没有望远镜和计算器的唐代,他们如何算出最精确的历法?

360影视 国产动漫 2025-09-13 16:25 1

摘要:大唐开元十七年(公元729年),僧人一行制定的《大衍历》颁行全国。这部历法以精密计算和实测数据著称,标志着中国古代历法体系的成熟,影响了中国及东亚各国数百年的时间计量方式。

一千三百年前,一位僧人用脚步丈量大地,用算筹计算星辰,编制出一部领先世界的大唐历法。

大唐开元十七年(公元729年),僧人一行制定的《大衍历》颁行全国。这部历法以精密计算和实测数据著称,标志着中国古代历法体系的成熟,影响了中国及东亚各国数百年的时间计量方式。

一行

大唐开元年间,国力达到鼎盛,农业、手工业、商业空前繁荣。然而,当时使用的《麟德历》却逐渐显露出误差。

春天该来的时候,太阳迟迟不到“雨水”节气;秋天该收的时候,月亮又总比预报的晚几天圆。到了唐高宗时期,误差已经大到“朔望乖爽,留逆进退”的程度。

月初的月亮该出现在清晨,却在傍晚才升起;应该按时到来的日食,要么提前要么推后,搞得地方官和百姓人心惶惶。历法不准不仅影响农业生产,更被视为王朝是否顺应天命的标志。

开元五年(717年),年仅21岁的僧人张遂(法名“一行”)从嵩山少林寺来到长安,经宰相张说推荐,入宫面见唐玄宗。

这位后来被称为“算学第一”的僧人,此前已因精通天文历法名动天下。他曾步行丈量从滑县到蔚县的距离,验证古书中“千里差一寸”的说法是否准确;还设计过“覆矩”仪器,用来测量北极星的高度,测算地理纬度。

面对皇帝“修正历法”的请求,一行回答:“今欲创历,必先测日影,验气朔,此其本也。”(要编新历法,必须先通过实测太阳影子确定冬至、夏至的时间,再观测月亮的盈亏周期,这是历法的根本)

为了编订新历,一行开始了中国历史上规模空前的天文测量。他从长安出发,带着团队南下杭州、南昌、广州,北至铁勒(今蒙古国境内),在全国13个地点设立了观测站。

每到一处,他们便用“圭表”测量正午太阳的影子长度,记录昼夜长短的变化;用“漏刻”(古代计时器)精确记录日出日落的时间;还观测了木星、火星等行星的运行轨迹。

这些测量数据推翻了前人“南北千里,影差一寸”的粗略结论。测量发现:在北纬34度的洛阳,冬至日正午的日影长度是“丈二尺七寸”(约4.1米),夏至日则是“五寸三分”(约1.7米)。

而在更北的滑县(北纬35度),冬至日影比洛阳长约“一寸”(约3.3厘米),夏至日影则短“一寸”。他们得出“每度相差约3.5厘米”的精确结论——这其实就是世界上最早的“子午线一度弧长”测量。

除了实地测量,一行还参考了前代所有历法的成果。他仔细研究了汉代《太初历》、唐代《麟德历》的优缺点。

他发现《麟德历》虽然计算简便,但在计算“日月合朔”(月亮和太阳同时出现在天空同一方向)时误差较大,容易导致“月食预报不准”。于是,他决定采用更复杂的数学方法,用“定气法”代替前代的“平气法”来划分节气。

前代历法用“平气法”,把太阳年平均分成24份,每一份为一个节气,每份约15.21875天。这种方法简单,但不符合太阳实际运行的快慢——实际上,太阳在冬至附近运行最快,夏至附近最慢。

一行提出的“定气法”,则是根据太阳实际运行的位置来确定节气:太阳走到黄经0度时是春分,90度是夏至,180度是秋分,270度是冬至,中间每个节气对应太阳移动15度。

虽然计算复杂得多,但能更准确地反映太阳的运行规律,让“春分秋分”“夏至冬至”这些关键节气的日期几乎完全符合实际天象。

经过六年的艰苦测算,开元十五年(727年),一行的《大衍历》初稿完成。这部历法共分十篇,包括“步中朔术”(计算日月运行)、“步发敛术”(计算节气和月相)、“步日躔术”(计算太阳位置)、“步月离术”(计算月亮位置)等。

《大衍历》的精度非常高。根据现代天文计算,唐代开元十二年(724年)冬至的时刻是“十一月甲子日辰时三刻”(约上午7点45分);而用《大衍历》推算的结果是“十一月甲子日辰时二刻”(约上午7点30分),误差仅15分钟。

要知道,在没有望远镜、计算器的唐代,这样的精度堪称“奇迹”。

开元十六年(728年),经过朝廷组织的专家评审,《大衍历》正式被唐玄宗批准颁行。这一年九月,朝廷发布诏令:“其《大衍历》宜令司天台施行,诸司历博士及诸色人等,不得更有私习余历。”(从今往后,全国所有官方和民间使用的历法,都必须以《大衍历》为准,禁止私自研习其他历法)

《大衍历》的颁行,立刻在民间产生了巨大影响。农民们根据历书上的“节气歌”,知道“清明前后,种瓜点豆”该在什么时候;商人根据“朔望”日期安排货物运输,避免因月相不清耽误夜间行船。

地方官则按照历书上的“社日”“腊日”组织祭祀活动,祈求丰收和平安。甚至连日本的遣唐使都把《大衍历》带回国内,日本天皇下令仿照唐制,用《大衍历》指导农业生产。

直到今天,日本的一些传统节日,如“节分”(撒豆驱鬼)、“七夕”(乞巧节),仍然保留着唐代历法的影子。

《大衍历》代表了中国古代天文学从“经验总结”向“理论体系”的跨越。在一行之前,历法的制定主要依赖前人经验和简单观测;而《大衍历》通过大量实测数据,结合数学推导,建立了一套完整的天文模型。

宋代天文学家沈括在编制《十二气历》时,就借鉴了《大衍历》的“定气法”;元代郭守敬编订《授时历》时,更是直接继承了《大衍历》的实测精神和数学方法。

英国科学史家李约瑟在《中国科学技术史》中评价:“《大衍历》是当时世界上最先进的历法,它的出现,标志着中国古代天文学进入了一个新的高峰。”

从728年颁行到763年被《五纪历》取代,《大衍历》在中国使用了35年,其影响远播日本,贯穿整个唐代甚至延续到宋代。一行和《大衍历》的故事告诉我们:在没有现代科技的时代,人们用脚步丈量大地,用算筹推导星辰,用严谨的态度对待每一个“今天”。这种对规律的尊重、对知识的敬畏,在任何时代都是推动文明向前发展的根本力量。

来源:世事传真

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