皇极历

《皇极历》为隋刘焯所制定。刘焯,信都(今河北冀县)人,他聪明好学,是个博学之士,当时有人认为他是“数百年已来,博学通儒,无能出其右者”①。他写《历书》10 卷,所制定的《皇极历》是当时最好的历法。刘焯的创见很多,例如,他算出的岁差数值最精确。什么是岁差数值?按照天体运行的规律,地球绕太阳一周是一年。但准确地说,这一个冬至点到下一个冬至点的位置是有变化的,冬至点在黄道(从地球上看太阳一年在天空移动一圈,实际上地球绕太阳一圈,人们看到的太阳移动路线就叫黄道)上大约每年西移 50.2 秒,就 71 年 8 个月差一度。这种冬至点在黄道上的移动距离就是岁差数值。

晋代以前,我国天文学家还不知道有岁差存在。晋成帝(325—342 在位) 时,虞喜第一次提出,50 年冬至点西移一度。南北朝时,祖冲之首先在历法中考虑到岁差,但他认为 45 年 11 个月岁差一度。到了隋代,刘焯在历法中

使用 75 年差一度的岁差数值。这与准确的岁差数值已经非常接近。当时,西

方还是沿用 100 年差一度的数值,可见刘焯的《皇极历》是先进的。刘焯的另一贡献,是在《皇极历》中采用了定朔的方法。

定朔是针对平朔而言。月亮绕地球运行的轨道是椭圆形的,当月亮运行到近地点时速度最快,到远地点时速度最慢。由于运行的速度有变化,由这一个朔日到下一个朔日也不是固定的。有时长达 29 天 19 小时多,有时则仅

有 29 天 6 小时多,其平均长度为 29 天 12 小时 44 分 03 秒。根据这个平均数来决定朔日即为平朔。当然,古代并没有把数字推算得如此准确。

朔日这一天的特点,是月球和太阳的黄经相等,也就是日、月几乎是同时出没。用平朔法决定朔日和这种实际情况不完全一致。于是,南朝刘宋时何承天撰《元嘉历》就主张用定朔法决定朔日,也就是把日、月黄经相等时, 即日、月同时出没这一天定为朔日。但由于定朔法可能导致四个大月相连和三个小月相连的情况,遂遭人反对而未实行。

刘焯继承了何承天、祖冲之等人的先进思想,制定《皇极历》时采用了定朔法,考虑了祖冲之的岁差法。同时,还创用一种内插法,也就是计算定朔的校正数的方法。

刘焯的各种成就,使《皇极历》的科学程度大有提高,虽因太史令张胄玄的反对而未被采用,但其科学价值是不容忽视的。