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元史:元代天文历数的卓异成就与郭守敬的光辉名字相连

时间:2023-08-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:元代天文历数科学的卓异成就,是同郭守敬的光辉名字相联系的。于是开始由郭守敬负责,改进并创修天文观测仪器。譬如,授时历定一年为365.2425日,这个数值与地球绕太阳公转的周期只相差二十六秒。它与1582年罗马教皇格利高里所颁行、迄今仍为世界通用的格利高里历完全一致。宋濂所述,表明元人对天体日月的认识,其正确程度已相当惊人了。

元史:元代天文历数的卓异成就与郭守敬的光辉名字相连

元代天文历数科学的卓异成就,是同郭守敬的光辉名字相联系的。

郭守敬(1231—1316年),字思若,河北邢台人。祖父荣,“通五经,精于算数、水利”。守敬幼年,荣使从学于刘秉忠。时刘秉忠方与张文谦、张易、王恂同学于州西紫金山,号为“紫金山四友”。他们都是后来辅助忽必烈及太子真金,建立元王朝,创制立法的重要政治人物。中统三年(1262年)张文谦以守敬“习水利,巧思绝人”,荐于朝,授副河渠使,兴修诸处水利,卓具成绩。当时,元仍袭用辽、金所行用的大明历(辽圣宗统和十二年贾俊所制,金初杨级与赵知微先后重加修订),年深月久,浸以后天,刘秉忠欲议修正而因死不果。南宋当时所使用的成天历,虽是度宗咸淳七年(1271年)所颁发,然它所采用的是十九年七闰的古法,误差甚大。全国统一以后,忽必烈便在至元十三年(1276年)六月设太史局(后改升院),把编制新历作为统一王朝的重大措施。太史局由太子赞善兼国子祭酒王恂负责,而由昭文馆大学士张文谦、枢密院使张易为之主领裁奏于上。王恂奏准起复告病还乡的原左丞许衡参领其事,郭守敬也被任协助王恂工作。郭守敬首先提出:“历之本在于测验,而测验之器莫先仪表。今司天浑仪,宋皇祐中汴京所造,不与此处(指大都)天度相符,比量南北二极,约差四度,表石年深,亦复欹侧。”于是开始由郭守敬负责,改进并创修天文观测仪器。他选择了城东南角的高爽地,“以木为重棚,创作简仪、高表,用相比覆。又以为天枢附极而动,昔人尝展管望之,未得其的,作候极仪。极辰既位,天体斯正,作浑天象。象虽形似,莫适所用,作玲珑仪。以表之矩方,测天之正圜,莫若以圜求圜,作仰仪。古有经纬,结而不动,守敬易之,作立运仪。日有中道,月有九行,守敬一之,作证理仪。表高景虚,罔象非真,作景符。月虽有明,察景则难,作窥几。历法之验,在于交会,作日月蚀仪。天有赤道,轮以当之,两极低昂,标以指之,作星晷定时仪。又作正方案、丸表、悬正仪、座正仪,为四方行测者所用。又作《仰规覆矩图》、《异方浑盖图》、《日出入永短图》,与上诸仪互相参考。”[1846]就中,简仪是对前人浑天仪的简化和改进。它是模拟天球,测量日、月、五星及恒星位置的仪器。元以前的浑天仪(浑仪)上有七八个大小环,环环相套,在观测时妨碍视线。郭守敬大加简省,只保留一个测赤道坐标、一个测地平坐标的两套观察用环。圭表用以观测正午时太阳影子的长度,元以前表高八尺。郭守敬所创铜表高四十尺,在圭上端创设景符,使影长的精确率大大较前提高。这两件重要的仪器,前者尚有明代的复制品,后者尚存有登封告成镇的元代天文台,可资参考。其他的仪器则已无存,我们只能通过保存在《元文类》里姚燧与杨恒的铭文,略窥端倪。至元十六年,郭守敬又领导进行了一次举世空前的纬度测量,在东起朝鲜半岛,西至川、滇与河西走廊,南尽占城,北穷铁勒,地理纬度从10°至65°的范围内,选取二十七个地点进行观测,称之为“四海测验”。[1847]它所取得的数据,与纬度值比较,绝大多数平均误差在半度以内。其准确性是十分难得的。(www.xing528.com)

在新历编制中,许衡负责理论性的指导,实际工作则是由王恂与郭守敬分别负担。“王恂业精算术,凡日月盈缩迟疾,五星进退,见伏昏晓,中星以应四时者,悉付其推演。”“郭守敬颖悟天运,妙于制度,凡仪象表漏,考日时,步星躔者,悉付规矩之。”[1848]其他参加者为南北日官陈鼎臣、邓元麟、毛鹏翼、刘巨渊、王素、岳铉、高敬,以及齐履谦、杨恒等。至元十七年冬至,新历告成。忽必烈赐名为《授时历》,命于翌年颁行天下。新历废除了它以前七十余家历法所惯用的“积年”和“日法”;通过新的天文仪器的精密观察,考正了冬至、岁余、日躔、月离、入交、二十八宿距离及日出入昼夜时刻等七项天文数据;创立了新的计算方法,对日月运动取得了五项新的数据和资料。[1849]元史历志》所称:“自古及今,其推验之精,盖未有出于此者也。”这是完全正确的。它确是我国古代最卓越的一部历法。譬如,授时历定一年为365.2425日,这个数值与地球绕太阳公转的周期只相差二十六秒。它与1582年罗马教皇格利高里所颁行、迄今仍为世界通用的格利高里历完全一致。但它的出现却比欧洲早三百年。当时有关天体的了解,我们想引述元末明初的宋濂所作《楚客对》一文的段落来作说明。文章记宋子与友月夜泛舟,“有楚客者,忽指月问曰:日月一也,此何以有亏盈乎?宋子曰:不然也,月圆如珠,其体本无光,借日为光。背日之半常暗,向日之半常明。其常明者正如望夕,初无亏盈。但月之去日,度数有远近;人之观月,地势有正偏,故若有亏盈耳。曰:然则其有夜食奈何?曰:此为地影之所隔也。月上地中而日居下,地影既隔,则日光不照。其隔或多或寡,故所食有浅有深。盖地居天内,如鸡子中黄,其形不过与月同大。地与月相当,则其食既矣。唯天之体,广漠无际,然其门径之数及去地几千万里,巧算者亦可以推之也。”[1850]月映日而有光,我国在汉代已有所了解。北宋沈括已明指“月本无光,犹一银丸,日耀之乃光”。宋濂所述,表明元人对天体日月的认识,其正确程度已相当惊人了。

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