落下闳:
将“二十四节气”完整引入《太初历》
查有梁
2016年,联合国教科文组织保护非物质文化遗产政府间委员会第十一届常会通过决议,将中国申报的“二十四节气——中国人通过观察太阳周年运动而形成的时间知识体系及其实践”正式列入人类非物质文化遗产代表作名录。中国的“二十四节气”,在申报中整体归入第四类非物质文化遗产领域,即“有关自然界和宇宙的知识和实践”。
位于南充市气象公园内的二十四节气浮雕 (南充市融媒体中心记者余中华 摄)
中华民族的先民对天象的观测与记录,源远流长。早在商代(约公元前1300年)的甲骨文中,就已出现对日月运行及天文历法知识的记载。商周时期,更形成了以天干地支依次排列组成的六十干支记日表,这是我国最早的日历体系。
在先秦历法中,人们已明确认识到冬至、夏至、春分、秋分这些关键的“节气”。而“二十四节气”系统完整的记载,则要晚至公元前150年左右才出现。据钱宝琮与刘朝阳先生考证,《周髀算经》第三部分已载有“二十四节气”的日影长度测量,其成书年代应不晚于公元前100年。但需指出的是,《周髀算经》所载的日月历法,建立在“盖天说”的宇宙论基础之上,认为日月星辰总在大地之上运行。这与后来建立在“浑天说”基础上、由汉武帝颁布的《太初历》有着根本差别。“浑天说”则认为,天体可以运行到大地下方。
落下闳于公元前110年至前104年间制作了“浑天仪”,用以观测二十八宿的赤道距度(赤经差),并在其制定的《太初历》中,创造性地将二十八宿与“二十四节气”紧密结合。从此,“浑天说”的宇宙论知识自汉武帝时代兴起,并逐渐在中国天文历法中占据统治地位。
直至今日,中国仍在使用的“汉历”(又称农历、阴阳合历),完整保留了“二十四节气”:立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨;立夏、小满、芒种、夏至、小暑、大暑;立秋、处暑、白露、秋分、寒露、霜降;立冬、小雪、大雪、冬至、小寒、大寒。在《太初历》中,“二十四节气”的奇数项被称为“节气”,偶数项则被称为“中气”。例如,“立春”为节气,“雨水”为中气,以此类推。农历月份的命名依据“中气”而定,如含有“雨水”的月份便定为正月。同时,确立了“以没有中气的月份为闰月”的原则,这使得“二十四节气”这一周期变化与春夏秋冬四季更替协调配合起来。这一制度从汉太初元年一直沿用至明末,此后仅做了细微调整。
《太初历》明确规定:以冬至所在之月为十一月,以正月为岁首,将迎接新年与迎接春天统一起来;实行“十九年七闰”的置闰周期,但具体以无“中气”之月为闰月。这使中国的汉历更趋科学化,更符合实际天象观测的结果。
落下闳将“二十四节气”完整地引入《太初历》,是一项重大的自主知识创新,解决了历法需“合乎天象”的关键难题。汉武帝当时采用了类似今日“大科学”工程的机制,从全国征召精通天文历法的学者,分成多个“小组”,共提出了18种历法方案。其中17种方案均以“盖天说”为基础,在实际天象观测的检验下被淘汰。唯有落下闳以“浑天说”为基础的“太初历”方案,历经三年连续观测,被证明“合乎天象”,最终获得认同,由汉武帝正式颁行全国。
在被否定的17种方案中,也包括太史公司马迁的方案。司马迁一方面将自己的方案记载于《史记》之中,同时他确定《史记》记事的下限止于《太初历》正式颁行的前一年。这实际上意味着,司马迁承认自《太初历》始,中国的历史将由新一代的“太史”来书写,这也从侧面印证了他对“二十四节气”完整入历及新置闰方式的认同。
“二十四节气”的知识,是劳动人民历经千年的智慧积累,而落下闳的贡献则在于“集大成,有创新”。他不仅利用浑天仪实际观测了“二十四节气”与“二十八星宿”的对应数据,还创立了名为“通其率”的近似分数算法,用以计算一系列天体运行周期的“大周期”——“太极上元”。
至南宋,世界公认的大数学家秦九韶在其巨著《数书九章》中,又将“落下闳算法”进一步提升为“求一术”。中国数学家再一次通过自主知识创新,走在了世界数学的前沿,为“二十四节气”及其背后的中国天文学体系提供了更为坚实的数学基础。
补充阅读
二十四节气歌
春雨惊春清谷天,夏满芒夏暑相连。
秋处露秋寒霜降,冬雪雪冬小大寒。
每月两节不变更,最多相差一两天。
上半年来六廿一,下半年是八廿三。
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来源:四川省地方志工作办公室
供稿:南充市地方志办公室
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