【典籍里的中國科技】
習近平總書記強調:“要把優秀傳統文化的精神標識提煉出來、展示出來,把優秀傳統文化中具有當代價值、世界意義的文化精髓提煉出來、展示出來。”
今開設【典籍里的中國科技】欄目,旨在從簡牘中探尋中華民族的科學精神與創新基因,為加快建設科技強國、實現高水平科技自立自強厚植歷史底蘊與文化自信。
本期,請與中國科協之聲一道從《尚書·堯典》出發,探尋古代歷法的故事。
往古來今謂之宙,四方上下謂之宇
古人觀測天象
通過空間變化逐步得到時間的觀念
日升日落,便有了一天的觀念
月圓月缺,便有了一月的觀念
寒來暑往,便有了一年的觀念
歷法是推算日、月、年,并使其與相關天象對應的方法。今天是24節氣的最后一個節氣——大寒。農諺有云:“過了大寒,又是一年”。大寒節氣接近春節,開始充滿辭舊迎新的喜悅與歡樂。這種時節氛圍,從側面也反映了我國歷法與民生民俗的深厚聯結。
《尚書·堯典》中提到堯帝命羲和兄弟制作歷法的故事。
欽若昊天,歷象日月星辰,敬授民時。
意思就是堯帝命令羲和,按照太陽、月亮和五星運行的自然規律,測定節候,并將歷法賦予百姓,使知時令變化,不誤農時。這種通過觀測宇宙間日月運行規律,并在自然規律下從事生產生活,是人類適應自然、融入自然,讓人類活動與自然相適應的發展思路,體現了“天人合一”的哲學思想。
古代先民制定歷法不僅有《尚書·堯典》的文字記載,還有歷史遺存予以佐證。
在山西陶寺村的史前遺址中,考古工作者于王級大墓里,發現了一根漆桿,用紅、綠、黑漆漆成刻度線。這根漆桿就是我國最早發現的圭表測影工具。漆桿上面的刻度都與時節對應。這說明除了觀測日出等自然現象之外,在夏代之前的新石器時代晚期,中國先民已經掌握了圭表測影等主要的天文學觀測方法。
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陶寺史前天文臺及圭表 來源:《文明的積淀——中國古代科技》
那當時一年有多少天呢?
《尚書·堯典》中提到:
期三百有六旬有六日,以閏月定四時成歲。
大意是說,一年三百六十六天,用閏月來調節四時節氣,形成一年的歲時。“閏”的本義是余數。南北朝時期編寫的《千字文》中“閏余成歲”正是來源于此,即積累數年的閏余并成一個月,放在閏年里。
為什么古人早早便發明了閏月的概念?
根據現代科學,我們知道這是因為地球公轉的時間既非365天,也非366天,而是365天5小時48分46秒。我們自古以農立身,若長期使用固定日數比如《尚書·堯典》記載的366天的年歷,久而久之便與實際季節之間產生較大誤差,非常影響生產生活。于是設立閏月協調天文觀測與生產生活需求。這種兼顧月相與太陽周期的陰陽合歷,體現了古人順應自然規律、調和陰陽節律的系統思維,彰顯了追求自然與社會和諧的思想。觀象授時的實踐,標志著中國古代天文學已邁入早期發展階段。
到了漢代,因舊歷誤差日益明顯,漢武帝劉徹決定改歷。《漢書·律歷志》記錄了改歷的具體工作:
乃定東西,立晷儀,下漏刻,以追二十八宿相距于四方,舉終以定朔晦分至,躔離弦望。
歷法的基礎便是測。中國最古老的天文儀器是“表”“圭”“日晷”等。這些儀器觀測方法在漢初已普遍應用,但當改歷進行一段時間后,發現歷法還是制定不出來。于是皇帝就征召民間天文學家:
乃選治歷鄧平及長樂司馬可,酒泉候宜君,侍郎尊及與民間治歷者,凡二十余人。方士唐都、巴郡落下閎與焉,都分天部,而閎運算轉歷。
由此可見,從巴郡征召上來的落下閎受到重用并運算轉歷。從民間征召天文學人才的舉措,可以看出古代舉全國之力制定歷法的決心,也是官方靈活用人的非常之舉,是古代科技進步的重要動力。最后制定的歷法正是由鄧平和落下閎等人制定的“八十一分法”歷法,即《太初歷》。
太初改歷過程中取得的成就是多方面的,其中之一就是把二十四節氣納入歷法計算,建立了中國的“陰陽合歷”的歷法體系。即以朔望月紀月,把回歸年分成二十四節氣,然后用置閏月的辦法來協調太陽年和太陰年,使得季節與月份大體上保持同步。而在閏月的安排上,太初歷首次提出了“無中氣置閏”的規則,這樣就把季節和月份的關系協調得十分合理,這個方法在農歷中一直沿用至今。
《太初歷》一改之前十月為歲首的習俗,確立“以孟春正月為歲首”的歷法制度。即正月初一為一年的開始。“春節”之名誕生不過一百余年,但春節這個節日,從太初改歷后在我國卻流傳了數千年。為了紀念,后世將主持太初改歷的落下閎稱為“春節老人”。
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落下閎故里四川閬中的銅像和渾儀
1280年,郭守敬、王恂等人在前人研究的基礎上,集各歷之精華,經“四海測驗”和大規模恒星觀測而獲得精確數據,運用宋代以來的數學最新成就,加上自己的創新,編制出我國古代最優秀的歷法——授時歷,把古代歷法體系推向高峰。其繼承了南宋楊忠輔統天歷的成果,定一年的長度為365.2425日,與理論值僅差23秒,和現今世界通用歷法《格里高利歷》所使用的回歸年長度值相同。
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渾儀(左)和簡儀(右)現存放于紫金山天文臺
明末大儒顧炎武說:“三代以上,人人皆知天文。”意思是夏商周之前,人們就普遍具有必要的天文知識了。今天,仍有一群人在為我們堅守“時間的秩序”:在中國科學院國家授時中心——其名正源自《尚書·堯典》中的“敬授民時”——所授的時,便是我們耳熟能詳的“北京時間”。
編者手記
撰寫此文時,耳邊不時回響起童蒙讀物《千字文》開頭的幾句話:“天地玄黃,宇宙洪荒。日月盈昃,辰宿列張。寒來暑往,秋收冬藏。閏余成歲,律呂調陽。”先民時期就用歷法指導生產生活,一千多年前將之作為孩童開蒙的基礎常識,這種“順應自然、天人合一”的理念是中華文明刻入基因的生活智慧與生存哲學,并通過代代相傳,塑造了中華民族獨特的時空觀,也成為我們認知世界、探索自然的底層邏輯。
中國科協之聲編輯 張慧凱
參考資料:
1.《文明的積淀——中國古代科技》孫小淳著 中國科學技術出版社2024年1月第1版
2.科普時報《陰陽歷法:自然和諧,敬授民時——中國古代重要科技發明創造(三十一)》王渝生
3.光明網《光明文化周末:閏余》
4.光明日報《拜謁“春節老人”落下閎》
5.北京大學歷史學系公眾號《北大史學|郭津嵩:<太初改歷始末考>》
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