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天文历法家集

本集收录中国历代以天文观测、历法推算、仪器制造著称的六位科学家,自东汉张衡始,至清初梅文鼎终,贯穿一千六百余年。他们或制浑天、地动之仪以测天象地理,或造水运仪象以集观测报时于一身,或推授时、大衍之历以正农时,或著《梦溪笔谈》以汇百工之学,皆于中国天文学、历法学之发展有开创之功,亦为世界科学史之重要坐标。

本册包含条目

序号标题出处时代主要人物
张衡《后汉书·张衡传》东汉张衡
一行《旧唐书·一行传》一行(张遂)
沈括《宋史·沈括传》北宋沈括
苏颂《宋史·苏颂传》北宋苏颂
郭守敬《元史·郭守敬传》郭守敬
梅文鼎《畴人传》梅文鼎

一、张衡

基本信息

项目内容
姓名张衡
朝代东汉
字号字平子
籍贯南阳西鄂(今河南南阳石桥镇)
学科天文、数学、机械、文学
出处《后汉书·张衡传》

生平事迹

张衡,字平子,南阳西鄂人。少善属文,游于三辅,入京师,观太学,遂通《五经》,贯六艺。虽才高于世,而无骄尚之情,常从容淡静,不好交接俗人。永元中,举孝廉不行,连辟公府不就。善机巧,尤致思于天文、阴阳、历算,常耽好《玄经》。安帝雅闻衡善术学,公车特征拜郎中,再迁为太史令。遂乃研核阴阳,妙尽璇机之正,作浑天仪,著《灵宪》、《算罔论》,言论详明。后迁侍中,帝引在帷幄,讽议左右。

顺帝初,复为太史令。阳嘉元年,复造候风地动仪,以精铜铸成,员径八尺,合盖隆起,形似酒尊,饰以篆文山龟鸟兽之形。中有都柱,傍行八道,施关发机。外有八龙,首衔铜丸,下有蟾蜍,张口承之。如有地动,尊则振龙机发吐丸,而蟾蜍衔之,伺者因此觉知。尝一龙机发而地不觉动,京师学者咸怪其无征,后数日驿至,果地震陇西,于是皆服其妙。

衡不慕当世,所居之官辄积年不徙。后迁侍中,为宦官所谮,意不平,乃作《思玄赋》以宣寄情志。永和初,出为河间相,治威严,整法度,上下肃然。视事三年,上书乞骸骨,征拜尚书。年六十二,永和四年卒。所著诗、赋、铭、七言、《灵宪》、《应间》、《七辩》、《巡诰》、《悬图》凡三十二篇。崔瑗为作碑铭,称其"数术穷天地,制作侔造化"。

原文摘录

衡善机巧,尤致思于天文、阴阳、历算。常耽好《玄经》。……遂乃研核阴阳,妙尽璇机之正,作浑天仪,著《灵宪》、《算罔论》,言论详明。——《后汉书·张衡传》

阳嘉元年,复造候风地动仪。以精铜铸成,员径八尺,合盖隆起,形似酒尊,饰以篆文山龟鸟兽之形。……虽一龙发机,而七首不动,寻其方面,乃知震之所在。验之以事,合契若神。——《后汉书·张衡传》

科学成就与历史影响

张衡集天文、机械、数学、文学于一身,为中国古代"通儒"之典范。其浑天仪承前代浑天说而集大成,候风地动仪则为世界上最早之地震测验仪器,比欧洲同类仪器早一千七百余年。《灵宪》一书提出月食乃地影所蔽之故,并测得日月角径,皆具相当科学价值。文学方面,《二京赋》、《四愁诗》亦为汉赋名篇,影响深远。

崔瑗、葛洪以下,历代皆盛称张衡。后世将其与同时代之托勒密并称,誉为古代天文学之双璧,李约瑟称其为"科学与文学并峙之奇才"。今月球背面有"张衡环形山",太阳系小行星 1802 号以"张衡"命名,可见其在世界科学史上的崇高地位。

二、一行

基本信息

项目内容
姓名一行(俗名张遂)
朝代
字号法号一行,谥大慧禅师
籍贯魏州昌乐(今河南南乐)
学科天文、历法、数学
出处《旧唐书·一行传》

生平事迹

一行,本名张遂,魏州昌乐人,襄州都督、郯国公公谨之孙也。少聪敏,博览经史,尤精历象、阴阳、五行之学。时道士尹崇博学,藏先达珍籍,一行诣崇借扬雄《太玄经》,数日复还。崇大惊,自以不如,由是名振长安。武三思慕其学行,欲与结交,一行逃匿以避之。寻出家为僧,隐于嵩山,师事普寂禅师,研习禅要,又通律算历法。

玄宗开元九年,诏一行入长安,改撰新历。一行乃推大衍之数,立术以应之,撰《大衍历》。其历分历、步、发敛、交会、晷漏诸术,体例完备,后世历家皆遵其法,沿袭垂千年。一行又与梁令瓒同造黄道游仪,以测日月五星行度,复造水运浑天俯视图,置钟鼓于其上,皆能自鸣。

一行主持天文大地测量,命南宫说等测量河南滑县、开封、扶沟、上蔡四地之北极高度及日影长度,求得子午线一度之长,为世界最早之子午线实测。其测量虽精度有限,然方法之创设,远早西方约九百年。一行又观测恒星位置,发现与古测不同,此即恒星自行现象之最早发现,比英国哈雷早近千年。开元十五年,《大衍历》草成而一行卒于长安华严寺,年四十五。玄宗悼之,辍朝三日,谥曰大慧禅师。

原文摘录

一行少聪敏,博览经史,尤精历象、阴阳、五行之学。时道士尹崇博学,藏先达珍籍,一行诣崇借扬雄《太玄经》,数日复还。崇大惊,自以不如,由是名振长安。——《旧唐书·一行传》

开元九年,诏一行入长安,改撰新历。一行乃推大衍之数,立术以应之,撰《大衍历》。——《旧唐书·一行传》

科学成就与历史影响

一行以僧人身份入主国家天文历法事业,集宗教与科学于一身,其《大衍历》标志着中国古代历法体系的成熟。其主持之子午线实测,乃人类历史上首次大规模地理测量,虽所得数据精度有限,然开创之功不可泯灭。其发现恒星位置与古不同,已含恒星自行之理,远早西方。

一行之贡献,使唐代天文学处于当时世界领先地位。其后宋元历家皆奉《大衍历》为圭臬,影响垂千年。今国际天文联合会将月球上一个环形山命名为"一行",可见其在世界天文学史之地位。

三、沈括

基本信息

项目内容
姓名沈括
朝代北宋
字号字存中
籍贯钱塘(今浙江杭州)
学科天文、数学、物理、地质、地理、医学
出处《宋史·沈括传》

生平事迹

沈括,字存中,钱塘人。父周,官至太常少卿。括少博览古今,于书无所不通。嘉祐末,擢进士第,编校昭文书籍,为馆阁校勘。神宗时,王安石行新法,括悉心赞助,参与变法。历太子中允、检正中书刑房公事,提举司天监。括博学善文,于天文、方志、律历、音乐、医药、卜算,皆通晓,论者以为博学无出其右者。

提举司天监期间,括推荐卫朴修《奉元历》,并改制浑仪、浮漏、景表等天文仪器,亲自观测天象。其发现磁针所指"微偏东,不全南也",即地磁偏角之最早记录,比欧洲哥伦布发现早四百余年。括又言"月本无光,犹银丸,日耀之乃光耳",准确解释月光为日所照之反射。出知延州时,考察延州化石,因悟古气候变迁之理,并推断古代植物化为石,地质学眼光之精深可见一斑。

元丰间,括出使辽国,谈判边界,归著《使虏图抄》。后坐事谪均州团练副使,安置秀州。晚岁居润州梦溪园,著《梦溪笔谈》二十六卷,所记天文、数学、物理、化学、生物、地质、地理、医学、农学、冶金、工程、文艺,无所不包,被誉为"中国科学史上的坐标"。括又精算学,创"隙积术"、"会圆术",前者为高阶等差级数求和之始,后者推算弧长,皆开后世数学之先河。绍圣二年卒,年六十五。

原文摘录

括博学善文,于天文、方志、律历、音乐、医药、卜算,皆通晓,论者以为博学无出其右者。——《宋史·沈括传》

方家以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。——《梦溪笔谈》

科学成就与历史影响

沈括为中国古代博学家之冠,其《梦溪笔谈》被誉为"中国科学史上的里程碑"。其地磁偏角之发现、月光反射之解释、化石成因之推断、隙积会圆之算法,皆早于西方数百年至千年。英国李约瑟盛称其为"中国科学史中最卓越的人物",并称《梦溪笔谈》为"中国科学史上的坐标"。

沈括之贡献跨越多学科,其博学深思之精神,集宋代士大夫科学素养之大成,亦为后世科学研究开辟方向。今有学者将《梦溪笔谈》与英国培根之《新工具》并称,视为东方科学方法论之代表,可见其在世界科学史上之地位。

四、苏颂

基本信息

项目内容
姓名苏颂
朝代北宋
字号字子容
籍贯泉州同安(今福建厦门同安),后徙居丹阳
学科天文、机械、本草学
出处《宋史·苏颂传》

生平事迹

苏颂,字子容,泉州同安人,后徙居丹阳。父绅,官至翰林学士。颂少承家学,博通经史。庆历二年,登进士第,授汉阳军判官,历仕仁宗、英宗、神宗、哲宗四朝,官至右仆射兼中书侍郎(即宰相),加太子太师,封魏国公。颂为人谨厚,虽位极人臣,而自奉甚俭,为政宽简,不严而治。

颂以学问博洽著称,于天文、医药、律历皆精。元祐七年,奉命检验太史局新旧浑仪,与吏部令史韩公廉合作,造水运仪象台。台高十二丈,分三层,上层浑仪以测天,中层浑象以象天,下层设木阁以报时,以水力驱动,集观测、演示、报时于一身,结构精巧,乃世界最早之机械钟,比欧洲类似钟表早六百年。颂著《新仪象法要》三卷,详记其结构图说,为后世研究中国古代天文仪器之珍贵文献。

颂又奉诏编修本草,著《本草图经》二十卷,附图三十六类,所收药物近八百种,每药必绘图说明形态产地,乃中国现存最早之附图本草学专著,对后世药物学发展影响深远。建中靖国元年卒,年八十二,赠司空,谥正简。颂之博学,时人以为自文穆宋绶后未见其比。

原文摘录

颂器局闳远,不与人校短长,于法令纲目,虽纤悉必审,遇事辄办。……自书契以来,经史、九流、百家之说,至于图纬、律吕、星官、算法、山经、本草、方书,无所不通。——《宋史·苏颂传》

科学成就与历史影响

苏颂既居相位,又精科学,于中国古代士大夫中可谓绝无仅有。其主持制造之水运仪象台,集天文观测、天象演示、自动报时于一体,结构之精巧为世界机械钟之先导,其中所用之擒纵机构已具备后世钟表擒纵器之雏形。《新仪象法要》一书所附图样,使后人得以复原此一伟大的机械装置。

《本草图经》开中国药物图谱之先河,李时珍著《本草纲目》多采其说。苏颂之科学贡献,使北宋天文学与药物学俱臻当时世界顶峰,李约瑟称其为"中国古代最伟大的天文学家之一"。

五、郭守敬

基本信息

项目内容
姓名郭守敬
朝代
字号字若思
籍贯顺德邢台(今河北邢台)
学科天文、历法、水利、数学
出处《元史·郭守敬传》

生平事迹

郭守敬,字若思,顺德邢台人。祖父荣,通五经,精算数、水利,守敬幼从荣学。后又从刘秉忠学天文、律历。至元元年,张文谦荐守敬于世祖,授提举诸路河渠,自此入仕。守敬陈水利六事,世祖奇之,授都水监。后从张文谦行省西夏,修浚古渠,皆有成绩,民利赖之。

至元十三年,世祖以旧《大明历》岁久浸疏,诏守敬与王恂等改治新历。守敬言"历之本在于测验,而测验之器莫先仪表",乃创简仪、仰仪、正方案、景符、窥几等天文仪器十余种。其中简仪简化传统浑仪之多重环组,结构明晰,乃世界天文仪器史上重大革新,比欧洲类似仪器早三百余年。守敬主持大规模天文观测,自南海至北海,设二十七所观测点,测各地纬度、日影,规模空前。

至元十七年,新历成,赐名《授时历》,颁行天下。其历推算一年为365.2425日,与公历回归年长度相同,比格里高利历早三百余年。守敬又筑灵台,造仪器,亲自观测,前后四十余年。又修通惠河,引白浮泉水入大都,运道畅通,民受其惠。延祐二年卒,年八十六。守敬虽位至昭文馆大学士、知太史院事,然仍亲治仪器,考求历数,至老不衰。

原文摘录

守敬稽古而有容,治历明时,成就为多。历之稽古,自汉以下,未有能及之者。——《元史·郭守敬传》

守敬言:"历之本在于测验,而测验之器莫先仪表。"——《元史·郭守敬传》

科学成就与历史影响

郭守敬为中国古代天文学之集大成者,其所制《授时历》乃中国古代最精良之历法,精度领先世界三百余年。其创制之简仪等天文仪器,结构创新,使天文观测精确度大幅提升。其主持之大规模天文大地测量,规模空前绝后。

郭守敬又精水利,修通惠河解决大都漕运,至今北京水利系统犹有遗迹。郭守敬在天文、历法、数学、水利诸领域皆有开创性贡献,被誉为中国古代科学之巅峰。1970年国际天文学联合会将月球背面一环形山命名为"郭守敬环形山",1977年小行星2012号命名为"郭守敬星"。

六、梅文鼎

基本信息

项目内容
姓名梅文鼎
朝代
字号字定九,号勿庵
籍贯安徽宣城
学科数学、天文历法
出处《畴人传》

生平事迹

梅文鼎,字定九,号勿庵,安徽宣城人。生于明崇祯六年。幼承家学,父士昌,通经史。文鼎少时从塾师习经,辄好天文算术。年二十七,与弟文鼐、文麐同习历算。康熙间,以布衣通历法之学,名动公卿。

文鼎一生著述宏富,凡八十余种,后人辑为《梅氏丛书辑要》六十卷。其学融汇中西,于中国传统之天元术、勾股算术,与传入之西方几何、三角、对数,皆深研究。著《方程论》、《勾股举隅》、《平三角举要》、《弧三角举要》、《环中黍尺》、《暂堵测量》、《笔算》、《历学骈枝》、《交食蒙求》等,系统整理古代数学,并介绍西方数学方法。

康熙二十八年,文鼎谒康熙帝于德州,帝命与李光地论历算。康熙四十一年,帝南巡,再召见于德州行在,赐"绩学参微"匾额。文鼎历学主张会通中西,而不盲目排斥西法,亦不轻弃中法,开清初历算会通中西之风。文鼎之学,影响后世历算家梅毂成、明安图等,形成皖派数学。康熙六十年卒,年八十九。阮元撰《畴人传》以文鼎为传主之首,称其"国朝算学第一"。

原文摘录

梅文鼎,字定九,号勿庵,宣城人。通历算之学,著书八十余种。康熙中,大学士李光地延致之。……康熙四十一年,帝南巡,召见于德州行在,赐"绩学参微"四字。——《畴人传》

科学成就与历史影响

梅文鼎为清初历算之集大成者,承明末徐光启、李之藻会通中西之绪,将西方数学与中国传统算学系统整理融汇。其著述宏富,门类齐全,使清初数学研究呈现新面貌,开乾嘉以后数学研究之先河。

康熙帝称其为"历算第一名家",阮元《畴人传》列其为首传,可见其在清代科学史上之地位。其孙梅毂成入值内廷,参与修《历象考成》,明安图、董祐诚等皆承其学。梅文鼎之会通中西之学风,影响中国近代科学之转型,为中国科学由传统走向近代之重要桥梁。

主要来源与延伸阅读

  • 《后汉书·张衡传》(中华书局点校本)
  • 《旧唐书·一行传》(中华书局点校本)
  • 《宋史·沈括传》、《宋史·苏颂传》(中华书局点校本)
  • 《元史·郭守敬传》(中华书局点校本)
  • 沈括《梦溪笔谈》(上海古籍出版社校证本)
  • 苏颂《新仪象法要》(商务印书馆万有文库本)
  • 阮元《畴人传》(商务印书馆)
  • 李约瑟《中国科学技术史》(科学出版社)

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