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古代天文历法释证 [:1700880802]
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古代天文历法释证 略论中国古代历算中的哲学的和数学的神秘主义色彩
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一、中国古代历算的较大成就
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中国古代历算宛如一座幽深邃的矿藏，需要大力开采。它的成就在世界科技史上有着一定的贡献与地位。中国古代历史的优良传统，自原始社会发展为奴隶制社会和封建制社会一直重视天文历算。国家很早就设立机构，选派专职人员主持。这种专职人员早期是世袭的，有时称为畴人子弟。他们穷年累月，奕世相传，勤于观测和记录，从“质测”进而“通几”，即从感性认识提高到理性认识。晋代杜预说过一句话，成为名言：他赞扬古代优秀历算家的治学精神是：“顺天以求合，而非为合以验天。”所谓“顺天以求合”，就是按照自然界的本来面目来认识自然界；“为合以验天”，就是虚构或臆说一些情况，附会或硬加到自然界中去。所以，中国古代的历算研究，是符合于近代科学研究的精神的。但中国古代的历算研究，受着当时统治阶级政治需要的束缚，是有其局限性和特殊性的。这局限性和特殊性一般表现为在若干历算名著中涂饰了一层哲学的和数学的神秘主义色彩。这种色彩是对科学研究的一种干扰。它的形成是有其历史上、政治上和学术上的原因的。本文意欲进行探索，予以揭示，排除干扰，使中国历算批判地继承与发展，而光辉灿烂于世。是否有当，祈请海内外专家正之。
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根据天象观测，地球绕太阳一周是一回归年。月球绕地球一周是一朔望月。这是制定历法的根据。由于根据不同，历法的种类也异。中国在三千年前，殷人已经创造阴阳历，把纯粹的阴历和阳历很好地调和起来。这种历法，传诸后世，到汉刘歆根据邓平、落下闳所修订的太初历而成三统历。三统历一回归年是365又四分之一日多些，一年分24节气。太阳历一年12个合朔，运用闰月，调整气候变化，同时，讨论日月交食和金、木、水、火、土五星运动的规律，可以称为古代的一种天体历，已经具有现代天体历的雏型。从中国历算的变革和发展史看，汉代以后，历算家对于日月及五星运行的观测，是愈来愈精密的。第一阶段在三统历和四分历时。四分历认为月行19周等于日行254周。即日行一周，月行13周又19分度之7，亦即日行一度，月行13度又19分度之7。这两历都是根据日月的平行度，用以计算24节气的。那时人们认为日月五星的运动是等速的，即每日所行距离是相等的。因此，计算日月合朔交会及五星运动，都和实际天象不符，误差较多。第二阶段从乾象、景初两历开始，中经元嘉、大明等历，到南北朝代止。东汉的贾逵首先发现月亮的运行时快时慢，所谓“月行迟疾”。刘洪看到这个现象，以日月平行速度，计算日月合朔，是和实际天象不合的。月行迟时，以平行计算，月还没追及日，而朝见东方，称之为朒；月行疾时，月追过日，而夕见西方，称之为朓。刘洪考虑及此，用以变革历法，作《乾象历》。魏杨伟复作《景初历》，更定月行迟疾历，犹今的近点月表。计算一个迟疾历，《乾象历》为27.55336日，《景初历》为27.55450日。[58]这样计算日月合朔及交会，可以说是中国历法的一大变革、一大进展。第三阶段，自南北朝时代起，迄于元季。北朝的天文学家张子信在一个海岛上对太阳进行了三十多年的观测，发现太阳的视运动也是有时快有时慢，所谓“日行盈缩”。这是由于天体运动不是沿着圆形轨道，而是沿着椭圆形轨道的缘故。中国古人还不知道这个缘故，但已观察到这个现象。在这种情况下，怎样来正确地计算日月五星的位置呢？隋刘焯作《皇极历》，首先运用等间距二次内插法来计算它。这是一项杰出的创造。李淳风作《麟德历》稍加改造，以之入历。唐朝中叶著名天文学家僧一行重加整理，复创不等间距二次内插公式来进行计算。这种计算方法被记录到他所编制的《大衍历》中。晚唐时徐昂编造《宣明历》，又把一行的等间距内插公式加以简化。在欧洲，内插法首先被英国天文学家格利高里采用；其后牛顿进一步推广它。徐昂的内插公式近于牛顿所用的公式，算法却更为进步，也就更较符合天象。几经演进，至元郭守敬作《授时历》，集合诸家历法的大成，设立三次差内插法，用以计算日躔月离及五星运动，所得数据日月行度，几与今日科学成就密合。[59]郭氏复创造弧矢割圆术，也隐与现代球面三角术吻合。这使中国历算进入了一个崭新的阶段。
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中国的历算发展史，雄辩地说明，一切真知都是从直接经验发源的：不断地提高认识自然界的客观规律同时，由于人们对于自然界客观规律认识的不断提高，导致中国历法不断地变革与修订。例如：中国南北朝宋、齐时代的一位杰出的历算学家祖冲之，曾将自古以来到他生活的时代可以搜集到的资料，比较全面地整理一番，亲自观测和推算，“考影弥年”，“测景历纪”，“深惜毫釐，以全求妙之准；不辞积累，以成永定之制”。经过深切的证验，祖冲之从而指出何承天编定的历法有着许多严重的错误：“日月所在，差觉三度。二至晷影，几失一日。五星见状，至差四旬。分至乖失，则节闰非正；宿度违天，则伺察无准。”因此重编新的历法，写了一部《大明历》，和当时插手学术界的大将军戴法兴挑战。实事求是，勇于革新，这是中国学术的优良传统。这种精神在今天还是应该大力提倡和推广的。
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二、中国古代历算产生与发展的政治与学术的时代背景
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在中国古代历算的产生与发展中，由于当时最高统治者政治上的需要，使历算学的理论研究受到某些束缚，从而形成它的局限性与特殊性，这个问题是需要我们进行探索的。
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中国在西周初期，武王伐纣，以“地方百里”的小国，灭了“邦畿千里”的商朝，建立了中国第三个奴隶制的统一国家。西周的政治机构，是继承、发展父系氏族社会血缘关系这根纽带，将分封制与宗法制紧密结合起来进行的。天子建国，诸侯立家，成为中央与地方统治机构的核心，用以统治整个中国。天子的王位传于长子，一代一代地递嬗，称为大宗。天子的兄弟、别子，横向联系，称为小宗，分建诸侯。诸侯的爵位公、侯、伯、子、男，也是一代代地传下去，也称大宗。诸侯分封大夫，也是这样递嬗。从中央到地方纵的联系都是世袭，诸侯大夫都是世家、世卿、世禄。天子的权威是从哪里来的？他们声称“受命于天”、“天命”，是“天授予”的，即所谓“皇权神授说”。在奴隶制社会下，那时中国所有的土地，以及土地上的人民或者是奴隶都归天子所有。《诗·小雅·北山》所谓：“溥天之下，莫非王土；率土之滨，莫非王臣。”在这样的政治制度下，奴隶主统治阶级提出“敬天、保民、明德”的政治思想。嗣后，奴隶制国家发展衍变为封建制国家，“废封建，而为郡县”，建立地主阶级的政权，秦汉地主阶级统一的国家。中国的政治体制有变，但宗法的大宗体制未变，秦始皇做了皇帝，还是梦想着一世、二世、三世地传下去。皇帝还是宣扬“受命于天”、“奉天承运”。“天命”这个概念成为“禁区”，是丝毫不可怀疑的，否则是不大敬，会招致杀身灭族之祸。因此，“敬天”的政治思想一直被奉为奴隶主、地主阶级统治者的主导思想。从而体现和宣传这种思想的仪礼和教育，也就一直被视为天经地义，人民只有无条件地遵循。在封建社会里奉为万世师表的孔子因此也说：“获罪于天，无所祷也。”天是主宰的神，人民只有服从。那么，生活在这样的历史、政治环境中的科学工作者，他们的学术研究怎能不受影响，而能超越于时代之外呢？
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西周初期周公鉴于三监之乱，感到只靠血缘关系这根纽带不够，要搞些精神文明的措施，来调整这个国家体制的组织关系，于是制礼作乐，想通过礼乐来协调天子、诸侯、卿、大夫、士以及庶人的关系。礼、乐教育又与诗书结合，《礼记·王制》所谓：“乐正崇四术，立四教，顺先王诗书礼乐以造士。”诗以言志，书以道事，礼以定位，乐以陶情，四者用以巩固奴隶制国家的统治，其中诗居首位。言志所以授志，奴隶主贵族用以培养子弟成为政治上的继承人。春秋之时，地主阶级兴起，奴隶制向封建制过渡，从而礼坏乐崩而诗教亦近于亡。儒家提出《易》与《春秋》，《易》以道阴阳，《春秋》以道名分，一讲理论，一明是非，来弥补四术教育的不足。到了西汉，地主阶级为了巩固政权，把历史上遗下的“先王之教，王官之学”，加入儒家的“六艺”都作了新的解释。同时，又将《诗》、《书》、《礼》、《乐》、《易》、《春秋》六经的次序改编为《易》、《书》、《诗》、《礼》、《乐》、《春秋》，提高了《易经》的地位，《易经》成为汉代很多学者用来制造地主阶级统治理论的工具。“受命于天”这个命题他们就借《易》学来阐发了。
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中国的历史传统，根据史书记载是早在唐虞之际，最高统治者就是重视历法的。《尚书·尧典》记载：“稽古帝尧”在“九族既睦，平章百姓”，“协和万邦”之后，就“命羲和”“历象日月星辰，敬授人时”。接着“分命羲仲”，“日中星鸟，以殷仲春”。“申命羲叔”，“日永星火，以正仲夏”。“分命和仲”，“宵中星虚，以殷仲秋”。“申命和叔”、“日短星昂，以正仲冬”。尧说：“咨，汝羲和，期三百有六旬有六日，以闰月定四时成岁。允厘百工，庶绩咸熙。”把天文观测以授民时放在一个重要的地位，与传说中圣帝唐尧的政治措施紧密结合，这就成为中国历算发展的有利条件和优良传统。但具体情况不是那么单纯，古代最高统治者常把重视历算和他的“受命于天”结合起来。《尚书·大禹谟》说：“予懋乃德，嘉乃丕绩，天之历数在汝躬，汝终陟元后。”《论语·尧曰》又说：“咨！尔舜，天之历数在尔躬，允执其中，四海困穷，天禄永终。”古时的最高统治者把授时的历数看成是他得位的天命，把这两个不同性质与概念的东西胶合在一起，混同起来，这样就形成了中国历算学的特殊性和局限性。这不仅拔高了历算工作的政治地位，同时，也赋予了历算内容以神秘性。这样衍变到了汉代，历算工作便走上了一条崎岖不平的弯路。历算学科不是被看作科学实验和为农业生产服务的，而是偏了方向，把这工作看成环绕于宣传帝王“受命于天”的一件政治上的大事。汉文帝召贾谊为博士时，贾谊就向文帝恳切地说道：“汉兴二十余年，天下和洽，宜当改正朔，易服色制度，定官名，兴礼乐。”司马迁歌颂汉武帝时又说：“汉兴已来，至明天子，获符瑞，封禅，改正朔，易服色，受命于穆清。泽流罔极。海外殊俗，重译款塞。”太初改历，班固在《汉书》中也说：“太初元年十一月，甲子朔旦，冬至，天历始改于明堂，诸神受记。”这里所说的“改正朔”和“诸神受记”都是为“汉兴”“受命于穆清（天）”服务的。这就说明了中国历算不全是为农业生产服务，而是包涵着浓厚的思想倾向性，是为宣扬最高统治者受命于天服务的。这自然是不合理的和不科学的。但在中国古代历算家的肩上，这个沉重的包袱是一定要背着的。这就使中国古代历算家承担着不应有的负担，同时，也使这门学科走上一段不必要走的弯路，阻碍了它的健康成长。
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汉儒论学大都是为宣扬这个汉兴受命于天服务的。例如：于《诗》就讲“五性六情”，于《书》就讲“五行大传”，于《春秋》就讲“灾异”，于《孝经》就讲“七政变动之占”，而于《易》就讲“六日七分”。六经之外，还有谶纬之说盛行。这些学说都是反科学的，说不出什么道理来的，所以穿凿附会，乞求于哲学的数字的神秘主义，弄得人们昏头转向，莫名其妙。目的无非一个，只是诱导人们接受皇帝受命于天的信念。科学工作者生活在这样的时代里，这样的政治和学术环境中，自然不能不受到或多或少的影响。中国第一部名历，刘歆所修订的三统历就是编制在那样的时代里，因此涂饰上一层浓厚的神秘主义色彩，这是不足为怪的。这个问题，到了近代就能比较看清楚了。清代阮元在《畴人传》中因此就尖锐地提出批评道：“歆乃云黄钟初九自乘为日法，推大衍象得月法，则昧其本原矣。”中国第二部名历，唐僧一行张遂撰的《大衍历》，在这历史传统的影响下，他的《历议》部分也就踏上了这个覆辙。阮元在《畴人传》中赞美他的贡献以后，也就毫不客气地批评他说：“推本易象，终为傅合。”我们只要历史地对待这个问题，分析它的时代背景，就可恍然理解他们的用心了。
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三、三统历、大衍历和大衍求一术中的哲学的和数学的神秘主义色彩
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三统历见于《汉书·律历志》，是中国古代流传于后世的最早和记述最为完备的历法。三统历是从太初历衍变而来的。战国时期有所谓黄帝、颛顼、夏、殷、周、鲁六历，都属于四分历。太初改历采用邓平的八十一分法，废弃了四分历。当时司马迁不同意，保留他的意见，作《历术甲子篇》，在《史记》中保留了四分历的六十周年的计算。
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《汉书·律历志》对三统历的叙述，分三部分。一是关于历法沿革和改历的理论根据，二是关于三统历的数据及其计算，三是通过三统历术、岁星纪年排出古代史的年表。
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太初历在中国历法史上是有着巨大贡献的。它在研究太阳的视运动，月球和金星、木星、水星、火星、土星的运行及其会合周期等方面，奠定了中国历法的体系。中国历法不仅研究太阳、月球的运行及其相互关系，即阴阳历，而且还研究五星的运行，因而是天体历的一种。太初历本身是科学的。它的基本数据，关于日、月、五星的观测、记录、统计和推算大抵来自科学实践。只是由于当时最高统治者政治上的需要，借重历法来宣扬它的政治受命于天，历算家制造历学理论和采用历术数据，受到很重的压力。当时，清醒的历算家，有的站出来讲话，险遭不测；有的退而保持缄默；只有那些世事洞明、人情练达的，刺探最高统治者的意图，看着定于一尊的儒家眼色行事，采摘《易》和《春秋》的词汇和语句，穿凿附会，讲出许多玄妙的歪道理来。这使具有一定水平和科学内容的三统历涂上了一层神秘主义的色彩。三统历采用邓平的八十一分法，这个数据是极为粗疏的，引起不少历家的反对，只是由于可以附会钟律与宣扬神秘主义的“受命”，博得了最高统治者的欢心。武帝点头，就被太初历所肯定和采用了。采用这个数据，就使历法的岁实、朔策过强，比前所用的四分历系统的六历所采的还要强些，这是荒谬的。司马迁和落下闳等都不同意，但有什么办法呢？多少历家只好遵从了。可是三统历所采用的五星会合周期诸数据，比《淮南子》和《史记》以及今日马王堆中所发现的帛书《五星占》所提供的都较精密。三统历中还记载了推算日月食的周期，有着推求月食的方法，这些都作出了巨大贡献。这使中国以后近二千年的历法基本上沿着三统历所走的道路发展。由此可知，太初历采取八十一分法及其神秘色彩的渲染，并非出于作者的思想糊涂，而是经受政治上的干扰所形成的。
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虽然如此，神秘主义色彩对于科学的发展毕竟是十分有害的。这里提出三点来具体地分析批判：
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1．三统历是怎样的一部历法呢？请看修订者刘歆是怎样介绍他的历学理论的。刘歆说道：
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夫历春秋者，天时也。列人事而因以天时。《传》曰：“民受天地之中以生，所谓命也。是故有礼谊、动作、威仪之则，以定命也。能者，养以之福；不能者，败以取祸。”故列十二公二百四十二年之事，以阴阳之中制其礼。故春为阳中，万物以生；秋为阴中，万物以成。是以事举其中，礼取其和，历数以闰，正天地之中，以作事厚生，皆所以定命也。
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这段文字译为白话：
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历法是讲春夏秋冬自然界的季节与农时的。政治和人事就是按照这样的天时来安排的。《左传》上记载过刘康公说的话道：“人民是凭藉天地间的中和气来生存的，这就是所说的天命啊！因此，制定了国家的礼仪、动作、威仪的法则，就是用来肯定这天命的。对这天命采取回护态度的，就得幸福；否则，就要倒霉。”因此，把春秋十二公二百四十二年的国家政事排列出来，用“春为阳中，万物以生；秋为阴中，万物以成”来制定礼节，这样办事就能获得中和之气。历法是用闰月来调整阴阳历的，用来作事厚生。这些都是可以用以固定天命的。
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这个理论，刘歆把“历数”解释为“天地之中”，用以“作事厚生”，目的为了“定命”。就是说，利用历法的效益，用来牢固地说明封建统治阶级的政权是受命于天的。
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