四、天文历法

天文历法是我国古代科学中发达最早和成就最大的学科之一，经过世代天文学家的努力，天文历法工作不断取得进展。到元代，著名科学家郭守敬、王恂等人在进行大量观测并吸取前人研究精髓的基础上，于 1281 年编撰了十分精密的历法——授时历，从而把我国古代天文历法的研究工作推向了新的高峰。可惜，明王朝建立以后，由于对天文历法的研究工作采取了极其错误的政策，兼之墨守成规、不思改革的思潮泛滥，致使具有优良传统和雄厚基础的天文历法工作失去了生机，迅速从光辉的高峰上跌落下来，进入了一个停滞不前甚至倒退的黑暗时期。

明太祖朱元璋为了加强明王朝的封建统治，采取了一系列思想控制措施，对于天文历法的研究，也制定了极其严厉的法律条例，不许民间私自习历、造历，违者或充军或处死。

明代所采用的历法叫大统历，其实它就是授时历，仅改变了名字而已。大多数历官只能依样画葫芦，穷于应付皇历的颁布。虽然在使用过程中，也曾发现预推结果与实际天象不符的情况，但多无可奈何，不了了之。在朱载堉提出改历之议前，也曾有人提出对历法作小修小改的意见，但由于提议者本身学识肤浅，不能切中要害，更加上反对的势力强大，这些人多以大统历

“理数极精，古今历无过之者”为由反对改革祖宗之法，所以改历之事一直束之高阁。这样年复一年，恪守旧法之风益甚，造成了官方历法研究死水一潭的状况，用明孝宗的话说，已经形成了“朝士鲜知星历者”的可悲局面。朱载堉正是这样的历史背景下，开始他的天文历法研究工作的。首先朱

载堉要冒很大的风险才能从事天文历法的研究，没有足够的胆识是不敢问津天文历法这一禁区的。其次，朱载堉必须突破祖制不可变的思想藩篱，与盲目迷信授时历或大统历的社会思潮相抗争。如果没有这样的精神，即使涉足于天文历法这一领域，也将一事无成。再者，朱载堉面对着朝野人士对于天文历法基本无知的形势，他必须从头开始，靠自己的努力，一点一点地学习、摸索，以期解其术、通其法，进而“采众说之所长”，并力求达到“青出于蓝而胜于蓝、冰生于水而寒于水”的新境界。为此，朱载堉不知付出了多少辛勤的汗水。

朱载堉从研究史志所载各家历法入手，步入天文历法领域。通过刻苦的学习和研究，先后编撰了两种历法——黄钟历和圣寿万年历。

黄钟历和圣寿万年历均取中国古代传统历法的经典形式。黄钟历共分九篇，分别解决 24 节气、72 候的计算；月朔和闰月的安排；每日日影长度、漏刻更点和南中天星象的推求；日、月交食的预报，日、月五星运动的计算及其在恒星间所处位置的预报等等天文历法问题。圣寿万年历与之大同小异，共分八篇。这两种历法，除所设历元不同，和因此导致的若干天文数据有所变化外，和授时历并无重大的差异。

从表面上看，黄钟历和圣寿万年历分别取万历九年（1581 年）和嘉靖三十三年（1554 年）为历元。但实际上在进行各种历法问题的具体推算时，黄钟历是以 1581 年前的 300 年，即 1281 年为实际历元，而圣寿万年历则是以

1554 年前的 4560 年，即公元前 3007 年为实际历元。

黄钟历和圣寿万年历对授时历最有意义的修正，是关于回归年长度及其古今变化的研究。

我们知道，回归年长度（T）并非恒量，而是一个随时间而变化的变量，任一年（t）的回归年长度值可由下式表达：

T=365.24219878-0.0000000614（t-1900）

这是由现代天体力学推导出的理论公式。

在我国古代，关于回归年长度古大今小的概念，是由南宋天文学者杨忠辅首先提出的，在他的统天历中，他建立了求任一年回归年长度值的公式：

T=365.2425-0.000002116（t-1195）

元代郭守敬等人，接受了杨忠辅的这一概念，并在他们的授时历中给出了经过修正的新算式：

T=365.2425-0.0002t0

式中 t0 为以 1281 年起算的整世纪数。

朱载堉批判地继承了杨忠辅、郭守敬等人的成果，建立了回归年长度古今变化的新公式：

在黄钟历中，设实际历元（1281 年）的回归年长度为 365.2425 日， T=365.2425-0.00000175（t-1281）

在圣寿万年历中，设实际历元（公元前 3007 年—公元 1554 年前的 4560

年）的回归年长度为 365.25 日， T=365.25-0.00000175（t+3006）

这两个公式基本上是等价的，依之计算，T 值仅有约 0.000002 日之差。这样，朱载堉纠正了郭守敬等人回归年长度消长法的不当之处，在探索

回归年长度古今变化规律的道路上又迈进了一步。

在编撰黄钟历的过程中，朱载堉几乎对古代历法的所有重要问题都作了评述，其心得载于《黄钟历议》之中。后来在编撰圣寿万年历时，他又对历代冬至时刻、晷影测量和交食记录作了详细的考证，而写成《万年历备考》。这些研究工作的方法，正如朱载堉自己所说的是：“辑名历五十家，倾心考证，时刻分秒，期吻合于玑衡”，其目的则是“采众说之所长，羽翼大统，广其未备”。

《黄钟历议》共有 36 篇，其中前 12 篇主要论述音律与历法的关系，后

24 篇则论述历法的各种问题，并对地理纬度测量新法进行了探讨。

在编撰圣寿万年历的过程中，朱载堉又进行了许多天文历法的研究工作。特别是对冬至时刻和交食的分析测算。冬至时刻的测定，也就是 24 节气的测定，它与农业生产有较密切的关系。而交食是最明显的天象之一，其预报准确与否，是检验历法的最可靠方法。朱载堉对这两个重要问题进行了深入的研究，其成果就是《万年历备考》中收载的《诸历冬至考》、《二至晷景考》和《古今交食考》等 3 篇专题论文。

朱载堉深知历法“欲求精密，则须依凭象器测验天文，积日累月，务得其实，而后缀以算术，立为定法，方可成一代之懿制，传之万世而无弊也”。可是，朱载堉所面临的现实却是“仪表之具，生来目所未睹，况能知其距度之疏密，展次之广狭乎”。这无疑限制了朱载堉天文才能的施展。虽然如此，朱载堉还是作了力所能及的努力，他动手制作了一些小型的天文仪具，设计了新的测量方法，取得了很好的结果。朱载堉的天文历法工作不只在于历法的编撰本身，还在于他吸取了先辈天文历法家许多宝贵的思想和成果，并加以发扬光大，不但给当时处于凋零枯萎的天文历法界注入了生机，也为后世天文历法的发展开拓了道路。