中国宋元时期的天文学与数学

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中国宋元时期的天文学与数学

天文学

宋 朝历法一共改了十九次，是我国历史上历法改革频繁的一

个朝代。历法的不断改革，反映 了天文学研究的活跃。

宋朝天文学的发展可分为三个阶段。北 宋初到神宗前，历法

以崇天历为代表，主要成就是超新星的观测；神宗朝到北宋

末，历法以纪元历为代表，主要成就是水运仪象台的制造；

南宋时代以编 撰统天历为著名。

北宋初，用后周王朴的钦天历。钦天历在天 体运动的计算中

提出了等加速运动的公式，是准确的。仁宗朝用崇天历前后

达四十年。著名的天文学家楚衍参与崇天历的编撰。在司天

监任职四十多年的 天文学家杨惟德，在他的著述中曾一再介

绍崇天历。

崇天历的天 文数据较接近天文实际。

至和元年

（一

〇五四年）四月朔

有一次日全食。

当时在汴京观测这次日食是“日食既，至申乃见，食九分之

余”

。用崇天历推算食甚时间在申正一刻二十分，食分为九

分半弱， 与观测所得几乎相同。北宋又有纪元历，是天文学

家姚舜辅等所编撰，它的求赤道坐标变 换为黄道坐标的计算

方法比较简易。

纪元历中还引进了四次方程式的算法。它的各项天文数据多

为金大明历和元授时历所采用 。北宋沈括提出了十二气历的

.

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编制方法，虽没有实行，但在历法史上无疑是一项卓越的成

就。

北宋的天象观测很有成绩。对天空三十一大区（即三垣：紫

微垣 、太微垣、天市垣和二十八宿）恒星位置的观测共进行

了六次。大中祥符、景祐、皇祐、 元丰、绍圣和崇宁年间各

进行过一次。元丰时的观测被画成星图，见于苏颂的《新仪

象法要》和黄裳的天文图。

一二四七年（ 淳祐七年）黄图在乎江府复刊，即现存的苏州

天文图。崇宁年间观测到的记录，部分载入 纪元历内，所测

二十八宿距度星的平均误差绝对值只有

0

°

.15

，已很精密。

江苏苏州南宋石刻《天文图》

北 宋有两次超新星的观测，一次是一〇〇六年（景德三年）

，

一次 是一〇五四年（至和元年）

。前者是在司天监内观测到

的，在骑 官星西，相当今天蝎宫星座，形状如同半个月亮，

四周有光芒，亮度可以鉴别物体。

后者是杨惟德观测到的。这星本来很暗淡，他观测时忽然亮

起来，星的亮度和金星差不多，四周都是光芒，颜色已达到

炽白状。这 是因为星的内部结构突然变化而引起爆发，亮度

增加千万倍所致。杨惟德观测到这颗超新 星的位置在天关星

附近，相当今金牛宫星座内、所以这超新星称为一○五四年

一〇〇二年（咸乎五年）司天监对狮子座流星雨的观测，一

.

.

〇六四年（治平元年）沈括对陨星的观测，一〇六六年（治

平三年）司天监对哈雷彗星的观测，都很有名。沈括对这次

陨星 的记录也很翔实。历史上以陨星为陨铁的解释，沈括是

第一人。

元代铜壶滴漏

北宋的天文仪器制造也有成就。在计时仪器方面，仁宗朝有

燕肃造莲花漏，在很多州 使用。莲花漏就是浮漏，用两个放

水壶，一个受水壶，再用两根叫“渴乌”的细管，利用 虹吸

原理，把放水壶中的水，逐步放到受水壶中，使受水壶中水

平面高度保持恒定。相等时间内受水壶的水流速度恒定，据

以测定时间。

元祐年间，苏颂和韩公廉等制造水运仪象台。这是把测量仪

< br>器的浑仪，表演仪器的浑象和计时仪器集中在一起的一项划

时代创作。这个水运仪 象台分三层，高三丈，上层放浑仪，

中层放浑象，下层是传动机械设置部分。