隋唐五代史 (史仲文)

　　二、隋唐五代的天文历法伴随着封建经济的发展，隋唐五代时期的天文历法取得了卓越的成就。
　　唐政府设置太史局（或叫浑天监、司天台等），内置天文博士、历法博士、天文观生、历生等，掌管天文，制定历法。这一时期涌现出一大批优秀的天文学家，如刘焯、张胄玄、李淳风、僧一行、傅仁钧等。他们在总结前代天文历法研究成果的基础上，努力探索，不断创新。在天文测量、历法编纂、测量仪器的改进等方面取得了重大进展，谱写了光辉的篇章。
　　（一）定朔法的应用及历法的改进准确推算合朔的时刻，一直是历法中的一个重要问题。在南北朝以前，由于人们还不完全知道日、月的视运动是不均匀的，在历法中一直采用平朔法来确定合朔时刻，用平气来定节气。也就是说用一个朔望月的平均日数确定合朔时刻，这种方法因其所取的分数不是过大，就是过小，推算合朔发生的时刻不是提前就是推后，不能得到真正的合朔时刻。他们曾用调整分数的方法来解决这个问题，但是由于日、月的运动速度是随时间不同而变化的，因此都不能从根本上解决这一问题。平气也是同样，他们根据一年太阳行一周天，每天太阳行一度，一年是365　度，认为每个节气日数也是相等的，推算出每气15.2　日。这样定出的节气也不符合实际情况，产生不准的问题。公元1　世纪，天文学家发现了月亮视运动的不均匀性，曾提出用月亮的实际运行情况，来确定合朔时刻，即定朔法，但都遭到非难。关于平朔、定朔的争论十分激烈，多次反复，延续了数百年。北齐张子信经过多年的观察，发现了太阳的视运动也是不均匀的，提出"日行在春分后则迟、秋分后则速"（《隋书·天文志》）。这一发现对定朔法的应用起到极大的推动作用，根据日、月的实际运行情况来确定合朔日期的定朔法应用势在必行。
　　刘焯（公元544-610　年），隋初著名的经学家、天文学家。字士元，信都（今河北冀县）昌亭人。对数学和天文学有较深的造诣。"推步日月之经，量度山海之术，莫不覈（hé合）其根本，穷其秘奥。著《嵇极》十卷，历书十卷，《五经述议》并行于世"（《隋书·刘焯传》）。他针对当时张宾制定的《开皇历》仍循古蹈旧的问题，曾多次向隋文帝、炀帝上书，批评现行历法，要求改制新历，并于公元600　年编制了《皇极历》。他制定的《皇极历》是当时最好的一部历法。在《皇极历》中，他第一次同时采用日行和月行速度的不均匀性理论，用以推算五星位置和日、月食起迄时刻及食分等。用定朔法代替平朔法，这在我国历法史上是一个重大的突破。他还采用定气的方法，来计算日行度数和交令时刻。他推得春分、秋分离冬至各88　日之多，离夏至各93　日之多。尽管他给定的太阳运行快慢数值与实际不大相符，但一改过去的平气之说，是历法上的一大进步。对岁差的认识，也由于刘焯的努力，在隋代达到了一个新的高度。由于地球是一个椭圆球体，自转轴对黄道平面是倾斜的，地球赤道那里的突出部分受到日月等吸引而引起地轴绕黄极作缓慢的移动。大约2.6　万年移动一周，由此产生了岁差现象。冬至点在黄道上大约每年西移50.2　秒，就是71　年8　个月差1　度。按我国古代所用的度数，也就是70.64　年差1　度。自晋代虞喜（公元330　年前后）发现岁差，指出"使天为天，岁为岁"（《大衍历·历议》）后，岁差便在历法的计算上得到实际应用。祖冲之是第一个用它来改进历法的人，他实测得冬至点在斗15　度，认为不到100　年相差2　度，得出45　年11　个月相差1　度。刘焯在他的历法中使用75　年差1　度的的岁差数值，已大大接近实际数值，这在当时是很精密的。而当时的西方仍沿用100　年相差1　度的数值。刘焯在岁差问题上，还提出黄道岁差的概念。在他之前的历法给出的岁差值都是属于赤道岁差，是由冬至点（或夏至点）赤道宿度的变化求得的。为了精确推算日月五星的行度以得定气和定朔，他曾测定了28　宿的黄道度，并与东汉时代测定的数值进行比较，发觉其中有11　个宿的黄道度有了变化。他认识到这种变化是岁差引起的，曾指出："岁久差多，随术而变"（《隋书·律历志》）。就是说，为了精确推算当时日、月、五星离冬至点的黄道积度，不能根据过去的而必须根据当时的28　宿黄道度来归算。如果要推算过去或将来的行度，则必须先按岁差求得那时候的28　宿黄道度。一行的《大衍历》接受了刘焯推算黄道日度的原理。刘焯还在推算交食时第一次考虑视差对交食的影响，也就是在地球表面观测天体和在地心观测天体所产生的天体位置差，这在当时都是十分可贵的创见。刘焯编制的《皇极历》，当时因受到太史令张胄玄和张宾等人的排斥，未能施行，但他对天文历法学的贡献却没有埋没。
　　在唐代的289　年中，历法先后变更了8　次。《旧唐书·历志》的记载中，"但取戊寅、麟德、大衍三历法"。这确实是三部有价值的历法。
　　唐初傅仁钧制订的《戊寅历》于武德二年（公元619　年）颁行。这是我国第一部采用定朔法正式颁行的历法，是我国历法史上的重大改革。
　　贞观十九年（公元645　年）以后，因采用戊寅历出现连续4　个大月的情况，反对用定朔的历家认为这是不应有的现象，又改用平朔。至麟德二年（公元665　年），李淳风以刘焯的《皇极历》为基础加以改进，再用定朔，颁行了《麟德历》。《麟德历》对过去定时分"有章、蔀（bù音部，古代历法名词），有元、纪，有日分、度分，参差不齐"（《新唐书·历志》）的情况加以统一，简化了计算过程。为避免连续出现几个大月或几个小月的情况，采用临时变通调整的方法，并在无中气的月分置闰月，在当时受到好评。开元九年（公元721　年），因《麟德历》所推算的日食不准，唐玄宗命僧一行重新造历。一行全面研究了我国历法的结构，并且参考了当时天竺国（印度）的历法，在此基础上大胆创新，于开元十五年（公元727　年）编制了闻名中外的《大衍历》。一行是极为严谨的天文学家，他经过认真测量，得出冬至附近日行最快，所以二气之间的时间最短；夏至附近日行最缓，所以二气之间的时间最长，指出了正确的日行快慢规律，纠正了刘焯的错误。他又测知从冬至到春分6　个定气间共88.89　日，日行一象限；从春分到夏至6　个定气间共91.73　日，也行一象限，秋分前后和春分前后情况相同。根据明代授时历实测，从冬至到平春分前三日（定春分），日行一象限，需88.91日；从平春分前三日到夏至93.71　日，日也行一象限，秋分前后相同。可见一行测量的数据是相当精确的。宋代科学家沈括曾说："开元大衍历最为精密，历代用其朔法"。《大衍历》从唐中叶到明朝末年，使用了800　余年。唐时，日本留学生吉备真备把《大衍历》带到日本，在日本广泛流传使用，影响很大。《大衍历》共分7　篇：一，步中朔，即计算平朔望、平气；二，步发敛术，计算72　候；三，步日躔术，计算每天太阳的位置和运动；四，步月离术，计算月亮的位置和运动；五，步轨漏，计算每天见到天空的星象和昼夜时刻；六，步交会术，计算日月食；七，步五星术，计算五大行星的位置和运动。在一行以前，历代编写历法，格式不一。自《大衍历》后，一直遵循这种格式，直到明末吸收西方历书的特点才有所改变。可见《大衍历》在我国历法史上的重要地位，一行也因此成为唐代最伟大的天文学家。
　　在唐德宗建中年间（公元780-783　年），民间曾出现一种《符天历》，系天文学家曹士。。（wěi，音伪）所编。它以显庆五年（公元660　年）为历元，不用上元积年。它以雨水为气首，以一万为基本天文数据的分母，也即把数据化为十进小数，从而大大减轻了计算工作，也简便易行。但不为当时一般历官所重视，被贬称为"小历"，只在民间受到欢迎，曾流行于唐末、五代直到宋的好几百年之间。历法，本是封建统治权的象征之一，在我国古代一般是不许可各地颁行与中央不同的历法。但由于当时的藩镇割据，中央的历书已不能遍及全国，而人民的生产生活又必须有历书，这就为民间历书的流通创造了条件。
　　（二）一行及其对子午线的测定僧一行（公元683-727　年），魏州昌乐人，俗名张遂。从小刻苦好学，聪慧过人，"博览经史，尤精历象、阴阳、五行之学"（《旧唐书·一行传》）。因不愿结交权贵武三思而出家为僧，隐居于河南嵩山。出家之后，仍勤奋攻读，求师闻教，在天文、数学等方面造诣很深。公元717　年，因当时行用的《麟德历》出现误差，被唐玄宗强召入京，令其"考前代诸家历法，改撰新历"。一行以极其严肃认真的态度，深入实际，大胆革新，在天文历法学方面作出了卓越的贡献，把我国古代的天文历法研究推向一个前所未有的高度，成为隋唐时期最伟大的天文学家。