【有春读史】“四海测影”郭守敬 天文成就举世惊
2020-06-13 08:59:00  作者:束有春  
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我们的祖先有一个非常好的传统一直被保存延续着,那就是“仰观于天,俯察于地”。当年伏羲氏就凭着对天对地对世间万物的好奇与探索,“天问”“地问”,最终画出了原始“八卦”,也为华夏文字的起源打下了基础。由于人们可以随时仰头观天,而对于脚下这片土地的认识在交通极不发达的情况下是十分有限的,因此,“天文学”的发展在我们的祖先时代就比较发达了。《周易》里面就有“天垂象,见吉凶,圣人象之”、“观乎天文以察时变”之说,圣人们通过天象吉凶来判断人间是非善恶,决定去留生死。尧舜时代就有专门负责观察天象的官职“羲和”,后世也有称之为“望气者”、“候官”等。正是在这种长期的观察验证实践中,古人的认知领域和意识中,已不知不觉烙下了深深的“天人感应”印记。

譬如《元史》,在记载元朝末年快要灭亡时,出现了大量的天气异常现象。据《元史•元顺帝本纪》,至正二十六年(1366年)春天,天空中出现“白虹五道亘天,其第三道贯日,又有气横贯东南,良久始灭”。至正二十七年(1367年)春天正月,“绛州夜闻天鼓鸣,将旦复鸣,其声如空中战斗者”;也就在这一年的三月,莱州地区刮起大风,从天空中飞来一只大鸟,“其翅如席”,翅膀有一张睡觉的席子那么大,神话传说中的鲲鹏大鸟降临人间,人们视若神明;而此时的京师大都,有“大风自西北起,飞砂扬砾,白日昏暗”。更为奇怪的是,这一年的六月,在出现日食昼晦天象后,元朝皇太子的寢殿后新用砖砌的井中,“有龙出,光焰烁人,宫人震慑仆地”;同时,在长庆寺,“有龙缠绕槐树飞去,树皮皆剥”。(关于古文献记载中的“龙”,笔者将有专文论述)除了天有异象,地也有奇变现象发生,在沂州地区出现“山崩”,在临朐的龙山有龙出现,“大石起立”。到了至正二十八年(1368年)七月“大元朝”灭亡的那一年,“白虹贯日”天象在一个月内就出现了两次。

《元史》虽然由明代人来写,但都是根据元代人当时留下的完整档案资料来完成的。元朝灭亡的当年,明太祖朱元璋就下令编修《元史》,第二年,以李善长为监修,宋濂、王祎为总裁,赵壎等十六人为纂修,开局编写,仅用了188天的时间就基本完成了任务。其速度之所以那么快,一个重要原因就是照抄元代各朝实录、《经世大典》、《功臣列传》等官修典籍,编修者只是做了些汇总删节的功夫。因此,《元史》中记载的这些天异现象,并不是为史者所杜撰。这也从另一个侧面反映出,元朝人对天气与人世间关系的高度重视。

元朝人注重对天气的观察研究,我们可以从《元史•天文志》中一睹其博大精深,更为重要的是,元朝诞生了一位我国伟大的天文学家、水利专家、数学家郭守敬。我们再来通过郭守敬这位“太史令”当年为元朝天文学、历学所作出的巨大贡献,来正面领略一下元朝天文事业呈现出的辉煌。

历史文献记载反映,早在尧舜时代,我国就出现了观察天文的仪器:璿玑、玉衡。《史记•五帝本纪》有:“於是帝尧老,命舜摄行天子之政,以观天命。舜乃在璿玑、玉衡,以齐七政。”璿玑、玉衡为当时的测天仪器,“玉衡”为北斗七星之一,亦可指代“北斗七星”。“七政”何意?传统解释认为是指日、月、“金木水火土”五星。但是,作为当时的“天下共主”,舜不可能是专门职掌天象的官员,更不是为了观天而观天,而是重在将天象与人世间的事情结合起来思考,以便拿出科学治理天下的决策。《尚书大传》中将“七政”解释为春、夏、秋、冬“四季”,再加天文、地理、人道三方面内容,应该说是符合舜在当时望天象以执政的认识水准的。由此可见,将天象与人间事结合起来观照思考,并不是从元代开始,而是在尧舜时代就有了这种“天人感应”的认知水准了。

尧舜之后,测天仪器曾出现有“周髀”、“宣夜”、“浑天”三种,它们分别表达了古人对天地、尤其是对天体的形象思维。

“周髀”说认为,天象一个断了柄子的“伞”,地如一只没有盖子的盘子,故称之为“盖天说”;“宣夜说”认为:日月众星都是自然悬浮于虚空之中,其行其止,都靠大气来支撑,天体是漂浮于气体之中的;“浑天说”认为,天地的形状浑圆如鸟蛋,天包地外,就像蛋壳裹住蛋黄一样,天有一半在地上,有一半在地下,其南北两极固定在天地交接处的两端,日月星辰每天绕南北两极的极轴来旋转。

古人对天空、天和地的关系思考,是一个漫长的实践积累过程,这三种学术传到汉代时,由于“秦火”焚书而失传,只有“浑天说”被汉代一个叫洛下闳的西汉阆中(今四川)民间天文学家给传了下来。洛下闳研制了一个圆球形状的浑天仪(又称圆仪)来演示天象,用以测天。发展到宋代,自“靖康之难”北宋灭亡后,北宋宫廷里的许多器物包括测天仪器浑天仪等都被金人掳走了。元朝灭了金朝后,这些天文仪器自然易主,归元朝宫廷所有。

北宋曾于宋仁宗皇祐年间(1049年-1054年)制造的司天浑仪,是以京师汴京为观测基准点;当元朝人又从金朝人手里接管下原有的测天仪器后,郭守敬他们发现,竟然出现了“规环不协,难复使用”状况。元世祖忽必烈至元二年(1265年),时任“都水少监”的郭守敬向忽必烈分析汇报其原因,说主要是汴京的“天度”与现在的京师大都不相符。用现代语言表述,也就是两地采用的纬度坐标不同,所以“比量南北二极,约差四度;表石年深,亦复剞覆”。坐标原点不一,加之战火之后的运输包装不周,致使宋代的“老物件”天文仪器剞覆不稳。

作为水利专家的郭守敬,在皇帝的支持下,又开始了他的天文仪器创新制造工程。他选择一块“高爽地”,搭建木棚,开始了他在前人科研成果基础上的天文仪器制作伟大实践。

据《元史•天文志》,郭守敬改变前人“以管窥天”做法,“用二线推测”,使原先的“宿度余分”有一大半不精确的现象得到彻底改变,实现了“余分纤微皆有可考”。《元史》甚赞为:“卓见绝识,盖有古人所未及者。”据《元史》卷一百六十四《郭守敬列传》,郭守敬当时制作了简仪、高表、候极仪、浑天象、玲珑仪、仰仪、立运仪、证理仪、日月食仪、定时仪、悬正仪、座正仪等,供四方行测者所用。郭守敬还制作了《仰规矩图》《异方浑盖图》《日出入永短图》,与以上数种天文仪器配套,互相参考使用。正是这些精密仪器的制造和多点测影,为元代“历法”的修订提供了科学条件,将中国天文学事业和农历岁时习俗的研究向前推进了一大步。

忽必烈至元十六年(1279年),郭守敬被任命为“同知太史院事”,享受“给印章,立官府”政治经济待遇。他在向忽必烈当面汇报这些天文仪器原理时,忽必烈是“至于日晏,帝不为倦”,听得入迷了,皇帝一点也不感到累。在郭守敬的建议下,朝廷专门设“监候官”14人,经过培训后,分道出发,到当时元朝疆域的四方边陲地带去设观测点:“东至高丽,西极滇池,南逾朱崖,北尽铁勒”,这些地点都是古人所未尝到达过的地方,总共建立了27座观测所,实现了“四海测验”、“四海测影”的前无古人的伟大壮举。

至元十七年(1280年),依据多点多方位观测计算,元代终于“新历告成”,这就是著名的《授时历》,是当时世界上最先进的一种历法。

郭守敬后来官至太史令,但继续加强天文学研究,著有《推步》《立成》《历议拟稿》《转神选择》《仪象法式》《二至晷考》《五星细行考》等。这样一位伟大的天文学家,其影响深远,且早已远播异域。1970年,国际天文学会以郭守敬的名字将月球上的一座环形山命名为“郭守敬环形山”。 1977年3月,国际小行星中心将小行星2012命名为“郭守敬小行星”。中科院国家天文台也将国家重大科技基础设施LAMOST望远镜命名为“郭守敬天文望远镜”。

2020年6月11日,在即将迎来我国第十五个“文化和自然遗产日”之际,南京钟山文化研究会与紫金山天文台科普部联合在紫金山巅的天文台博物馆,召开“非遗文化传承与保护座谈会”。应戴中礼会长之邀,我参加了座谈。会议前先安排大家参观,使我有幸再次走近紫金山天文台向观众露天展示的古代天文仪器。这些天文仪器因其在露天展示,已经作为全国重点文物保护单位进行依法保护。它们是:发轫于商周时期、清政府于二十世纪初复制的“地平经纬仪”;西汉时洛下闳曾制作过、明朝英宗正统年间(1436-1449年)铸造、后被“八国联军”掠至德国柏林、1920年归还中国的“浑仪”;元代郭守敬创制、明朝英宗正统年间铸造、“八国联军”入侵北平时被法军掠至法国驻大清国公使馆、1905年归还我国的“简仪”;另外还有铸造于明朝英宗正统年间的“圭表”等。

我曾因分管全省不可移动文物保护工作,对这几组天文仪器曾走马观花式的看过两三次,但都没有留下深刻的印象。最近正在读《元史》,书中的“天文志”与郭守敬列传记载的内容,使我对元代这个由蒙古族建立的统一国家政权在天文学方面取得的成就和郭守敬本人的杰出贡献有了进一步加深了解。当我再次亲眼目睹到郭守敬创制、明代人铸造的“简仪”时,仿佛是站在了科学巨擘面前,油然而生的是肃然敬畏与赞叹之情。

在今年的6月13日我国第十五个文化和自然遗产日即将到来之际,再次领略我国古代天文仪器之精密精准精致之科学风采,让我深深感受到,今天的中华儿女们,一定要在保护好祖先留下来的珍贵有形物质文化遗产的同时,要不断从物质文化遗产中提炼出“非物质”的精神力量,使之成为取之不竭、从中能不断汲取营养的汩汩源泉。我们要继承弘扬祖先们留传下来的“仰望星空”的探索精神,为现代祖国不断走向强大奉献出一份光和热。

谨以此文献给我国第十五个“文化和自然遗产日”。

2020年6月12日于金陵四合斋

 

作者束有春,文学硕士,研究员。长期从事我国文化史研究和文化遗产保护,先后发表有关古代文学、历史文化、文化遗产、民俗学等方面的研究论文百余篇,出版《理学古文史》《感知风骚时代》《传统与现代》《江苏戏曲文物研究》等学术著作多种。现为江苏省炎黄文化研究会《炎黄文化》杂志副主编。

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