论文部分内容阅读
隋唐时期是整个中国传统历法史上最为重要的大变革时期。公元6世纪中叶,北齐天文历算家张子信历经长期观测,发现日行盈缩、行星公转不均匀性和月亮视差的现象,这三大重要发现的宣布为隋唐时期历法的重大变革奠定了观测基础。本文基于这一历史背景,对历法大变革时期前后十余部历法作全面考察,涉及到的历法包含南北朝时期的《正光历》《兴和历》以及隋唐时期的《皇极历》《大业历》《戊寅元历》《麟德历》等,并将从文本的校勘研究、文本中的内容研究——如历法中天文数表及算法的天文意义、构造原理和精度分析等方面,并结合相关史料利用历法知识研究历法对社会的影响和历法的应用情况这三个维度展开研究。在掌握丰富详实的文献史料的基础上,采用横向研究与纵向研究相结合、文献解读与数理分析相结合、内史与外史研究相结合的方法,在前人成果基础上对中国传统历法研究做出新的推进。具体工作如下:1.前人在对中国传统历法中的算法术文校勘时,通常做法是对原术文进行修订以使其满足对应的算理,却并未留意历法家在制历时为达到简练行文的目的经常会使用一种承前省略的表达方式。以隋唐时期《皇极历》《麟德历》《大衍历》以及《宣明历》这四部历法中的月亮改正项算法和月亮极黄纬算法为例,通过分别比对各历法中的这两个算法原术文的记载情况,探讨其构造原理,指出原术文记载无错,不需要进行增补,从而纠正了前人校勘中存在的问题。研究表明我们在对历法术文校勘时不仅需做出严谨的论证,同时也需足够重视古人的表达习惯,应尽可能依照原文,不要去轻易校勘。2.天文数表作为中国传统历法中的重要组成部分。其中,月离表用以修正月亮运动的不均匀性,规定月亮过近(远)地点的时刻为一个近点周期的起算点,但在算法的制定中需要得知以夜半(昏或晨)为一日起算点的月亮实行分,故设计算法对月离表中的“速分”一栏数值作修正。通过梳理历法中记载的相应算法,发现历法家曾使用两种不同算法系统,分别是隋唐历法中的“月转日定分术”和宋元历法中的“每日转定度”。解读这两种算法的原术文,并探讨其构造原理,指出该算法在隋唐历法中表现形式更具一般性,而在宋元历法中仅在相邻两日的月亮实行分之差相等的条件下,才能得到准确的结果。研究表明该算法的引入并非我们通常认知的从特殊到一般化的发展过程。3.步日躔与月离章算法是历法编制的基础,对之后的交食和行星有重要影响。定朔望时刻及日月位置的推算直接影响着交食的预测,太阳视运动不均匀性自隋代《皇极历》开始就被引入五星推步算法中以提高行星位置计算精度。通过解读南北朝隋唐历法中的日躔与月离推步算法并构建定朔算法模型,分析《皇极历》中设计“推月与日同度术”复杂算法的原因,得知隋代之前历法中的定朔算法仅在平朔基础上以线性插值方式修正月亮不均匀性改正项得到,还未考虑太阳不均匀性。隋唐历法中的定朔算法已将太阳和月亮不均匀性改正项都引入,以修正平朔算法,得到定朔时刻。但是对于月亮改正项的修正在不同历法中存在着差异,而且刘焯在《皇极历》中设计“推月与日同度术”复杂算法也与其定朔算法中的月亮改正项的修正设计有关联。4.中国传统历法的步交会章中除了交食的食甚、食分和食延等项目,交食亏复方位也是非常重要的算法,它对完整描述交食过程不可或缺,且被视为验证历法好坏的标准之一。因此,自曹魏《景初历》到明《大统历》《回回历》一直有记载。然而,前人对这部分术文的理解及校勘仍存在不足之处。通过对术文的详细解读,指出中国传统历法中的交食亏复方位算法可分为四类。进而分析探讨算法的造术原理,认为最早的《景初历》起角术实际有误,其背后或蕴含粗糙模型的思想,随后《大业历》算法逐渐过渡到《大衍历》算法,成为后世历法中的亏复方位算法主流。另一方面,《皇极历》的术文繁杂,是依据观测制定,之后的《钦天历》算法体现出其似乎来源于一完善的天球模型理论。5.在中国古代行星理论发展史上,隋代刘焯所制《皇极历》占据着重要地位。这是因为《皇极历》首次将张子信发现太阳视运动与行星公转不均匀现象引入到五星推步算法中,较两汉和南北朝的历法前进了一大步。对《皇极历》步五星术文详细解读基础上,利用Python语言模拟《皇极历》推算外行星视位置的算法,讨论在约公元600-630年期间外行星真黄经的误差,其结果为木星、火星和土星的黄经最大绝对误差分别为5.27°、17.67°、5.10°。分析表明,《皇极历》外行星视位置的误差结果可能是由于行星的定见时刻推算、行星动态描述的分段处理方案,以及留段目的时长等方面因素造成的。6.在中国古代传统历法中,通常使用夜半和平旦这两个时刻作为干支日的分界线。对陕西出土的西魏北周时期的佛教造像碑记载的时间信息与《二十史朔闰表》等工具书进行初步的对比与分析,发现部分朔日干支与所在月份存在不合现象,表现为日名序号数差一。又以魏晋南北朝时期官方行用的《景初历》《大明历》《正光历》三部历法进行推算,结果表明:凡是朔日日名干支序号数进一的皆是朔小余大于0.8的情况,也就是当合朔时刻在昏之后,造像碑上的朔日日名会使用下一日的日名干支。因此,昏可以被认为是中国古代除夜半和平旦之外的一种新的日界。7.二十四气在农业生产中具有重要的指导意义,也是中国传统历法的重要组成部分,自西汉《太初历》起就被引入到历法作为时间刻度用以推算日躔、月离、晷漏等项目。通过对历史文献整理后发现二十四气名称与次序曾经历过四次变化。东汉以降学者就此问题的原因一直存有分歧。以历法为切入点,结合典籍和历法文献中的记载,复原早期文献中二十四气的名称和次序,辨析“启蛰”与“惊蛰”的关系,阐述二十四气与物候在被引入历法前后的内涵演变,进而分析给出了二十四气次序变化的根本原因。