不懂,知难而退了。”但仍鼓励说：“《太玄经》确实深奥,太玄,太玄,重‘玄’为宗,贫道苦读多年尚不能通晓,常被绊住,公子何不多读几日,也许就能解开一些了,何必这样急着还哩!”张遂微微笑道：“晚生诵读几遍,略有些心得,不知是否妥当,还望道长指教。”说着递过两卷手稿。

尹崇接过手稿,只见封面题签整齐干净,一为《大衍玄图》,二为《义诀》。略一浏览,尹崇不由大惊,连赞：“深得其旨,深得其旨。”急拉他坐下,讨论起《太玄经》来。

尹崇留下手稿仔细披览,越看越觉后生可畏,《太玄经》里,凡深奥之外,张遂皆有极精到的见解。几天后,他找到张遂说：“张公子,你真是心慕手追啊!惜乎未与扬雄同时,否则……”张遂不等他说完即感慨道：“盛世修文,若非武帝恩准扬雄持禄专做学问,不以俗务相扰,也难有《太玄经》面世。”尹崇道：“扬雄保持禄位写《太玄经》,公子枵腹做学问,他从容,你窘迫,更难得啊!”

张遂喟然叹道：“知我者尹公,可惜此时非彼时,倘道长生在前朝,安知不是陶弘景一类人物!那这两卷手稿兴许就有‘一割’之贵了。”

张遂说的陶弘景,本来是南朝齐国的左卫殿中将军。齐亡梁兴,他从孙游岳学道,隐居茅山。梁武帝礼聘不出,常进山以朝廷大事咨询,人称“山中宰相”。

尹崇且不搭话,缓缓说道：“道可道,非常道。道家讲‘清静无为’,并非真无‘为’,只是诫有‘为’而折腾百姓。‘无为’是为了让国家和百姓清静,生息。若真‘无为’,文王被拘羑里也就不演《周易》了。为了天下清静,百姓丰裕,人皆应有所为。公子不应仅仅作‘一割’的‘铅刀’,更应大有所为……”

两卷手稿引得道长如此言谈,他颇为感动：“道长博学先达,句句真言,可现在之世混沌昏昧,宋之问,沈佺期,一个替张易之捧夜壶,-个替他作应制诗,文坛牛耳为此辈所执,我懒得去凑这份热闹,官场就更不用提了,不如守着一日三餐薄粥,亲聆道长謦欬,倒还好些。”尹崇肃容道：“这正是我看重公子之处,清者自清,浊者自浊,即使乱世亦是这样。眼下虽无‘为’,安知日后不会有大‘为’?诸葛孔明说：‘淡泊以明志,宁静而致远’,否极泰来之日就是饱学清正之士用武之时。这些天你在观内整理了这些书籍,贫道省力不少,既然公子眼下无意仕进,不妨舍却三餐薄粥,陪着贫道吃素斋,你看可好?”

张遂本身就不是一个迂腐的人,眼看一日三餐有了着落,何况还有很多好书看,就满口应承了下来。不久,他便搬进道观,从此心无旁骛,一心整书。

这里藏书极杂极富,除了道教著作《玄珠录》、《遁甲四合图》、《抱朴子》、《太清丹经》、《道德经》等无以数计的经典之外,还有大批历象、阴阳、五行、算学之类的书籍,经史子集,诸子百家无所不包。张遂如鱼得水,白日埋头书堆,晚上陪尹崇闲聊,学问突飞猛进。喜得尹崇见人就夸：“张公子是颜回再世。”张遂并不松懈,又开始撰写《太一局遁甲经》、《易论》,由此声名大振。