中国明朝时期的天文学
从明朝开国至万历年间的200年中,政府严禁民间私人研习天文历法,规定"习历者遣戌,造历者诛死"。这道禁令严重地阻碍了天文学的发展,但由于天文学家、航海家与工艺家共同不断的努力,天文学说与天文事业仍有不同程度的发展。
1.天文学理论和天文观测
明朝的天文学理论,较前有一定的进步。董谷作《豢龙子》一书,对宇宙起源问题提出了朴素唯物主义的设想,认为宇宙没有开端,也没有终极,而某一具体的天体系统则有一个生灭发展的过程。明邢云路著《古今律历考》一书,认为"星月之往来,皆太阳一气之牵系也"。明确提出行星运动是受太阳牵引的结果,这与刻卜勒的思想有异曲同工之妙,且已开了万有引力说的先河。明末宋应星在《天工开物》中著有《谈天》、《论气》等篇,认为"盈天地皆气也",把"气"作为构成物的基础,具有唯物主义色彩。他还对日食作出了比较科学的解释。以上都说明明朝的天文学说对传统理论有所突破。
明朝的天文设施、历法推算与仪器制造,较前更完善与精密。洪武十七年(1384年)在南京鸡鸣山设观象台,台内设有天体仪、浑仪、简仪等。50年后,又复制了一套浑仪、简仪置于北京齐化门。这两件仪器今尚存于南京紫金山天文台。明朝还在司天台设立回回科,把元代设在上都的回回天文台人员召回北京,翻译了《明译天文书》等。成化年间,贝琳又译出《七政推步》,介绍了回回历法的推算方法。明末光学仪器专家孙云球在苏州自制"千里镜",据民国《吴县志》上说,在城郊七里外的虎丘山上用此镜观察城内,景物如在眼前,可见"千里镜"已大大超过目测能力,这可以说是我国自制望远镜的开始。此后,徐光启用望远镜亲自进行月蚀观察,发出了"与目测迥异"的感慨。
在天象观测中,1572年与1604年对超新星爆发的观测是中国天文学家的一大贡献。1572年的超新星,我国比西方的第谷早发现3天,多观察了一个多月,而且观察周密,记录尽善。
明朝天文学的另一个贡献,是航海天文学所取得的举世瞩目的成就。明茅元仪所编《武备志》中,记载过洋牵星图4幅,为郑和七次下"西洋"的航海图,描述了从中国刘家港经南海、东南亚海域、印度洋直达非洲东海岸的线路,这是航海天文学的宝贵资料。书中还介绍了测量星辰地平高度的方法——牵星术。用大小不同的牵星板进行观察,确定星辰高度,并与罗盘相配合,以解决海上的航向问题。
2.西方天文学的传入与《祟祯历书》
明朝末期,随着一些耶稣会传教士来到中国,西方天文学知识逐渐传播,促使中国传统天文学向近代天文学转变。
利玛窦(1552-1610年)首先介绍了有关日月蚀的原理,七曜与地球体积的比较,西方已测知的恒星,天文观测仪器的制造等。随后,熊三拔(1575-1620年)著《简平仪说》、《表度说》,详细介绍了简平仪的用法以及根据天文学原理测日定时的方法。1610年来华的阳玛诺(1574-1659年)著《天问略》,用问答形式说明了天象原理,并附有图片。
崇祯年间,成立了历局并聘用龙华民(1559-1654年)、邓玉函(1576-1630年)、汤若望(1591-1666年)等耶稣会教士参与历法修改,并翻译西方著作,编制天文图表,制作观测仪器等。在编纂《崇祯历书》时,确定了利用西方的方法"入大统之模型"的方针。这部长达137卷的历书于1634年完成,其中采用了丹麦天文学家第谷的宇宙体系。此体系认为,日月在不同层次围绕地球运转,其他行星围绕太阳行转,这虽是介于哥白尼与托勒密之间的折中体系,但在中国第一次冲破了地球中心说,这不能不说是一个很大的进步。《崇祯历书》引入了明确的地球概念和西方经纬度测定计算方法,使天文计算,特别是日、月蚀计算比传统方法更加精确。《崇祯历书》首先采用360度制,一天为96刻,经度以12次为系统,纬度从赤道起算至90度。这个计算方法也比传统方法简便。此外,《崇祯历书》以本轮、均轮体系解释天体运动的速度变化,使中国天文学从代数系统转向几何系统。《崇祯历书》的编就,说明中国天文学走向了一个新的阶段。
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