姚舜铺
陈久金
姚舜辅籍贯、生卒年不详,活跃于北宋崇宁至大观年间(1102—1110 年)。天文学。
姚舜辅为宋司天监历官,先于崇宁二年(1103)自造占天历,颁行三年。又于崇宁五年(1106)受命造纪元历,一直行用到北宋灭亡(1126)。靖康之乱,北宋天文文献档案散失殆尽,纪元历也亡佚,直至绍兴二年(1132)宋高宗用重金收购得纪元历法,又颁行至乾道四年(1168)改用乾道历为止。
纪元历在观测数据、观测方法和计算方法等方面都取得了重要的成就。姚舜辅的主要贡献是:
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进行宋代最精密的一次恒星位置观测古代以二十八宿距度作为度量的标准,坐标不准,势必给观测结果带来误差,以往二十八宿赤道距度只准确到度,对此姚舜辅作了大胆的改革,实测二十八宿赤道距度,准确到四分之一度,以少、半、太表示,使精度提高了一大步。北宋共进行了七次恒星位置的观测,其中,杨惟德在景■年间(1034)测量的平均误差为0.67°;周琮在皇■年间(1052)测量的平均误差为 0.47°;而姚舜辅测量的平均误差仅为 0.15°。可见他的观测精度已达到空前精密的程度。
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创立多组冬至时刻的测定方法准确测定冬至时刻是制定精密历法所需最基本的数据,是治历之要务。可惜宋代历法累改,一些人只知写子换母,忽略了实测工作,以致行用不久即见疏阔。《元史》载《授时历议》说:
“刘宋祖冲之尝取冬至前后二十三、四日间晷景,折取其中,定为冬至;且以日差比课,推定时刻。⋯⋯纪元以后诸历,为法加详,大抵不出冲之之法。”“积日累月,实测中晷,自选日以及近日,取前后日率相埒者,参考同异,⋯⋯以取数多者为定。”授时历每年取五组以上观测数据的折衷值,是继承了纪元历的方法。纪元历所以受到人们的长期推崇,创法测取更精密的冬至时刻是其中一个原因。
- 发明以观测金星定太阳方位的方法纪元历及《宋史》均无此记载, 但《元史·历志》有如下记载:
“古人欲测躔度所在,必以昏旦夜半中星衡考其所距,⋯⋯晋姜岌首以月食冲检,知日度所在;纪元历复以太白志其相距远近,于昏后明前验定星度,因得日躔。”
从授时历对于太阳位置观测方法的历史叙述可知,利用金星作为媒介来测太阳位置的方法,是由姚舜辅发明的。金星是除日月以外全天最亮的天体,在日落前和日出后的一段时间内,仍然在天空能够看到它,这时可直接测出太阳与金星的角距,然后在太阳下山后(或日出前)可看到其他恒星时,测出金星的入宿度,计入两次观测间金星移动的角距,便可推得太
阳的方位。这个方法简单易行,所得结果也较精确,为后世天文学家测定太阳方位提供了一种十分有力的手段。
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五星行度的观测姚舜辅曾对五星的运动周期和历元位置作过精密测量。平均地说,这些数据确是历代最为精确的数据之一,它们在其后很长一段时间内都被历法家视为最权威的数据。
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改进计算方法姚舜辅在历法计算中也有一些创造发明。由于中国古代几何学贫乏,黄赤道数值的换算大约直接在浑仪或浑象上比量,姚舜辅创立了一种黄赤道差的经验换算公式,计算简便,结果精确。后他又发现以往历法家推求不同季节月亮偏离黄道的度数有误差,便对它作了经验性的修正。这二项改进都提高了计算的精确度,为今后历法家所沿用。
总之,纪元历是两宋和金辽以来最有成就也是最有影响的历法。南宋统治者对它十分重视,南宋的历法家在制定新历时,大多依据纪元历,在检验新历精度时,也大多参照纪元历作为比较的标准。辽代和金代都用大明历,其法不详。据《金史·历志》的说法,是“因宋纪元历而增损之”。这就是说,大明历是以纪元为法的。赵知微的重修大明历也以纪元为法。朱文鑫《历法通志》说:“其步气朔、卦候、日躔、晷漏、月离、交会、五星,皆与纪元历相似,故说者谓知微之于纪元,犹五纪之于麟德,正元之于大衍也。”授时历中很多天文观测方法和计算方法也都来自纪元历, 或者是从纪元历得到启发而加以发展。因此,姚舜辅实为我国著名的历法大家,具有深厚的天文学基础和数学才能,在中国历法史上多所创造,做出巨大贡献。