(一)二十八宿体系的建立
楚人具有观测天文的传统,其先祝融为帝喾高辛氏火正,主管观测大火和郭火两种星象,以定农时;同时,亦主对二星神的祭祀。后世楚人继承发扬这一传统,为我国建立以二十
八宿为主要内容的天文学体系做出了重要的贡献。
二十八宿,是为了更加准确观测日月,尤其是五大行星(金木水火土)的需要,而将黄道附近众多的恒星划分二十八个星区。屈原《天问》曰:“角宿未旦,曜灵(太阳)安藏?”就已涉及到二十八宿在东方的角宿。二十八宿作为一种体系形成至迟亦当在春秋战国之际。最早流行的当是二十八宿天文图,如曾侯乙墓出土的二十八宿漆■(箱)的有关图像[1];其后才有系统的专著流传。战国中期楚人甘德(甘公)、唐昧同魏人石申(石公)一样都是著名的天文学家。甘德所著《天文星占》亦同石申所著《天文》齐名,《天文星占》虽同《天文》一样早已失传,但尚能从《汉书·天文志》及《开元占经》中见到一些宝贵资料。长沙马王堆三号汉墓出土的帛书《天文气象杂占》,涉及战国14个诸侯国的云气而楚云列居首位,亦被视为战国时的楚人著作。楚国是个天文学发达的国度,无论是楚人自己的天文发现还是与列国文化交流所得天文学成果,都为楚人所重视、所采用。
二十八宿漆■图像,绘制在一件髹漆衣箱(自称为■)的箱盖上。箱盖呈长方形,通体着黑色漆,图像及文字均用红漆绘写而成。箱盖东西两边分别勾勒绘画出苍龙、白虎二形;箱盖正中有一象征北斗星的大斗字;角、亢(甲寅三日)、方(房)、心、尾、箕、斗、牵牛、伙女(婺女)、虚、危、西萦(《史记·天官书》作营室)、东萦(《天官书》作东壁)、圭(奎)、娄、胃、矛(昴)、■(毕)、■(觜)、参、车井、与(舆)鬼、柳、七星、翼、车(《天官书》作轸)等二十八宿名,围绕中央的大斗字呈不规整的圆圈排列,与《史记·天官书》所记二十八宿名称基本相符。以往认为二十八宿体系的形成是战国中期甘、石之世,二十八宿漆■图像的发现,将二十八宿体系的形成提前到战国早期。
二十八宿体系中还有“四象”和“北斗”两个重内容。四象亦称四宫,即从角宿开始,以平均七宿将二十八宿分为东、北、西、南四组,并分别用苍龙、白虎、朱雀、玄武(龟蛇)的形象来表示,为东方苍龙、西方白虎、南方朱雀,北方玄武。二十八宿漆■将苍龙、白虎图像绘在与“四象”相对应的位置,反映了二十八宿与四象的对应关系。在传世文献中,“玄武”、“朱雀”,“苍龙”,分别见于屈原的《远游》和宋玉的《九辩》,过去认为这种四象系统形式于战国中晚期的屈原之世,二十八宿漆■的出土亦将四象配二十八宿的体系形成时间提前到战国早期。
由于我国包括楚地在内的大部分地区纬度位置易见拱极区天象的缘故,很早就重视对北斗星的观察。屈原《九歌·东君》:“援北斗兮酌桂浆。”鹖冠子曰:“斗柄东指,天下皆春;斗柄南指,天下皆夏;斗柄西指,天下皆秋;斗柄北指,天下皆冬”(《鹖冠子·环流》)。屈原、鹖冠子代表了楚人既重视北斗的观察,也用以辩方向、定季节。而二十八宿漆■天文图,北斗星居二十八宿的中央,这种二十八宿与北斗结合,充分显示了我国古代天文体系的主要特征。
金(太白)、木(岁星)、水(辰)、火(荧惑)、土(填星)等五大行星,同地球一样,环绕太阳运转,尤其是木星的运动周期同太阳运动周期相近。楚人重视五大行星的观测,尤对木星观测精细,并用以纪年。马王堆《天文气象杂占》中的慧星图还对慧星作了不同形态的描绘,堪称古代世界天文学的珍品。
古人对星空恒星的区划,在二十八宿之外,尚有三垣,即紫微垣、太微垣、天市垣。《九歌》首篇所祭祀的“东宫太一”,就是居于紫微垣的天之尊神“天极星”。《远游》“召丰隆(雷神)使先导兮,问太微之所居。”就涉及到居于太微垣的太微星神。
观测天文,除了用于占星术之外,重要的还是为制定历法服务。
(二)地地道道的颛顼币
历法本是用以把握大自然规律而制定的,但新的王朝统治者把“改正朔”视为新王朝的起点,表示“受命于天。”故三代不同历法,而有所谓:夏正、殷正、周正的区分。楚人很早就宣称不与“中国(中原)之谥号”,历法亦不奉周人正朔,最初可能用夏正。楚武王自称王以后,可能在夏正基础上改为建亥的楚正,并使用自己的一套月名。《左传》载:“〔鲁庄公〕四年春王〔周庄王〕三月,楚武王荆尸授师子(戟)以伐随。”荆尸(楚四月)就是楚历月名,相当于周历三月,夏历的正月。此时楚人还没有用兵避太岁的习惯,且严寒已过,又是农闲之时,对外征伐不误农时和各业,故一般都在此月用兵。如楚庄王时,仍然还是“荆尸而举、商、农、工、贾不败其业”(《左传》宣公十二年)。楚人所使用的这种历法,文献中虽无法得知其详,但考古有重要发现。
战国时期楚简楚金文纪月所用的就是这种建亥的楚历。其月序为:冬■(夕)之月、屈■之月、远■之月、■■(夷)之月、夏■之月、享月、夏■之月、八月、九月、十月、■月、献马之月。
20世经70年代在湖北云梦县睡虎地秦墓所出秦简《日书》有秦楚月份对照[2],进一步证实这种楚历是建亥历。兹列表于下:
秦十月月
十一月
十二正月二月三月四月五月六月七月八月九月楚冬夕
中夕屈夕援夕刑■
刑夷
刑尸夏■
夏尸
夏夷纺月七月
夏夕八月九月十月爨月献马
对照表中的秦历建亥,以夏历十月为岁首,但没有更改月序。表中的楚月份与战国中期楚简中的月份相符。楚历虽也建亥,但改变了月序,即以冬夕(正月)当夏历(或秦历)的十月作为岁首,以献马(十二月)当夏历(或秦历)的九月而为岁末。
楚人虽制定了建亥的楚历,但这只是一种官方历法,但在民间占星家和术数家那里,以及民间用以指导农时的仍然是夏历。所谓“悲秋风之动容兮”,“曼遭夜之方长”,“望孟夏之短夜兮”;“滔滔孟夏兮,草木莽莽”(屈原《九章》的《抽思》、《怀沙》)。“秋之为气也,萧瑟兮,草木摇落而变衰”;“秋既先戒以白露兮,冬又申之以严霜”(宋玉《九辨》)。以夜晚的长短、草木盛衰、白露、严霜等所区分不同的季节,皆与夏历吻合。甘德的历法、《楚帛书》中所反映的历法以及屈原所自述的生日等等,皆与夏历同。为了调和官民所用不同历法,楚国官方历法采用了调和的办法,即官方历法的月名大都沿用传统习惯的旧名,以与夏历对应,仅改年中五、六、七、月为八、九、十月,以示区别。同时又以冬季为四季之首,即冬、春、夏、秋,亦与夏历的四季完全吻合。楚历在古代中国可谓独树一帜。
楚国记日与中原列国相同,使用干支纪日,即六十甲子周而复始。干支纪日最早见于西周后期楚国金文,一直沿用未改。
楚国纪年法有楚王年纪年法、岁星纪年法、以及大事纪年法。后二者仅见于战国时代。其中大事纪年法颇具特色。即以当年国家出现的比较大的军事、外事以及其他事件作为纪年。有的以同一个月的大事,如:“鲁阳公以楚师逡城郑之岁,冬■之月”作为纪年(《包山楚简》)。更多的则是以数月前的大事作为纪年。但必须指出的是:记岁后面的月、日是其下所记事的月日,与作为纪年大事所发生的月份极少巧合。另外,凡用大事纪年,月份在“■■”以前的,如冬■、屈■、远■之月,表明记年所用大事和后面所记之事皆发生在夏历前一年的冬季;而在“■■”以后的,其纪年所用大事既有可能发生在夏历的前一年冬季,也有可能发生在当年,而后面所记之事皆在夏历的当年。这正是楚国大事纪年的独特之处,不可不了解。
(三)《五星占》和《天文气象杂占》所记录的天文学
中国的天文学源远流长,成果璀璨。英国著名的中国科技史专家李约瑟曾评价道:“除巴比伦的天象记事(其中大部分都已散佚)以外,从中国的天象记事可以看出,中国人在阿拉伯人以前,是全世界最坚毅、最精确的天文观测者。”早在战国中期前后,即有杰出的天文学家甘德和石申,根据他们的实际观测写出了两本天文学著作,它们分别是《天文星占》八卷及《天文》八卷,可惜早已散佚,现在能看到的,是远非本来面目的宋人辑本《甘石星经》。不过令人欣慰的是,马王堆汉墓出土帛书中,有一部约成书于公元前170年左右,现存最早的天文学著作——《五星占》。它的出土,为我们了解中国早期天文学的成就,解决长期以来汉初所用历法等问题提供了宝贵的资料。
《五星占》共6
000余字,可分成9个部分,其中前5个部分,是以木、金、火、土、水星的顺序,分别对五大行星作了介绍,内容包括其所在的方位、名称、运行情况,以及在不同的时间、位置所代表的吉凶祸福的信息。第6部分也是星占部分,乃是五星总论,记录的内容是五大行星之间相互位置关系的变化所预示的吉凶祸福,其中较多的篇幅是金星。最后3个部分记录的是秦始皇元年(前246年)至西汉吕后元年(前187年)60年间木星的位置,以及秦始皇元年至西汉文帝三年(前177年)70年间土星和金星的位置,将这几颗行星的视运动情状(是指在地球上看到的天体运行情况,不是它们在宇宙间的实行运行轨迹),作了精确的观测记录。《五星占》中保存了大量甘德和石申天文学著作的内容。
首先,《五星占》记录了几个有关行星运动的较为准确的数据。根据《五星占》的记载,我们可以演算出,当时测量记录的金星会合周期为584.4日,比今天用现代科技手段测出的数据583.92日只多了0.48天。土星的会合周期为377日,比今天所测的378.09日只少了1.09日;土星的桓星周期为30年,比今天所测的29.46年只多了0.54年。木星的会合周期为395.44日,比今天所测399.88日差3.44日;木星的桓星周期为12年,比今天所测的11.46年只差了0.54年。在这里,所谓的桓星周期是指行星环绕太阳运行一周所需要的时间。而会合周期内容就要复杂一些。
所谓会合周期,牵涉到的是地球、太阳,及其它某一行星三者之间的关系。在太阳系里,行星都是以太阳为中心运行的,但人类是在太阳系中的行星之一——地球——上来观测其它行星运动的,这样就势必产生了地球、太阳与其它行星三者之间的关系。古人们把地球、太阳与某一颗行星处在同一条直线上,也就是三点成一线时的关系称之为“合”(呈地球——行星——太阳或地球——太阳——行星的关系)或“冲”(呈行星——地球——太阳的关系)。古人们把地球与某一行星从上一次“合”到下一次“合”的时间,或上一次“冲”到下一次“冲”的时间称之为“会合周期”。需要说明的是,“合”的概念直到东汉以后才出现,帛书的时代只能以“晨出”这一概念来表达同一内容。
此外值得一提的是,《五星占》不仅准确地记录了金星的会合周期,而且还测定出金星的每5个会合周期所需时间正好为8年。这一观测结果西方直到20世纪才提出来,而其精度也不过比这一结果少2天零10小时。由此可知,早在汉初我国的天文学已经达到了很高的成就。
其次,由《五星占》有关行星测量数据的准确,可以证明早在先秦时期,我国就已经发明了较为精密的天象观测仪器——浑议。
关于中国天象观测仪器的设计制造,文献中最早记载的是汉初的落下闳。汉代杨雄的《法言·重黎》篇记载:
或问浑天。曰:落下闳营之,鲜于妄人度之,耿中丞象之。
至于汉代以前中国是否已有了较为精密的天象观测仪,古今学术界一直颇有争议。这里我们可以有关“■NB338玑玉衡”的争论作为代表。《尚书·尧典》载:
在■NB338玑玉衡以齐七政。
于此,《史记·天官书》说:
北斗七星,所谓“旋、玑、玉衡以齐七政”。
是以“■NB338玑玉衡”为北斗七星。《史记集解》则说:
郑玄曰:■NB338玑玉衡,浑天仪也。运转者为玑,持正者为衡。七政,日月五星。
则是以“■NB338玑玉衡”为浑天仪。这两种不同意见的争论,可以一直持续到清以后。不过这些争论都是在文献中钩沉,所以总难以有结果。
现在,从《五星占》中有关行星位置较为精确的记载来看,先秦时期我国应当已经发明了较为精密的天象观测仪器了。在《五星占》中,有关行星的位置已能精确到兮,这是单凭肉眼观测所达不到的。
最后,是有关岁星纪年的问题。在中国古代有一种将天空分成十二个区的方法,叫做十二次,而古人们同时观测到本星绕天一周的时间正好是12年(古人的观测有误差,实际应该是11.46年),而且正好相当于每年经过十二次中的一次,所以人们把木星称为“岁星”。早在商代的时候,人们即已发现了木星的这一规律,到大约战国早期的时候,岁星纪年的方法开始确立,即以木星——也就是岁星——进入十二次的某一次来纪年。十二次的名称依次为星纪、玄枵、■訾、降娄、大梁、实沈、鹑首、鹑火、鹑尾、寿星、大火、析木。当木星位于“大火”时,便称之为“岁在大火”,如此类推。
但是,在中国古代同时存在着两种周天的分区法。除十二次外,另一种称之为十二辰,它是把天空以观测者所在的地平圈作为大圆,从正北开始,沿东、南、西的方向将天空划为12等分,称之为十二辰,以十二地支分别名之,其正北一辰即为子。十二次与十二辰的区别即在于,十二次是以天球赤道为大圆,将天空沿北、西、南、东的方向划分成十二区。也就是说,十二次与十二辰的方向正好是相反的,十二次的划分,与二十八宿是相对应的。上述两种周天分区的方法,分别是依据恒星的视运动和日月五大行星的视运动规律而加以确立的。
正是因为存在着这样两种截然相反的周天十二区的划分方法,使古人在纪年的问题上颇为麻烦。为了调和二者的关系,于是假想出这样一个天体,其名称因文献记载的不同,有“太岁”、“太阳”、“岁”等不同的叫法,设想它的运行速度同岁星一样,也是12年为一周天,而运行方向则正好与岁星相反,按十二辰的方向运行,每岁一辰,并将太岁与岁星结合在一起制订了一套岁名,例如《淮南子·天文训》中所列的十二岁名即为“太阳在寅,岁名曰摄提格,其雄为岁星,舍斗、牵牛;……”。这样只须将岁星所在的二十八宿星名换成相应的十二次,即是太岁与岁星相应的十二辰及十二次的位置,以及十二支对应的岁名。
一般看法认为,在战国及汉初使用的是太岁与岁星相结合的纪年法,至东汉以后干友纪年法才开始占统治地位。而有关汉初究竟用什么样的历法或称岁星纪年法,由于文献记载语焉不祥,一直是学术界争论不休的问题。秦使用颛顼历,汉代在武帝太初元年(前104年)开始采用太初历,那么在这之间是采用什么历法呢?《史记》及《汉书》说汉初用颛顼历,而宋代刘羲叟等认为是用殷历。帛书《五星占》的出土,为我们解决上述分歧提供了宝贵的资料。尽管通过对《五星占》的研究,学术界仍是仁者见仁,智者见智,但是进一步深入的分析,必须有助于最后澄清这一问题。
马王堆汉墓出土帛书中有关天文方面的内容,除了《五星占》以外,还有一部《天文气象杂占》。这部帛书高48厘米,宽150厘米,上面用朱、墨两色绘出云、气、恒星、彗星等图,案约250幅,每幅图下有简短的文字,说明该图案的名称、意义、占文等。这些内容共分6列,每列又分若干行,多者50余行,少者20余行,共计约300行。在此6行之下,另有了列无图的占文,共计57条。从内容来看,这部帛书是古代的兵家用来观云辩气识星以预卜军事形势的一种占书。
帛书第一列及第二列的前编绘的是各种云气的形状,据其文字说明可知是代表战国时列国的云图,而以“楚云”列于首位。
第二列中部开始直到第五列,绘有各种气、晕及虹,其内容表述的是古代的卜测吉凶的望气之术。
第六列的首尾分别绘有二十八宿中的房、心、尾三宿以及北斗七星。
第六列的中部,则是各种形状的29幅彗星图。可以说它们是这部帛书中的精华部分。尽管它们在帛书中的出现,是作为迷信的占星术的一部分,因为在古人看来,“彗星者,天之忌也”。(《淮南子·天文训》)但是,它却为人类保存了一份年代最早的彗星图。帛书《天文气象杂占》彗星图的编绘年代大约在战国末年,而现在所知最早在西方出现的彗星图产生于公元一世纪的中亚。
现代天文学告诉我们,彗星是由彗核、彗发及彗尾三部分组成。而从《天文气象杂占》中的彗星图我们可以看到,当时绘制的彗星都由头、尾两部分组成,其中头部一般都是表现为圆圈或圆点,有的圆圈内还有小的圆圈,说明当时已经注意到了彗核的结构。而五花八门的彗尾形状,则充分说明当时已经通过观测,精确地掌握了各种彗星及彗星在不同时期所具有的不同形状。从一个侧面反映出我国天文学在战国末年至汉初所取得的伟大成就。
(四)张家山出土的竹简《算数书》
中国传世最早的数学著作是《九章算术》。其作为名著历来受到重视。不仅有魏晋时的刘徽、唐代的李淳风等许多数学家为《九章算术》作过注释。而且还被译为日、俄、德、英许多文字,流传世界。诚如今人吴文俊《〈九章算术〉注释·序》所云,“《九章》与《几何原本》东西辉映,无疑是数学史上两大传世名著,也是现代数学的两大源泉。”《九章算术》的成书年代虽有不同说法,但说其年代最早的不超过西汉中期。[3]而江陵张家山247号汉墓所出土的竹简《算数书》抄写于西汉初年(大约在吕后至汉文帝初年以前),是比《九章算术》年代更早的数学名著。
《算数书》大约有200余支竹简,总字数约7
000余字,书名《算数书》三字写在一支竹简的背面,其韦编迹象表明该书下葬时是成卷的。
竹简《算数书》是和《九章算术》类似的数学著作。它以数学问题集的形式,反映中国的早期初等数学体系。全书共有60多个小标题,90多道问题。有的以算法为题,如《分乘》、《增减》、《相乘》、《合分》等;有些以《里田》、《税田》、《金价》、《程禾》等命题,同当时经济生活密切相关。还有的只有正文而未附小标题。《算数书》的内容有涉及一般法则的,如有一条关于分数的内容,其简文曰:“增减分
增分者增其子,减分者增其母。”前三字“增减分”是标题。正文讲的是算法的一般法则,其义是说:分子增加可使分数增值,分母增加可使分数减值。《算数书》更多的内容是一些具体的算题,以及答案和解法,这部分与《九章算术》类似。如《少广》篇在二书中都有。竹简《算数书》云:“少广:广一步半步。以一为二,半为一,同之三,以为法。即直二百四十步,亦以一为二,除如法得从(纵)步。为从(纵)百六十步。……”。《九章算术》卷四《少广》:“今有田广一步半,求田一亩,问从(纵)几何?答曰:一百六十步。术曰:下有半,是二分之一。以一为二,半为一,并之得三,为法。置田二百四十步,亦以一为二乘之,为实。实如法得从(纵)步。”[4]
可见《九章算术》与竹简《算数书》有着密切的渊源关系。竹简《算数书》不愧为“中国最早的数学专著。”
[5]
(五)张衡的科苑硕果
汉代是中国天文学发展的一个重要时期,这一时期,一方面对先秦以来的天文学成就进行了系统的总结,并且取得了进一步的发展;另一方面,一批先进的天文仪器的研制成功,使得对天象的观测更为详尽,准确。在此基础上制定的历法,也更加趋于完备。这一发展过程中的重要代表性人物,是东汉的大科学家张衡。
张衡,字平之,河南南阳人,生于章帝进初四年(794年)出身官宦之家,其祖父张堪曾做过汉蜀郡及渔阳太守。张衡自幼聪颖好学,博览群书。17岁开始出门游历,开阔眼界。后又负■NF3C5洛阳,进入当时的最高学府——太学深造。这一切为张衡以后的学术生涯奠定了坚实的基础。这期间,除了因生计而出任南阳太守的募僚以外,对于政府及权贵的累累征召,张衡均置之不理,潜心学问,改力于哲学、之义学、数学的研究。直到安帝永初四年(111年),张衡才最后应召入系,历任郎中、太史令、公车司马令、侍中等职,其中任太史令的时间最长,前后历14年之久。就在张衡任侍中后不久,即遭谗言,因而离开了京都洛阳,到河间王国中做了河间王丞相。在任期间,张衡“治威严,整法度,阴知奸党名姓,一时收禽,上下肃然,称为政理”。三年后,张衡再次调回洛阳任尚书之职,不久即逝于任上,终年62岁。
张衡一生最大的成就,是对天文学发展所做出的贡献。史载他“善机巧,尤致是于天文、阴阳、两算”。理论上,他完善了先秦以来有关宇宙三学说中的浑天说。在“天体如弹丸,其势斜倚”(《慎子》)、“我知天下之中央,燕之北,越之南”(《庄子》)等先秦有关宇宙认识论的基础上,张衡在其《浑天仪图注》中提出:“浑天如鸡子,天体圆如弹丸,地如鸡中黄,孤居于内,天大而地小,天表里有水,天之包地,犹壳之裹黄。”在他的另一部天文学著作《灵宪》当中,张衡进一步提出了“宇之表无极,宙之编天限”的宇宙无限思想。
为了形象地表述他的降天学说,张衡在前人浑仪的基础上制作了能直观地反映天象演变的精密仪器——浑天仪。浑天仪的主体是一个代表着天空的空心铜球,球面上准确地标绘出了二十八宿的位置,并有与地球的赤道相重合的赤道图,以及代表太阳运行轨道的黄道图。天球外有子午圈及地平圈,天球的天轴与子午圈相交的点,分别表示的就是北极和南极,而地平圈代表的是由当时的观测点延伸出去的地平面。天轴与地平圈作36°角倾斜相交,天球半露出地平圈上面,半隐于地平圈下。当天球以天轴为轴线,绕赤道圈旋转运行时(天轴线与赤道圈作垂直相交),实际上演示的就是当地球自转时所看到的星象的变化情况。为了真实地再现人们在实际观测当中看到的星象位移情景,张衡巧妙地将当时用于计时的漏壶原理运用于浑天仪,利用漏壶的恒动性及漏壶滴出的水的动力带动齿轮,使天球均匀地每天绕天球旋转一周,从而真实地演示出天体的运行过程。
在《灵宪》这部天文学著作中,张衡已经懂得用五大行星离地球有远近之分的假设,来解释五大行星运动有快有慢的现象,提出了行星运行“近天则迟,远天则速”的理论。
对于传说中的天狗吞月而导致月食的神话,张衡做出了科学的分析,他指出:月亮本身并没有光,她的光是来自于对太阳光的反射。而一且地球挡住了太阳的光线,月亮也就无法反射太阳光,于是便出现了月食现象。
此外,张衡记录了对2
500颗桓星的观测结果,其结果与近代天文学的观测极为接近。他测定地球绕太阳一周的时间是36514天,与近代365天5小时48分46秒的观测结果已极为相近。
在古代,给人类社会造成重大损害的天灾,除了水、旱以外,就是地震了,为了能够准确地预知地震发生的时间及地点,经过多年研究,张衡终于在汉顺帝阳嘉元年(132年)造出了世界上第一架地震测量仪——候风地动仪。候风地动仪以精铜铸成,圆径8尺(汉代一尺约合今23厘米),上下两部分扣合后,呈椭圆形,类似古代的酒尊。其内部结构由竖在正中的“都柱”及周围8组机械装置构成。在外表,有8条铜铸的龙与内部8组机械装置相连,分别代表相应的八方,龙口中含有小铜珠。龙下地面各有一铜蟾蜍,张嘴朝上,随时准备承接从龙嘴中掉落的铜珠。一旦在某一方面发生地震,震波传到洛阳,引起铜尊内都柱的摆动,因而触动相应方位的机械装置,牵动尊外的龙,铜珠便会从龙口中落入下面蟾蜍的嘴里,清脆的金属撞击声便会引起观测者的注意。由此能及时掌握远在千里之外发生地震的情况,并做出相应的反应。据记载,候风地动仪曾于顺帝永和三年(138年)准确地测知了发生在甘肃的一次地震,而地方政府的有关报告却在震后几天才到达京师,“于是皆服其妙”。
除天文学外,张衡一生在其它方面如数学、文学、美术等方面也都有相当造诣。史传曾有“数术穷天地,制作侔造化”的赞语。郭沫若先生在重修张衡墓的碑文中也评价说:“如此全面发展之人物,在世界史中亦所罕见。万祀行龄,令人景仰。”
(六)清代的天文数学及其他
自汉代以后,天文学和数学继续有所发展,至清代由于受西方文化的影响,数学研究成为一种热潮,不仅出现了“算学第一”的梅文鼎大师,而且连康熙皇帝也亲自主持编纂了数学巨著《数理精蕴》。在这股大潮中,荆楚地区也出现了数学及天文学研究的热潮,清代前期和中期也出现了一些比较有名气的天文学家和数学家。如江夏(今武汉市江夏县)人刘湘■ND02F(字允恭)。刘氏生活在清代前期,年少时拜宣城数学家、天文学家梅文鼎为师,并成为梅门高足,深受世人及官府的敬重。刘氏精通历算,对金星、水星的见解,深得其师梅文鼎的赞赏。晚年辞官引退,归家著述。著有《五星法象编》、《论日月食算稿》、《各省北极出地图说》、《答全椒吴荀淑历算十问书》等天文地理学著作。湖湘地区,如石门吴家庆著有《天官书纂》;清泉谭学元著有《推历指掌》、《星曜增考》;长沙黄渌著有《浑天仪象法》;湘阴黎光■NB072著有《星宗格要》,蒋国著有《历算精论》、《天文约旨》等天文、历算方面的著作。
入晚清以后,湖湘地区还出现了以丁取忠为首的数学研究群体。这个群体除丁取忠外,还有邹汉勋、邹汉池、李锡蕃、黄宗宪、左潜、曾纪鸿等学者。丁取忠(1810—1877),字肃存,号果巨(一号云梧),长沙县高塘岭(今属望城县)人,曾就学于长沙城南书院,潜心于数学研究。咸丰元年(1851年)出版了第一部数学专著《数学拾遗》,对“古今算家未尽之旨”多所发明,还提出了三元一次不定式方程组整数解的新方法。后来在邹汉池(字季澡)的协助下撰成《舆地经纬度里表》,在学生左潜、曾纪鸿的协助下编辑成《粟布演草》。从同治十年(1871年)到光绪三年(1877年),以六七年之久的时间,在长沙城北隅古荷池精舍,组织其学生黄宗宪、左潜、曾纪鸿等,主持编辑并刊刻出版了《白芙堂算学丛书》。丛书卷帙浩繁,共收录古代、近代、国外、包括其本人及其学生的数学著作23种。虽然存在一定的学术视野的局限,但在当时仍不失为一部集古今数学名著的数学丛书。出版后“风行海内,遂为畴人家必读之本”,其功甚伟。[6]
清代尤其是晚清自然科学研究的学术氛围,促进了谭嗣同《兴算学议。(写于1895年)和浏阳算学社的发表和兴起。还影响和造就了近现代地质学泰斗李四光(1889—1976)等科学巨量。
注释:
[1]
湖北省博物馆:《曾侯乙墓》,文物出版社1989年。
[2]
睡虎地秦墓竹简整理小组:《睡虎地秦墓竹简》,文物出版社1990年;饶崇颐、曾宪通:《楚地出土文献三种研究》,中华书局1993年。
[3]
杜石然等:《中国科学技术史稿》上册,科学出版社1982年版。
[4] 参见张家山汉墓竹简整理小组:《江陵张家山汉简概述》、《文物》1985年1期。
[5] 术子《中国最早的数学专著》《中国文物报》1999年10月13日。
[6]
诸可宝,《畴人传》(八)822页,万有文库本,商务印书馆1935年版。
网页编辑:陈海霞