《人類科學技術史-266》中國明末清初時期的天文學

中國明末清初時期的天文學

明末清初，中國社會面臨著深刻的危機，清朝統治者基本上沿襲了明代的各項制度，但由于清兵入關后對商品經濟發達的東南沿海反清勢力進行了殘酷的鎮壓，使經濟受到嚴重摧殘。雖然清政府采取了一些恢復措施，但與西方同期發展速度相比，卻被遠遠地拋在后面。科學技術的發展，也遭到了同樣的命運，而且隨著時間的推移，差距越來越大。

清政府對漢族知識分子的政策，也在很大程度上影響了科學技術的發展。特別是康、雍、乾三朝，因感于漢族知識分子中反清情緒仍很強烈，多次大興文字獄，導致我國的學術研究走上了考證古典文獻的道路，使學術研究嚴重脫離實際，從而嚴重阻礙了自然科學的發展。

由于清朝嚴行海禁，使得自1723-1840年的100多年間幾乎中止了接受西方科技知識，這使我國科技的發展也受到很大的影響。

從16世紀末到18世紀初，即明萬歷至清康熙的100多年間，是西方科技知識傳入我國的時期，清朝的科學技術也在西方科技的影響下沿著中國古代科學技術發展的道路有著緩慢的發展。

1.西方天文歷法的傳人

16到18世紀羅馬教皇派一些傳教士到中國來進行傳教工作，他們同時也帶來了包括天文學在內的一些科學技術知識。

明代歷法，一直使用元代的授時歷和回回歷，因時間久遠，誤差很大。徐光啟因此聘請意大利人龍華民(1559-1654年）等傳教士編譯西方天文學書籍，其成果體現在《崇禎歷書》的完成。但新歷法由于守舊派的反對和明皇室的衰亡，實際上并沒有實行。

清初，傳教士、德國人湯若望(1591-1666年）將新歷獻給順治皇帝，因為新法預測的日蝕比舊法精確，遂即頒行，稱為時憲歷。欽天監監正的職務即委派湯若望擔任。湯若望于是著《新法表異》詳細陳述新法的優點，又重新制作已經損壞了的天文儀器，如天球儀、地平日晷和望遠鏡等。康熙時，傳教士、比利時人南懷仁(1623-1688年）在欽天監，他革新了六種儀器：黃道經緯儀、赤道經緯儀、紀限儀、象限儀、天體儀和地平經儀，寫成《靈臺儀象志》，繪圖說明它們的制法、用法和使用這些儀器測得的各種記錄。

乾隆時，傳教士、德國人戴進賢(1680-1784年）在欽天監為官，傳入17世紀德國天文學家刻卜勒發現的外星運轉軌道為橢圓以及牛頓計算地球與日、月距離的方法，在他主持纂修的《歷象考成后編》中寫道："日月五星之本天(即軌道）舊說以為平圓，今以為橢圓"，"地球與日、月距離之計算，采奈端(即牛頓）之術"，但對哥白尼的日心說和牛頓的萬有引力定律都尚未論及。18世紀中葉，傳教士、法國人蔣友仁(1715-1774年）在《坤輿全圖》中才介紹了哥白尼的日心說，論述了地球運動的原理。

2.王錫闡和梅文鼎

清初一些學者接受了從西方傳來的科學知識，積極展開了天文學和其他科學的研究。

王錫闡(1628-1682年），字寅旭，號曉庵，江蘇吳江人；梅文鼎(1633-1721年），字定九，號勿庵，安徽宣城人。他們二人對中西之學均采取去偽存真的科學態度，他們主張"去中西之見"，"務集眾長以觀其會通，毋拘名目而取其精粹"，指出"數者所以合理也，歷者所以順天也。法有可采，何論東西，理所當明，何分新舊"。他們反對對西法的盲目崇拜，"以西法為有驗于今，可也，如謂不易之法，務事求進，不可也。"于是，"考正古法之談，而存其是，擇取西說之長，而去其短"則成了他們的研究工作的重要特色。"王氏精而核，梅氏博而大，各造其極"，對我國天文學和數學的發展作出了貢獻。

王錫闡深入鉆研西法，在《歷說》中，他指出了西法的若干缺點和錯誤。如西法以為月亮在近地點時，視直徑大，故月食食分小；月亮在遠地點時，視直徑小，故食分大。王錫闡則正確地指出："視徑大小，僅從人目，食分大小，當據實徑。太陽實徑，不因高卑有殊。地影實徑，實因遠近損益，最卑(月亮在近地點）之地影大，月入影深，食分不得反小；最高(月亮在遠地點）之地影小，月入影淺，食分不得反大"。他認為，按小輪系統算月亮運動時，除了定朔、定望外，其它時刻都應加改正數，但西法卻不用這一改正數，好像日、月食一定發生在定朔、定望，然而事實上只有月食食甚才是在定望。他更以交食的實測事實，證明西法并不完全準確，從實踐和理論上都證明西法并非是完善的。

正是在對中、西方法都作透徹研究的基礎上，王錫闡著《曉庵新法》六卷，吸取了兩者的優點，并有所發明和創造。他提出了日月食初虧和復圓方位角計算的新方法，依次計算公元1681年9月12日發生的日食，較其它方法都準確。他獨立地發明了計算金星、水星凌日的方法，還提出了細致地計算月掩行星和五星凌犯的初、終時刻的方法，都比中、西方法有所進步。

注重實踐，是王錫闡天文工作的又一特點。從青少年時代起，夜晚遇天色晴朗，他就登上屋頂，仰觀天象，竟夜不寐。"每遇交會，必以新步所測，課校疏密，疾病寒暑無間，于茲三十年矣"，繼承和發揚了我國古代天文工作者"驗天求合"的實踐與理論相結合的優良傳統。王錫闡在天文學上取得成就是與此密切相關的。

梅文鼎以畢生精力從事天文學和數學的研究。他的天文學著作有四十余種，有對我國古代歷法的評述與研究；有對《崇禎歷書》的評論，"或正其誤，或補其闕"；有對近人著述的介紹，并能正其訛闕，指其得失；有對他自己創制的天文儀器的說明，涉及面很廣。這些研究使得他能夠綜論中西歷法的異同得失，對中西歷法的融會貫通，作了大量的工作。他的另一重要貢獻是在數學方面，僅據《梅氏叢書輯要》所收的數學著作就有13種共40卷，內容涉及初等數學各個分支，有算術、代數學、幾何學、平面三角學和地面三角學等等。

這些數學著作，并不是對西方傳入的數學知識囫圇吞棗式地抄襲，而是通過作者咀嚼消化以后的心得所作。如對球面三角形，梅文鼎著《弧三角舉要》一書，據他自己所說這是"蓋積數十年之探索，而后能會通簡易"而寫成的。也正如《疇人傳》指出的，"其論算之文務在顯明，不辭勞拙，往往以平易之語解極難之法，淺近之理言達至深之理，使讀其書者不待詳求而又可曉然。"梅文鼎在其數學著作中還多有創見。他利用我國古代傳統的勾股算術證明了《幾何原本》卷二、卷三、卷四、卷六中的很多命題；他用幾何圖形證明了余弦定理和四個正弦、余弦積化和差的公式；他還獨立思考得出若干四等面體、八等面體、十二等面體、二十等面體的多種幾何性質，如它們的內切球半徑和體積，訂正了古人書中的錯誤。

梅文鼎還十分重視我國傳統數學的成就，認為"古法方程，亦非西法所有，則專著論，以明古人之精意，不可湮沒"，喚起了人們對明代幾乎全部失傳的宋元數學的光輝成就的注意。對此，梅文鼎也作出了自己的貢獻。

總之，王錫闡和梅文鼎的工作，使明代以來傳統數學和天文學重獲生機，使新移植過來的西方數學和天文學在中國這塊土地上長成了根干，結出了一些新果。他們對古今中外的有關知識采取了批判繼承的正確態度。這種嚴謹的治學精神以及理論與實踐相聯系的工作方法，是他們在科學上取得成就的重要原因。