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李殿元的博客

 
 
 

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我土生土长在天府之国的四川成都,典型的与新中国一起长大的“老人”。1966年,正上初中的我停止学业。恢复高考制度后,28岁的我才去读大学。但我的心态始终很年轻。我在工作之余特别喜欢学术研究,涉足的领域广而杂,对许多传统的观念发出了不同的声音,力图更客观说明历史。这些作品发表在博客上,有点击、有讨论,从而获得了比发表在报刊杂志上更大的乐趣。

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“太初历”和“浑天仪”的制造者:落下闳  

2015-01-19 10:38:30|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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“太初历”和“浑天仪”的制造者:落下闳

 

  落下闳,字长公,西汉武帝(公元前140年~前87年在位)时期的蜀郡阆中(今四川阆中)人,他是我国封建社会早期的一位杰出科学家,在天文、历法、数学方面均有卓越的成就。我国古代历法的种类很多,仅《汉书》就记载有黄帝历、颛顼历、夏历、殷历、周历、鲁历六种。这些历法都是战国时期各国使用的历法,由于各家所取的历元不同,就形成了四季混乱,给生产、生活带来了困难。秦统一后,在全国推行颛顼历,虽然基本上结束了战国以来历法的混乱局面,但颛项历经过110多年的使用后,累积误差越来越大,出现了“朔晦月见,弦望满亏,多非是”的严重情况。改革历法已经是迫切需要解决的问题了。

  汉武帝时,决定改革颛顼历,但当时在长安天象台工作的人都不能运算。阆中人谯隆便向朝廷推荐自小就喜欢观察天象,爱好天文,又能虚心求教,刻苦钻研的落下闳。朝廷召其进京,负责新历的运算工作。从元封元年(公元前110)开始,经过长期的观察、实测积累工作后,到太初元年(公元前104),落下闳提出的“八十一分律历”终告完成。新历将一日分作81份计算,认为一月的时间为29 43/81天,即2953086日,一年时间为365 385/1539天,即365250162日。以1539年为一统,共562120日,4617年为一元。在135个朔望月中,有23个日食周期。由于新历初用夏正,以正月为岁月,汉武帝因此将新历定名为“太初历”,并改年号为“太初”。

  “太初历”是我国有文字记载的第一部最完整的历法。该历法首次采用连分数推算历法,所求近似值极确。落下闳所测定的数据同现代所测定的数据相比较,误差最大的火星为059日,而误差最小的水星,仅仅相差O03日,即432秒,在两千多年以前,对行星能够得出这样精确的测值,实在是世界罕见的奇迹。太初历以孟春正月为岁首的历日制度,把历法同四季的顺序、人民群众的习惯和要求统一起来,便于劳动人民安排生产和生活,这种历日制度,两千多年来一直沿用。太初历以无中气之月置闰,从而使每一节气或中气的日期和其平均日期相差不到半个月,这是历法为劳动生产服务的一项重要改革措施,也是我国古代历法发展史上的一个重要标志。这种置闰法一直沿用到明代末年,使用了1700多年。而落下闳为编制太初历首创的连分数,较西欧早1600余年,反映出当时巴蜀的数学水平极高。

  落下闳在创制太初历时,为了使历法合乎实际,必须观测天象,推算数据。那时,我国观察天文的仪器只有“土圭”,即《周髀算经》中的“髀”,是一根垂直在地面上的标杆或石柱。圭表的表脚放在一条具有水平位置南北方向的石板上,上面刻有度数。人们通过土圭日影长度的变化来测定冬至和夏至的时间,就是《礼记·春官》中说的:“土圭以致四时日月。”至于直接用来观测天象的仪器,则又“取竹空径一寸,长八尺”,以观测太阳,根据太阳的圆影恰好充满竹管的视线来推测太阳的直径,正如《庄子·秋水篇》说的:“管窥蠡测。”用土圭观测天象所得到的数据非常不准确,落下闳于是亲自制造了我国古代第一部比较精密完整的观测仪器——浑天仪。史书对落下闳“浑天仪”的详细结构缺乏记载,但根据《史记》、《旧唐书》等的记载推想,落下闳创造的浑天仪,外表像一个浑圆的天球,周长二十五尺左右,直径有八尺。圆球由赤道环和其他几个圆环重叠组成,环上刻有周天度数和二十八宿的距离。圆环有的固定,有的可以绕天轴自由转动,中间装有窥管,直径有一寸。观测时只要转动圆环,以窥管瞄准某个天体,从圆环上的刻度就可以推定日月五星的运行及方法。在欧洲,一直到16世纪左右,才出现与我国北宋时期的浑天仪同等水平的仪器。落下闳浑天仪的创制,是我国古代天文学领域的一项杰出成就。

  落下闳通过他创制的浑天仪对天体进行具体观测,为我国古代长期发展起来的重要宇宙观——“浑天说”奠定了科学的理论基础。在战国以前,有所谓“盖天说”,认为天像一个圆盖盖在方形的地球上。战国时期,惠施提出天地都是圆形的设想,开始突破盖天说。而使浑天说发展成一种比较完整的宇宙结构学说,则是由落下闳完成的。落下闳的继承者张衡对落下闳的浑天说作了较完整的表述:“浑天如鸡子,天体圆如弹丸,地如鸡中黄,孤居于内。天大而小。天表有水,天之包地,犹壳之裹黄。天地各乘气而立,载水而浮……天转如车毂之运也.,周旋无端。其形浑浑,故日浑天说。”这种由原始的盖天说到比较先进的浑天说,由平面方形的大地到球形的大地,这.是宇宙理论中,从感性认识到理性认识的一次飞跃,是人类认识宇宙历史的一个重要里程碑。

  由于落下闳对太初历的创制有突出贡献,汉武帝为了表彰他的功绩,特授以侍中之职。但是,落下闳视“富贵如浮云”,鄙薄功名利禄,公然拜辞回家。他决心要以他的有生之年,进一步继续总结研究他为之奋斗一生的天文科学。

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