和尚科學家僧一行
僧一行是唐代出自佛門的杰出科學家,也是中國古代佛教界的著名人物。一行從小刻苦好學,博覽經史,尤精于歷象、陰陽、五行之學。武則天的侄子武三思羨慕一行的才學和名望,想跟他交結,千方百計地去討好他。
當時武三思結黨營私、敗壞朝政的惡名,世人皆知,但礙于武三思是皇親國戚,沒人敢指責他。一行不想和這類惡名傳千里的人交往,便出家當了和尚,隱居在河南嵩山,師事普寂和尚。
睿宗即位,征他入朝,他以身患疾病推辭了,因為他看厭了世俗的奪權爭利的丑劇,不愿投身其中。盡管如此,他對天文、歷象之學的興趣仍始終未減。
出家之后,他仍然勤奮攻讀,為了精研數學,他曾長途跋涉前往荊州當陽山,隨悟真和尚學習。開元五年,唐玄宗強征一行入京。當時的麟德歷行用已久,誤差很大,玄宗命令一行等人參考先代各家歷法,編撰一部新歷法。
一行雖然很不情愿,但因具體工作正是他樂于鉆研的,所以就非常認真地工作起來。他對前人的歷法不是采取一些簡單的增損修改,而是在前人的基礎上,大膽創新。
為了使歷法與實際天象相符,他進行了一系列的實測工作,取得了很多實際資料,從而糾正了前人不少錯誤,把中國古代歷法的制定工作提高到一個新的水平。
一行利用黃道游儀組織了一批天文學工作者進行觀測,取得了一系列關于日、月、星辰運動的第一手資料,發現了恒星的位置與漢代相比較,已有相當大的變化。這個發現導致在他的歷法里廢棄了沿用長達八百多年的28宿距度數據,采用了新的數據,從而有助于新歷法精確性的提高。
一行從天文學的歷史發展中,認識到日、月、星辰的運動是有一定規律的。通過細心的觀測,可以初步了解這些規律,但因人們認識水平所限,對這些規律的認識還有一定的局限性,所以根據這些規律推算出來的結果,會與實際觀測存在誤差。
從實測中可以修正認識的不足,通過反復觀測、修正,就可以得到比較正確的認識。這一思想是非常可貴的。一行正是在這種思想的指導下,從事天文學的工作,并突破了前人的成果,取得重大成就的。
為了使新編的歷法適用于全國各地,一行領導進行了一場大規模的大地測量。他還發明了一種名為“復矩圖”的測量儀器,供測量之用。
測量地點共選擇12處,分布范圍到達唐朝疆域的南北兩端,測量內容包括每個測量地點的北極高度,冬、夏至日和春、秋分日太陽在正南方時的日影長度。其中南宮說等人在河南的白馬、浚儀、扶溝、上蔡四處的測量最重要。
這四個地方的地理經度比較接近,即大致上是在南北一條線上,南宮說等人直接量度了四地的距離,測量的結果證實了自何承天起就被否定了的漢以前關于“南北地隔千里,影長差一寸”的說法,是純屬臆測。
一行從實測中得出了南北兩地相差351里80步,北極高度相差1度的結果。我國古制為1里等于300步,1步等于5尺,一周天為365度又四分之一度,換算為現代單位,即為南北相距129.22公里,北極高度相差1度。
這實際上就是地球子午線1度的長度。與現測量值1°長111.2公里相較,雖有較大的差誤,但這是世界上用科學方法進行的第一次子午線實測。從實測和對前人謬說的批判中,一行初步認識到,在很小的有限空間范圍得到的認識,不能任意向大范圍甚至無際的空間推演,這是中國科學思想史上的一個重大進步。
經過幾年的準備,一行從公元725年著手編修新歷,公元727年寫成了大衍歷草稿,也就在這一年他去世了。
大衍歷以劉焯的皇極歷為基礎,加以發展,共分7篇,包括步中朔術、發劍術、步日躔術、步月離術、步軌漏術、步交會術、步五星術,內容和結構都很有系統,表明中國古代的歷法體系已經完全成熟。
在明末用西方方法編歷之前,各次修歷都效仿大衍歷的結構。在大衍歷中,一行根據實測資料,對太陽系運動的規律作了比張子信和劉焯等人所做的更合乎實際的描述,從而把張子信的發現在歷法中得到正確的應用。
他的太陽運動表,即日躔表是根據定氣編纂的,即他把太陽在一個回歸年內所走的度數平分為24等分,太陽每到一個分點就交一個節氣。由于太陽運動的不均勻性,所以兩個定氣之間所需要的時間是各不相同的。
為了從數學上處理這個問題,一行創立了不等間距二次內插法。大衍歷在日月食和五星運動計算方面也都有較大的進步,如它考慮到視差對交食的影響,創立了一套計算視差影響的經驗公式,等等,在我國歷法史上占有重要的地位。
大衍歷推行后,陳玄景、瞿曇機和南宮說等人起而非難,但經天文觀測的實際檢驗,證明了大衍歷比麟德歷和印度傳入的九執歷精密,是當時最好的歷法。
追求理性,就能超越虛幻的信仰,探索科學,就會與理性為伴。一行作為古代杰出的科學家,盡管由于受到當時盛行的儒道、釋等思想的熏陶和影響,思想中充斥很多封建迷信糟粕,盡管他已是一個不問世事、遁跡佛門的僧人,但他執著地對屬于科學的天文、歷算進行探索,所以最終還是一個對社會有用的人,在科學史上立下了不朽的功勛。這里展示的是,科學和真理對人類及人生的塑造。
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