文明薪火——科技專著2
開創文明的天文曆法專著
天文學是人類最早發展起來的自然科學之一,我國的天文學曆史悠久,成就舉世矚目。
早在夏代,我們的先祖已經很重視天象的觀察,“觀象授時”成為一種國政。據戰國時期的史書《尚書·夏書》記載,夏代仲康時期,負責觀測天象的官員羲和失職,沒能及時預告日食,以至當這次日食現象出現時,人們不知發生了什麼怪異的事變,驚慌失措,亂成一團。這次日食的記錄,是我國也是世界上最早的日食記錄。
曆法與天文學相應而生。它不僅包括年、月、日、時、節氣的安排,還包括日、月、行星運動,以及交食、晷影、漏刻、恒星出沒、天空分區等。
我國最古老的曆書相傳是夏代的《夏小正》,其中記載有人們由觀察天象和物候決定農時季節的知識。它原是被西漢末禮學家戴德收載於《大戴禮記》中的一篇,後來單獨成冊流傳。
據考證,《夏小正》正文隻有400多字。就天文知識來說,它按12個月的順序記述了每月的星象,如早晨和黃昏出現在南方的星星,北鬥柄的指向,銀河在天空的位置,太陽到了恒星間什麼地方等。
此外,《夏小正》還有每月的氣象、物候以及應該做的農事和政治活動。例如:
正月,啟蟄……鞠則見,初昏參中,鬥柄懸在下。
這裏“鞠”和“參”都是星名,“鬥柄”就是北鬥七星組成勺子形的把子。 根據《夏小正》書中反映的天象等情況,說明我國確有更早時代的資料。
另據《春秋》一書記載:
魯文公十四年秋七月,有星孛入於北鬥。
這裏說的“星孛”,就是著名的哈雷彗星,“魯文公十四年”是公元前613年。這次彗星的記錄,是我國也是世界上最早的彗星記錄。
我國春秋時期的史書《左傳》一書也記載:
魯莊公七年夏四月辛卯夜,恒星不見,夜中星隕如雨。
“魯莊公七年”是公元前687年,這次流星雨的記錄,是我國也是世界上關於流星雨最早的詳細可靠的記錄。
春秋戰國時期,隨著生產的發展,天文學也有很多成就,出現了甘德和石申這樣著名的取得了卓越成就的天文學家。
甘德,又稱甘公,戰國時期的齊國人;石申,又稱石申夫或石申父,戰國時期的魏國人。他們係統地觀察了金、木、水、火、土五大行星的運行,初步掌握了這些行星的運行規律,記錄了800個恒星的名字,其中測定了121顆恒星的方位,發現了金、木、水、火、土五大行星的運動規律。甘德寫有《天文星占》8卷,石申寫有《天文》8卷,後人把這兩部著作合為一部,稱《甘石星經》。
《石氏星經》是最早的一本天文星占著作,戰國時期魏國石申所著。內容涉及太陽、月亮、行星、交食、恒星、古代天文名詞、宇宙概念等多方麵,尤其是恒星部分價值更高。
《甘石星經》是我國也是世界上最早的一部天文學著作,可借它在宋代以後失傳了,後世隻能從唐代的天文學書籍《開元占經》裏見到它的一些片斷摘錄。後世許多天文學家在測量日、月、行星的位置和運動時,都要用到《甘石星經》中的數據,因此,《甘石星經》在我國和世界天文學史上都占有重要地位。
此後,我國天文曆法學不斷發展、完善,出現了許多著作。自漢代起,就有完整係統的曆法著作留傳後世,成為研究我國天文、曆法的資料寶庫。
公元前366年,秦獻公時的《顓頊曆》是“古六曆”的一種,屬於陰陽曆,至秦始皇一統天下後遍行。該曆采用19年七閏法,一回歸年為365又四分之一日,所以是一種“四分曆”,以十月為歲首,閏月放在九月之後,稱後九月。
西漢初年,沿用秦代的《顓頊曆》,但又發現《顓頊曆》有一定的誤差。公元前104年,經史學家司馬遷等人提議,漢武帝下令改定曆法,並責成鄧平、唐都、落下閎等人議造漢曆,公元前203年曆成。這一年改年號為太初並頒布實施這套漢曆,因此後人稱此曆為《太初曆》。
《太初曆》規定一年等於365.2502日,一月等於29.53086日;以“加差法”替代之前的“減差法”,以調整時差;將原來以十月為歲首改為以正月為歲首;開始采用有利於農時的二十四節氣;以沒有中氣的月份為閏月,調整了太陽周天與陰曆紀月不相合的矛盾。這是我國曆法史上一個劃時代的進步。
《太初曆》還根據天象實測和多年來史官的記錄,得出135個月的日食周期。《太初曆》不僅是我國第一部比較完整的曆法,也是當時世界上最先進的曆法,它問世以後,一共行用了189年。
西漢時期,還有劉歆《太初曆》稍加修改而成據的《三統曆》,是我國曆史上最早的一部完整曆法,後世曆法的基本內容這時大體都已具備。
《三統曆》共有7節:《統母》、《統術》、《紀母》、《紀術》、《五步》、《歲術》、《世經》。《統母》和《統術》講日月運動的基本常數和推算方法,包括回歸年、朔望月長度、一年的月數、交食周期、計算朔日和節氣的方法等;《紀母》、《紀術》和《五步》講行星的基本常數和推算方法,包括五大行星的會合周期、運行動態、出沒規律、預告行星位置等;《歲術》講星歲紀年的推算方法;《世經》講考古年代學。