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转载自2010-01-26 香港宝莲禅寺佛教文化传播网 作者:何丙郁
此外,一行又根据河南省平原上面四个规测地点,计算子午线长度和北极高度的关系。所得的结论是子午线每“度”相等于三百五十一里又八十步的距离。中国传统的“度”是以太阳一昼夜的移动为单位。太阳一年移动一周天三百六十五点二五“度”。折现代的公制,一行所获得数值是:一度的子午线在地球平面的弧长是一三二点零三公里。从现代科学观点来说,这个数值并非很准确;但在西元八世纪,采用此实地测量方法,可算是科学埃拉托斯散纳Eratosthenes(西元前276~195年),曾经试图测量子午线一度的弧长,但他的测量规模和准确性远比不上一行的工作。另外一次的测量是由阿拉伯回教国王阿尔·马蒙Al-Mamun(西元813~833年在位)主持,晚于一行约九十年。 我们还试图解答一些有关一行测量子午线的问题。第一个问题是关于弧长的准确性。由于一行所取的子午线太短,仅仅大约二百公里,难怪弧长不甚准确。另外一个问题是关于一行是否有地球是圆体的概念。张衡的《浑天仪注》有“天如鸡子,地如鸡中黄,弧居于天内”的记载。一行想已熟识张衡的著作,而且他在长安与精谙天文学的印度专家来往很密切,所以他对地球的形状该有所闻,且有地球圆周弧长的概念。一行的答案显示他对繁复的算式能够应付裕如,可能是得力于印度高僧或专家所指导的三角函数表。 一行制造新天文仪器,作详细的天文观察,和进行子午线的测量,目的在编制一部新历法,以取代已经不能符合当时天象观测的“麟德历”。他编制新历,大约自开元十二年(西元724年)开始。他一方面校验自己所观测的结果,另一方面博览前代的历本。当时有二十三家的历法,其中最受他重视的,是刘焯的“皇极历”。他也曾经采用印度历法的一些长处,以审慎态度取长补短,而非全部采用印度的历法。 以往刘焯认为太阳运行速度有快慢的现象,这是一个很重要的发现。可是他对这种不均匀的运行现象,示能充份了解。一行补充他的发现,指出太阳运行的速度是由快渐转慢(道是从近日点太阳速度最快时开始),再由慢渐转快(即由远日点太阳速度最慢时开始)。这可以说是一行在天文学上的另外一项重大贡献。一行从太阳运行的快慢情况出发,按照不等的时间间隔,安排二十四节气,从而进一步指出,刘焯所用的“等间距二次内插法”来计算相邻两节气间太阳运行的速度,是不适当的。因此,他便改用“不等间距二次内插法”,以算出相邻两节气间的太阳运行速度。 所谓“内插法”,乃是“近似计算法”的一项重要课题。刘徽注《九章算术》第七章“盈不足术”就是一种最简单的内插法,亦即是所谓“一次内插法”。印度数学家布马古达Brahmagupta亦曾使用类似刘焯所用的“等间距二次内插法”公式,年代大约是西元628年,比刘焯稍晚。后世天文和历法工作者,沿用一行的内插法公式达五百年,直至元代郭守敬(西元1231~1316年)编订“授时历”时,才改用“三次内插公式”。由此可见,天文学的不断发展,对数学的要求也愈来愈高,这样一来就促进数学的发展了。高次内插法也是中国数学所达到的一个高峰。我们可以晓得一行在数学上的成就,并不逊于他在天文学的享誉。 一行为了编订新历法,耗费了六年的岁月,他的新历取名“大衍历”。这个历法追算出上古的一个“日、月、五星如联珠”的时期作为起点,算出“上元阏逢困敦之岁”,距开元十二年甲子岁,岁积九千六百六十六万一千七百四十算。一行所用的“大衍”这个名词已把对易数的关连表露无遗。一行所追算的上古“上元”的方法没有留存下来。后来南宋数学家秦九韶(1202~1261年)悟出所用的“大衍求一术”即《孙子算经》解答“物不知数”题的方法。秦九韶也利用“大衍求一术”解答著卦问题和历法问题,可见传统数学是包罗术数,而一行在易数方面无疑是有很高的造诣。 “大衍历”的初稿在开元十五年(西元727年)完成。同年十一月二十五日,一行陪同玄宗往新丰(在今陕西省临潼东北新三镇)。不料一行病倒,当天晚上竟在新丰与世长辞,享年四十四岁。玄宗敕令将他的遗体运回长安安葬,并为他建筑一座纪念塔。一行在长安时驻于华严寺。一九八四年九月,我访问西安,顺便访查华严寺古址,留下来的只是一座失修的古塔。闻说一行驻该寺时原有另一座塔,后为地震所毁,我见到的一座是后来增建的。 一行逝世后,玄宗命大臣张说与历官陈玄景负责整理“大衍历”的初稿,并于翌年(西元728年)颁行天下。“大衍历”颁发后,风靡一时,广受欢迎,但是也曾引起一场小风波。事因当时任职唐室的一名印度天文专家瞿昙撰,由于没有受邀参与修订历法工作,心怀不满,扬言一行的“大衍历”不过是抄袭印度古历“九执历”的一个历法,而且一行擅自加入若干错误。历官陈玄景及曾经协助一行的南宫说也竟然随声附和。为了分辨是非,玄宗下令侍御史李麟和太史令桓执圭依据天文台的实测,比较“大衍历”、“麟德历”和“九执历”三种历法的准确程度。校验的结果,在十次的测验中,“大衍历”有七、八次准确,“麟德历”有三、四次,而“九执历”只有一、二次准确。于是朝廷继续使用“大衍历”,一直到西元756年,被“至德历”取代时为止。三百年后,宋代大科学家沈括(西元1030~1094年)对一行的“大衍历”还尽力推崇。李约瑟也在《中国之科学与文明》中的《数学编》说一行是唐代最著名的数学家,而在同卷的《天文编》中又说我们需要一部关于这位精通天文大师的专书。我们可以说一行是历史上最伟大的中国科学家之一。 |