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西漢建立之后,仍然沿用秦代的歷法,也就是顓頊歷,以十月為正月,十九年七閏。到了漢武帝時期,顓頊歷已經(jīng)使用了百余年,誤差開始明顯,出現(xiàn)了歷法與天象不符合的現(xiàn)象,比如歷法顯示是朔日,那么就不應(yīng)該出現(xiàn)月亮,但人們卻看到月亮高掛夜空;歷法上顯示是望日,那么月亮就應(yīng)該圓如銀盤,但人們卻看到月如彎刀……這對于講究“觀象授時”的中國古人來說,是不允許的。于是,在漢武帝元封七年,太史令司馬遷和太中大夫公孫卿、壺遂等人上書漢武帝,建議改歷。漢武帝同意了,并下令征召全國的天文學(xué)家來參與。一時間,二十多位天文學(xué)家紛紛從全國各地來到京師長安。
在這二十多位天文學(xué)家中,有一位來自巴郡閬中,也就是今天的四川閬中縣,名叫落下閎。史書中關(guān)于落下閎生平的記載非常有限,直到今天,知道他的人依然不多,但他對天文歷法有著極大的貢獻,至今影響著每一位中國人的生活。
來到長安之后,這二十多位來自民間的天文學(xué)家以及朝中掌管天文歷法等事宜的官員就改歷問題進行了激烈的討論、爭辯之后,提出了十八種不同的方案。通過實際的天象觀測鑒定之后,漢武帝認為落下閎與鄧平、唐都合作的歷法方案要好于其他十七種。于是,對其進行了采納,在元封七年(公元前104年)公布正式實行,并把元封七年改為太初元年,所以這個歷法又稱為《太初歷》。
《太初歷》對《顓頊歷》進行了變革,其中有兩個方面和我們現(xiàn)代生活密切相關(guān)。第一點是規(guī)定以正月為歲首。在此之前,夏朝以孟春元月,也就是春季的第一個月為歲首,商朝以臘月(十二月)為歲首,周朝以十一月為歲首,秦始皇統(tǒng)一六國之后以十月為歲首。如果以十月、十一月或者十二月為歲首,不僅會導(dǎo)致歷法與四季錯位,也會導(dǎo)致正月與春節(jié)不完全一致。所以《太初歷》沿用了夏歷的規(guī)定,以孟春元月為歲首,冬季十二月底為歲終,使歷法與四季順序吻合,這樣一來,不僅有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),而且一年的開始也正是春季的開始,人們在迎接新年的同時,也在迎接春天?！短鯕v》實行后,以正月為歲首的規(guī)定一直沿用到了今天,制定《太初歷》的落下閎也被一些人稱為“春節(jié)老人”。
《太初歷》中與我們生活密切相關(guān)的第二點是把二十四節(jié)氣納入歷法。二十四節(jié)氣是古人通過觀察天象,總結(jié)出來的關(guān)于時令、氣候、物候的變化規(guī)律,與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)息息相關(guān)。早在先秦時期,人們就已經(jīng)對節(jié)氣有所認識,成書于西漢時期的《淮南子》中就有二十四節(jié)氣的完整記載。二十四節(jié)氣被納入《太初歷》,幾千年來,不僅指導(dǎo)著農(nóng)業(yè)生產(chǎn),也影響著古人的衣食住行。今天,很多日歷上依然對二十四節(jié)氣進行了標注。另外,《太初歷》把二十四節(jié)氣中的奇數(shù)項稱為節(jié)氣,偶數(shù)項稱為中氣,比如立春是節(jié)氣,雨水是中氣,并把雨水、春分、谷雨等十二中氣依次分配在正月、二月、三月等十二個月內(nèi),如果是閏年,那么就有十三個月,有一個月沒有中氣,這個沒有中氣的月份就作為閏月。這種用十二中氣來定月份的辦法,固定了節(jié)氣、中氣、月份的關(guān)系,比起秦朝實行的年終置閏法,這樣的規(guī)定使歷法和實際的天象變化、農(nóng)時季節(jié)更加協(xié)調(diào)、合拍。
在制定《太初歷》的過程中,落下閎負責(zé)運算轉(zhuǎn)歷,也就是各種計算,這是歷法中最為重要的部分。為此,落下閎制造了一種觀測儀器,用來測量日月星辰在天空的位置,這就是渾儀。落下閎制作的渾儀沒有留傳下來,史書中也沒有關(guān)于此的詳細記載,我們只能大概推測它是由赤道環(huán)和其他幾個同心圓環(huán)組成。后來東漢張衡在他的基礎(chǔ)上制成了渾天儀。
在當(dāng)時的條件下,落下閎之所以能得到精確的數(shù)據(jù),除了得益于渾儀,還因為運用了一種名為通其率的計算方法。所謂通其率也就是連分數(shù)算法,有現(xiàn)代學(xué)者認為這種算法是落下閎發(fā)明的,所以將其視為落下閎在數(shù)學(xué)方面的成就,并把其稱為落下閎算法。在歐洲,意大利數(shù)學(xué)家朋柏里約在一千六百年之后才提出連分數(shù)理論。
通過實際的天文觀測、參閱歷代積累的天文數(shù)據(jù)以及運用先進的計算方法,落下閎測算出了很多非常精確、誤差很小的數(shù)據(jù)。比如135個月為一個日食周期、28星宿的赤道距度(赤經(jīng)差)、五星會合的周期等。
《太初歷》被采用之后,也曾有一部分人反對,后來宦官淳于陵渠用《太初歷》來和實際的天象相比較,發(fā)現(xiàn)它和天象非常符合,所以上報漢武帝,堅定了漢武帝用《太初歷》的決心。為了表彰落下閎的功績,漢武帝授予他侍中的官職,但落下閎沒有接受,離開了京城,回到閬中隱居。
但歷史并不會忘記落下閎為科學(xué)發(fā)展所作出的貢獻,兩千多年后,依然有人以各種各樣的方式紀念他。英國科技史學(xué)家李約瑟博士在其《中國科學(xué)技術(shù)史》中稱他為“中國天文史上最燦爛的星”,2004年9月16日,經(jīng)國家天文學(xué)聯(lián)合會小天體提名委員會批準,中國科學(xué)院國家天文臺將一顆國際永久編號為16757的小行星命名為“落下閎星”。(科技日報 作者陳靜 系濟南中華文化學(xué)院(濟南市社會主義學(xué)院)講師)
