试论阿拉伯天文对元朝天文的影响

试论阿拉伯天文对元朝天文的影响

中国是世界上航天运动发展的第一个国家之一，作出了悠久的历史和伟大的贡献。这主要是我们的祖先几千年辛勤劳动、努力创造的结果,同时也有其它民族的促进和影响。阿拉伯天文学就曾对中国天文学发生过重大影响。本文试就阿拉伯天文学对元朝天文学的影响作些粗浅的探索。一中国古代的人工5.中国古代天文学经过两千多年的发展,至元朝达到了鼎盛时期,涌现出了郭守敬、王恂等杰出的天文学家,创造了世界上最先进的历法——《授时历》。元代天文学能取得如此重大的成就,一个重要原因,就是当时已拥有了以前任何一个朝代所不及的先进的天文仪器。而这些先进的天文仪器,在很大程度上是直接由阿拉伯人传入和受了阿拉伯影响的。据《元史》记载,元世祖至元四年(公元1267年),阿拉伯天文学家扎马鲁丁受旭烈兀委派到中国,在北京建立观象台,并制造了下列七种天文仪器:1.咱秃哈剌吉(浑天仪),“汉言混天仪也。其制以铜为之,平设单环,刻周天度,画十二辰位,以准地面。侧立双环而结于平环之子午,半入地下,以分天度。内第二双环,亦刻周天度,而参差相交,以结于侧双环,去地平三十六度以为南北极,可以旋转,以象天运为日行之道。内第三、第四环,皆结于第二环,又去南北极二十四度,亦可以运转。凡可运三环,各对缀铜方钉,皆有窍以代衡箫之仰窥焉”。2.咱秃朔八台(经纬仪),“汉言测验周天星曜之器也。外周园墙,而东面启门,中有小台,立铜表高七尺五寸,上设机轴,悬铜尺,长五尺五寸,复加窥测之箫二,其长如之,下置横尺,刻度数其上,以准挂尺。下本开图之远近,可以左右转而周窥,可以高低举而徧测”②。3.鲁哈麻亦渺凹只(斜纬仪),“汉言春秋分晷影堂。为屋二间,脊开东西横罅,以斜通日晷。中有台,随晷影南高北下,上仰置铜半环,刻天度一百八十,以准地上之半天,斜倚锐首铜尺,长六尺,阔一寸六分,上结半环之中,下加半环之上,可以往来窥运,侧望漏屋晷影,验度数,以定春秋二分。”③4.鲁哈麻亦木思塔余(平纬仪),“汉言冬夏至晷影堂也。为屋五间,屋下为坎,深二丈二尺,脊开南北一罅,以直通日晷。随罅立壁,附壁悬铜尺,长一丈六寸。壁仰画天度半规,其尺亦可往来规运,直望漏屋晷影,以定冬夏二至”④。5.苦来亦撒麻(天球仪),“汉言浑天图也。其制以铜为丸,斜刻日道交环度数于其腹,刻二十八宿形于其上。外平置铜单环,刻周天度数,列于十二辰位以准地。而侧立单环二,一结于平环之子午,以铜丁象南北极,一结于平环之卯酉,皆刻天度。即浑天仪而不可运转窥测者也”。(6)苦来亦阿儿子(地球仪),“汉言地理志也。其制以木为园毬,七分为水,其色绿,三分为土地,其色白。画江河湖海,脉络贯串于其中。画作小方井,以计幅圆之广袤、道里之远近”⑥。(7)兀速都儿刺不定(星盘),“汉言昼夜时刻之器。其制以铜如圆镜而可挂,面刻十二辰位、昼夜时刻,上加铜条缀其中,可以园转。铜条两端,各屈其首为二窍以对望,昼则视日影,夜则窥星辰,以定时刻,以测休咎。背嵌镜片,三面刻其图凡七,以辨东西南北日影长短之不同、星辰向背之有异,故各异其图,以画天地之变焉”⑦。以上仪器,尤其是第六种“地球仪”和第七种“星盘”是中国所没有的。这些新奇的仪器的传入,对中国天文仪器的发展和天文观测的进步无疑起了很大的促进作用。阿拉伯天文仪器传入中国后,对中国产生了深刻的影响,使中国天文仪器在元代有了显著的进步。我们从元朝太史院所用的天文仪器中就可清楚地看到,尤其是天文学大家郭守敬受其影响更为明显。公元1276年元朝太史院以郭守敬为首制造了十三种天文仪器。有圭表、简仪、候极仪、浑天仪、玲珑仪、仰仪、立运仪、证理仪、景符、几、日月食仪、星晷定、时仪。其中在天文观测中起主要作用的圭表、简仪、仰仪等就是受了阿拉伯的直接影响。圭表,是我国创制最古老、使用最熟悉的一种天文仪器,它也是我国古代测定一年长度的唯一仪器。公元前七世纪,我们的祖先就已经开始用它来定冬至和夏至。但是它的发展过程却是缓慢的。从公元前七世纪到元朝郭守敬以前一千多年以来,人们都以八尺长表为标准。虽然唐宋科学家也作过很多努力和尝试来改进它,但始终没能向巨型化方面发展,因此,所测数值总是不很精确。而元朝则出现了异常巨大的仪器,郭守敬所造的圭表高度就是以前的五倍。(至今还矗立在洛阳告成镇的周公测景台)由于表杆和影的相对加长,大大减少了观测的误差。现代天文学家陈遵妫也说:“他(郭守敬)把八尺的表改为四丈长的表,推算夏至和冬至其精密超越前代。”正是由于使用了这种巨型精密的圭表,郭守敬才准确地算出了一年为365.2425天。可见,仪器巨型化是天文观测进步的一个关键,在天文仪器发展史上是一次飞跃。那么,天文仪器巨型化为什么在元朝郭守敬时期出现了呢?我们不否认郭守敬等天文学家努力创造的成绩,但在郭守敬以前,这种巨型化倾向和巨型仪器已在阿拉伯出现和使用了。公元995年阿拉伯天文学家阿布耳·瓦发·布兹贾尼使用的象限仪半径近22呎。哈米德·伊本·基德·库江迪的六分仪半径长达57呎。后来的兀鲁伯的仪器竟高达180呎。到十一世纪阿拉伯天文学家魁拉伽更明确地提出“仪器愈大,观测愈精”。可见到元朝郭守敬时,天文仪器巨型化在阿拉伯至少有二百年的历史了。当时中国同西亚、阿拉伯的经济文化交往很频繁,在郭守敬造巨型圭表的前十年(1267年)阿拉伯天文学家扎马鲁丁已到中国,传播阿拉伯天文知识,郭守敬又会见了他,所以元朝郭守敬所造的巨型圭表是不能不受阿拉伯影响的,英国著名学者李约瑟在《中国科学技术史》中也说:“郭守敬的工作虽说显然具有独立性,但我们以后将看到,那是在具有阿拉伯传统的天文学家参加之下,并且是在传入波斯马拉加天文台的模型或仪象图之后完成的,他的表(四丈长的圭表)自然是中国天文学的一种发展,但看来确实受到了阿拉伯仪器巨型化倾向的激励”。浑天仪,也叫浑仪,是我国古代研究天文、测定天体方位唯一的仪器。自汉以后历代天文学家都以制造浑天仪为第一重要任务,其制作经过一千多年的发展,到北宋苏颂时达到了顶峰,黄道经纬、赤道经纬、地平经纬都可以测定,但是这种浑天仪的结构却存在着很大的缺点和弊病。如:由于园环重叠,缩小了观测范围,等等。郭守敬针对这些缺点进行了重大改革,去掉了黄道部件,将地平经纬、赤道经纬、日晷三器合而为一,创制了中外著名的“简仪”。其精巧正象陈遵妫评价的那样:“简仪则分别位置,有同时并测的效用而没有规环掩映的毛病,诚空前的巨作。”然而,这“空前的巨作”也是在阿拉伯天文学的影响下出现的。它是在阿拉伯天文学家已到中国、阿拉伯三角学传入中国后产生的,它创制的理论基础是弧三角法计算的发明。因为只有发明使用了弧三角法后,星体运行位置的度数,才可以脱开那些繁杂的仪器,不再从浑仪中直接观测,而间接地通过三角学计算求得。可见,正是由于弧三角法的发明,才使郭守敬简化结构、创制简仪的想法成为可能。不然,黄道部件是无法去掉的,日晷三器也是没法合并的。而这种弧三角法及其在简仪中的应用就是从阿拉伯传入的。康税尔说:“几何学在中国数学上是最脆弱的一环,中国人关于几何学的应用,可以说只限于直角三角形(勾股形)的最基本的命题。公元1300年前后,元朝郭守敬首先采用的弧三角学,虽为有明一代的学者所称道,但似乎只是阿拉伯弧三角学的汉文译本。”乔治萨敦也说:“郭守敬曾将伊斯兰教徒所发明的弧三角学传入中国”。我国学者、阿拉伯史专家马坚也指出:“郭守敬的测算,得力于割元术,他不仅割平园且能割浑园。割平园就是算弧三角法,中国本来没有弧三角法,这或许是回回人扎马鲁丁传入中国的,因为弧三角法是伊斯兰教徒所发明的。”11郭守敬简仪的理论基础,不仅来源于阿拉伯弧三角学,就“简仪”本身的制造来说,也是受了阿拉伯人的启发的。早在十二世纪中叶,阿拉伯天文学家贾博·伊本·阿弗拉已经发明了与简仪原理一致、作用基本相同的“黄赤道转换仪”。到郭守敬时黄赤道转换仪在阿拉伯的使用已经有一百多年的历史了。实际上郭守敬的简仪就是阿拉伯黄赤道转换仪的简化品,是在黄赤道转换仪的基础上改造而成的。在谈及简仪与黄赤道转换仪的关系时,李约瑟指出:虽然扎马鲁丁传入中国的七种仪器中没有黄赤道转换仪,但是扎马鲁丁一定把这种仪器制造的方法传到中国。”郭守敬的简仪是因为受到与阿拉伯科学接触的影响而产生的。从一切旁证看来,确实如此。”“可是郭守敬为了使它适合中国天文学的特点,已作了修改,即改用了赤道座标系。”12这确是个经过认真研究后的科学的结论。下面我们再看一下被人们称为郭守敬独创的仪器——仰仪。它是一个铜制的中空的半球面,形状象一口仰放着的锅,半球的口上刻着东西南北的方向,半球面上刻着与观测地纬度相应的纵横线格网。球面中心有一块带小孔的板,太阳光通过小孔在球面上投下一个园形的象,映照在所刻的线格网上,立刻可读出太阳在天球上的位置。若发生日食,仰仪面上的日象也相应地发生亏缺。这样,从仰仪上又可以直接观测出日食的方向、亏缺的多少,以及发生各种食象的时刻等。的确,是个很巧妙的仪器,但是,这种仪器二百年前在阿拉伯就已出现了。十一世纪时阿拉伯天文学家就已经利用日光通过小孔成象的原理来观测日食,以及日面的亏缺、食象的时刻等,原理、功用及操作方法和郭守敬的仰仪完全相同13。郭守敬的贡献则是在球面上增添了观测地所处的相应纬度,观测时可以直接读出数据。总之,元朝时阿拉伯天文仪器传入中国,对中国产生了深刻的影响,它促进了中国天文仪器的进步,从而也促进了中国天文学的发展。二《授时历》是与道德教育、认知承用金的一种中国古代天文史,实际上就是一部历学史。我们从《黄帝历》起,到太平天国《天历》止,共有一百零二种历法。可以说世界上没有一个国家能够象我们祖先那样地重视历法。在欧洲历法传入中国前,中国历法以元朝《授时历》为最精。魏源说:“有元一代制度,莫善于历,历出于郭守敬,全凭实测,不事虚算,故西洋来至以前,唯授时历为无弊。”14《新元史》也说:“郭守敬创制诸仪表,台官遵用百年,测验之精,远逾前代。”15天文历算大家梅文鼎也指出:“按古历并溯太古为元,未免牵合,故久而多差。惟授时历不用积年,截用至元辛巳为元,一凭实测,而无假借,故自元迄明,承用三四百年,法无大差,以和汉晋唐宋之屡改屡差,不啻齐壤,故曰授时历集诸家大成,盖自西历以前未有精於授时者”16。然而,被历代所称道的《授时历》,它同样深受阿拉伯天文学的影响,它是在阿拉伯历法传入中国后产生的,它的基础和蓝本是《庚午元历》和《万年历》。《癸巳存稿》卷八指出：“先是耶律文正(耶律楚材)麻答把法,增益庚午元法,万年法,而为授时所本。”马坚也说:“西征庚午元历虽不果颁用,万年历虽不复传,但授时历是以这两种历为蓝本的。”17这个结论已被很多专家所共认,无需赘述。这里我们所需弄清楚的是作为授时历蓝本的庚午元历、万年历是从何而来的。《庚午元历》是耶律楚材随元太祖成吉思汗征服回教各国时作的。《元史》卷五十二载“元初承用金《大明历》,庚辰岁,太祖西征,五月望,月食不效,二月、五月朔,微月见于西南。中书令耶律楚材以《大明历》后天,乃损节气之分,减周天之秒,去交终之率,治月转之余,课两曜之后先,调五行之出没,以正《大明历》之失。且以中元庚午岁,国兵南伐,而天下略定,推上元庚午岁天正十一月壬戌朔,子正冬至,日月合璧,五星联珠,同会虚宿六度,以应太祖受命之符。又以西域、中原地里殊远,创为里差以增损之,虽东西万里,不复差忒。遂题其名曰《西征庚午元历》”。耶律楚材作《庚午元历》时曾参考阿拉伯历法。亚烈伟力说:“耶律楚材随成吉思汗西征中央亚细亚时,曾从事于日月食的计算,他与波斯的天文家交游之际,曾获得许多天文知识,毫无疑义。”18宋君荣也说:“耶律楚材曾奉成吉思汗之命重修历法。这位天文学家秉承成吉思汗的意旨,依西法(阿拉伯历法)进行修改,后来颁布了一种历书(庚午元历)。”19马坚更明确指出:“耶律楚材作庚午元历的时候,曾参考回回历法。”20至于《万年历》则是阿拉伯天文学家扎马鲁丁直接传入的,并于公元1267年由元政府在全国颁布实行。《元史》卷五十二说“至元四年(1267年)西域扎马鲁丁撰进《万年历》,世祖稍颁行之。”从上可见,《授时历》是以《庚午元历》、《万年历》为蓝本的,而《庚午元历》和《万年历》又是阿拉伯人直接传入和受了阿拉伯历法影响的,故《授时历》与阿拉伯历法有间接的或直接的关系。下面我们再从天文工作者的角度作以考察。《元史》卷五十二载:“十三年,平宋遂诏前中书左丞许衡、太子赞善王恂、都水少监郭守敬改治新历。……十七年冬至,历成,诏赐名日《授时历》。十八年,颁行天下”。从元政府召集郭守敬等着手编历到历书编成仅仅四年,试想在这短短的四年中,能观测出《授时历》所需要的种种数据吗?正象马坚所说:“郭守敬‘不用积年’、‘全凭实测’、‘不事虚算’,这是回回天文学家传统的精神,但在短短的六年中(实为四年)就能做到‘测验之精,远逾前代’,郭守敬就是天才学者,事实上也不可能,研究天文历算的人,大概都明白这个道理,无需多说,因此,我们可以说,郭守敬所凭的实测,大部分是回回人的遗产。”21靳朋也说:“伊本、优努斯(阿拉伯杰出天文学家1007年卒在开罗天文台制作一部伟大的历书,称为哈克慕历,曾代替了自古以来的一切历书,后来的一切天文学书都抄袭哈克慕历;公元1280年中国郭守敬所编的历书,也曾抄袭它。”22除此,我们还可以找出许多证据来证明《授时历》确实受了阿拉伯历法的影响。三明清时期,哈萨克斯坦传统文化的传播对中国天监制度的影响阿拉伯人不仅把先进的仪器和完善的历法传入中国,而且还直接参加了中国的天文工作。元、明、清三朝他们与中国历法和天文工作者占有同等重要的地位。元朝设有回回司天监专署。《元史》百官志说“回回司天监,秩正四品。掌观象衍历。提点一员,司天监三员,少监二员,监承二员,品秩同上;知事一员,令史二员,通事兼知印一人,奏差一人,属官:教授一员,天文科管勾一员,算历科管勾一员,三式科管勾一员,测验科管勾一员,漏刻科管勾一员,阴阳人一十八人。世祖在潛邸时,有旨征回回为星学者,扎马刺丁等以其艺进,未有官署。至元八年(1271年),始置司天台,秩从五品。十七年,置行监。皇庆元年(1312年)改为监,秩正四品。延祐元年(1314年)陞正三品,置司天监。二年,命秘书卿提调监事。四年,复正四品。”据《元史》百官志,元政府司天监秩正四品,回回司天监也是正四品,而且元政府又在全国颁布阿拉伯人的《万年历》,当时阿拉伯历法和天文工作者在中国地位之高,由此可知。明朝时国家天文机构虽有改革,但阿拉伯历法的地位却没变动。《明史纪事本末》说:“洪武元年(1368年)冬十月,征元太史院使张佑、张沂、司农卿兼太史院史成隶太史同知郭让、朱茂,司天少监王可大,石泽、李义,太监赵恂,太史院监候刘孝忠,灵台郎张容,回回司天监黑的儿、阿都刺,司天监丞迭里月实一十四人,修定历数。二年夏四月,征元回回司天台官郑阿里等十一人至京议历法,占天象。三年六月,改司天监为钦天监。设钦天监官,其习业者分四科:曰天文,曰漏刻,曰《大统历》,曰《回回历》”23。《明史》载“十五年秋,太祖