重讀鄭州│第七篇

創新先河之引領

尋夢奧妙之時空

• 當人們擺脫矇昧，開始創造性的生產、生活的時候，適應自然、把握自然成為必須，對天體和時間的探索活動應運而生了。從世界範圍看，人們對天象的觀察和記錄不晚於距今6000年前，古埃及人4700年前建造了金字塔，部分用於觀測太陽和其他天體。4300年前，英國遠古人建造的巨石陣可以精確瞭解太陽和月亮的12個方位，並觀測和推算日月星辰在不同季節的起落。中國早在仰韶文化時期（公元前5000—公元前2500年）就有了天象觀測記錄，距今4100年前後，中國建造了面積達1740平方米，由三層臺基、13根夯土柱組成的陶寺觀象臺。距今3100年前後，中國周代的姬公旦建立了由圭表組成的八尺高測景臺，確立地中，並驗證十二個節氣。在對天象反覆觀察形成相對準確的規律性記錄之後，人們開始形成時間概念，並由此開始了由年、月、日組成的歷法的編制。公元前3000年，生活在兩河流域的蘇美爾人根據自然變換的規律，以月亮的陰晴圓缺作為計時標準，把一年分為12個月，共354天。公元前2000年左右古埃及人根據計算尼羅河氣溫週期，制定出了太陽曆。中國在公元前3000年左右的黃帝時期就有了曆法，到了公元前2100年，夏王朝制訂了夏曆，夏朝滅亡後，殷商王朝又制定了殷歷。隨後數千年的漫漫歲月中，中國先後制訂和實施了一百多部曆法，形成了獨特的陰陽曆法。在世界歷史上，由於地區和時代的不同，也形成了許多曆法，如伊斯蘭曆、佛曆等等，但曆法不外乎三種，一是以月亮為計時標準的陰曆，二是以太陽為計時標準的陽曆，三是二者結合的陰陽曆。

推算中國曆法的天干地支圖

• 鄭州是中國最早開始文明萌芽和形成的地區之一，所以也是中國人觀察天象和研究曆法的起始之地，早在6000年前的大河村時期，人們對天象的觀測活動就很成熟，並且把天文現象記錄並繪製在陶器之上。通過長期的觀測，嵩山地區的人們又形成了原始的宇宙觀，將這裡確定為 “天地之中” ，並進而以這裡為中心，立杆為表，研究一年四季之變化。黃帝立都鄭州後，命大臣大撓 “深五行之情，佔年綱所建，於是作甲乙以名日，謂之幹；作子醜以名月，謂之支，干支相配以成六旬。” 形成了中國曆法的基礎。夏、商時期，以鄭州為帝都，所訂曆法也大都以鄭州地區鄭州人觀測研究成果為基礎，形成的時節至今仍分毫不差地指導以鄭州為核心的中原地區農業生產。

傳說黃帝創制曆法的鄭州具茨山

• 西周初年，周公旦來到鄭州陽城，建立測景臺，測量日影，尋求地中校訂四時。唐代（公元618—907年）著名天文學家僧一行和南宮說，依託周公測景臺從事天文觀測研究活動，編制的《大衍曆》，分七篇，包括平朔望和平氣、七十二候，日月每天的位置與運動，每天見到的星象和晝夜時刻，日食、月食和五大行星的位置，比較準確地反映了太陽運行的規律。這部曆法，系統周密，標誌中國古代曆法體系的成熟，後世歷家遂相沿襲用其格式來編歷。元代（公元1279—1368年），遵照元世祖忽必烈的旨意，郭守敬與許衡等重修曆法，郭守敬在鄭州登封建立觀星臺，利用簡便而實用的天文觀測儀器，測驗各地的夏至日影、北極星出地高度及晝夜時刻等。經觀測與推算，制定了當時世界上最先進的歷法《授時歷》，此曆法求得迴歸年週期為365.2425日5時49分12秒，與300年後世界上許多國家使用的陽曆（格里高裡歷）一秒不差。與現代科學推算的迴歸年週期（365日5時48分46秒）相比，只差26秒。鄭州文明的早熟，催育了這裡的人們早早開始天文現象的探索，鄭州地區的位 “中” ，又使依此產生的天文學成就在具有廣泛的中國大地具有較強的科學性和適用性，成為天文學發展的演繹的不二平臺。

6000年前鄭州人繪製的日月星辰圖

大河村出土的天文圖像彩陶片

早在6000年前，鄭州人就開始觀測天象，探尋寰宇。鄭州大河村遺址出土的彩陶上繪製的精美太陽紋、月亮紋、星座紋、彗星紋、日暈紋等圖像，表明早在那個遙遠時代，先民們就已經翻開了觀察探尋天空宇宙的最初一頁。大河村描繪的天文圖像也是我國發現的時代最早、種類最豐富的天文圖錄。

創制3000年前的天文建築

南宮說依照周公旦圭表舊制復建的告成周公側影臺

公元前11世紀，西周周公旦在全國尋找天中地心，以此建立政治中心，加強西周王朝對全國的統治。他循著大禹的足跡來到夏王朝的第一個都城陽城（今鄭州登封告成），在這裡建立圭表，測天量地，確立這裡就是天之中地之中。這是史籍中能夠查到的中國人較早的天文觀測記載。為了紀念週公這一重要事件，根據歷史記載，唐代（公元618年—907年）著名天文學家南宮說在當年周公測量處以石材仿製了周公測天量地的土圭和木表，成為中國現存最早的天文儀器。

僧一行

僧一行，本名張遂（公元683－727年）是中國唐代的天文學家和比丘（佛教指和尚）。漢族，邢州鉅鹿人（今河北省邢臺市），青年時期出家當了和尚，一行是他的法名。

僧一行是唐代最著名的數學家、科學家、天文學家。僧是和尚，一行是法號，原名張遂，天賦聰敏、潛心窺測，717年他來到京城長安，為唐玄宗顧問。他把數學和天文學結合起來，創造了世界上最早的不等間距二次內插法公式；他組織並領導的在全國的12個點對北極高度和日影長短的測量，是世界上第一次對子午線的實測；他對曆法科學作出了重要的貢獻，推算出“開元大衍曆”，後世有人稱讚它 “歷千古而無誤差” ，可惜他的著作後來全部失散了。

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南宮

說

中國唐代天文學家。生卒年不詳。活動於公元八世紀。神龍元年(公元705年)唐中宗復位後﹐南宮說當時擔任太史丞﹐奏請改革《麟德歷》﹐奉詔和其他歷官一起編制《乙巳元歷》。景龍年間(公元707～709年)歷成﹐後因睿宗即位而未採用。該歷用黃道而不用赤道，它的主要天文數據一律採用百進位制﹐在中國曆法史上首次廢除了複雜分數數據。開元十二年(公元724年)﹐根據一行制《大衍曆》的要求擔任太史監的南宮說被派往今河南省進行天文大地測量。後經一行歸算﹐求出了相當地球子午線一度之長。

走向世界天文巔峰的觀星臺

被稱為表的觀星臺臺體

光孔與表

被稱為圭的觀星臺北部的量天尺，太陽光通過光孔橫樑投在量天尺上影子的變化標示四季的變化

元代（公元1279-1368年）建立以後，為了統一全國規制，元世祖忽必烈下旨重修曆法。郭守敬等人在全國建立了27個觀測站，鄭州登封觀星臺為中心天文臺，利用簡便而實用的天文觀測儀器，測驗各地的夏至日影、北極星出地高度及晝夜時刻等。經觀測與推算，制定了當時世界上最先進的歷法《授時歷》，此曆法求得迴歸年週期為365日5時49分12秒，與300年後世界上許多國家使用的陽曆（格里高利曆）一秒不差。與現代科學推算的迴歸年週期（365日5時48分46秒）相比，只差26秒。700多年過去了，26座觀測站都已無跡可尋，只有鄭州登封觀星臺還巍然屹立，這個形如覆鬥、體形高大、灰磚砌築、偉岸挺拔的建築，是中國現存最古老的天文臺，也是世界上現存最早的觀測天象的建築之一。

郭守敬（授時歷的編制者）

郭守敬(公元1231-1316年)，中國元朝的天文學家、數學家、水利專家和儀器製造專家。字若思，漢族，順德邢臺（今河北邢臺）人。生於元太宗三年，卒於元仁宗延祐二年。郭守敬曾擔任都水監，負責修治元大都至通州的運河。1276年郭守敬修訂新曆法，經4年時間制訂出《授時歷》，通行360多年。是當時世界上最先進的一種曆法。1981年，為紀念郭守敬誕辰750週年，國際天文學會以他的名字為月球上的一座環形山命名。

《授時歷》

《授時歷》，為元朝至元十八年（公元1281年）實施的歷法名，因元世祖忽必烈封賜而得名，原著及史書均稱其為《授時歷經》。其法以365.2425日為一歲，距近代觀測值365.2422僅差26秒，精度與公曆 (指公元1582年羅馬教皇格里高利十三世頒佈實行的歷法，稱《格里高利曆》, 在中國稱公曆或陽曆) 相當，但比西方早採用了300多年。

簡介

《授時歷》，每月為29.530593日，以無中氣之月為閏月。它正式廢除了古代的上元積年，而截取近世任意一年為曆元，打破了古代制歷的習慣，是我國曆法史上的第四次大改革。明初頒行的“大統歷”基本上就是“授時歷”，如把這兩種曆法看成一種，可以說是我國曆史上施行最久的歷法，達364年。《授時歷》為元至元十三年（公元1276年）六月至至元十七年（公元1280年）二月間，許衡、王恂、郭守敬、楊恭懿等在東西6000餘里，南北長11000裡的廣闊地帶，建立了27個測驗所，進行實測完成。元朝《元朝名臣事略》、《元文類》等史料均記載許衡為《授時歷》主編，特別是許衡遺著《許文正公遺書》卷十二有《授時歷》全文—《授時歷經》。

歷史修改

元朝統一中國以前，中國所用的歷法是《大明曆》。這部使用了七百多年的歷法誤差很大。元朝皇帝忽必烈決定修改曆法,明初宋濂等撰《元史》記載，至元十三年（公元1276年）六月，元世祖命王恂與江南日官置局改歷，以張易董其事，易恂奏宜得許衡明歷理，遂詔命許衡赴京領改歷事，至元十五年詔郭守敬，十六年詔楊恭懿改歷。而且在《歷志》中明確指出許衡為《授時歷》主編，“今衡、恂、守敬等所撰《歷經》及謙《歷議》故存，皆可考據”。在清魏源撰《元史新編·歷志》及其它諸多史書中均有同樣記載。說明在明、清兩朝同樣記載許衡為《授時歷》主編。

修《授時歷》

郭守敬等人還接受了編制新曆法的任務。1277年左右，郭守敬向政府建議，為編制新曆法，組織一次全國範圍的大規模的天文觀測。元世祖接受了建議，派14名天文學家，到國內26個地點進行了幾項重要的天文觀測，歷史上把這項活動稱為“四海測驗”，測定了夏至日的表影長度和晝、夜時間的長度，為編制新曆提供了較為精確的數據。

元世祖至元十七年(1280年)春天，新曆法完成。元世祖按照“敬授民時”的古語，取名為《授時歷》。

意義

這部曆法，反映了當時我國天文曆法的新水平。它有不少革新創造，例如，定一回歸年為365.2425日，比地球繞太陽公轉一週的實際時間，僅差26秒，和現代世界通用的公曆完全相同。在編制過程中，他們所創立的“三差內插公式”和“球面三角公式”，是具有世界意義的傑出成就。按照《授時歷》的推斷，大德三年(1299年)八月己酉朔巳時，應有日食，“日食二分有奇”。但到了那一天，“至期不食”。是否《授時歷》錯了？根據現代天文學推算，那天確實有日食發生，是一次路線經過西伯利亞極東部的日環食。只是食分太小，加之時近中午，陽光很亮，肉眼沒能觀察到罷了。《授時歷》經受住了時間考驗。它在我國沿用了三百多年，產生了重大影響。現行公曆是意大利天文學家利里奧在1582年提出的，比《授時歷》晚了整整三百年。朝鮮、越南都曾採用過《授時歷》。

小貼士

農曆

左：黃帝歷 中：夏曆 右：授時歷

農曆，又稱夏曆、陰曆、舊曆，是東亞傳統曆法之一。農曆屬於一種陰陽曆，平均歷月等於一個朔望月，但設置閏月以使平均歷年為一個迴歸年，設置二十四節氣以反映季節（太陽直射點的週年運動）的變化特徵，所以又有陽曆的成分。至今幾乎全世界所有華人及朝鮮、韓國和越南及早期的日本等國家，仍使用農曆來推算傳統節日如春節、中秋節、端午節等節日。因為這種曆法相傳創始於夏代，所以稱為夏曆。

　　夏曆有個輔助部分——節氣。節氣如果也算曆法的話，就是完全的太陽曆。節氣和地球在繞太陽運動的軌道的位置有關，和月球無關。節氣是從立春開始的，一個太陽年是兩個立春之間的時間，約365.2422天。根據太陽的位置，把一個太陽年分成二十四個節氣，以利於農業種植等活動。

　　夏曆的紀年用天干地支搭配，六十年週而復始。年份分為平年和閏年。平年十二個月；閏年十二個月普通月份加一個閏月，總共十三個月。月份分為大月和小月，大月三十天，小月二十九天。一年中哪個月大，哪個月小，年年不同，由計算決定。平年全年354~355天，閏年全年383~384天。由於每平年的天數比太陽年約差十一天，所以採用設置閏年（即十二個普通月份加上一個閏月）的方法使這幾年的平均日數儘量的接近365.2422日。由於1迴歸年為12.368個朔望月，368/1000=46/125，所以在一百二十五年中應設置四十六個閏年。但因為這樣設閏太過複雜，經推算，7/19最接近0.368。故一般的，在19年裡中設置7個閏月，有閏月的年份全年383天或384天。

　　人們因為二十四節氣對於農業生產有重要意義，因而常把夏曆稱為“農曆”，但二十四節氣應根據太陽在黃道上的位置而決定，應該屬於太陽曆部分。因此把夏曆稱為陰曆是不恰當的。

夏曆是世界上廣泛使用的歷法中，唯一既照顧到太陽曆，又照顧到陰曆的歷法。因此，有人說西方的歷法比中國科學，這顯然是錯誤的。比如，公曆中，一個“月”的概念首先就已經違背了“月”這個初始的概念。夏曆既符合了月（朔望月），又符合了年（迴歸年），可以說是人類歷史上最科學的歷法之一。

夏曆、殷歷和周曆的分別

夏曆、殷歷和周曆的主要區別是以不同的月份作為一年之始：夏曆以寅月為正月（今農曆1月）、殷歷以丑月（今農曆12月）為正月、周曆以子月（今農曆11月）為正月，所以又叫三正（zhēng）。由於歲首不同，這三者的春夏秋冬四季的定義也不同。

秦始皇統一中國後，“改正朔”，以建亥之月（夏曆十月）為歲首，但不改正月，四季完全和夏正相同。漢初沿秦制，武帝元封七年改用太初曆，以建寅之月為歲首。此後兩千多年一般都是用夏正。

夏小正

簡介

《夏小正》為中國現存最早的科學文獻之一，也是中國現存最早的一部農事曆書，原為《大戴禮記》中的第47篇。

　　夏小正原文收入《大戴禮記》中，在唐宋時期散佚（而大戴禮記亦有一半同時散佚）。現存的《夏小正》為宋朝傅嵩卿著《夏小正傳》把當時所藏之兩個版本《夏小正》文稿彙集而成。但因經文與傳文（以自己的文字解釋）在篇章中混集而沒有說明之關係，《夏小正傳》中不盡是原來之全部篇章。

　　因原稿散佚與成形之問題，成稿年代爭論很大，但一般認為最遲成書在春秋時期；據《史記‧夏本紀》載：“太史公曰：孔子正夏時，學者多傳《夏小正》雲”。故人們認為是孔子及其門生考察後所記載下的農事曆書，所收錄之有關夏朝的也多是物候等文化訊息。

內容

　　書中除二月、十一與十二月外，每月載有確定季節的星象（主要是拱極星象與黃道星象）以指導務農生產，另外亦有記載當月植物之生長形態、動物之活動習性與祭祀。

　　由於內容涉及星象與農業賴以使用之曆法的關係，對古代天象與先秦曆法研究也有相當重要之參考價值。

最早的天文曆法著作《夏小正》

　　農業生產與季節、天象有著極為密切的關係，我國古代的天文曆法知識，就是在農業生產的實踐中不斷積累起來、又直接為農業生產服務的。在堯舜時期，就有關於羲和、羲仲在河洛地區觀察日月星辰以定四時的傳說，說明我國很早就有了熟悉天文、制定曆法的專職人員，天文學和曆法早就很發達。

　　夏代的歷法是我國最早的歷法，當時已經依據北斗星斗柄所指的方位來確定月份。保存在《大戴禮記》中的《夏小正》，就是現存的有關“夏曆”的重要文獻，是我國最早的天文曆法著作。而這一偉大貢獻是在洛陽完成的。

　　《夏小正》按夏代十二個月的順序，分別記述每個月的星象、氣象、物象以及所應從事的農事和政事。其星象包括昏中星（黃昏時南方天空所見的恆星）、旦中星（黎明時南方天空所見的恆星）、晨見夕伏的恆星、北斗的斗柄指向、河漢（銀河）的位置以及太陽在星空中所處的位置等等。

　　綜觀《夏小正》所記星象，不僅北斗柄指向受到重視，還記有天空明亮的織女、南門以及最顯眼的天河“漢案戶”，二十八星宿還沒有形成概念，只出現了參、辰、昴這幾顆亮星。可見《夏小正》時代之古。日本學者能田忠亮將《夏小正》星象分類作分析、計算和比較，得出結果是極大部分天象屬於公元前２０００年左右；國內學者潘鼐先生認為，有關夏代的文獻與考古，經碳１４測定，夏文化年代即在公元前２０７０年至公元前１６００年，正同《夏小正》星象的大部分記事從天文學測算所得的年代相吻合。在二十八星宿尚未完備之前，先民觀星象並不全是取南天昏中星等為依據，而是以明亮大星的中、流、伏、內移動態勢為準的。明確了星宿的中、流、伏、內，《詩經》“七月流火”之“流火”，就不是泠泠的“西流”，而是具體指火宿西移三十度的態勢。

　　由於長期流傳的緣故，這一文獻本身可能有殘缺和其它的錯誤，也可能混雜有後人或其它的附會成分，但在一定程度上反映了夏代農業生產的發展水平，保存了我國最古老的比較珍貴的天文曆法知識，這是毋庸置疑的。

　　司馬遷在《史記·夏本紀》中說：“孔子正夏時，學者多傳《夏小正》。”《夏小正》按十二月的時序詳細記載上古先民所觀察體驗到的天象、氣象、物象，形象地反映出上古先民對時令氣候的樸素認識，實是華夏民族數千年天文學史的初始階段——觀象授時的結集，是我國現存的一部最古老的天文曆法著作。

▲圖片說明：

民國精寫刻本一冊全 歸安沈秉成箋

出版社：不詳

出版時間： 1912年

開本：16開

裝訂：線裝

詳細描述：

正其官翰林時。集諸家之說，為戴傳作箋。近人孫曜稱其書：“大約皆取證於《爾雅》、《禮記》，義蘊深厚，吐詞閒雅，絕無武斷附會之弊”云云。

大衍曆

▲一行將大規模天文測量所得的數據用以編制大衍曆

▲唐一行山河分野圖

　　大衍曆亦稱“開元大衍曆”。唐開元十七年（公元729年）起施行二十九年的歷法。一行撰。因立法依據《易》象大衍之數而得名。一行測各地緯度，南至交州北盡鐵勒，並步九服日晷，定各地見食分數，複測見恆星移動。十五年而歷成。共分七篇，包括平朔望和平氣、七十二候，日月每天的位置與運動、每天見到的星象和晝夜時刻、日食、月食和五大行星的位置。

格式編歷

　　後世歷家遂相沿襲用其格式來編歷。《新唐書.歷志一》：“唐終始二百九十餘年，而歷八改。初曰戊寅元歷，曰麟德甲子元歷，曰開元大衍曆。”又《歷志三上》：“開元九年，麟德歷署日蝕不效，詔僧一行作新曆，推大衍數立術以應之，較經史所書氣朔、日名，宿度可考者皆合。十五年，草成而一行卒，詔特進張說與歷官陳玄景等次為《歷術》七篇、《略例》一篇、《歷議》十篇，玄宗顧訪者則稱制旨。”陳遵媯《中國天文學史》第六編第二章五：“一行在梁令瓚和南宮說觀測資料的基礎上，編撰了大衍曆；當時很少經過這樣充分準備而後編造的歷法，因而大衍曆被稱為唐歷之冠，列為好歷，可以說是理所當然的。”

曆法系統

　　該曆法系統周密，比較準確地反映了太陽運行的規律，系統周密，表明中國古代曆法體系的成熟。一行還是世界上用科學方法實測地球子午線長度的創始人。

　　一行從實測中意識到，在小範圍有限的空間裡得到的認識，不能任意向大範圍甚至無際的空間推演，這是我國科學思想史上的一大進步。

團正大衍曆

　 在《乾坤譜》中，團正大衍曆，是以八年為一個編制週期。根據“大衍之數五十，其用四十有九”推導而來。

編制週期

“大衍之數50+其用49=99（陰曆月）=8個迴歸年。

　　團正大衍曆：三歲一閏，五歲二閏，八歲三閏。 陰曆年354天×8年+30天×3閏=2922天。

　　現 行 陽 歷：四年一閏，八年二閏。 陽曆年365天×8年+ 1天×2閏=2922天。

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《大衍曆》，唐玄宗開元十五年（公元727年）僧一行（683—727）作，後經張說（667—730）和陳玄景整理成文，開元十七年（公元729年）頒行，使用到天寶十年（公元751年）。開元二十一年（公元733年）傳入日本，在日本使用近百年。《大衍曆》結構嚴謹，條理分明，共有歷術七篇，講具體計算方法。另有歷議十二篇（其中略例三篇），講曆法的理論問題，是一行為《大衍曆》寫的論文，通稱《大衍曆議》。《大衍曆》的制定是從製造儀器開始的，經過實際觀測確定基本天文數據，這是科學的方法。經過《大衍曆》的制定，對太陽月亮運動不均勻現象有了正確全面的瞭解。通過實際觀測，破除了一千年來流傳的“寸差千里”的謬說。在計算方法上，《大衍曆》創不等間距二次差內插法的公式，比起《皇極曆》來又是一個進步。

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《大衍曆》是唐代的一部先進的歷法。由一行發起編訂。編訂工作於玄宗開元十三年，即公元725年開始，到開元十五年完成初稿。不幸的是，一行在初稿剛完成的就因病離開了人世。一行去世後，他的繼承人中書令張悅和歷官陳玄景繼承遣志，繼續審定《大衍曆》，並於開元十七年頒佈實行，共實行了32年。

《大衍曆》是一部系統性很強的歷書，全書共有歷術7篇，另有總結歷史的經驗，發表個人觀點的略例一篇和歷議10篇。歷術7篇內容包括平朔望和平氣、七十二候，太陽和月亮每天的位置與運動，每天觀察到的星象和晝夜時刻，日食、月食和五大行星位置。編排的結構嚴謹，條理分明，是後來人們重新編排曆法的一個典範。

《大衍曆》中首次提出了“定氣”的概念，並用它編制太陽運動表，即以太陽在一個迴歸年內所行的度數，平分24等分，太陽每到一個分點為一個節氣，兩個節氣之間的時間不等的。為了處理這個問題，一行還發明不等間距二次差內插法。在對五大行星運動不均勻性的改正計算上，又使用具有正弦函數性質的表格和含有三次差的近似內插公式。曆法中的許多數據既有當時的觀測結果，又吸取前人成果，因此比唐代已有的其他曆法都更精密，是一部比較先進的歷法。

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