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明清之際官修歷書中的編新與述舊

2020-09-03 02:18王廣超董瑞華
科學文化評論 2020年2期

王廣超 董瑞華

摘 ? 要 ? 通過以太陽運動模型為中心,探討明清之際幾部官修歷書所表現出的編新與述舊的矛盾及原因。明末,耶穌會士來華,藉天算而傳教,翻譯西洋天文學書籍。起初,利瑪竇在翻譯十二宮時采用了“回回歷”的譯名。后來,《崇禎歷書》改用中國傳統十二次譯名。清初行用的《西洋新法歷書》中有關太陽運動的論述照搬自《崇禎歷書》??滴跬砟?,下旨編撰《歷象考成》,其中有關太陽運動采用了一種獨特的雙輪結構,此轉變或為響應康熙帝的關切。其中的參數與之前歷書中的無異,致使據此計算的歲次歷書的精度沒有明顯提升?!稓v象考成后編》引入了開普勒模型和牛頓的算法,精度有明顯的飛躍。然而,編者卻將其表述為與舊法無異的形式轉變。造成創新窘境的原因,是當時的歷算群體缺乏對天體運動規律探索的內驅力,所有的改變均是在外界壓力的推動下實現的。

關鍵詞 ? ?官修歷書 ?太陽運動模型 ?編新與述舊

中圖分類號 ? N092: P1-09

文獻標識碼 ? A

古代中西方天文學分屬不同的研究傳統。發端于古希臘傳統的西方天文學,相對比較獨立,采用黃道式的操作體系。而古代中國天文學則主要依附于皇權,采用了赤道式的坐標體系。隋唐以降,至宋元時期,西方天文學經由印度和伊斯蘭傳入中國,使得中國天文學發生一些轉變。但這些都是細枝末節,未觸及根本。明末,西洋傳教士來華傳教,引入西方天文學,創局修歷,從根本上改變了中國傳統的以赤道為主的計算體系。此轉變規模之大,程度之深,前所未有,故引發一系列爭議。這些爭議主要圍繞“中”與“西”,“新”與“舊”等對立的概念而展開。有關“中”和“西”方面的矛盾與沖突,學界主要從“西學中源”說展開討論,對此已有相當深入而全面的檢討。而關于“新”與“舊”的矛盾,關注明顯不足。本文試圖以太陽運動模型為中心,探討明清之際官修歷書所表現出的編新與述舊的矛盾與糾結及其背后的原因。 關于“明清之際”的歷史分期,本文采用了方豪先生(1894—1955)的界定,以萬歷年間西方傳教士來華傳教為上限,到清代中葉乾隆年間實行閉關政策為止[1]。

一 ? 《崇禎歷書》中的“型?!迸c“材質”

明末,西洋傳教士來華傳教,利瑪竇(Matteo Ricci,1552—1610)等確立了通過天算傳教的策略。盡管早期的耶穌會士試圖忠實地了解中國天文學,但是中西天文學的根本差異對這一嘗試造成了巨大障礙。中國天文學本質上是天極和赤道坐標系統的,主要依靠對拱極星的觀測,而歐洲天文學本質是黃道坐標體系,觀測主要依靠黃道星座及同時圈星的偕日升和偕日落。顯然,耶穌會士對中國這一完全陌生的天文體系毫無準備[2]。這就導致從利瑪竇到南懷仁(Ferdinand Verbiest,1623—1688),來華傳教士一直暗地里認為中國的科學是劣等科學,中國天文學是荒謬可笑的[3]。這種誤解直到19世紀末才得以澄清。因此,擺在利瑪竇等傳教士面前的問題是,如何將更為“高明”的歐洲天文學翻譯成中文,推進傳教事業。

翻譯西方黃道十二宮,是一個急需解決的基本問題。中國歷史上有兩種十二宮的翻譯方案:第一,為回回天文學方案。隋唐時期,印度天文學隨佛教傳入中國,至唐末已形成一套固定的十二宮譯名方案。這一方案為后來傳入中國的伊斯蘭天文學所繼承。明代欽天監中設有回回科,其所用的歷法推算以十二宮為基本坐標體系。第二,根據十二次演化來的十二宮方案。至北宋時期,或許是受印度天文學傳入的影響,官修歷書中出現了日躔黃道十二宮算法。其中所謂的黃道十二宮,并非是直接對黃道而是對赤道的劃分。即將赤道十二等分,投影在黃道上,每份為一宮,為黃道十二宮。譯名卻采用中國傳統十二次的名稱[4]。

回回歷與近代歐洲天文學同源,或許是出于這一考慮,利瑪竇在早期翻譯的譯著中,采用了回回歷法中的十二宮譯名?!稖喩w通憲圖說》是利氏與李之藻(1571—1630)較早翻譯的西方天文學論著。書中提出十二宮與二十四節氣精確對應(表1)[5]。這一方案在當時產生了一定影響,為明末王英明所著《歷體略》采納。

明代《大統歷》承襲自元代《授時歷》,其中載有日躔黃道十二次日時刻及分計算方法。由于日躔次或宮的時間根據太陽實行度推算,而節氣采用平氣注歷,即在天正冬至基礎上加氣策推算而成,因而節氣日時與日躔入次日時沒有精確對應關系,甚至有數日之差。這一差異體現在每年頒行的“歲次大統歷書”中。如《大明嘉靖六年歲次丁亥大統歷》三月節氣時刻及入次信息如下: ?十三日庚寅午初初刻谷雨,三月中;二十八日己巳申正二刻,立夏,四月節……而該月二十一日戊戌申初三刻后日躔大梁之次,宜用癸乙丁辛時[6]。從十三日到二十一日有八日之差。因此,利瑪竇等將日躔十二宮與二十四節氣對應起來,與明代官修歷書中的規定有相當大的差異。不過,利瑪竇等翻譯的書籍并沒有得以推廣,因此也就沒有引起強烈反應。

其后,徐光啟(1562—1633)組織編譯《崇禎歷書》,提出“融彼方之材質,入大統之型?!笨傮w目標。大體意思是,保持大統歷法基本框架不變,將西方天文學中的材質融入其中。當初,在設定治歷目標時,徐光啟提出三步走的構想:第一,會通之前,必須翻譯; ?第二,翻譯既有端緒,令甄明大統、深知法意者參詳考定; ?第三,事俊歷成,要求大備?;蛟S是受此影響,十二宮的譯名方案也有所調整?!冻绲潥v書》分五批進呈。第一批進呈的《測天約說》由傳教士鄧玉函(Johann Schreck,1576—1630)翻譯,其中的十二宮采用了傳統十二次的名稱,對應關系與利氏的無異(表2)。即以冬至點為起點,將黃道均分為十二份,每一份為一宮。并規定:太陽交宮時刻為中氣,交宮中點為節氣。因此,十二宮與二十四節氣有固定且精確的對應關系。

首批進呈的歷書還包括《日躔歷指》,詳細地介紹了太陽運動模型和算法。由于規定入宮時刻與中氣時刻嚴格對應,故此,只給出了節氣時刻的計算法,無專門討論日躔入宮方法。清初歲次時憲歷系依據《崇禎歷書》改編的系列歷書推算而成,其中的太陽入中氣時刻與日躔入次時刻相同,只是出于精簡考慮,省略了入次刻后面的分數。書末還附有各種立成表,包括太陽平行表、均數表以及變時表等。這些表封裝了復雜的三角函數運算。根據歷書中的立成表,只需進行簡單的加減運算,即可求出日躔入宮的時刻。諸立成表中,加減差(《歷象考成》中稱為“均數”)尤為關鍵,其中的數據是根據太陽運動模型和幾何知識推算出來的?!度挣饸v指》中太陽運動模型為偏心圓結構,如圖1所示。太陽以甲為偏心圓的模型中變速運動,離甲遠的地方速度小,近的地方速度大。

實際上,上述模型不僅提供了計算方面的依據,還具有宇宙論方面意義。圖中內圈為太陽運動的軌道,外圈則為黃道。對此,《測天約說》有專門的論述:

天之運動,三曜皆有兩種運動,宜以兩物測之,猶布帛之用尺度也。七政恒星皆一日一周,自東而西,則以赤道為其尺度。又各有遲速本行,自西而東,則以黃道為其尺度。凡動天皆宗于宗動天,故黃、赤二道皆系焉。[7]

可見,新法中黃道并非僅為日行之道,而是位于宗動天,為天體運動的參考。耶穌會士來華之際,正值西方天文學革命之時,但當時的傳教士對日心說鮮有提及,致力于介紹傳統的地心說。在五花八門的地心模型中,關于黃道的安置基本一致,均位于宗動天。

有意思的是,這一高度自洽的計算體系是建立在西方黃道十二宮坐標體系之上的,而此體系卻是通過中國傳統十二次和二十四節氣這一橋梁引入的。從一定意義上說,傳教士與其合作者們通過移花接木之法將西方黃道十二宮引入了中國。清代士人對傳教士的這一做法有深刻的認識,《明史》有云:

黃赤宮界十二宮之名見于爾雅,大抵皆依星宿而定,故宮有一定之宿,宿有常居之宮,由來尚矣。唐以后始用歲差,然亦天自為天、歲自為歲,宮與星仍舊不易。西洋之法以中氣過宮,而恒星既有歲進之差,于是宮無定宿,而宿可以遞居各宮。此變古法之大端也。[8]

盡管作者未對此變故進行褒貶評價,但從其敘述可看出這一轉變的重要性。

實際上,西方天文學是一套高度自洽的計算體系,在引入過程中即顯現出巨大威力,主要表現在日月食等特殊天象的預測,以及對天體運動的解釋力等方面。但是,當這一體系在從幕后走到臺前,清初正統化之后,卻引起中國士人的強烈反彈。

《崇禎歷書》后兩批由徐光啟的繼任者李天經(1579—1659)進呈。李氏雖在政治上不具備徐光啟的影響力,但在歷法西化方面卻激進得多。他曾多次提議改平氣為定氣注歷,即使用西洋黃道體系作為立算之依據。盡管新法未在崇禎朝得以頒行,但其積累的影響并未因舊朝的崩潰而消散。新朝廷建立之初,在湯若望(Johann Adam Schall von Bell,1592—1666)的努力下,基于《崇禎歷書》而改編的《西洋新法算書》成為官修歷書,迅速得以頒行[9]。從總體看來,《崇禎歷書》的翻譯其實僅完成徐光啟設定的第一目標,西法迅速的正統化,尤其改平氣為定氣注歷,采用西方十二宮為主的坐標體系,已經背離了徐氏的初衷。因為,中國傳統歷法的基本型模是二十八宿坐標體系,十二宮坐標體系是西方天文學的基本坐標系。傳教士等翻譯的天文學并沒有將西方的黃道十二宮納入二十八宿坐標體系,而是與之相反,通過移花接木之法,將西方黃道十二宮引入中國,成為立算之根本。這一做法,有一個現實的考慮,即可以直接將西方天文數表引介到中國,否則,翻譯和轉換數表的工作量將是巨大的。因此,從坐標系的角度看,實際發生的轉變可以說是“融大統之材質,入西法之型?!?。清初發生的有關歷算方面的爭議,主要集中于此。之后,康熙皇帝(1654—1722)通過“西學中源說”平息這場爭議,學界對此已做了充分的討論,本文主要關注于官修歷書在“新”和“舊”方面的糾結于徘徊。

二 ? 《歷象考成》中的“創新”

清初欽天監編算歲次歷書主要依據《西洋新法歷書》,此書由湯若望根據《崇禎歷書》刪改壓縮而成,僅就歷法推算來說,基本沒有變化。此后,南懷仁對《西洋新法歷書》進行了修正,于康熙十七年(1678)制成《康熙永年表》(下文稱《永年表》),此后歲次歷書的編算以此為據。南懷仁的修正僅限于數表,未涉及天體運動模型。后來,康熙在晚年時決定在蒙養齋開局修歷,制成《欽若歷書》,雍正初改名為《歷象考成》(下文稱《考成》),共42卷,分上下兩編,于雍正四年(1726)正式頒行,之后的歲次時憲歷(書)即依此推算。相較于《西洋新法歷書》,《考成》最明顯的改變是日躔模型,改偏心圓為本輪-均輪結構(圖2)。之所以有如此改變,或許與康熙帝有關。因為在1711年,康熙親測日影,發現欽天監推算的夏至時刻與其觀測不符,而這正是編撰《考成》的直接原因[10]。

從一定意義上說,《考成》中的雙輪模型是一種創新。因為,之前的《西洋新法歷書》中的模型采用的是第谷的偏心圓結構,這是直接譯自第谷的弟子隆戈蒙塔努斯(Christen S?rensen Longomontanus,1562—1647)《丹麥天文學》(Astronomia Danica,1622)一書[11]。而古代歐洲天文學,雙輪模型主要用于描述行星的復雜運動,未見用于描述太陽運動的情況?!犊汲伞分刑栠\動的雙輪結構,從技術方面,主要是將遠地點的緩慢運動考慮在內。而實際上,可能是出于對康熙皇帝關切的響應??滴醯壑砸幾胍徊啃職v,直接的原因是發現欽天監推算的夏至時刻與其測算不符。而夏至時刻的推算,歸根結底取決于太陽運動模型。這就迫使《考成》的編者需要對太陽運動模型做一個形式上的轉變。

進一步的考察,我們發現,雙輪結構只是一種形式上的創新,因為模型的參數未變:兩心差仍為358416,與《西洋新法歷書》和《永年表》中的無異;測算當年遠地點距離春分點的角度是97°04' 04",每年東行速率為61",這些均與《永年表》的數值相同。盡管參數沒有變化,但《考成》的編者們為重新“獲得”這些參數,卻頗費了一番周折[12]。他們先是用《西洋新法算書》中的方法,得出與《永年表》不同的一套參數,這在他們看是不可以接受的。于是,用另一套方法重新測算,構建出了與《永年表》相同的數據才算罷休[13]。

更進一步的考察,我們發現,《考成》中用于推算模型參數的五個觀測數據非常精確,遠遠超出了當時欽天監觀測儀器的精度。這就存在兩種可能: ?第一,這些數據完全是為拼湊這些參數而捏造出來的,其更為精確,純屬偶然; ?第二,編算者確實通過某種渠道獲得了更為精確地數據,這些數據卻被用于構造和推算過時保守的模型和參數。究竟是哪一種可能,仍需進一步考察。

四 ? 結論

明末,傳教士在譯介西洋黃道十二宮時,采用了中國傳統十二次的名稱,通過將其與二十四節氣精確對應的方法,實現了移花接木的轉變。因此,最初的轉變,是傳入中國的新法或西法,貼上了舊標簽。明清鼎革,以湯若望為首的傳教士,積極順應形勢的轉變,將已編好的《崇禎歷書》刪改,改名為《西洋新法歷書》,進獻給新朝廷,新法迅速得以正統化??滴跬砟隂Q定修撰《考成》,其中的太陽運動模型采用了一種獨特的雙輪結構。用于推算模型參數的觀測數據非常精確,但最終得出的結果卻與之前歷書中的參數無異。其中的雙輪模型只是形式上的創新,或許只是為了應付康熙皇帝的關注,依此模型計算的歲次歷書的精度沒有實質的提升?!逗缶帯凡捎昧藱E圓模型,據此計算的歷書的精度有了質的飛躍,但卻被包裝成與之前的歷書沒有明顯的差別、理路上是相通的轉變。由此可見,盡管朝野上下均認為推算太陽位置非常重要,但很長時間才有實質性突破。朝廷盡管集中了資源,具有與外界交流的渠道,但卻在“新”“舊”之間來回徘徊。而民間歷算家,雖有改變的熱情,卻一直抱有“中”“西”之別的偏見。

人本質上是不喜創新的,甚至可以說,對新事物存在天然的敵意或反感。古人如此,今人亦無不同。眾所周知,近代西方科學產生于古希臘,古希臘擁有獨特的批判傳統,但從根本上是不喜創新,張卜天從概念流變的角度對此進行了討論[16]。托馬斯·庫恩(Thomas S. Kuhn,1922—1996)認為,我們當今的科學共同體,從根本上也是壓抑創新的,因為創新往往會破壞人們對固有信念的承諾??茖W共同體的目的,主要是解決疑難,而非創造新理論[17]。不可否認,在中國,現代意義上的科學共同體形成于20世紀中期。但是,中國古代的天文學,尤其官修歷算系統,實際上具有一些現代科學共同體的特征。比如,欽天監的歷算官員們擁有相同的信念,遵守統一的法則,致力于解決明確的科學問題,即編制較為精確的天文數表,以預報特殊天象。明清之際欽天監的一個重要任務,是能夠準確地計算日、月食。而西方天算之所以能訊速地傳入中國,也正是出于解決這一現實問題的需要。面對西方的新方法和新理論,當時的有識之士,不得不采用一種相對迂回的措施予以接納,即所謂的“融彼方之材質,入大統之型?!?。西方的黃道十二宮則通過傳統的譯名表達出來,形式上的創新依然保留著過去的參數,本質的創新卻需通過舊有的話語體系予以包裝。這就導致官修歷書中出現編新與述舊的窘境。而造成這種窘境的主要原因,作者認為,是明清之際歷算家群體缺乏內驅力,即對天體運動規律本身的探索,而只有在外界壓力下的因應與妥協。明末,正是出于準確預推天象的目的,士人們開始引入西方天文學。而康熙朝的歷法改革,也是由于康熙帝的關注,造出如此奇特的太陽運動模型?!逗缶帯返男拮舱浅鲇谥暗臍v法無法準確推算日月食的考慮。而一旦問題得到解決,外在的制約力量稍許緩和之后,由于缺乏更為基本的內在驅動,整個體系又回歸到平庸的階段。歷官們又開始得過且過,其結果是歲次歷書的編算出現不同程度的偏誤。而同時期的歐洲天文學卻已經歷了科學革命,不再以構建精密的天體運動模型為主要目的,而是在開普勒和牛頓等建立的新天文學范式中,探索更為基本的宇宙規律。

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Abstract: Centered on the solar motion model, this article tries to examine the contradiction shown by the official calendar between editing new theories and expounding old one during the late Ming and middle Qing Dynasties. During the end of the Ming Dynasty, earlier Jesuits came to China to preach through translating Western astronomy books. Matteo Ricci used the translation terms of the twelve zodiac signs in the Chinese and Islamic astronomy to translate Western twelve zodiac signs. Later Chongzhen Lishu adopted the traditional Chinese translation of twelve stations to translate the twelve zodiac signs. The depiction of the Sun Movement in Xiyang Xinfa Lishu inherited totally the Chongzhen Lishu. In his later years, Kangxi determined to compile Lixiang Kaocheng, which uses a two-wheel model for the solar movement. The seemingly innovation might have corresponded with Emperor Kangxi's attention. The parameters remain unchanged, resulting in little change in the accuracy of the annual almanacs according to the new calendar books. Lixiang Kaocheng Houbian introduces Kepler's model and Newton's calculation table. The accuracy has improved significantly, but it was phrased as no different from the old method. The reason for this dilemma of innovation is that the calendar group at that time are deficient in internal driving force for exploring the internal law of celestial movement, and all of the changes that happened were caused by external driving forces.

Keywords: official calendars, solar models, compilation and rewriting

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