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編者按 2017年7月12日,首批四川歷史名人名單正式公布,大禹、李冰、落下閎、揚雄、諸葛亮、武則天、李白、杜甫、蘇軾、楊慎10位歷史名人入選。2020年6月8日,第二批四川歷史名人名單出爐,文翁、司馬相如、陳壽、常璩、陳子昂、薛濤、格薩爾王、張栻、秦九韶、李調元10位歷史名人入選。
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四川歷史名人系列文章之十三
世界傑出的古天文歷算學家
——落下閎
楊 帆
生平簡介
落下閎(公元前156—公元前87年),複姓落下,名閎。字長公,西漢巴郡閬中(今四川省閬中市)人。世界傑出的民間天文學家和歷算學家。
漢武帝元封六年,落下閎被徵召長安製造新曆。太初元年(公元前104年),創製成我國歷史上第一部完整的有文字記載的新曆《太初曆》。他改革了不合理的歲首制度,改定為從孟春正月為歲首,從此有了現在的春節,後人尊他為「春節老人」;將24節氣納入中國曆法體系之中;改革置閏方法,使節令、物候與月份安排得更為準確,對農牧業生產和人民生活起了極為重要的作用。他創製的渾天儀是世界上第一臺比較精密完整的觀測儀器。他的渾天說是世界最早以地球為中心的先進宇宙結構理論。為曆法計算所需,他還發明了應用輾轉相除法求漸進分數的「通其率」算法。其學說與成就對中國後代天文學家如張衡、僧一行、閬中的任文孫、任文公父子及周群祖孫等影響頗大。時巴蜀人稱落下閎為「前聖」;英國近代生物化學家、科學技術史專家李約瑟在《中國科學技術史》中,稱他是世界天文領域中「燦爛的星座」。
2004年9月16日,經國際天文學聯合會小天體提名委員會批准,中國科學院國家天文臺將其發現的國際永久編號為16757的小行星命名為「落下閎星」 。
主要貢獻
中國古代有四大科學門類成果突出,即農學、醫學、天文、數學,簡稱「農、醫、天、算」。落下閎在這些方面均打下好的基礎。他不僅是繼承了中國古代在上述學科領域的成就,而且大大加以發展。
1.編制《太初曆》
《太初曆》的制訂是中國歷史上破天荒的一次曆法大改革,是中華民族在世界天文學上的巨大貢獻。
西漢建立初始,仍沿用秦代曆法,即顓頊曆。至漢武帝元封年間(公元前110年—公元前105年),歷經100餘年,誤差積累已很明顯,出現朔晦月見等實際月象超前歷譜的現象。於是,太史令司馬遷等人上書建議改歷。漢武帝同意,並下詔廣泛徵聘民間天文學家。
落下閎在同鄉譙隆推薦下,從四川來到京城長安(今陝西西安)參加改歷工作。
在改歷過程中,形成了18家不同的曆法。經仔細對照比較,漢武帝認為落下閎與鄧平的曆法優於其他17家,遂予採用,於元封七年頒行,並改元封七年為太初元年,因而新曆又稱為太初曆,一直使用了將近200年(公元前104—84年)。
太初曆(圖片來自網絡)
《太初曆》的優點
與農業生產結合。太初曆採用夏正,以寅月為歲首,與春種秋收夏忙冬閒的農業節奏合拍。
無中氣之月為閏月。太初曆規定以無中氣之月為閏月。在二十四節氣中,位於偶數者,即冬至、大寒、雨水、春分、穀雨、小滿、夏至、大暑、處暑、秋分、霜降、小雪,叫做中氣。凡陰曆月中沒有遇到中氣的,其後應補一閏月。
2.提出「渾天學說」
落下閎是渾天說的創始人之一,經他改進的赤道式渾天儀,在中國用了兩千年。他測定的二十八宿赤道距度(赤經差),一直用到唐開元十三年(公元725年)。落下閎創製的渾儀(包括渾天儀和渾天象),形象地展示了宇宙模型。他通過長期觀測和科學運算,用事實論證了渾天說理論和天體運行規律,最終制定出優於其它17種曆法的「太初曆」。漢代大文學家、天文學家楊雄的論述,《史記》《舊唐書》等記載,均證明是落下閎創造了渾儀。
渾天儀(圖片來自網絡)
3.發明通其率
在數學方面,落下閎發明「連分數(輾轉相除)求漸進分數」的方法,定名「通其率」,現代學者稱之為「落下閎算法」。「落下閎算法」比採用類似方法的印度數學家愛雅哈塔早600年,比提出連分數理論的義大利數學家朋柏裡早1600年,它影響中國天文數學2000年。
他發明的「通其率」算法,用輾轉相除法求漸近分數,為曆法計算提供了有力工具。應用輾轉相除法求漸近分數,與應用連分數法求漸近分數其計算程序是一致的。在《漢書·律曆志》中稱「閎運算轉歷」,可見《太初曆》的數學運算是由落下閎承擔的,包括日法81的計算、「上元積年」的計算、太極上元「的計算等。呂子方研究得出,日法81的計算是來自於連分數求出漸近分數。日本學者新城新藏在《東洋天文學史》第八編第六節」三統上元與超辰法「中,提出落下閎是通過求解不定方程,計算」上元積年「。這種算法落下閎本人稱之為」通其率「。中國數學史界經過20世紀後半葉約半個世紀的探索討論,已認定:「通其率算法不僅是天算家簡化分數數據的重要方法,亦是處理周期現象中一次同餘問題的有力工具」。
4.確立正月為歲首
落下閎在實測基礎上,考訂歷代重大天文數據,改革了不合理的歲首制度,改定為從孟春正月為歲首,即《太初曆》一年的開始,依照春、夏、秋、冬順序,至冬季陰曆十二月底為歲終,使農事與四季的順序相吻合,有利於農業生產發展。其次改革了置閏方法,使節令、物候與月份安排得更為準確。《太初曆》採用的歲首和科學的置閏法,中國的陰曆一直沿用至今。因此,確立孟春正月為歲首的曆日制度,是落下閎又一偉大功績。
落下閎確立正月為歲首後,人們將正月初一稱為「元旦」、「新年」,民間習稱「過年」,民間也就有了「春節」這一說法,並且一直沿用至今。所以,今天,我們也就尊稱落下閎為「春節老人」。
閬中這座古城,因其孕育了天文歷算大家落下閎,又因其春節民俗文化活動既有全國各族各地的共性特徵,又獨具川北民俗特色,故被全國文聯民間藝術家協會授予「中國春節文化之鄉」美譽。
5.將二十四節氣納入曆法
落下閎第一次將二十四節氣納入曆法。此一做法,奠定了春節的基礎,同時也是遺惠千秋萬代的創舉。
二十四節氣是中國古代農業學一大獨特創造,完整的記載於《淮南子·天文訓》(公元前140年左右),幾千年來對中國的農牧業生產和人民生活起了極為重要的作用。落下閎的貢獻是將二十四節氣這個告訴人們太陽移到黃道上24個具有季節意義的位置的日期,首次編入《太初曆》之中,並規定節氣(即立春、驚蟄、二十四節氣中是奇數項的氣)可以在上月的下半月或本月的上半月出現;而中氣(即雨水、春分、穀雨等,二十四節氣中是偶數項的氣)一定要在本月出現,如果遇到沒有中氣的月份,可以定為上月的閏月。這種置閏原則,一直沿用一千多年。
落下閎制定農曆十一月為子月,以寅月即正月為歲首,以沒有中氣的農曆月為閏月,以135個月為交食周期。這些特點都是開創性的。有些已成為傳統,至今仍在發揮功能,例如,中國人的春節、過大年。
落下閎的貢獻在農業中、生活中發揮直接的指導作用。
人物影響
《太初曆》頒行之後,漢武帝封落下閎為侍中(顧問),他辭而不受,回到閬中繼續研究天文,將他的淵博知識傳給後代。在他的巨大影響下,漢唐時期的閬中成為我國古代著名的天文研究中心,人才薈萃,群星燦爛。
西漢末,閬中出現了著名天文學家任文孫、任文公父子。三國時期出現了周舒、周群、周巨祖孫三代天文學家。現今周氏祖孫住宅所在街道被命名為「管星街」(位於閬中古城東南的一條狹窄的小巷)。唐代天文學家、風水大師袁天罡、李淳風,定居閬中研究天文、數學,後終老於閬中。早在唐代就有天宮院、淳風寺,並有袁天罡墓、李淳風墓,現正成為閬中風水文化旅遊的朝聖和體驗地。
從聯合國教科文組織的紀念會,到國際天文組織以他的名字命名小行星,以及各類辭書、典籍、方志的記載,各類報刊雜誌和影視作品的宣傳,人們以各種方式緬懷落下閎這位世界傑出科學家。閬中人民更是萬分珍惜他給家鄉帶來的榮譽,以建觀星樓、命名七裡新區「長公大道」、復建「星座苑」、創辦「春節老人」網站、發行落下閎紀念章等形式紀念他,把他作為永遠學習的榜樣。
觀星樓(圖片來自網絡)
落下閎故居
落下閎故居,又稱星座苑、落下閎紀念館、中國春節老人的家,位於四川閬中古城核心保護區內,是為紀念落下閎而復建的一座串珠式二進民居院落。
落下閎故居(圖片來自網絡)
落下閎故居坐北朝南,佔地面積約400平方米,房屋21間,為木質穿鬥結構,雕花門窗,青瓦屋面。2006年1月正式對外開放,供遊人參觀瞻仰。
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方志四川 篆刻:殷智
來源:四川省地方志工作辦公室
作者:楊 帆(四川省地方志工作辦公室市縣誌工作處)
配圖:方志四川
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原標題:《【方志四川•歷史名人】四川歷史名人系列│世界傑出的古天文歷算學家——落下閎》
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