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一行利用黄道游仪组织了一批天文学工作者进行观测，取得了一系列关于日、月、星辰运动的第一手资料，发现了恒星的位置与汉代相比较，已有相当大的变化。这个发现导致在他的历法里废弃了沿用达八百多年的二十八宿距度数据，采用了新的数据，从而有助于新历法精确性的提高。
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一行从天文学的历史发展中，认识到日、月、星辰的运动是有一定规律的，通过细心的观测，可以初步了解这些规律，但因人们认识水平所限，对这些规律认识还有一定的局限性，所以根据这些规律推算出来的结果，会与实际观测存在误差。从实测中，可以修正认识的不足，通过反复观测、修正，就可以得到比较正确的认识。这一思想是非常可贵的。一行正是在这思想的指导下，从事天文学的研究工作，并突破了前人的成果，取得重大成就的。
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为了使新编的历法适用于全国各地，一行领导进行了大规模的大地测量。他还发明了一种名为“复矩”的测量仪器，供测量之用。测量地点共选择12处，分布范围到达唐朝疆域的南北两端，测量内容包括每个测量地点的北极高度，冬、夏至日和春、秋分日太阳在正南方时的日影长度。其中南宫说等人在河南的白马、浚仪、扶沟、上蔡四处的测量最重要。这四个地方的地理经度比较接近，即大致上是在南北一条线上，南宫说等人直接量度了四地间的距离，测量结果证实了自何承天起就被否定了的汉以前关于“南北地隔千里，影长差一寸”的说法是纯属臆测。一行从实测中得出了南北两地相差351里80步，北极高度相差1°的结果。我国古制为1里等于300步，1步等于5尺，一周天为365度又四分之一度，换算为现代单位，即为南北相距129.22千米，北极高度相差1°。这实际上就是地球子午线1°的长度。与现测量值1°长111.2千米相较，虽有较大的误差，但这是世界上用科学方法进行的第一次子午线实测。从实测和对前人谬说的批判中，一行初步意识到，在很小的有限空间范围得到的认识，不能任意向大范围甚至无际的空间推演，这是我国科学思想史上的一个重大进步。
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经过几年的准备，一行从725年着手编修新历，727年写成大衍历草稿，同年一行去世。大衍历以刘焯的皇极历为基础，加以发展，共分7篇（步中朔术、发敛术、步日躔术、步月离术、步轨漏术、步交会术、步五星术），内容和结构都很有系统，表明我国古代的历法体系已经完全成熟。在明末用西方方法编历之前，各次修历都仿效大衍历的结构。在大衍历中，一行根据实测资料，对太阳视运动的规律作了比张子信和刘焯等人更合乎实际的描述，从而使张子信的发现在历法中得到正确的应用。他的太阳运动表，即日躔表是根据定气编纂的，即他把太阳在一个回归年内所走的度数平分为24等分，太阳每到一个分点就交一个节气。由于太阳运动的不均匀性，所以两个定气之间所需的时间是各不相同的。为了从数学上来处理这个问题，一行创立了不等间距二次内插法。大衍历在日月食和五星运动计算方面也都有较大的进步，如它考虑到视差对交食的影响，创立了一套计算视差影响的经验公式，等等，在我国历法史上占有重要的地位。宋朝欧阳修等在所撰的《新唐书》中，称“自太和至麟德，历有二十三家，与天虽近而未密也。至一行密矣，其倚数立法固无以易也。后世虽有改作者，皆依仿而已”【73】。大衍历行用后，陈玄景、瞿昙撰和南宫说等人起而非难，但经天文观测的实际检验，证明了大衍历比麟德历和印度传入的九执历（657年）精密，是当时最好的历法。
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一行作为一个杰出的科学家，尽管由于受到当时盛行的儒、道、释等思想的熏陶，又是一个僧人，在他的思想中充塞着很多封建迷信糟粕，但他在科学史上立下的伟大历史功勋是值得赞扬的。
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天文常数精度的进一步提高
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由于天文仪器的改进和人们长期观测的结果，这时期历法中所采用的若干天文常数的精度又有了新的提高。如隋代张胄玄的大业历（608年）在五星位置的推算方面较前进步，它首创了利用等差级数提高行星动态表精度的方法，给出了令人惊叹的五星会合周期的准确值，火星误差最大，为0.011日，木星和土星的误差均为0.002日，水星仅差0.001日（1.44分），而金星则达到密合的程度。又如，这一时期的十余种历法中所用交点月的长度值同理论推算值之间的差异，绝大多数均在1秒以下，宋元时期也大抵保持在这一精度水平上。近点月长度值的误差为1.5秒左右，达到了历法史上所达到的精确度的高峰。关于交食周期的数值，这时也已达到了十分精确的程度，郭献之的五纪历（726年）中采用了716个朔望月122次食季的交食周期，这同19世纪末西方的所谓纽康（Newcomb，Simon，美，1835—1909）周期是等价的。而这时人们还取得了比郭献之的交食周期更优的新数据，如边冈的崇玄历（893年）使用了3087个朔望月有526食季的交食周期，由此推算得出交食年的长度为346.6195412日，这同理论推算值仅有14秒的误差。只有北宋姚舜辅的纪元历（1106年）采用的3803个朔望月648食季的交食周期（由此推算得到的交食年长度为346.6198549日，同理论值仅差7秒）所达到的精度才略胜于崇玄历。再如，徐昂的宣明历（822年）所用的黄赤交角值为23°34′55″，仅比理论值小37″。所有这些都反映了隋唐时期历法发展的新水平。
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图6－11 敦煌星图（部分）
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随着天文学知识的发展和流传，出现了像《步天歌》这样的通俗天文学著作。它是唐初王希明所作，以七字一句的诗歌形式写成，专门介绍陈卓星图中283个星官，1464个星辰。《步天歌》把全天分为31个天区，每个天区绘有星图，图与诗歌互相配合。一边读着诗歌，一边阅视星图，使人仿佛置身于星空之中，可以说是一部优秀的科学诗歌作品，是以文艺形式介绍科学知识的开创性著作。在敦煌发现的绢质星图，是现存世界上最早的星图，画有一千三百五十多颗星。敦煌星图约绘于8世纪初，可能是更早的星图的抄本。敦煌星图于1907年被英国人斯坦因带走，现存伦敦大英博物馆。
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中国科学技术史稿（修订版） [:1701078182]
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八 雕版印刷术的发明和造纸技术
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雕版印刷术的发明
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与隋唐时期经济文化发达的形势相适应，作为人类文明史上划时代发明的雕版印刷术在这时问世了。雕版印刷术发明的确切年代现尚无法确知，但认为它出现在7世纪初的唐代初期，却是比较一致的看法。
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印刷术的发明，必须先具备纸张、笔、墨等物质条件，具备刻印的工艺技术，掌握反文印刷原理。这些物质技术条件，在我国早已具备。自汉代发明造纸以后，纸作为一种方便的书写材料，逐渐发展和普及，到三国、两晋南北朝时期，已普遍被采用，产量和质量都有相当高的水平。笔墨先秦时已经使用，东汉时发明的人造松烟墨到魏晋时已相当精妙。3世纪时的韦诞所造的墨，被赞为“一点如漆”。现存晋代、六朝墨迹，虽经一千四五百年，仍然墨光漆黑，字迹如新。松烟墨既是优良的书写原料，也是印刷的上好着色原料，用它印刷时，字迹清晰整齐，不会模糊漫漶。由于我国主要使用烟墨，没有油墨，这是直至清代还是木刻印刷盛行的一个原因。加上金属活字印刷所要求的技术条件较高，因而金属活字印刷的发展受到限制。至于刻字技术，历史更是悠久，殷商时代的甲骨文，先秦以来的印玺，秦汉时代的刻石，尤其是魏晋时道教所刻制的大量木刻符箓，有的字数已达120字。还有晋代的反写阳文凸字的砖志，萧梁时的反写反刻阴文神通石柱等，说明人们已掌握了熟练的反刻文字的刻凿技术。此外，用在丝织品上精巧的镂板印花技术以至石刻上的摹搨技巧，也为人们提供了关于印刷的启示与经验。正是在这充分而坚实的物质技术基础上，被誉为“文明之母”的印刷术应时而生了。雕版印刷一般选用纹质细密坚实的木材为原料，虽然刻字费工，但由于木刻工艺简单，费用低廉，印刷便捷，较手写传抄优越百倍，因而深受人们欢迎而不断被推广和传播。
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早期的印刷活动主要是在民间进行的，大致用于三个方面。
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（一）用于宗教活动。唐朝时，佛教盛行，佛像、佛经的需求量很大，而绘画手抄费工费时，满足不了需要，因而采用木刻印刷。7世纪中叶，“玄奘以回锋纸印普贤像，施于四方，每岁五驮无余”【74】，印刷和发行量都甚为可观。1966年在韩国发现的木刻陀罗尼经，刻于704—751年，为目前发现的最早印刷品。据有关学者研究，认为该经是在西安翻译和刻印的。9世纪中叶，司空图在为僧惠确作的募雕刻《律疏》中，提到“印本渐虞散失，欲为雕锼”，说明此时以前早有印本，由于逐渐散失，想重板刻印。大中元年至三年间（847—849），崇尚道教炼丹的纥干皋任江南西道观察使时，曾“大延方术之士，作《刘宏传》，雕印数千本，以寄中朝及四海精心烧炼之者”【75】。所印的数量说明印刷技术已很发达。现存世界上第一部标有年代的木板印刷品是咸通九年（868年）王玠出资刻印的《金刚经》，由7张纸粘成一卷，全长488厘米，每张纸长76.3厘米，阔30.5厘米，可看出刻板的面积很大，卷末印有“咸通九年四月十五日王玠为二亲敬造普施”，全卷完整无缺，刻印技术已很纯熟。唐末成都印刷书籍中，也有《金刚般若波罗密经》、《陀罗尼经》等佛教经典。道教除印刻符箓外，亦刻印道教书籍。中和三年（883年），在成都书肆中出售的书，“多阴阳杂记、占梦、相宅、九宫五纬之流”【76】。
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图6－12 在韩国发现的木刻《陀罗尼经》（部分）
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（二）用于刻印诗集、音韵书和教学用书。长庆四年（825年），元稹曾记述了白居易的诗歌广泛流传，为各阶层男女老少所喜爱的生动情景，说：“至于缮写模勒，衒卖于市井，或持之以交酒茗者，处处皆是。”且特意注明江浙一带“多作书模勒”白居易和元稹自己所写的诗，“卖于市肆之中”【77】。“模勒”即为刊刻，反映了当时印刷出售诗集已很普遍，也反映了江浙一带印刷业已很兴盛。9世纪中叶日本来华名僧宗睿于咸通六年归国时，带有印刷的书籍《唐韵》一部5卷和《玉篇》一部30卷，说明多卷本的著作已经雕版印刷。唐末成都书肆出售的书籍中，有刻印的字书、小学等教学书籍。敦煌亦发现有唐末印刷的《切韵》残页。
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（三）用于历法、医药等科学技术书籍的印刷。唐时的农业生产发达，中央政权颁行的历日往往发行较慢，满足不了各地农村掌握农时的要求，因而民间刻印历日出售的活动很活跃。835年前后，“剑南两川及淮南道皆以版印历日鬻于市。每岁司天台未奏颁下新历，其印历已满天下”【78】。现存最早刻印的日历是乾符四年（877年）历书，上刻有节气、月大、月小及日期，并杂有阴阳、五行、吉凶、禁忌等。另外还有成都樊赏、长安大刁家印制的民间日历残片。这些珍品连同上述的《金刚经》印本等均为斯坦因窃走，现存大英博物馆图书馆。唐末长江下游一带印历出售也很风行，并发生过印本不同而引起争讼的事件。医药在唐代较为重视，得到推广普及，开始有民间印刷出售的医药书籍，如长安东市印售的就有《新集备急灸经》，并注明“京中李家于东市印”。现存有咸通二年（861年）根据印本抄写的传抄本，也为法人伯希和窃走，今藏巴黎国家图书馆。另，成都出售的印刷书籍中，“多术数、字学、小学”【79】。随着工商业的发展，8世纪80年代在市场上出现一种名为“印纸”的印刷品，作为商人交易及纳税的凭据。
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图6－13 唐咸通九年印《金刚经》（卷尾）
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雕版印刷术自发明之后，不断得到发展和推广使用，到9世纪时已相当普遍，成为一种新兴的重要手工业部门，对人们的经济生活和科技文化生活起着越来越大的作用。五代时，我国虽处分裂战乱时期，但印刷术仍继续发展。
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