北宋天文管理的成效與問題

北宋天文管理的成效與問題

歷法是中國古代各種天文學活動中最重要的組成部分。歷法是國家未來的預測，以及尊重人類理想的國家禮儀活動所必需的前提。在繼承隋唐五代以來歷法成就的基礎上,宋代進行了頻繁的歷法改進工作,僅北宋一個朝代,在其統(tǒng)治的167年時間里,天文學家創(chuàng)制了十多部歷法,僅頒行的歷法就有九部。前人已從歷法的知識技術層面作過探討,本文擬綜合政治、社會、文化、技術等因素,從社會與天文關系的角度,探討政府天文管理的成效和問題,揭示宋代天文工作技術管理的基本特征。一、參與式入典的制訂北宋時期改易歷法,一般都是根據歷法與實際天象比照,發(fā)現(xiàn)差失之后,由司天監(jiān)官員報告給朝廷,得到皇帝的正式下詔許可后,再任命有關技術人員創(chuàng)制新歷。而且創(chuàng)制新歷時,可以說引入了競爭機制。這種競爭機制表現(xiàn)在兩個方面,一方面是允許多人同時創(chuàng)制不同的歷法,然后通過校驗比較擇優(yōu)錄用;另一方面允許技術同行針對同一部歷法提出批評意見,然后對這些意見一一檢驗,并把合理之處納入新歷之中。北宋開國之初,是沿用了后周的《欽天歷》,為了顯示其正統(tǒng)地位,命令王處訥重覆《欽天歷》,并改名《應天歷》,而真正意義上的本朝第一部歷法《乾元歷》創(chuàng)制時就引入了競爭機制。宋太宗繼位后,針對歷法“氣朔漸差”的實際狀況,命令司天監(jiān)王處訥等重加考定,據《資治通鑒長編紀事本末》記載:“太平興國七年(982)十月,初有司言《應天歷》氣朔漸差,詔司天監(jiān)王處訥重加考定。處訥別上新歷,詔付本監(jiān)集官看詳,會冬官正吳昭素、徐瑩、董昭吉等各獻新歷,處訥既卒,所上歷遂不行。于是遣內臣沈元應集本監(jiān)官屬學生參校昭吉等三歷之疏密,秋官正史端等言,昭吉歷差誤,昭素及瑩二歷以建隆癸亥以來,二十四年氣朔驗之,惟昭素歷氣朔稍均,可行用。又詔衛(wèi)尉少卿元象宗與元應等再集歷官及明歷術者重定,象宗等言,昭素歷法考驗無差,可施之永久,上乃自制序號《乾元歷》,優(yōu)賜昭素等束帛?！睆氖妨蟻砜?這次制歷不僅引入了競爭機制,有幾名天文技術人員同上新歷,而且從歷法的創(chuàng)制到歷法的頒行都遵循嚴格的技術管理程序。正如陳美東所指出的那樣:“如果說,《應天歷》的采用和頒行,時值宋朝建國之初,未免顯得草率。那么18年后,已有一批明于天文、歷法的學者出現(xiàn),傳統(tǒng)切實可靠的驗歷、定歷的程序得到重視和實施,這是此次改歷活動呈現(xiàn)出的重要特征?！?32《明天歷》創(chuàng)制時也是如此,卷74判司天監(jiān)周琮等人經過三年時間制成新歷上獻的同時,司天中官正舒易簡與監(jiān)生石道、李遘等人也提出了各自的制歷方案,經過有關技術人員按照歷法校驗的方法認真考校之后,最終認可了周琮等人創(chuàng)制的新歷。雖然舒易簡等人的方案未被采納,卻體現(xiàn)出歷法創(chuàng)制過程中的競爭機制。當然,也有另外的一種競爭狀況,就是技術同行對同一部歷法提出不同的批評意見,朝廷針對這些技術性的批評意見逐一加以檢驗,然后再把合理意見加入其中,對歷法進行修正。如《崇天歷》創(chuàng)制時就是如此?！冻缣鞖v》是仁宗繼位后,在很短的時間內創(chuàng)制而成的。據《宋史·律歷志四》記載,卷71《儀天歷》有差失后,真宗朝就已著手進行新歷的創(chuàng)制工作。司天役人張奎也確實制出了新歷,但沒能夠頒行。宋仁宗繼位后,開始著手創(chuàng)制新歷的工作。由于時間倉促,沒有來得及檢驗,在頒用的當年(1024)歷法就出現(xiàn)了差失,據《續(xù)資治通鑒長編》記載:“天圣二年,五月丁亥朔,司天監(jiān)言日當食,已而不食,中書奉表稱賀?！钡?在司天監(jiān)任職的周琮卻從技術角度對新歷提出了批評卷73,周琮認為《崇天歷》差失的根本原因在于“歷成不驗”卷102,他的意見得到采納,不久皇帝就下詔對其候驗。歷法從開始校驗到最后頒行一直持續(xù)了七年之久,朝廷派出內侍官江德明主持整個候驗工作并且運用渾儀和實際天象進行了比對,周琮、楊皞、于淵等人的合理意見得到了采納。正是通過認真的校驗修正,《崇天歷》在基本天文數據的測算以及一批歷法問題的推算方法上,取得了重要進展:歷元年月過近日點時間的誤差為0.08日,是歷代最佳值,取可能發(fā)生月食之食限值為12.62度、必定發(fā)生月全食之食限值為3.96度,均是歷代最佳值之一;對水星近日點黃經的測算取得突破性進展,誤差從前代諸歷的百余度降至15.63度;關于木、土、火、金四星在一個會合周期內動態(tài)表的劃分,對后世歷法產生重大影響。436二、綜合校驗標準的確立由于歷法是整個天文工作的基礎,其精確性就顯得十分重要。歷法一改再改的目的就是為了提高精確度,以求最大限度地與實際天象相符合。因而對于新頒布的歷法,一般朝廷要指派專業(yè)技術人員進行校驗,然后根據校驗的結果決定是否頒行。北宋歷法的技術校驗也是如此,如對于同時進獻的歷法通過校驗來判別優(yōu)劣,如上文提到的《乾元歷》和《明天歷》就是如此。通過校驗比對判別優(yōu)劣,最終確定是否能行用。再如太宗至道元年(995年)七月,司天監(jiān)丞王睿上獻自己創(chuàng)制的新歷,皇帝就下詔進行技術校驗,《玉?！酚涊d:“詔夏官正鄭昭晏重校正朔密疏以聞。九月癸丑,翰林天文鄭昭晏上言:先受詔考校王睿所撰淳化四年新歷,今比較得失十八事,內六事失以聞。上嘉之,賜昭晏金紫,令知歷算。”從史料來看,鄭昭晏確實對歷法做了認真的校驗,對其優(yōu)劣之處一一指正,并因此得到皇帝的嘉獎。那么北宋時期采取什么措施對新歷實施校驗呢?陳美東把古代歷法的校驗標準歸納為四種:氣朔之驗、交食之驗、五星之驗、綜合之驗。其實在北宋時期,周琮對這幾種驗歷的方法已經有很好的總結卷75。所謂氣朔之驗就是指檢驗推算冬至時刻的準確性和檢驗歷推二十四節(jié)氣晷影的長度是否與實測吻合。交食之驗就是指用新歷預測的“日月交食”是否準確,既包括對過去已發(fā)生的日月交食進行回推比對又包括對未發(fā)生的日月交食進行預報。五星之驗就是通過檢驗新歷預報金、木、水、火、土五大行星在恒星間出現(xiàn)順、逆、遲、留、伏等現(xiàn)象準確性如何,以辨別歷法的優(yōu)劣。周琮在論歷中還提出針對此三種校驗措施的親、近、遠的具體標準:日月交食之驗,歷法預報日月食誤差食分在一分二刻以下為親,預報誤差食分在二分四刻以下為近,而預報誤差食分在三分五刻以上為遠。五星之驗,預報誤差差天二度以下為親,預報誤差三度以下為近,預報誤差在四度以上為遠。氣朔之驗,歷法預報值與實際測影值比對,誤差在二分以下為親,誤差在三分以下為近,誤差在四分以上為遠。在不同的歷史時期,判別歷法親近遠的標準各不相同,陳美東曾以五星之驗和交食之驗為例,通過比較漢唐北宋時期的標準,得出了校驗標準不斷提高的結論,從中可以看出北宋時期歷法精度比前代有所提高的事實。489-498其實,具體到一部歷法的校驗,有時不只用一種標準去校驗,而是采取兩種或多種標準去進行校驗,亦即采用綜合校驗的方法。太平興國年間,《乾元歷》剛制成之后,史端奉詔校驗《乾元歷》時只是“以建隆癸亥以來二十四年氣朔驗之”,到了端拱二年(989),太宗在禁中觀望在星占學中具有特別意義的熒惑行度的時候,發(fā)現(xiàn)實際的天象與歷法預測有出入,就對歷法的精度產生了疑問卷70,雖然祗候官吏用有關星占學的理論去敷衍太宗,但是依據相關史料判斷,太宗還是詔令天文技術人員對歷法進行了重新校驗,《宋史·律歷三》記載:“端拱中,翰林天文鄭昭晏上言:‘唐貞觀二年三月朔,日有食之,前志不書分數、宿度、分野,虧初復末時刻。臣以《乾元歷》法推之,得其歲戊子,其朔戊申,日所食五分,一分在未出時前,四分出后,其時出在寅六刻,虧在三刻,食甚在八刻,復在卯四刻,當降婁九度?！盅?‘按歷書云,凡欲取驗將來,必在考之既往。謹按《春秋》交食及漢氏以來五星守犯,以新歷及唐《麟德》、《開元》二歷覆驗三十事,以究其疏密’?！本?0從史料看這里用了兩種方法去校驗,一是交食之驗,一是五星之驗。在校驗時還把《乾元歷》與唐朝的《麟德》、《開元》二歷進行比對,以更好地判斷《乾元歷》的優(yōu)劣。仁宗時期《崇天歷》制成之后,當時的司天技術人員周琮要求進行檢驗時就說:“古之造歷,必使千百年間星度交食,若應繩準,今歷成而不驗,則歷法為未密?！本?3如前所述,正是通過進一步的綜合校驗,《崇天歷》才在一些基本的天文數據等方面取得進展。神宗時期沈括主持《奉元歷》改革,也遵循了嚴格的校驗程序。熙寧五年,王安石主政之后,提拔當時和自己關系比較密切的沈括提舉司天監(jiān),負責創(chuàng)制新歷。同年九月,沈括推舉明于歷術的盲人衛(wèi)樸到司天監(jiān)參校新歷卷238。到熙寧八年(1075年)新歷制成,“熙寧八年閏四月壬寅,衛(wèi)樸所造新歷成,由知制誥沈括上之,賜名《奉元歷》,行之。乃詔進括一官;司天監(jiān)官吏進官,賜絹銀有差。賜衛(wèi)樸錢百千?！本?63可是,剛剛創(chuàng)制的新歷,在第二年預測月食就失效。《宋史·律歷志十五》記載:“熙寧九年(1076年)正月日食,《奉元歷》遽不效,詔問修歷推恩者姓名,(沈括)具奏辯,得不廢?！本?2從史料看沈括通過辯駁,確?！斗钤獨v》不被廢止。但是,也有一些人認為沈括強詞奪理,才僥幸確?！斗钤獨v》不被廢除。“識者謂括強辯,不許其深于歷也?！迸u者對《奉元歷》的指責應該說是有一定道理的?！斗钤獨v》之所以不能準確地預測出月食,是因為《奉元歷》沒有執(zhí)行嚴格的校驗程序,就倉促行用。對于沈括這樣比較具有科學求真、求實精神的科學家為何會犯這樣的錯誤呢?在《夢溪筆談》中沈括自己道出了個中原委,“前世修歷,多只增損舊歷而已,未曾實考天度。而衛(wèi)樸造歷,既正氣朔,又置五星候薄。其法須測驗每夜昏曉夜半月及五星所在度秒置薄錄之,滿五年,其間剔去云陰及晝見日數外,可得三年實行,然后以算術綴之,古所謂綴術者此也。是時司天歷官,皆承世族,隸名食祿,本無知歷者,惡樸之術過己,群沮之,屢起大獄。雖不能搖樸,而候薄至今不成。樸以無候薄,未能盡其術,但增損舊歷,正其甚謬處,十得五六而已,然已密于他歷。”從史料來看,《奉元歷》之所以沒能夠通過校驗就行用,確實有不得已的原因。大概沈括對于司天監(jiān)內一些昏庸無能的官吏的阻撓無能為力,才倉促行用《奉元歷》。沈括之所以認為沒有經過綴術修正的《奉元歷》已密于他歷,也是有一定理由的。從《夢溪筆談》記載的史料看,卷18,技藝衛(wèi)樸所創(chuàng)制的《奉元歷》得驗于歷史上有關日食記錄,也就是用交食校驗之法進行回推校驗,確實密于他歷,是以沈括認為《奉元歷》密于他歷。其實這只是一種校驗方法而已,因為歷法要經過比照當時觀測的天象進行進一步的校驗修正工作。然而,由于司天監(jiān)官吏的阻撓,必須進行的校驗無法進行,才使得《奉元歷》在預報日食上出現(xiàn)了差失。正是借歷法預測日食不準的機會,已辭去提舉司天監(jiān)公事一職升任權發(fā)遣三司使的沈括提出重新校驗歷法請求。根據《續(xù)資治通鑒長編》記載,卷272沈括提舉司天監(jiān)時已經著手進行新歷校驗的準備工作,并得到了朝廷的許可。但是司天監(jiān)連續(xù)五年星辰晷漏候薄記錄卻錯誤百出,根本無法使用。因此沈括奏請詔令技術人員用渾儀、浮漏、圭表重新觀測,衛(wèi)樸再赴司天監(jiān)參校新歷。他的請求得到了皇帝的許可。重新校歷工作進行了一年左右,沈括、衛(wèi)樸就做出了一個大膽的舉動,把歷法的起始時間從午時改為子時,把閏十二月改為閏正月。這種舉措當時引起了很大的震動,根據傳統(tǒng)的禮儀,每年外國的使者都必須在新年伊始前來朝貢,可是新歷法提前了一個月時間,使用舊歷的邊遠地區(qū)就無法按時前來。于是一些人就乘機發(fā)難,說這樣改歷毫無理由。于是朝廷就詔令有關機構加以裁定,沈括校驗用了南朝祖沖之測冬至點的方法來推一年的起始時間卷7,象數一,也就是說冬至前后等長的時間內,晷影長度應該相同,可是實際校驗立春立冬日影相差五十余刻,發(fā)難的人這才無話可說,最終接受改歷的建議。但是,《奉元歷》的校驗工作最終并沒有完成?！独m(xù)資治通鑒長編》記載:“至元豐元年(1078年)閏正月甲午,神宗又下詔曰:提舉司天監(jiān)近校月食時分,比崇天、明天兩法,已見新歷為密。又前閏正月,歲在戊子,今復閏于戊午,恐理亦不謬,亦更不須考究。其所差講究新歷官等并罷,衛(wèi)樸給路費錢二十千。”卷287大概神宗皇帝認為新歷已比較精密,不需再作進一部修正,以行政命令結束了《奉元歷》的校驗工作。結合沈括在《夢溪筆談》多次談及《奉元歷》的史料,不難看出《奉元歷》的校驗工作并沒有最終完成。由于《奉元歷》在南宋時就已失傳,究竟其在哪些方面有創(chuàng)見我們已無從知曉。清代李銳曾作《奉元術注》,復原了《奉元歷》的若干基本天文數據,如所取回歸年、朔望月長度與周琮《明天歷》大體相同,較《崇天歷》要準確。從后來《遼史·歷象志下》記載的朝廷召集司天技術人員與遼國、日本、高麗歷比較結果來看,《奉元歷》還是得到了朝廷的認可。因此經過重新校驗的歷法精度確實比以前有所提高,它不僅反映了當時朝廷對歷法工作的重視,也反映了制歷工作者精益求精的態(tài)度。北宋時期,正是因為政府采取了較為合理的技術檢驗措施,一些歷法的精度才不斷提高。如前所述,《崇天歷》從開始校驗到最后頒行歷時七年之久,朝廷派出內侍官江德明主持整個候驗工作并且運用渾儀和實際天象進行了比對,周琮、楊皞、于淵等人的合理意見得到了采納。正是通過認真地校驗修正,《崇天歷》在基本天文數據的測算以及一批歷法問題的推算方法上,取得了重要進展。后來的《觀天歷》從開始創(chuàng)制到后來頒行,至少經歷了六年的研究和檢驗。卷10北宋時期,未經校驗的歷法,即便得到行用,一般也不會長久,如周琮的《明天歷》就是如此。周琮所創(chuàng)制的《明天歷》在諸多天文數據的測算上取得了重大進步,但是就是這位提出具體的歷法校驗標準的天文技術專家,自己主持創(chuàng)制的《明天歷》卻沒有經過歷法校驗這一環(huán)節(jié),只行用了短短的三年時間就被廢止?！队窈！酚涊d:“治平初,司天監(jiān)用周琮改撰《明天歷》,監(jiān)生石道言:未經測驗,不可用,不聽?！逼浣Y果是:“后三年,驗熙寧元年七月月食不效,乃詔復用《崇天歷》,奪周琮等所遷官。”卷10而當初勸告周琮“未經測驗,不可用”的監(jiān)生石道因此得以遷升為司天監(jiān)保章正。姚舜輔創(chuàng)制的《占天歷》也是如此,在行用三年后也被廢止,“不經考驗”是主要原因之一,可見在北宋時期就歷法創(chuàng)制來說,歷法必經校驗已成為一種有效的技術管理制度,它對提高歷法的精度起到了積極的作用。三、劉浚叟在在線校驗北宋時期歷法創(chuàng)制檢驗一般都遵循嚴格的技術管理制度,這是歷法精度不斷提高的一個重要原因。但是,需注意的是在歷法創(chuàng)制或者校驗的過程中也出現(xiàn)過行政干涉的現(xiàn)象,這種行政管理超越技術管理的結果阻礙了天文學的發(fā)展進步。前文已經提及,北宋時期,天文技術人員對歷法差失的原因已經有較為明確的認識,其中認識之一就是認為,日月星辰的運動,隨著歲月的流逝,積累的誤差就會顯現(xiàn),因此以原來的歷法考校就會有差失,歷法也就必須做相應的變更。不僅如此,他們還從測量誤差的角度分析歷法差失的原因,“物銖銖而較之,至石必差,況于無形之數哉?”卷71就是從測量誤差的角度來分析歷法差失的原因,周琮也有類似的認識,《宋史·律歷志七》記載:“蓋古今之人,以八尺圓器,欲以盡天體,決知其難矣?！本?4這些對歷法差失原因的認識,無疑有助于推動歷法的不斷改革和創(chuàng)新。但是,在中國古代由于歷法還扮演星占的重任,在歷法與天象不符時,一些官僚往往從天象失行的角度去找原因,從而對歷法改革創(chuàng)新帶來負面的影響。與前代相比,盡管北宋時期統(tǒng)治者已不再篤信天文星占,但天文星占仍是政府神道設教的工具。因此,其管理中仍然不可避免地出現(xiàn)行政管理與技術管理沖突的現(xiàn)象,茲以崇天歷變更的前前后后為例,加以分析。宋仁宗皇祐四年(1054年)十一月日食,歷法卻沒有能夠準確預測出來,于是皇帝就下詔對歷法進行校驗卷82?？墒?改歷一直拖到了英宗治平元年(1064)才進行,而其原因就是行政管理干涉的結果。據《續(xù)資治通鑒長編》記載卷173,為了真正校驗出歷法的疏密,皇祐四年十一月朝廷令司天監(jiān)和翰林天文院分別做了校驗工作。校驗工作從皇祐四年十一月到皇祐五年三月,持續(xù)了大約四五個月的時間,從司天監(jiān)官吏李用晦等的校驗報告中可以看出,天文技術人員對唐戊寅、麟德、大衍、五紀、正元觀象、宣明、崇真八歷及北宋的應天、乾元、儀天、崇天四歷做了認真的比對,并給出具體的校驗結果。從歷法比對的實際情況來看,崇天歷有差失是毫無疑問的,按說應該考慮對歷法進行修正或創(chuàng)制新歷?？僧敃r負責校驗工作的王洙、劉羲叟卻引經據典堅決反對改歷,王洙認為日月都是運動著的物體,有盈縮是很正常的,而且其盈縮也是變常不定的,所以歷法才沒有完美無缺的。而劉羲叟也指出:古代圣人們制作歷法的目的主要在于敬授人時,雖然也測算日月交食,不一定非得與實際發(fā)生的辰刻相吻合,日月食發(fā)生的時刻與實際歷法測算有出入,不一定就是歷法有差失。這也正是帝王在日月交食時采取救護措施的原因。崇天歷法已經行用了三十年在海內廣為流布,民眾也都習以為常了,其稍有差失,不能因為天象的變動,而去輕易改動。結果王洙、劉羲叟等人的意見得到了采納。皇帝之所以采納王洙、劉羲叟的意見,一方面是因為由于缺乏天文學知識皇帝不可能對具體的歷法的優(yōu)劣做出公正的裁決,另一方面是因為劉羲叟本人在歷學研究方面頗有聲譽,其意見當然值得重視。那么劉羲叟在歷法方面的造詣究竟如何呢?我們可從其生平事跡中看出一二?！端问贰酚涊d,劉羲叟是在歐陽修的薦舉下才進入仕途卷432,其實歐陽修極力薦舉劉羲叟的原因是因為劉羲叟上獻了一部有關《史記天官書》的注釋著作,《宋會要輯稿》記載:“慶歷五年(1041年)閏五月,龍圖閣直學士歐陽修上澤州進士劉義叟注釋司馬遷天官書及著洪犯災異,召試舍人院,命以為大理評事?！币源宋覀兛闯鰟Ⅳ僳旁谌胧酥熬途邆淞艘欢ǖ奶煳闹R,那么劉羲叟的天文歷法知識從何而來呢?《宋史·李之才傳》記載:“澤人劉羲叟從受歷法,世稱‘羲叟歷法’,遠出古今上,有楊雄、張衡所未喻者,實之才授之。”卷431可見劉羲叟是從李之才那里學到了一些象數知識,后來在歐陽修領銜編修唐書時,又被選中專修《律歷》、《天文》、《五行志》,雖然當時的很多人對劉羲叟的歷學知識給出了較高的評價,南宋的李燾甚至認為“羲叟歷學為宋第一,歐陽修、司馬光輩皆遵用之。”卷82與在天文機構供職的專業(yè)技術人員相比,畢竟隔了一層。當時,在司