中國明朝時(shí)期的天文學(xué)
從明朝開國至萬歷年間的200年中,政府嚴(yán)禁民間私人研習(xí)天文歷法,規(guī)定"習(xí)歷者遣戌,造歷者誅死"。這道禁令嚴(yán)重地阻礙了天文學(xué)的發(fā)展,但由于天文學(xué)家、航海家與工藝家共同不斷的努力,天文學(xué)說與天文事業(yè)仍有不同程度的發(fā)展。
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1.天文學(xué)理論和天文觀測
明朝的天文學(xué)理論,較前有一定的進(jìn)步。董谷作《豢龍子》一書,對宇宙起源問題提出了樸素唯物主義的設(shè)想,認(rèn)為宇宙沒有開端,也沒有終極,而某一具體的天體系統(tǒng)則有一個(gè)生滅發(fā)展的過程。明邢云路著《古今律歷考》一書,認(rèn)為"星月之往來,皆太陽一氣之牽系也"。明確提出行星運(yùn)動(dòng)是受太陽牽引的結(jié)果,這與刻卜勒的思想有異曲同工之妙,且已開了萬有引力說的先河。明末宋應(yīng)星在《天工開物》中著有《談天》、《論氣》等篇,認(rèn)為"盈天地皆氣也",把"氣"作為構(gòu)成物的基礎(chǔ),具有唯物主義色彩。他還對日食作出了比較科學(xué)的解釋。以上都說明明朝的天文學(xué)說對傳統(tǒng)理論有所突破。
明朝的天文設(shè)施、歷法推算與儀器制造,較前更完善與精密。洪武十七年(1384年)在南京雞鳴山設(shè)觀象臺,臺內(nèi)設(shè)有天體儀、渾儀、簡儀等。50年后,又復(fù)制了一套渾儀、簡儀置于北京齊化門。這兩件儀器今尚存于南京紫金山天文臺。明朝還在司天臺設(shè)立回回科,把元代設(shè)在上都的回回天文臺人員召回北京,翻譯了《明譯天文書》等。成化年間,貝琳又譯出《七政推步》,介紹了回回歷法的推算方法。明末光學(xué)儀器專家孫云球在蘇州自制"千里鏡",據(jù)民國《吳縣志》上說,在城郊七里外的虎丘山上用此鏡觀察城內(nèi),景物如在眼前,可見"千里鏡"已大大超過目測能力,這可以說是我國自制望遠(yuǎn)鏡的開始。此后,徐光啟用望遠(yuǎn)鏡親自進(jìn)行月蝕觀察,發(fā)出了"與目測迥異"的感慨。
在天象觀測中,1572年與1604年對超新星爆發(fā)的觀測是中國天文學(xué)家的一大貢獻(xiàn)。1572年的超新星,我國比西方的第谷早發(fā)現(xiàn)3天,多觀察了一個(gè)多月,而且觀察周密,記錄盡善。
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明朝天文學(xué)的另一個(gè)貢獻(xiàn),是航海天文學(xué)所取得的舉世矚目的成就。明茅元儀所編《武備志》中,記載過洋牽星圖4幅,為鄭和七次下"西洋"的航海圖,描述了從中國劉家港經(jīng)南海、東南亞海域、印度洋直達(dá)非洲東海岸的線路,這是航海天文學(xué)的寶貴資料。書中還介紹了測量星辰地平高度的方法——牽星術(shù)。用大小不同的牽星板進(jìn)行觀察,確定星辰高度,并與羅盤相配合,以解決海上的航向問題。
2.西方天文學(xué)的傳入與《祟禎歷書》
明朝末期,隨著一些耶穌會(huì)傳教士來到中國,西方天文學(xué)知識逐漸傳播,促使中國傳統(tǒng)天文學(xué)向近代天文學(xué)轉(zhuǎn)變。
利瑪竇(1552-1610年)首先介紹了有關(guān)日月蝕的原理,七曜與地球體積的比較,西方已測知的恒星,天文觀測儀器的制造等。隨后,熊三拔(1575-1620年)著《簡平儀說》、《表度說》,詳細(xì)介紹了簡平儀的用法以及根據(jù)天文學(xué)原理測日定時(shí)的方法。1610年來華的陽瑪諾(1574-1659年)著《天問略》,用問答形式說明了天象原理,并附有圖片。
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崇禎年間,成立了歷局并聘用龍華民(1559-1654年)、鄧玉函(1576-1630年)、湯若望(1591-1666年)等耶穌會(huì)教士參與歷法修改,并翻譯西方著作,編制天文圖表,制作觀測儀器等。在編纂《崇禎歷書》時(shí),確定了利用西方的方法"入大統(tǒng)之模型"的方針。這部長達(dá)137卷的歷書于1634年完成,其中采用了丹麥天文學(xué)家第谷的宇宙體系。此體系認(rèn)為,日月在不同層次圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn),其他行星圍繞太陽行轉(zhuǎn),這雖是介于哥白尼與托勒密之間的折中體系,但在中國第一次沖破了地球中心說,這不能不說是一個(gè)很大的進(jìn)步。《崇禎歷書》引入了明確的地球概念和西方經(jīng)緯度測定計(jì)算方法,使天文計(jì)算,特別是日、月蝕計(jì)算比傳統(tǒng)方法更加精確。《崇禎歷書》首先采用360度制,一天為96刻,經(jīng)度以12次為系統(tǒng),緯度從赤道起算至90度。這個(gè)計(jì)算方法也比傳統(tǒng)方法簡便。此外,《崇禎歷書》以本輪、均輪體系解釋天體運(yùn)動(dòng)的速度變化,使中國天文學(xué)從代數(shù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)向幾何系統(tǒng)。《崇禎歷書》的編就,說明中國天文學(xué)走向了一個(gè)新的階段。
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