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朱熹對(duì)天文現(xiàn)象的思考很早就已開(kāi)始。據(jù)朱熹門(mén)人黃義剛“癸丑(1193年,朱熹63歲)以后所聞”和林蘷孫“丁巳(1197年,朱熹67歲)以后所聞”,朱熹曾回憶說(shuō):“某自五、六歲,便煩惱道:‘天地四邊之外,是什么物事?’見(jiàn)人說(shuō)四方無(wú)邊,某思量也須有個(gè)盡處。如這壁相似,壁后也須有什么物事。其時(shí)思量得幾乎成病。到而今也未知那壁后是何物?”[ ]可見(jiàn),朱熹從小就關(guān)心天文,直到晚年仍對(duì)此難以忘懷,并孜孜以求。
然而,朱熹在其早期的學(xué)術(shù)生涯中,并沒(méi)有進(jìn)行天文學(xué)的研究。朱熹早年除讀儒家經(jīng)典外,“無(wú)所不學(xué),禪、道文章,楚辭、詩(shī)、兵法,事事要學(xué)”[ ]。紹興三十年(1160年,朱熹30歲),朱熹正式拜二程的三傳弟子李侗為師,開(kāi)始潛心于儒學(xué),并接受李侗以“默坐澄心”于“分殊”上體認(rèn)“理一”的思想。
據(jù)《朱文公文集》以及當(dāng)今學(xué)者陳來(lái)先生所著《朱子書(shū)信編年考證》[ ],朱熹最早論及天文學(xué)當(dāng)在乾道七年(1171年,朱熹41歲)的《答林擇之》,其中寫(xiě)道:“竹尺一枚,煩以夏至日依古法立表以測(cè)其日中之景,細(xì)度其長(zhǎng)短。”[ ]
測(cè)量日影的長(zhǎng)度是古代重要的天文觀測(cè)活動(dòng)之一。最簡(jiǎn)單的方法是在地上直立一根長(zhǎng)八尺的表竿,通過(guò)測(cè)量日影的長(zhǎng)短來(lái)確定節(jié)氣;其中日影最短時(shí)為夏至,最長(zhǎng)時(shí)為冬至,又都稱為“日至”。與此同時(shí),這種方法還用于確定“地中”。《周禮地官》載:“以土圭之法測(cè)土深,正日景以求地中。……日至之景,尺有五寸,謂之地中。”意思是,在夏至日中午測(cè)得日影為一尺五寸的地方,此地便是“地中”。而且,從“地中”向北,每一千里則影長(zhǎng)增一寸;向南,每一千里則影長(zhǎng)減一寸。這就是《周髀算經(jīng)》所謂“周髀長(zhǎng)八尺,勾之損益寸千里”。這一說(shuō)法到南朝以后受到懷疑;唐朝的一行和南宮說(shuō)通過(guò)不同地區(qū)日影的測(cè)量,進(jìn)一步予以糾正。朱熹要其弟子林擇之協(xié)助測(cè)量日影,顯然是要比較不同地區(qū)日影的長(zhǎng)短,其科學(xué)精神可見(jiàn)一斑。
在同年的《答蔡季通》中。朱熹寫(xiě)道:“歷法恐亦只可略說(shuō)大概規(guī)模,蓋欲其詳,即須仰觀俯察乃可驗(yàn)。今無(wú)其器,殆亦難盡究也。”[ ]
蔡季通,即蔡元定(1135~1198年);建陽(yáng)(今屬福建)人,學(xué)者稱西山先生;精于天文、地理、呂律、象數(shù),著作有《律呂新書(shū)》、《大衍詳說(shuō)》等;為朱熹“四大弟子( 蔡元定、黃干、劉爚、陳淳)”之首。蔡元定的年齡僅比朱熹小5歲,并在天文學(xué)等科學(xué)上有所造詣,很受朱熹的器重。從以上所引《答蔡季通》可知,當(dāng)時(shí)朱熹正與蔡元定討論天文歷法,并且認(rèn)為,研究歷法必須用科學(xué)儀器進(jìn)行實(shí)際的天文觀測(cè)。
淳熙元年(1174年,朱熹44歲),朱熹在《答呂子約》中寫(xiě)道:“日月之說(shuō),沈存中筆談中說(shuō)得好,日食時(shí)亦非光散,但為物掩耳。若論其實(shí),須以終古不易者為體,但其光氣常新耳。”[ ]顯然,朱熹在此前已研讀過(guò)北宋著名科學(xué)家沈括的《夢(mèng)溪筆談》,并對(duì)沈括的有關(guān)天文學(xué)的觀點(diǎn)進(jìn)行分析。胡道靜先生認(rèn)為,在整個(gè)宋代,朱熹是最最重視沈括著作的科學(xué)價(jià)值的唯一的學(xué)者,是宋代學(xué)者中最熟悉《夢(mèng)溪筆談》內(nèi)容并能對(duì)其科學(xué)觀點(diǎn)有所闡發(fā)的人。[ ]
淳熙十三年(1186年,朱熹56歲),朱熹在《答蔡季通》中寫(xiě)道:“《星經(jīng)》紫垣固所當(dāng)先,太微、天市乃在二十八宿之中,若列于前,不知如何指其所在?恐當(dāng)云在紫垣之旁某星至某星之外,起某宿幾度,盡某宿幾度。又記其帝坐處須云在某宿幾度,距紫垣幾度,赤道幾度,距垣四面各幾度,與垣外某星相直,及記其昏見(jiàn),及昏旦夜半當(dāng)中之星。其垣四面之星,亦須注與垣外某星相直,乃可易曉。……《星經(jīng)》可付三哥畢其事否?甚愿早見(jiàn)之也。近校得《步天歌》頗不錯(cuò),其說(shuō)雖淺而詞甚俚,然亦初學(xué)之階梯也。”[ ]可見(jiàn),當(dāng)時(shí)朱熹正與蔡元定一起研究重要的天文學(xué)經(jīng)典著作《星經(jīng)》和以詩(shī)歌形式寫(xiě)成的通俗天文學(xué)著作《步天歌》,并就如何確定天空中恒星的位置問(wèn)題進(jìn)行討論,其中涉及三垣二十八宿星象體系。
同年,朱熹在《答蔡伯靜》中寫(xiě)道:“天經(jīng)之說(shuō),今日所論乃中其病,然亦未盡。彼論之失,正坐以天形為可低昂反復(fù)耳。不知天形一定,其間隨人所望固有少不同處,而其南北高下自有定位,政使人能入于彈圓之下以望之,南極雖高,而北極之在北方,只有更高于南極,決不至反入地下而移過(guò)南方也。但入彈圓下者自不看見(jiàn)耳。蓋圖雖古所創(chuàng),然終不似天體,孰若一大圓象,鉆穴為星,而虛其當(dāng)隱之規(guī),以為甕口,乃設(shè)短軸于北極之外,以綴而運(yùn)之,又設(shè)短軸于南極之北,以承甕口,遂自甕口設(shè)四柱,小梯以入其中,而于梯末架空北入,以為地平,使可仰窺而不失渾體耶?”[ ]在這里,朱熹設(shè)想了一種可進(jìn)入其中觀看天象的龐大的渾天儀。
淳熙十四年(1187年,朱熹57歲),朱熹在《答廖子晦》中寫(xiě)道:“日之南北雖不同,然皆隨黃道而行耳。月道雖不同,然亦常隨黃道而出其旁耳。其合朔時(shí),日月同在一度;其望日,則日月極遠(yuǎn)而相對(duì);其上下弦,則日月近一而遠(yuǎn)三。如日在午,則月或在卯,或在酉之類是也。故合朔之時(shí),日月之東西雖同在一度,而月道之南北或差遠(yuǎn),于日則不蝕。或南北雖亦相近,而日在內(nèi),月在外,則不蝕。此正如一人秉燭,一人執(zhí)扇,相交而過(guò)。一人自內(nèi)觀之,其兩人相去差遠(yuǎn),則雖扇在內(nèi),燭在外,而扇不能掩燭。或秉燭者在內(nèi),而執(zhí)扇在外,則雖近而扇亦不能掩燭。以此推之,大略可見(jiàn)。”[ ]在這里,朱熹對(duì)月亮盈虧變化的原因作了探討。
淳熙十六年(1189年,朱熹59歲),朱熹在《答蔡季通》中寫(xiě)道:“極星出地之度,趙君云福州只廿四度,不知何故自福州至此已差四度,而自此至岳臺(tái),卻只差八度也。子半之說(shuō)尤可疑,豈非天旋地轉(zhuǎn),閩浙卻是天地之中也耶?”[ ]在這里,朱熹試圖通過(guò)比較各地北極星的高度及其與地中岳臺(tái)的關(guān)系,以證明大地的運(yùn)動(dòng)。
朱熹在一生中最后的十年里,在天文學(xué)研究上下了較多的功夫,并取得了重要的科學(xué)成就。南宋黎靖德所編《朱子語(yǔ)類》卷一“理氣上太極天地上”和卷二“理氣下天地下”編入大量朱熹有關(guān)天文學(xué)的言論,其中大都是這一時(shí)期朱熹門(mén)人所記錄的。例如:《朱子語(yǔ)類》卷二朱熹門(mén)人陳淳“庚戌(1190年,朱熹60歲)、己未(1199年,朱熹69歲)所聞”:“天日月星皆是左旋,只有遲速。天行較急,一日一夜繞地一周三百六十五度四分度之一,而又進(jìn)過(guò)一度。日行稍遲,一日一夜繞地恰一周,而於天為退一度。至一年,方與天相值在恰好處,是謂一年一周天。月行又遲,一日一夜繞地不能匝,而於天常退十三度十九分度之七。至二十九日半強(qiáng),恰與天相值在恰好處,是謂一月一周天。月只是受日光。月質(zhì)常圓,不曾缺,如圓毬,只有一面受日光。望日日在酉,月在卯,正相對(duì),受光為盛。天積氣,上面勁,只中間空,為日月來(lái)往。地在天中,不甚大,四邊空。……”[ ]
《朱子語(yǔ)類》的其它卷中也有此類記錄。例如:《朱子語(yǔ)類》卷二十三黃義剛“癸丑(1193年,朱熹63歲)以后所聞”:安卿問(wèn)北辰。曰:“北辰是那中間無(wú)星處,這些子不動(dòng),是天之樞紐。北辰無(wú)星……。”義剛問(wèn):“極星動(dòng)不動(dòng)?”曰:“極星也動(dòng)。只是它近那辰后,雖動(dòng)而不覺(jué)。……今人以管去窺那極星,見(jiàn)其動(dòng)來(lái)動(dòng)去,只在管里面,不動(dòng)出去。向來(lái)人說(shuō)北極便是北辰,皆只說(shuō)北極不動(dòng)。至本朝人方去推得是北極只是北辰頭邊,而極星依舊動(dòng)。又一說(shuō),那空無(wú)星處皆謂之辰……。”又曰:“天轉(zhuǎn),也非東而西,也非循環(huán)磨轉(zhuǎn),卻是側(cè)轉(zhuǎn)。”義剛言:“樓上渾儀可見(jiàn)。”曰:“是。”……又曰:“南極在地下中處,南北極相對(duì)。天雖轉(zhuǎn),極卻在中不動(dòng)。”[ ]
《朱文公文集》卷七十二朱熹所著《北辰辨》(大約寫(xiě)成于1196年,朱熹66歲)以及卷六十五朱熹所注《尚書(shū)》之《堯典》、《舜典》(大約寫(xiě)成于1198年,朱熹68歲)都包含有豐富的天文學(xué)觀點(diǎn)。《北辰辨》是朱熹專門(mén)討論天球北極星座的論文;在所注的《堯典》中,朱熹討論了當(dāng)時(shí)天文學(xué)的歲差、置閏法等概念;在所注《舜典》中討論了早期的渾天說(shuō)、渾天儀的結(jié)構(gòu),并詳細(xì)記錄了當(dāng)時(shí)的渾天儀結(jié)構(gòu)。
這一時(shí)期朱熹所編《楚辭集注》(成書(shū)于1195年,朱熹65歲)之《天問(wèn)》中也有一些注釋反映了他在天文學(xué)方面的研究和造詣。
二. 天文學(xué)的成就
就朱熹研究天文學(xué)的方法而言,其最根本的研究方法是[ ]:
其一,細(xì)心觀察各種天文現(xiàn)象。朱熹是重視親身觀察、善于觀察的人。他經(jīng)常運(yùn)用儀器觀察天文現(xiàn)象;并運(yùn)用觀察所得驗(yàn)證、反駁或提出各種見(jiàn)解。
其二,用“氣”、“陰陽(yáng)”等抽象概念解釋天文現(xiàn)象。朱熹所采用的這一方法與中國(guó)古代科學(xué)家普遍采用的研究方法是一致的。
其三,運(yùn)用推類獲取新知。朱熹經(jīng)常運(yùn)用“以類而推”的方法,用已知的東西、直觀的東西,對(duì)天文現(xiàn)象進(jìn)行類推解釋。
其四,闡發(fā)前人的天文學(xué)研究成果。朱熹研讀過(guò)包括沈括《夢(mèng)溪筆談》在內(nèi)的大量科學(xué)論著,對(duì)前人的天文學(xué)觀點(diǎn)均予以評(píng)述,并提出自己的看法。
從現(xiàn)代科學(xué)的角度看,朱熹的天文學(xué)研究方法,固然有其不足之處,這主要是由于古代科學(xué)所處的階段而導(dǎo)致的。在古代科學(xué)的范疇中,朱熹的天文學(xué)研究方法應(yīng)當(dāng)屬于合理。更為重要的是,朱熹運(yùn)用這些方法在天文學(xué)上取得了重要的成就。
朱熹在天文學(xué)方面的科學(xué)成就主要反映在他最后十年里有關(guān)的言論中。概括起來(lái)主要有三個(gè)方面:
第一,提出了以“氣”為起點(diǎn)的宇宙演化學(xué)說(shuō)。朱熹曾經(jīng)說(shuō):“天地初間只是陰陽(yáng)之氣。這一個(gè)氣運(yùn)行,磨來(lái)磨去,磨得急了便拶許多渣滓;里面無(wú)處出,便結(jié)成個(gè)地在中央。氣之清者便為天,為日月,為星辰,只在外,常周環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。地便只在中央不動(dòng)。不是在下。”[ ]這里描繪了一幅宇宙演化途徑的圖景。
在朱熹看來(lái),宇宙的初始是由陰陽(yáng)之氣構(gòu)成的氣團(tuán)。陰陽(yáng)之氣的氣團(tuán)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);由于內(nèi)部相互磨擦發(fā)生分化;其中“清剛者為天,重濁者為地”[ ],重濁之氣聚合為“渣滓”,為地,清剛之氣則在地的周圍形成天和日月星辰。朱熹還明確說(shuō):“天地始初混沌未分時(shí),想只有水火二者。水之滓腳便成地。今登高而望,群山皆為波浪之狀,便是水泛如此。只不知因什么時(shí)凝了。初間極軟,后來(lái)方凝得硬。……水之極濁便成地,火之極輕便成風(fēng)霆雷電日星之屬。”[ ]他根據(jù)直觀的經(jīng)驗(yàn)推斷認(rèn)為,大地是在水的作用下通過(guò)沉積而形成的,日月星辰是由火而形成的。
將宇宙的初始看作是運(yùn)動(dòng)的氣,這一思想與近代天文學(xué)關(guān)于太陽(yáng)系起源的星云說(shuō)有某些相似之處。1755年,德國(guó)哲學(xué)家康德提出了太陽(yáng)系起源的星云說(shuō);1796年,法國(guó)天文學(xué)家拉普拉斯也獨(dú)立地提出星云說(shuō)。星云說(shuō)認(rèn)為,太陽(yáng)系內(nèi)的所有天體都是由同一團(tuán)原始星云形成的。然而,在他們500多年之前,朱熹就提出了類似之說(shuō);盡管尚缺乏科學(xué)依據(jù)和定量的推算,但其通過(guò)思辯而獲得的結(jié)果則是超前的。
對(duì)此,英國(guó)科學(xué)史家梅森在其《自然科學(xué)史》一書(shū)中予以記述:“宋朝最出名的新儒家是朱熹。他認(rèn)為,在太初,宇宙只是在運(yùn)動(dòng)中的一團(tuán)渾沌的物質(zhì)。這種運(yùn)動(dòng)是漩渦的運(yùn)動(dòng),而由于這種運(yùn)動(dòng),重濁物質(zhì)與清剛物質(zhì)就分離開(kāi)來(lái),重濁者趨向宇宙大旋渦的中心而成為地,清剛者則居于上而成為天。……”[ ]
第二,提出了地以“氣”懸空于宇宙之中的宇宙結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)。朱熹贊同早期的渾天說(shuō),但作了重大的修改和發(fā)展。早期的渾天說(shuō)認(rèn)為:“天如雞子,地如雞中黃,孤居于天內(nèi),天大而地小。天表里有水,天地各乘氣而立,載水而行”[ ]但是,當(dāng)天半繞地下時(shí),日月星辰如何從水中通過(guò)?這是困擾古代天文學(xué)家的一大難題。朱熹不贊同地載水而浮的說(shuō)法,他說(shuō):“天以氣而依地之形,地以形而附天之氣。天包乎地,地特天中之一物爾。天以氣而運(yùn)乎外,故地?fù)n在中間,隤然不動(dòng)。”[ ]這就是說(shuō),地以“氣”懸空在宇宙之中。
至于地如何以“氣”懸空在宇宙中央,朱熹說(shuō):“天運(yùn)不息,晝夜輾轉(zhuǎn),故地?fù)n在中間。使天有一息之停,則地須陷下。惟天運(yùn)轉(zhuǎn)之急,故凝結(jié)得許多渣滓在中間。”[ ]又說(shuō):“地則氣之渣滓,聚成形質(zhì)者;但以其束于勁風(fēng)旋轉(zhuǎn)之中,故得以兀然浮空,甚久而不墜耳。”[ ]朱熹認(rèn)為,宇宙中“氣”的旋轉(zhuǎn)使得地能夠懸空于宇宙中央。朱熹的解釋克服了以往天文學(xué)家關(guān)于宇宙結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)的弱點(diǎn),把傳統(tǒng)的渾天說(shuō)發(fā)展到了一個(gè)新水平。[ ]
關(guān)于地之外的天,朱熹說(shuō):“天之形,……亦無(wú)形質(zhì)。……天體,而實(shí)非有體也。”[ ]“天無(wú)體,只二十八宿便是天體。”[ ]又說(shuō):“星不是貼天。天是陰陽(yáng)之氣在上面”;“天積氣,上面勁,只中間空,為日月來(lái)往。地在天中,不甚大,四邊空,”[ ]這顯然是吸取了傳統(tǒng)宣夜說(shuō)所謂“天了無(wú)質(zhì),……日月眾星,自然浮生虛空之中,其行無(wú)止,皆須氣也”[ ]的思想。
第三,提出了天有九重和天體運(yùn)行軌道的思想。朱熹認(rèn)為,屈原《天問(wèn)》的“圜則九重”就是指“九天”,指天有九重。事實(shí)上,在朱熹之前,關(guān)于“九天”的說(shuō)法可見(jiàn)《呂氏春秋有始覽》:中央曰鈞天,東方曰蒼天,東北曰變天,北方曰玄天,西北曰幽天,西方曰顥天,西南曰朱天,南方曰炎天,東南曰陽(yáng)天;后來(lái)的《淮南子天文訓(xùn)》等也有類似的說(shuō)法;直到北宋末年洪興祖撰《楚辭補(bǔ)注》,其中《天文章句》對(duì)“九天”的解釋是:東方皞天,東南方陽(yáng)天,南方赤天,西南方朱天,西方成天,西北方幽天,北方玄天,東北方變天,中央鈞天。顯然,這些解釋都不包括天有九重的思想。
朱熹則明確地提出天有九重的觀點(diǎn),并且還說(shuō)“自地之外,氣之旋轉(zhuǎn),益遠(yuǎn)益大,益清益剛,究陽(yáng)之?dāng)?shù),而至于九,則極清極剛,而無(wú)復(fù)有涯矣”[ ];同時(shí),朱熹贊同張載所謂“日月五星順天左旋”的說(shuō)法。他進(jìn)一步解釋說(shuō):“蓋天行甚健,一日一夜周三百六十五度四分度之一,又進(jìn)過(guò)一度。日行速,健次于天,一日一夜周三百六十五度四分度之一,正恰好。比天進(jìn)一度,則日為退一度。二日天進(jìn)二度,則日為退二度。積至三百六十五日四分日之一,則天所進(jìn)過(guò)之度,又恰周得本數(shù);而日所退之度,亦恰退盡本數(shù),遂與天會(huì)而成一年。月行遲,一日一夜三百六十五度四分度之一行不盡,比天為退了十三度有奇。進(jìn)數(shù)為順天而左,退數(shù)為逆天而右。”[ ]《朱子語(yǔ)類》卷二朱熹的門(mén)人在闡釋所謂“天左旋,日月亦左旋”時(shí)說(shuō):“此亦易見(jiàn)。如以一大輪在外,一小輪載日月在內(nèi),大輪轉(zhuǎn)急,小輪轉(zhuǎn)慢。雖都是左轉(zhuǎn),只有急有慢,便覺(jué)日月似右轉(zhuǎn)了。”朱熹贊同此說(shuō)。[ ]
對(duì)此,英國(guó)著名科學(xué)史家李約瑟說(shuō):“這位哲學(xué)家曾談到‘大輪’和‘小輪’,也就是日、月的小‘軌道’以及行星和恒星的大‘軌道’。特別有趣的是,他已經(jīng)認(rèn)識(shí)到,‘逆行’不過(guò)是由于天體相對(duì)速度不同而產(chǎn)生的一種視現(xiàn)象。”[ ]因此李約瑟認(rèn)為,不能匆忙假定中國(guó)天文學(xué)家從未理解行星的運(yùn)動(dòng)軌道。
在天文學(xué)研究中,朱熹除了提出以上新見(jiàn)外,還對(duì)沈括有關(guān)天文學(xué)的觀點(diǎn)做過(guò)詳細(xì)的闡述。例如:沈括曾說(shuō):“月本無(wú)光,猶銀丸,日耀之乃光耳。光之初生,日在其傍,故光側(cè),而所見(jiàn)才如鉤;日漸遠(yuǎn),則斜照,而光稍滿。如一彈丸,以粉涂其半,側(cè)視之,則粉處如鉤;對(duì)視之,則正圓。”[ ]朱熹贊同此說(shuō),并接著說(shuō):“以此觀之則知月光常滿,但自人所立處視之,有偏有正,故見(jiàn)其光有盈有虧。”[ ]他還說(shuō):“月體常圓無(wú)闕,但常受日光為明。初三、四是日在下照,月在西邊明,人在這邊望,只見(jiàn)在弦光。十五、六則日在地下,其光由地四邊而射出,月被其光而明。……月,古今人皆言有闕,惟沈存中云無(wú)闕。”[ ]
三. 對(duì)后世的影響
中國(guó)古代的天文學(xué)大致包括宇宙結(jié)構(gòu)理論和歷法兩大主要部分,尤以歷法最為突出。宇宙結(jié)構(gòu)理論自漢代形成蓋天說(shuō)、渾天說(shuō)和宣夜說(shuō)之后,也經(jīng)歷了不斷的發(fā)展,主要表現(xiàn)為占主導(dǎo)地位的渾天說(shuō)不斷吸取各家學(xué)說(shuō)之長(zhǎng)而逐步得到完善。
朱熹的天文學(xué)研究側(cè)重于對(duì)宇宙結(jié)構(gòu)理論的研究。他通過(guò)自己的天文觀測(cè)和科學(xué)研究,以渾天說(shuō)為主干,吸取了蓋天說(shuō)和宣夜說(shuō)的某些觀點(diǎn),提出了較以往更加完善的宇宙結(jié)構(gòu)理論,把古代的渾天說(shuō)推到一個(gè)新的階段,這應(yīng)當(dāng)是朱熹對(duì)于古代天文學(xué)發(fā)展的一大貢獻(xiàn)。
但是,由于朱熹的天文學(xué)研究只是專注于宇宙的結(jié)構(gòu),對(duì)于當(dāng)時(shí)在天文觀測(cè)和歷法方面的研究進(jìn)展關(guān)注不夠,在這些方面的研究稍顯不足。因此,他的宇宙結(jié)構(gòu)理論在某些具體的細(xì)節(jié)方面,尤其是定量方面,尚有一些不足之處,有些見(jiàn)解和解釋是欠妥當(dāng)?shù)摹?/p>
然而,他畢竟對(duì)宇宙結(jié)構(gòu)等天文學(xué)問(wèn)題作了純科學(xué)意義上的研究,代表了宋代以至后來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)期中國(guó)古代天文學(xué)在宇宙結(jié)構(gòu)理論研究方面的水平。而且,朱熹的宇宙結(jié)構(gòu)理論在后來(lái)直至清代一直受到了不少學(xué)者的重視和引述。
朱熹之后宋末的重要學(xué)者王應(yīng)麟(1223~1296年,字伯厚,號(hào)深寧居士)撰《六經(jīng)天文編》六卷,記述了儒家經(jīng)典中大量有關(guān)天文學(xué)方面的重要論述,《四庫(kù)全書(shū)六經(jīng)天文編》“提要”說(shuō):“是編裒六經(jīng)之言天文者,以易、書(shū)、詩(shī)所載為上卷,周禮、禮記、春秋所載為下卷。”該著作也記述了朱熹的許多有關(guān)天文學(xué)方面的論述。
元代之后科舉考試以“四書(shū)五經(jīng)”為官定教科書(shū)。其中《尚書(shū)》以蔡沈的《書(shū)集傳》為主。蔡沈(1167~1230年,字仲默,號(hào)九峰)曾隨其父蔡元定從學(xué)于朱熹。他的《書(shū)集傳》是承朱熹之命而作,其中包含了朱熹所注《尚書(shū)》之《堯典》、《舜典》等內(nèi)容,涉及不少有關(guān)天文學(xué)方面的論述。另有元代學(xué)者史伯璿(生卒不詳)著《管窺外篇》;《四庫(kù)全書(shū)管窺外篇》“提要”說(shuō):該書(shū)中“于天文、歷學(xué)、地理、田制言之頗詳,多能有所闡發(fā)。”在論及天文學(xué)時(shí),該書(shū)對(duì)朱熹的言論多有引述,并認(rèn)為“天以極健至勁之氣運(yùn)乎外,而束水與地于其中”。這與朱熹的宇宙結(jié)構(gòu)理論是一致的。
明初的胡廣等纂修《性理大全》,其中輯錄了大量朱熹有關(guān)天文學(xué)的論述。明末清初的天文學(xué)家游藝(生卒不詳,字子六,號(hào)岱峰)融中西天文學(xué)于一體,撰天文學(xué)著作《天經(jīng)或問(wèn)》,后被收入《四庫(kù)全書(shū)》,并流傳于日本。該書(shū)在回答地球何以“能浮空而不墜”時(shí)說(shuō):“天虛晝夜運(yùn)旋于外,地實(shí)確然不動(dòng)于中……天裹著地,運(yùn)旋之氣升降不息,四面緊塞不容展側(cè),地不得不凝于中以自守也。”這里吸取了朱熹關(guān)于氣的旋轉(zhuǎn)支撐地球懸于空中的宇宙結(jié)構(gòu)理論;在解釋地震的原因時(shí),該書(shū)又明確運(yùn)用了朱熹的這一觀點(diǎn),說(shuō):“地本氣之渣滓聚成形質(zhì)者,束于元?dú)庑D(zhuǎn)之中,故兀然浮空而不墜為極重亙中心以鎮(zhèn)定也。”在論及日月五星的運(yùn)行方向和速度時(shí),該書(shū)說(shuō)道:“日月之行,宋儒言之甚詳”,并且還直接引述朱熹關(guān)于五星運(yùn)行方向和速度的觀點(diǎn)予以說(shuō)明。
清代著名學(xué)者李光地(1642~1718年,字晉卿,號(hào)榕村)曾奉命主編《朱子大全》,其中“卷四十九理氣一”有“總論、太極、天地、陰陽(yáng)、時(shí)令”,“卷五十理氣二”有“天文、天度、地理、雷電、風(fēng)雨雪雹霜露”,收錄了朱熹有關(guān)天文學(xué)的不少論述。李光地所著的《歷象本要》引述了朱熹所謂“地在中央不動(dòng),不是在下”,“天包乎地”以及“天有九重”等,用以說(shuō)明朱熹的天文學(xué)思想中包含了西方天文學(xué)有關(guān)宇宙結(jié)構(gòu)的知識(shí)[ ]。他在所撰的《理氣》篇說(shuō):“朱子言天,天不宜以恒星為體,當(dāng)立有定之度數(shù)記之。天乃動(dòng)物,仍當(dāng)于天外立一太虛不動(dòng)之天以測(cè)之,此說(shuō)即今西歷之宗動(dòng)天也。其言九層之天。近人者最和暖故能生人物。遠(yuǎn)得一層,運(yùn)轉(zhuǎn)得較緊似一層。至第九層則緊不可言。與今西歷所云九層一 一吻合。”[ ]他的《御定星歷考原》六卷,也引述了朱熹有關(guān)宇宙結(jié)構(gòu)的言論,并且認(rèn)為,朱熹所說(shuō)的“天包乎地,地特天中之一物爾”就是指“天渾圓地亦渾圓”,而與西方天文學(xué)的宇宙結(jié)構(gòu)理論相一致。
李光地與被譽(yù)為清初“歷算第一名家”的梅文鼎(1633~1721年,字定九,號(hào)勿庵)[ ]交往甚密,并且對(duì)當(dāng)時(shí)的西方科學(xué)都持“西學(xué)中源”說(shuō)。梅文鼎在所著《歷學(xué)疑問(wèn)》中多處引用朱熹有關(guān)宇宙結(jié)構(gòu)的言論。該書(shū)認(rèn)為,朱熹已經(jīng)具有西方天文學(xué)所謂“動(dòng)天之外有靜天”、“天有重?cái)?shù)”和“以輪載日月”的觀點(diǎn),并且說(shuō):“朱子以輪載日月之喻,兼可施諸黃、赤,與西說(shuō)之言層次者實(shí)相通貫。”[ ]
除此之外,清代還有黃鼎(生卒不詳)的《天文大成管窺輯要》八十卷,其中也包括朱熹有關(guān)天文學(xué)的不少論述。
朱熹是古代的大哲學(xué)家,代表了中國(guó)古代哲學(xué)發(fā)展的一座高峰。也許正是這個(gè)原因,他在天文學(xué)上所取得的成就一直沒(méi)有能引起人們足夠的注意。但是,這并不能否認(rèn)他在天文學(xué)上確實(shí)做出過(guò)卓越的貢獻(xiàn),他的宇宙結(jié)構(gòu)理論對(duì)后世產(chǎn)生過(guò)重大的影響。
注釋:
[ ] 李約瑟:《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史》第四卷《天學(xué)》,北京:科學(xué)出版社1975年版,第2頁(yè)。
[ ] 〔宋〕黎靖德編:《朱子語(yǔ)類》,北京:中華書(shū)局1986年版,卷第九十四。
[ ] 《朱子語(yǔ)類》,卷第一百四。
[ ] 陳來(lái):《朱子書(shū)信編年考證》,上海人民出版社1989年版。
[ ] 《答林擇之》,《晦菴先生朱文公文集》(四部叢刊初編),以下簡(jiǎn)稱《文集》,卷四十三。
[ ] 《答蔡季通》,《文集》續(xù)集卷二。
[ ] 《答呂子約》,《文集》卷四十七。
[ ] 胡道靜:《朱子對(duì)沈括科學(xué)學(xué)說(shuō)的鉆研與發(fā)展》,《朱熹與中國(guó)文化》,學(xué)林出版社1989年版。
[ ] 《答蔡季通》,《文集》卷四十四。
[ ] 《答蔡伯靜》,《文集》續(xù)集卷三。
[ ] 《答廖子晦》,《文集》卷四十五。
[ ] 《答蔡季通》,《文集》續(xù)集卷二。
[ ] 《朱子語(yǔ)類》,卷第二。
[ ] 《朱子語(yǔ)類》,卷第二十三。
[ ] 樂(lè)愛(ài)國(guó)、高令印《朱熹格物致知論的科學(xué)精神及其歷史作用》,《廈門(mén)大學(xué)學(xué)報(bào)》,1997年第1期。
[ ] 《朱子語(yǔ)類》,卷第一。
[ ] 《朱子語(yǔ)類》,卷第一。
[ ] 《朱子語(yǔ)類》,卷第一。
[ ] 梅森:《自然科學(xué)史》,上海譯文出版社1980年版,第75頁(yè)。
[ ] 《晉書(shū)天文志上》。
[ ] 《朱子語(yǔ)類》,卷第一。
[ ] 《朱子語(yǔ)類》,卷第一。
[ ] 朱熹:《楚辭集注》,上海古籍出版社1979年版,第51頁(yè)。
[ ] 杜石然等:《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史稿》(下),科學(xué)出版社1982年版,第106頁(yè)。
[ ] 朱熹:《楚辭集注》,第51頁(yè)。
[ ] 《朱子語(yǔ)類》,卷第二。
[ ] 《朱子語(yǔ)類》,卷第二。
[ ] 《晉書(shū)天文志上》。
[ ] 朱熹:《楚辭集注》,第51頁(yè)。
[ ] 《朱子語(yǔ)類》,卷第二。
[ ] 《朱子語(yǔ)類》,卷第二。
[ ] 李約瑟:《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史》第4卷,科學(xué)出版社1975年版,第547頁(yè)。
[ ] 沈括:《夢(mèng)溪筆談》卷七《象數(shù)一》。
[ ] 朱熹:《楚辭集注》,第53頁(yè)。
[ ] 《朱子語(yǔ)類》,卷第二。
[ ] 樂(lè)愛(ài)國(guó):《李光地的中西科技觀述評(píng)》,載《李光地研究》,廈門(mén)大學(xué)出版社1993年版。
現(xiàn)在,各行各業(yè)在發(fā)展過(guò)程中在節(jié)能環(huán)保方面都有了新的要求,因此,為了更好的適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展變化,農(nóng)業(yè)在發(fā)展過(guò)程中一定要非常的穩(wěn)定,這樣才能更好的保證糧食供應(yīng)不會(huì)出現(xiàn)任何問(wèn)題。在農(nóng)業(yè)發(fā)展過(guò)程中,水利工程對(duì)其發(fā)展有很大的保障作用。因此,在農(nóng)田水利方面也要重視高效、節(jié)能以及環(huán)保方面,這樣才能更好的推動(dòng)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。在農(nóng)田水利技術(shù)方面,我國(guó)已經(jīng)有了很大的發(fā)展,在水資源的利用效率方面有了很大的提高,同時(shí),對(duì)作物的水分也需求進(jìn)行信息采集,因此,能夠更好的對(duì)水量進(jìn)行控制。在對(duì)理論進(jìn)行研究的時(shí)候,前期是比較單一的,只是對(duì)單純的土壤水分進(jìn)行了水分控制研究,因此,現(xiàn)在,研究理論已經(jīng)向多元化方向發(fā)展了,在這種情況下,能夠更好的對(duì)全方位的水分轉(zhuǎn)移進(jìn)行規(guī)律性研究,同時(shí),對(duì)水分的承載體也進(jìn)行了更多方面的研究。在研究對(duì)象方面不僅僅進(jìn)行了水分的研究,同時(shí)對(duì)養(yǎng)分和水熱情況也進(jìn)行了分析。這樣能夠更好的對(duì)不同條件下的灌溉進(jìn)行研究,同時(shí),在灌溉時(shí)候也能制定出不同的方式,在制定灌溉方式的時(shí)候,要對(duì)植物的生長(zhǎng)規(guī)律進(jìn)行必要的研究,同時(shí),對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境也要進(jìn)行分析,這樣才能更好的促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。農(nóng)田水利工程在節(jié)水方面要建立一個(gè)非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚擉w系,這樣能夠保證研究方面更加的科學(xué),同時(shí)也能更加的系統(tǒng)。農(nóng)田水利在水系研究方面研究的對(duì)象非常多,其中包括地表水、農(nóng)田大氣水、土壤水、地下水以及植物水進(jìn)行研究,在研究的過(guò)程中要對(duì)其相互之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系進(jìn)行掌握,這樣能夠更好的對(duì)農(nóng)作物的水分蒸發(fā)量和流域的蒸發(fā)量進(jìn)行計(jì)算,在研究的過(guò)程中,要將農(nóng)田水利工程的高效性和節(jié)能性作為工作的目標(biāo)。在對(duì)節(jié)水高效模型進(jìn)行研究的時(shí)候,要對(duì)相關(guān)的重點(diǎn)進(jìn)行研究,同時(shí)對(duì)相關(guān)的方法也要進(jìn)行重視。對(duì)農(nóng)作物的水分研究從單一的研究領(lǐng)域向更廣的范圍進(jìn)行研究,能夠更好的對(duì)水分的空間性進(jìn)行研究,同時(shí)也能更好的對(duì)分布規(guī)律進(jìn)行研究。在對(duì)農(nóng)田水利進(jìn)行研究的時(shí)候,針對(duì)傳統(tǒng)的農(nóng)作物主要有小麥、水稻和玉米,這些農(nóng)作物是大規(guī)模種植的,因此,在進(jìn)行現(xiàn)代農(nóng)田水利研究的時(shí)候要從這些農(nóng)作物的研究中走出來(lái),研究的方向要向經(jīng)濟(jì)作物轉(zhuǎn)移,這樣能夠更好的滿足現(xiàn)在的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境,同時(shí),在研究過(guò)程中,對(duì)不同的作物在不同的階段的水分情況進(jìn)行研究,這樣能夠更好的掌握其水分需求變化,同時(shí),對(duì)植物的生長(zhǎng)狀態(tài)要進(jìn)行研究,這樣能夠更好的保證農(nóng)田水利節(jié)水建設(shè)的實(shí)現(xiàn)。在經(jīng)過(guò)了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯糠治鲆院螅梢詫?duì)農(nóng)作物的灌溉水量進(jìn)行控制,同時(shí),為了更好的實(shí)現(xiàn)節(jié)約和高效的目的,可以建立必要的基礎(chǔ)保障措施,這樣能夠更好的做到適度的調(diào)節(jié)。
1.2設(shè)備、材料的節(jié)水研發(fā)
在節(jié)水灌溉設(shè)備方面有了很多的變化,現(xiàn)在,主要應(yīng)用的設(shè)備有外混式自吸泵、新型金屬快速接頭、地面移動(dòng)鋁合金管道系統(tǒng)設(shè)備、田間閘管系統(tǒng)設(shè)備、調(diào)壓給水栓、豎管萬(wàn)向座、恒壓噴灌設(shè)備、絞盤(pán)式噴灌機(jī)、折射式微噴頭、旋轉(zhuǎn)式微噴頭、微灌用壓力-流量調(diào)節(jié)器、微噴連接件、水動(dòng)式施肥泵、水動(dòng)反沖洗沙過(guò)濾器、平面迷宮式滴頭、毛管移動(dòng)機(jī)具、滴灌設(shè)計(jì)CAD系統(tǒng)、地下滴灌專用滴頭、經(jīng)濟(jì)型內(nèi)鑲式滴灌管及配套設(shè)備、波涌灌設(shè)備、U型防滲渠道施工機(jī)械、SYZW-1智能型量水儀、WIS-2智能型量水儀、長(zhǎng)喉槽量水槽等24種節(jié)水新設(shè)備,其中16種產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。在節(jié)水新材料研究上,提出了適合U型渠道襯砌構(gòu)件的混凝土配合比,選用焦油塑料膠泥條和遇水膨脹橡膠止水條作為預(yù)制襯砌渠道伸縮縫材料,較好地解決了渠道接縫滲漏問(wèn)題。
1.3農(nóng)用水資源的合理開(kāi)發(fā)及農(nóng)業(yè)節(jié)水新技術(shù)研究
在水庫(kù)灌區(qū)建立流域水資源的優(yōu)化調(diào)度模型能夠更好的對(duì)徑流的水量進(jìn)行控制,同時(shí)對(duì)儲(chǔ)蓄的水量和灌區(qū)的農(nóng)作物的種植結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)合,這樣能夠更好的保證輸水的能力,進(jìn)行更好的分析,能夠更好的對(duì)水資源進(jìn)行合理的配置,同時(shí)也能更好的實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化調(diào)度,對(duì)提高供水效率非常有幫助。在灌溉水源非常多的地區(qū),要將灌溉區(qū)的地表水和地下水進(jìn)行聯(lián)網(wǎng),這樣能夠更好的在優(yōu)化水資源方面進(jìn)行配合,同時(shí),在自動(dòng)化控制技術(shù)方面也能取得很好的效果。農(nóng)田在灌溉方面要實(shí)現(xiàn)分散水源集中控制,這樣能夠更好的實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度,同時(shí),也能更好的對(duì)有限的水資源進(jìn)行更好的利用,這樣能夠更好的提高灌溉的效率。在輸水和配水的環(huán)節(jié)上也要進(jìn)行節(jié)水工程設(shè)計(jì),在施工技術(shù)方面也要進(jìn)行提高,這樣能夠更好的形成集成灌溉的模式。在膜下滴灌技術(shù)中,能夠更好的通過(guò)滴灌的方式來(lái)使農(nóng)作物的根系更好的吸收水、肥和農(nóng)藥,這樣能夠更好的保證農(nóng)作物的生長(zhǎng),同時(shí),也能更好的保證農(nóng)作物生長(zhǎng)過(guò)程中水分的充足。
2農(nóng)田水利科技發(fā)展方向
2.1作物節(jié)水高效灌溉制度研究
為了以最少的灌溉水投入獲取最高利益,應(yīng)制定相應(yīng)的灌溉方案,包括農(nóng)作物播種前及全生育期內(nèi)的灌水次數(shù)、灌水時(shí)間、灌溉定額。在灌區(qū)開(kāi)展不同作物、不同生長(zhǎng)條件下的耗水量研究,特別是隨著作物種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整,應(yīng)加大對(duì)各種經(jīng)濟(jì)作物的耗水量研究,尋求作物在不同生長(zhǎng)環(huán)境條件下的節(jié)水高效規(guī)律。以此為基礎(chǔ),制定灌區(qū)在不同的供水、氣象、農(nóng)藝、管理等條件下的節(jié)水高效灌溉用水方案,采用現(xiàn)代化手段進(jìn)行灌區(qū)實(shí)時(shí)灌溉預(yù)報(bào),指導(dǎo)農(nóng)民進(jìn)行灌溉。
2.2農(nóng)業(yè)節(jié)水設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化
根據(jù)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向高效集約化經(jīng)營(yíng)發(fā)展的趨勢(shì),節(jié)省勞力、生產(chǎn)效率高、自動(dòng)化程度高的節(jié)水灌溉機(jī)具應(yīng)成為今后研究、開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的重點(diǎn)。如機(jī)械移管的噴灌機(jī)具,地下滴灌設(shè)備,大、中、小型的渠道防滲襯砌機(jī)具,農(nóng)田精細(xì)平地、開(kāi)溝、打畦機(jī)具,各種自動(dòng)閥門(mén),以及灌溉自動(dòng)化控制設(shè)備等。
2.3高新技術(shù)的應(yīng)用研究
目前農(nóng)田水利建設(shè)中突出問(wèn)題就是水資源的匱乏,由于用水的減少,在農(nóng)田灌溉上的供需關(guān)系就會(huì)出現(xiàn)矛盾,而在農(nóng)田相關(guān)的排水以及灌溉上又十分的復(fù)雜,所以,自動(dòng)化的智能農(nóng)田水利建設(shè)成為了必然的發(fā)展趨勢(shì),通過(guò)各種先進(jìn)的智能技術(shù),將可利用技術(shù)有效的轉(zhuǎn)變?yōu)樘岣咿r(nóng)田灌溉和排水的技術(shù),應(yīng)用到實(shí)際的生產(chǎn)中,有效的消除不合理的農(nóng)田灌溉對(duì)生產(chǎn)以及生態(tài)的影響。這才是新時(shí)代的農(nóng)田灌溉所要發(fā)展的方向。
截至2013年底,尼日利亞天然氣剩余可采儲(chǔ)量為5.1萬(wàn)億立方米(見(jiàn)圖1),居非洲第一位、世界第九位。據(jù)尼日利亞國(guó)家石油公司(NNPC)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2013年,尼日利亞天然氣總產(chǎn)量為658億立方米,實(shí)際利用量為543億立方米,扣除天然氣作業(yè)者自用量(包括發(fā)電用氣、回注氣和氣舉采油用氣)后,在市場(chǎng)銷售的天然氣只有349億立方米(見(jiàn)圖2),居非洲第三位、世界第22位。2013年,尼日利亞液化天然氣(LNG)出口量為223.66億立方米,居世界第四位,比印度尼西亞的224.11億立方米略低。2013年,該國(guó)國(guó)內(nèi)天然氣消費(fèi)量4814萬(wàn)立方米/日。據(jù)估計(jì),尼日爾三角洲盆地還有約171萬(wàn)億立方米的天然氣資源量有待發(fā)現(xiàn),尼日利亞天然氣的勘探開(kāi)發(fā)前景廣闊。從圖1和圖2可以看出,尼日利亞天然氣儲(chǔ)量自2002年來(lái)幾乎沒(méi)有什么變化,近10年來(lái)該國(guó)天然氣產(chǎn)量也非常穩(wěn)定,幾乎未有增加。目前,已有上百家石油公司云集在油氣資源豐富的尼日爾三角洲地區(qū),投資油氣項(xiàng)目,但油氣資源主要被殼牌、埃克森美孚、雪佛龍、道達(dá)爾和阿吉普這5家西方大石油公司壟斷。
二、國(guó)內(nèi)天然氣市場(chǎng)
近年尼日利亞經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較快,GDP增長(zhǎng)率一直維持在約7%,能源消耗逐年增加,天然氣市場(chǎng)需求旺盛,理論上天然氣市場(chǎng)應(yīng)是一派欣欣向榮的景象。但由于長(zhǎng)期以來(lái)尼政府確定的天然氣價(jià)格為全球最低,石油公司對(duì)勘探和生產(chǎn)天然氣缺乏積極性,加之產(chǎn)出的80%以上是伴生氣,天然氣處理和儲(chǔ)運(yùn)能力不足,造成天然氣開(kāi)發(fā)生產(chǎn)嚴(yán)重滯后。與此同時(shí),尼日利亞廉價(jià)天然氣導(dǎo)致消費(fèi)量不斷攀升,市場(chǎng)嚴(yán)重供不應(yīng)求。由于缺氣,尼日利亞燃?xì)獍l(fā)電廠時(shí)常停產(chǎn),國(guó)家電網(wǎng)供電嚴(yán)重不足,導(dǎo)致政府機(jī)構(gòu)、學(xué)校、企事業(yè)單位和城市居民自備柴油發(fā)電機(jī),以備不時(shí)之需。由于柴油發(fā)電成本太高,許多制造業(yè)工廠被迫關(guān)閉,嚴(yán)重制約了該國(guó)民族工業(yè)的發(fā)展。由于缺氣,西非輸氣管道被迫低效運(yùn)營(yíng),貫穿撒哈拉沙漠的長(zhǎng)輸天然氣管道項(xiàng)目、尼日利亞LNG廠擴(kuò)建和新建項(xiàng)目被迫推遲,投資者被迫放棄了興建以天然氣為原材料的化工廠、化肥廠、甲醇廠等許多下游項(xiàng)目。一方面是供氣嚴(yán)重短缺,另一方面是天然氣利用率很低,尼日利亞天然氣放空燃燒量位居世界第二。為此尼聯(lián)邦政府在2003年規(guī)定,2008年底前停止放空燃燒天然氣,否則將予以處罰。此后,尼日利亞天然氣放空燃燒量逐年下降,年放空燃燒量占年產(chǎn)量比率由2003年的46.2%降至2013年的17.6%(見(jiàn)圖3)。但是,由于天然氣處理廠和管道等基礎(chǔ)設(shè)施落后且嚴(yán)重匱乏,加之氣價(jià)過(guò)低,處罰不嚴(yán)格、不及時(shí)等原因,天然氣放空燃燒仍屢禁不絕。該國(guó)政府再次提出,2012年年底后禁止放空燃燒天然氣,否則將處以高額罰款。盡管如此,直至2013年,尼日利亞仍有116億立方米天然氣被放空燃燒,占世界放空燃燒量的10%,僅次于俄羅斯,尼政府因此損失超過(guò)10億美元。
三、主要天然氣項(xiàng)目
1.埃斯科拉沃斯(Escravos)天然氣合成油(EGTL)項(xiàng)目該項(xiàng)目位于尼日爾三角洲埃斯科拉沃斯河西岸,雪佛龍公司為作業(yè)者,持有75%的股份,尼日利亞國(guó)家石油公司(NNPC)持有其余25%的股份。一期建成產(chǎn)能3.3萬(wàn)桶/日,加工天然氣920萬(wàn)立方米/日;二期產(chǎn)能為12萬(wàn)桶/日。一期建設(shè)始于2008年,但施工進(jìn)展緩慢,經(jīng)歷多次延期,預(yù)算也屢次上調(diào),建設(shè)成本最后增至95億美元,已于2013年底投產(chǎn)。
2.液化天然氣項(xiàng)目尼日利亞是世界上重要的液化天然氣生產(chǎn)國(guó)之一,近年其市場(chǎng)份額雖有下降,國(guó)際市場(chǎng)占有率由11%下降為7%,但仍是世界第四大LNG出口國(guó)。尼日利亞共有6條LNG生產(chǎn)線,年產(chǎn)LNG量2200萬(wàn)噸,液化石油氣(LPG)400萬(wàn)噸。預(yù)計(jì)未來(lái)幾年,該國(guó)LNG年產(chǎn)量將達(dá)到4200萬(wàn)噸。1)尼日利亞LNG廠(NLNG)。該廠位于尼日爾三角洲河流州伯尼(Bonny)島,是目前唯一在產(chǎn)的LNG項(xiàng)目。股份分配為尼日利亞國(guó)家石油公司49%、殼牌(作業(yè)者)22.6%、道達(dá)爾15%、阿吉普10.4%。該項(xiàng)目于1999年投資38億美元建成2條生產(chǎn)線,開(kāi)始出口LNG到美國(guó)、歐洲(西班牙、法國(guó)、葡萄牙)及亞洲(日本、韓國(guó))。項(xiàng)目已有6條生產(chǎn)線,LNG產(chǎn)能為2200萬(wàn)噸/年,LPG產(chǎn)能為400萬(wàn)噸/年,天然氣需求量為9910萬(wàn)立方米/日。目前該項(xiàng)目正在籌劃第7條生產(chǎn)線,將增加產(chǎn)能800萬(wàn)噸/年,但由于氣源緊張,尚未得到尼政府批準(zhǔn)。2)布拉斯(Brass)LNG廠。該項(xiàng)目位于尼日爾三角洲拜耶爾薩州,股份分配為尼日利亞國(guó)家石油公司49%、奧昂多(Oando)17%(2012年收購(gòu)康菲的股份)、阿吉普17%、道達(dá)爾17%,預(yù)計(jì)投資85億美元,設(shè)計(jì)2條生產(chǎn)線,年產(chǎn)LNG量1000萬(wàn)噸。該項(xiàng)目12年前已啟動(dòng)設(shè)計(jì)、工程建設(shè)招標(biāo)和征地等,已花費(fèi)10多億美元,但目前僅完成設(shè)計(jì)、征地和部分前期輔助工程。由于融資問(wèn)題和新石油法案未出臺(tái),最終投資決定一直未獲伙伴公司的簽署。3)奧羅柯拉(Olokola)LNG廠。該廠位于奧貢州和昂多州交界的海濱,由尼日利亞國(guó)家石油公司、雪佛龍和殼牌等合資興建。初步計(jì)劃建設(shè)2條生產(chǎn)線,日加工天然氣約2832萬(wàn)立方米,年產(chǎn)能為2×630萬(wàn)噸,最終建成產(chǎn)能為L(zhǎng)NG3500萬(wàn)噸/年、LPG3萬(wàn)桶/日、凝析油1.5萬(wàn)桶/日。2006年該項(xiàng)目正式啟動(dòng),2007年簽署了自由貿(mào)易區(qū)協(xié)議,目前已經(jīng)完成前端工程設(shè)計(jì)、工程建設(shè)招投標(biāo)、征地和前期營(yíng)房建設(shè)等,并開(kāi)始了陸上和海上的巖土工程測(cè)量和海底測(cè)量。4)進(jìn)步(Progress)LNG廠。該項(xiàng)目計(jì)劃建設(shè)1條生產(chǎn)線,雖然已經(jīng)得到政府許可,但目前尚處在可行性研究和設(shè)計(jì)階段。
3.西非天然氣管線(WAGP,WestAfricanGasPipeline)該項(xiàng)目由雪佛龍、殼牌,以及尼日利亞、加納、貝寧和多哥等國(guó)家的石油公司共同投資建成。管線從尼日利亞三角洲沿海岸由東向西,經(jīng)貝寧、多哥至加納,全長(zhǎng)676千米。2010年建成并開(kāi)始運(yùn)營(yíng),天然氣運(yùn)輸能力為1274萬(wàn)立方米/日,目前運(yùn)輸量?jī)H約481萬(wàn)立方米/日,將來(lái)不僅要增加輸氣量,而且管線將進(jìn)一步向西延伸至科特迪瓦。
4.貫穿撒哈拉沙漠的天然氣管線(Trans-SaharanGasPipeline)2002年,尼日利亞與阿爾及利亞兩國(guó)政府簽署諒解備忘錄,計(jì)劃修建一條貫穿撒哈拉沙漠的天然氣管道,從尼日利亞三角洲向北,經(jīng)尼日爾到阿爾及利亞地中海港口,面向歐洲市場(chǎng),全長(zhǎng)4023千米。目前已完成可行性研究,預(yù)計(jì)管道建設(shè)費(fèi)約100億美元,集輸站建設(shè)費(fèi)約30億美元,該項(xiàng)目面臨的主要挑戰(zhàn)是融資問(wèn)題。
四、天然氣工業(yè)總體規(guī)劃、相關(guān)政策及制約因素
前已述及,尼日利亞天然氣儲(chǔ)量位居非洲第二,具有雄厚的天然氣工業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)。為了加快天然氣工業(yè)的發(fā)展,尼政府制定了包括上述項(xiàng)目在內(nèi)的宏大的天然氣總體規(guī)劃。
1.天然氣工業(yè)總體規(guī)劃2008年2月13日,尼日利亞聯(lián)邦政府正式批準(zhǔn)了該國(guó)的天然氣總體規(guī)劃,該規(guī)劃旨在加快天然氣工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和發(fā)展,促進(jìn)國(guó)內(nèi)天然氣開(kāi)發(fā)利用,提升其在國(guó)際天然氣市場(chǎng)的地位,使天然氣工業(yè)成為尼新一輪經(jīng)濟(jì)發(fā)展的引擎。天然氣總體規(guī)劃包括三個(gè)主要戰(zhàn)略:一是激勵(lì)天然氣工業(yè)的發(fā)展,使之成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的助推器;二是增強(qiáng)尼日利亞在國(guó)際天然氣市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力,并確立其高附加值天然氣產(chǎn)品出口國(guó)的地位;三是確保尼日利亞長(zhǎng)期能源安全。該規(guī)劃有三個(gè)主要目標(biāo):一是到2015年,向燃?xì)獍l(fā)電廠的輸氣量增加3倍,保證生活和生產(chǎn)用電供應(yīng);二是建設(shè)撒哈拉以南非洲天然氣工業(yè)樞紐,包括天然氣處理中心站、化肥廠、石油化工廠和甲醇廠等,將天然氣工業(yè)變?yōu)樵黾痈郊又档男袠I(yè);三是發(fā)展西非天然氣管道運(yùn)輸和LNG出口,鞏固并提升尼在國(guó)際天然氣市場(chǎng)的地位。該規(guī)劃除了包括上述項(xiàng)目中未建成的項(xiàng)目之外,還包括建設(shè)4座化肥廠、4座甲醇廠、若干座天然氣制油廠、20多座發(fā)電廠以及6座天然氣中央處理廠等。總體規(guī)劃將完善尼日利亞國(guó)內(nèi)天然氣管網(wǎng),縱貫?zāi)媳保瑱M穿東西,使各石油公司的管線建設(shè)和國(guó)家建設(shè)相統(tǒng)一,實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)氣,協(xié)調(diào)使用,避免重復(fù)建設(shè)。預(yù)計(jì)到2017年,實(shí)現(xiàn)每天向國(guó)內(nèi)發(fā)電廠、制造業(yè)工廠、水泥廠、石油化工廠和西非天然氣管道輸送天然氣92.6萬(wàn)桶油當(dāng)量(約15.21億立方米),LNG日出口量增加至86.8萬(wàn)桶油當(dāng)量(約14.26億立方米)。尼日利亞政府分四個(gè)步驟實(shí)施天然氣總體規(guī)劃。第一步,2008年2月,以激活天然氣市場(chǎng)為目的對(duì)國(guó)內(nèi)天然氣市場(chǎng)進(jìn)行干預(yù),包括出臺(tái)國(guó)內(nèi)供氣義務(wù)法規(guī),禁止放空燃燒天然氣的法令,引入氣價(jià)改革過(guò)渡框架,建立天然氣買賣協(xié)議和證券化等商業(yè)模式,制定天然氣基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃方案等;第二步,2011年1月,國(guó)內(nèi)天然氣實(shí)行市場(chǎng)價(jià)格,天然氣基礎(chǔ)設(shè)施投資開(kāi)始起步,出臺(tái)相應(yīng)天然氣法規(guī);第三步,2013年1月,主要天然氣基礎(chǔ)設(shè)施投資啟動(dòng),實(shí)現(xiàn)完全的天然氣貨幣化,成立多個(gè)新天然氣公司或投資公司;第四步,2014年1月,實(shí)現(xiàn)完全市場(chǎng)化,結(jié)束政府對(duì)天然氣市場(chǎng)的干預(yù),實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)引導(dǎo)投資者在天然氣勘探、生產(chǎn)和利用產(chǎn)業(yè)鏈的投資。
2.天然氣相關(guān)政策與天然氣總體規(guī)劃配套,尼政府出臺(tái)了有關(guān)合同、禁止放空燃燒天然氣和氣價(jià)改革等政策與法規(guī)。1)產(chǎn)品分成合同有關(guān)天然氣條款規(guī)定,作業(yè)者在開(kāi)發(fā)天然氣前,需簽署天然氣開(kāi)發(fā)協(xié)議,該協(xié)議包括優(yōu)先滿足資源國(guó)戰(zhàn)略需要等內(nèi)容。2)國(guó)內(nèi)天然氣義務(wù)供應(yīng)法案規(guī)定,作業(yè)者須為尼日利亞國(guó)內(nèi)市場(chǎng)預(yù)留出一定數(shù)量的義務(wù)天然氣;未完成義務(wù)供氣量者,按3.5美元/千立方英尺處以罰款,且罰款不能抵稅;只有在滿足義務(wù)供氣量后才允許天然氣出口。3)禁止放空燃燒天然氣法令規(guī)定,作業(yè)者放空燃燒天然氣須獲得尼政府批準(zhǔn),并按3.5美元/千立方英尺處以罰款,且罰款不能抵稅,不得計(jì)入可回收成本。4)天然氣價(jià)格政策。在2010年前,以相對(duì)便宜的氣價(jià)首先供應(yīng)尼國(guó)內(nèi),并將天然氣用戶分為3個(gè)領(lǐng)域,對(duì)應(yīng)3個(gè)定價(jià)方案:一是民生領(lǐng)域,例如電力和輕工業(yè)用戶,天然氣采用成本價(jià)格,氣價(jià)不足0.2美元/千立方英尺,此價(jià)為全球天然氣最低價(jià)格,這部分供氣是石油公司最主要的天然氣供應(yīng)義務(wù);二是以天然氣為基礎(chǔ)的工業(yè)領(lǐng)域,例如甲醇、化肥和天然氣制油業(yè)等,天然氣價(jià)格采用凈回值作價(jià)法,氣價(jià)隨產(chǎn)品價(jià)格波動(dòng),約為1美元/千立方英尺;三是商業(yè)領(lǐng)域,例如制造業(yè)、LNG行業(yè),天然氣按代用燃料價(jià)格計(jì)價(jià),氣價(jià)約為2.5美元/千立方英尺。自2011年開(kāi)始,尼政府實(shí)施了天然氣價(jià)格改革,規(guī)定供應(yīng)發(fā)電廠的天然氣價(jià)格由0.3美元/千立方英尺上調(diào)為1美元/千立方英尺,2012-2013年上調(diào)至1.5美元/千立方英尺,2014年上調(diào)至2美元/千立方英尺。但是,由于種種原因,2011年和2012年實(shí)際氣價(jià)分別為0.3美元/千立方英尺和1美元/千立方英尺,氣價(jià)改革滯后,沒(méi)有到位。尼國(guó)內(nèi)非發(fā)電用氣價(jià)格規(guī)定為:2011-2012年2美元/千立方英尺,2013年2.5美元/千立方英尺,2014年3美元/千立方英尺;LNG廠用氣價(jià)格由市場(chǎng)決定。通過(guò)調(diào)整天然氣價(jià)格,尼日利亞天然氣價(jià)格倒掛問(wèn)題得到了徹底解決,在一定程度上激發(fā)了在尼石油公司投資、生產(chǎn)、供應(yīng)天然氣的積極性。
3.制約因素天然氣總體規(guī)劃和相關(guān)天然氣政策實(shí)施后,尼國(guó)內(nèi)天然氣利用率和供應(yīng)量有所提高,2012年供應(yīng)量達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的4248萬(wàn)立方米/日,而且呈現(xiàn)不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)。然而,天然氣總體規(guī)劃實(shí)施情況遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于尼政府的計(jì)劃和預(yù)期。究其原因,除了天然氣項(xiàng)目投資拖了項(xiàng)目建設(shè)期后腿,目前主要面臨以下幾方面的制約因素。一是新石油法案至今仍在尼國(guó)會(huì)審議遲遲未能出臺(tái),油氣財(cái)稅條款尚未確定,嚴(yán)重影響著石油公司的油氣勘探開(kāi)發(fā)投資,包括對(duì)天然氣總體規(guī)劃的響應(yīng)和投資決定。目前,尼日利亞朝野和工會(huì)組織均已認(rèn)識(shí)到,應(yīng)盡快通過(guò)新石油法案,否則將嚴(yán)重影響尼日利亞經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)——油氣工業(yè)的健康發(fā)展。二是尼日利亞近10年來(lái)社會(huì)安保形勢(shì)日趨惡化,國(guó)際救援組織(SOS)近年一直將尼日利亞社會(huì)安全列為高風(fēng)險(xiǎn)I級(jí)和極高風(fēng)險(xiǎn)II級(jí)。尼日爾三角洲產(chǎn)油區(qū)武裝組織不斷對(duì)油田設(shè)施和人員進(jìn)行襲擊和騷擾,不僅影響油氣生產(chǎn),也嚴(yán)重影響了石油投資。三是油田社區(qū)矛盾日益突出和復(fù)雜。在過(guò)去半個(gè)世紀(jì)的油氣生產(chǎn)歷史中,尼政府和石油公司均忽視了對(duì)當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的發(fā)展投入和對(duì)百姓就業(yè)的教育培訓(xùn)。同時(shí),油氣生產(chǎn)事故和不法分子的盜油活動(dòng)頻繁,漏油事件對(duì)社區(qū)環(huán)境造成污染與破壞,影響了社區(qū)居民的生產(chǎn)和生活。石油生產(chǎn)與社區(qū)的矛盾嚴(yán)重影響了油氣生產(chǎn)效益。四是尼日利亞國(guó)內(nèi)天然氣銷市場(chǎng)三角債錯(cuò)綜復(fù)雜。油氣作業(yè)者將處理后的天然氣賣給尼天然氣公司,天然氣公司將氣賣給發(fā)電廠,發(fā)電廠將電力賣給電網(wǎng)公司,電網(wǎng)公司向社區(qū)供電。由于電網(wǎng)公司不能及時(shí)全額收取電費(fèi),最終影響油氣作業(yè)者及時(shí)收取天然氣費(fèi)用,由此形成惡性循環(huán)。對(duì)此,電網(wǎng)公司開(kāi)始推行先付費(fèi)后用電的插卡電表,以扭轉(zhuǎn)居民用電后不付費(fèi)的局面。
五、天然氣總體規(guī)劃下的基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目
根據(jù)天然氣總體規(guī)劃,尼日利亞加快推進(jìn)天然氣基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),一批輸氣管道和天然氣處理廠已經(jīng)建成或即將建成投產(chǎn),并計(jì)劃建設(shè)天然氣工業(yè)園區(qū)。目前,總體規(guī)劃中確定的總長(zhǎng)722千米的6條新的輸氣管道已經(jīng)竣工投產(chǎn);總產(chǎn)能為6088萬(wàn)立方米/日的6個(gè)天然氣中心處理廠項(xiàng)目正處于開(kāi)發(fā)階段,并將于2015-2019年陸續(xù)建成,屆時(shí)該國(guó)國(guó)內(nèi)供氣量將翻番。2013年以來(lái),尼政府進(jìn)一步提出在尼日爾三角洲建立3個(gè)天然氣處理加工工業(yè)園自由貿(mào)易區(qū),分別位于三角洲奧吉迪哥本(Ogidigben)鎮(zhèn)(西園)、河流州(中園)和阿夸伊博州(東園)。其中西園已經(jīng)破土動(dòng)工,稱為奧吉迪哥本天然氣革命工業(yè)園,占地面積2700公頃,其中一期585公頃,包括化肥廠、甲醇廠、石油化工廠、發(fā)電廠以及辦公室和居住設(shè)施,西園將是撒哈拉以南地區(qū)非洲最大的天然氣工業(yè)城。尼政府的目標(biāo)是通過(guò)該工業(yè)園區(qū)的3個(gè)項(xiàng)目提升天然氣附加值:一是天然氣發(fā)電,提供可靠的平價(jià)電力,確保民生用電;二是天然氣工業(yè)化,建設(shè)以天然氣為原材料的化肥廠、甲醇廠、石油化工廠等,推動(dòng)工農(nóng)業(yè)發(fā)展,形成天然氣產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈;三是出口創(chuàng)匯,通過(guò)西非天然氣管道和LNG把天然氣出口到西非地區(qū)和其他國(guó)際市場(chǎng),實(shí)現(xiàn)外匯收入。天然氣工業(yè)園區(qū)將以天然氣中心處理廠為中心,沿海岸而建,位于伊斯克拉沃斯(Escravos)河?xùn)|岸,在雪佛龍的伊斯克拉沃斯油氣站的河對(duì)面,是尼日利亞天然氣工業(yè)總體規(guī)劃的組成部分,將為其他天然氣園區(qū)起到示范作用,由尼日利亞國(guó)家石油公司運(yùn)營(yíng)管理。目前,該工業(yè)園區(qū)已經(jīng)破土動(dòng)工,尼政府正在招商引資,尼總統(tǒng)希望中國(guó)石油企業(yè)積極參與。作為該地區(qū)的主要天然氣生產(chǎn)商,雪佛龍將參加該園區(qū)的投資建設(shè)。中園和東園的開(kāi)發(fā)建設(shè)正處于招投標(biāo)過(guò)程中,殼牌將參加中園項(xiàng)目的投資。總體來(lái)看,尼日利亞天然氣總體規(guī)劃的實(shí)施呈現(xiàn)穩(wěn)步有序推進(jìn)之勢(shì)。
[4]沈金亮:《〈尚書(shū)〉傳本真?zhèn)沃疇?zhēng)新論》,《文史雜志》2014年第3期。
[5]楊伯峻:《春秋左傳注》(修訂本),中華書(shū)局2009年版。
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[7]楊伯峻:《論語(yǔ)譯注?衛(wèi)靈公》,中華書(shū)局1980年版。
[8](清)顧炎武:《天下郡國(guó)利病書(shū)》,上海古籍出版社2012年版。
[9]楊光成:《西羌?jí)迅琛罚段髑嘉幕肪庉嫴砍霭妗?/p>
引言
大慶油田是我國(guó)最大的油田,是我國(guó)重要的能源基地,全國(guó)40%的原油來(lái)自大慶,油田企業(yè)每年都有大量的新增建設(shè)用地,每年都有新打的井,對(duì)土地的依賴性強(qiáng),且在占用土地上具有點(diǎn)多、面廣、量大等特點(diǎn),因此,對(duì)于油田企業(yè)來(lái)說(shuō),切實(shí)加強(qiáng)土地資產(chǎn)的經(jīng)營(yíng)管理,合理利用土地資源,確保其保值增值,具有特別重要的現(xiàn)實(shí)意義。大慶油田建設(shè)過(guò)程中涉及眾多的土地產(chǎn)權(quán)問(wèn)題。土地問(wèn)題處理好了,有利于大慶油田20年原油持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)4000萬(wàn)噸有利于大慶經(jīng)濟(jì)的繁榮發(fā)展,有利于社會(huì)的穩(wěn)定。實(shí)際工作過(guò)程中,應(yīng)該依據(jù)國(guó)家有關(guān)法律、法規(guī)和政策以及大慶油田的實(shí)際情況,妥善處理好土地問(wèn)題。
1、油田土地管理工作的現(xiàn)狀
土地屬于重要的資源,又是重要的資產(chǎn),土地管理應(yīng)該堅(jiān)持資源資產(chǎn)并重管理,管理的基本原則是:有序在償、供需平衡、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、集約高效。油田土地管理工作是油田工程建設(shè)的前提保障,近年來(lái),全國(guó)正在開(kāi)展土地管理調(diào)研,國(guó)家對(duì)土地管理的要求也進(jìn)一步加強(qiáng),油田單位應(yīng)該結(jié)合實(shí)際,深入基層,加強(qiáng)管理,嚴(yán)抓違法案件,繼續(xù)做好土地管理工作。
近年來(lái),大慶油田在建設(shè)用地程序上,嚴(yán)格依據(jù)國(guó)土資源部《建設(shè)項(xiàng)目用地預(yù)審管理辦法》、《黑龍江省建設(shè)用地審批流程、建設(shè)用地預(yù)審程序》等相關(guān)管理制度,對(duì)油氣田建設(shè)每宗地的取得和使用,都依法按程序辦理,足額及時(shí)上繳全部稅費(fèi),認(rèn)真履行建設(shè)用地合同各項(xiàng)條款,切實(shí)做好土地資料建檔歸檔工作;歷年來(lái)沒(méi)有發(fā)生一起因用地問(wèn)題引發(fā)的糾紛。同時(shí),油田公司把集約節(jié)約用地放在各項(xiàng)工作的首位;在站(所)選址,井場(chǎng)勘探,油氣管道鋪設(shè),道路建設(shè)項(xiàng)目中,做到了“三多、三少、一禁止”(即:多用荒地、多用沙地、多用坡地;少用平地、少用耕地、少用園地;禁止用基本農(nóng)田)。積極簡(jiǎn)化流程工藝,科學(xué)合理布井,推廣應(yīng)用多井組的集約節(jié)約用地方式,節(jié)約用地成效顯著。
2、油田企業(yè)土地資產(chǎn)管理常見(jiàn)問(wèn)題
全國(guó)各油田有一個(gè)普遍的現(xiàn)象,油田占地面積廣,土地資源豐富,近年來(lái),土地管理越來(lái)越規(guī)范,但在土地管理方面難免也存在一些問(wèn)題。
2.1存在土地荒蕪現(xiàn)象
一直以來(lái),在土地使用方面存在一些問(wèn)題,例如:管理不善,節(jié)約意識(shí)淡薄,土地有效利用率偏低,存在閑置、浪費(fèi)的現(xiàn)象。甚至存在無(wú)任何許可的情況下,圈地搞工程、搞項(xiàng)目,工程多年不開(kāi)工,用地一直空閑,造成嚴(yán)重浪費(fèi)。
2.2重視征地,輕視管理
油田企業(yè)為了油田開(kāi)發(fā)的需要,每年都要投入大量資金,投資建設(shè)的第一環(huán)節(jié)就是征用大量土地資源,在一定意義上可以說(shuō),土地資源是油田的最寶貴固定資產(chǎn),是企業(yè)資產(chǎn)的重要組成部分。但是長(zhǎng)期以來(lái),許多油田企業(yè)缺乏土地管理意識(shí),不夠重視土地管理工作,多頭管理現(xiàn)象嚴(yán)重,管理機(jī)構(gòu)不健全,或管理人員崗位變換頻繁,相關(guān)存檔資料分散或遺失,歸檔不及時(shí),以及機(jī)構(gòu)變動(dòng)時(shí)移交手續(xù)不規(guī)范,造成了許多珍貴的土地歷史資料遺失,有時(shí)甚至因無(wú)法找到相關(guān)證明材料,不得不重復(fù)交費(fèi),重新辦理用地手續(xù)等,給企業(yè)帶來(lái)了無(wú)可挽回的經(jīng)濟(jì)損失。
2.3建設(shè)用地協(xié)調(diào)管理難度不斷增大
隨著油田開(kāi)發(fā)的需要,建設(shè)項(xiàng)目不斷增加,部分油氣勘探建設(shè)項(xiàng)目占?jí)恨r(nóng)民耕道、橋梁、林地、經(jīng)濟(jì)作物現(xiàn)象時(shí)有出現(xiàn),項(xiàng)目涉及地方公路、建筑物、河流的穿越、搭頭等,對(duì)民用供水、供電、通訊線路進(jìn)行改道情況時(shí)有發(fā)生。由于施工人員與所處地區(qū)人員存在較大文化差異,加之用地政策、補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)等缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),基本是多頭管理,與地方協(xié)調(diào)起來(lái)較為困難,嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)地方人員圍堵工地、阻撓施工現(xiàn)象。
3、加強(qiáng)油田企業(yè)土地資產(chǎn)管理的措施
3.1構(gòu)建土地資源信息化檔案
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,在土地管理工作中,應(yīng)該結(jié)合實(shí)際工作引進(jìn)軟件,逐步建立起信息化土地資產(chǎn)管理新模式,開(kāi)發(fā)功能強(qiáng)大的土地資產(chǎn)管理信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在系統(tǒng)內(nèi),實(shí)現(xiàn)企業(yè)管理的各個(gè)功能,為企業(yè)各部門(mén)提供方便,如:實(shí)現(xiàn)固定資產(chǎn)、流動(dòng)資產(chǎn)、房產(chǎn)的相互連接,實(shí)現(xiàn)土地管理信息的共享、共用,實(shí)現(xiàn)土地應(yīng)用信息的查詢、上報(bào)、下發(fā)、智能化,從而不斷提高土地管理部門(mén)的工作效率,為企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)及各專業(yè)部門(mén)進(jìn)行決策提供重要參考數(shù)據(jù)。
3.2重視規(guī)劃,提高土地利用率
油田建設(shè)用地應(yīng)以可持續(xù)發(fā)展為指導(dǎo),以節(jié)約用地為方針,遵循相關(guān)“十二五規(guī)劃”建設(shè)用地要求,在建設(shè)初期要進(jìn)行全面考察,科學(xué)用地,按需用地,科學(xué)規(guī)劃,并將規(guī)劃進(jìn)行科學(xué)計(jì)算,貫徹落實(shí)到實(shí)際工作中,促進(jìn)土地資源的合理利用和開(kāi)發(fā)。此外,要從石油技術(shù)等方面來(lái)減少土地資源的應(yīng)用,如:①提高鉆井技術(shù),從節(jié)約用地的角度出發(fā),在新鉆井方面要靈活運(yùn)用水平井、定向井等多種鉆探方式;②在鉆井施工前,應(yīng)該優(yōu)化方案設(shè)計(jì),減少占用土地,減少占用耕地,提高土地資源的利用率,降低鉆井施工成本,在施工過(guò)程中,應(yīng)盡量少修路,充分利用現(xiàn)有公路條件;③對(duì)報(bào)廢井場(chǎng)積極實(shí)施退耕,減少已占土地?cái)?shù)量。
3.3加強(qiáng)用地協(xié)調(diào),科學(xué)合理用地
油田土地管理部門(mén),應(yīng)該從大局出發(fā),確保油田建設(shè)用地征用渠道的通暢,為公司的發(fā)展做后勤保障。在油田建設(shè)過(guò)程中,會(huì)遇到各種各樣的土地問(wèn)題,遇到各種困難,在困難面前,土地部門(mén)的管理人員,應(yīng)該樹(shù)立信息,積極協(xié)調(diào)地方,對(duì)地方組織、個(gè)人無(wú)理阻撓油氣田建設(shè)征地進(jìn)程,故意妨礙工程建設(shè)的行為、事件,堅(jiān)決依法追究當(dāng)事人責(zé)任。積極協(xié)助地方土地執(zhí)法、交通、公安部門(mén)開(kāi)展社會(huì)環(huán)境綜合治理,堅(jiān)決懲治滋事鬧事者,保證油氣田建設(shè)用地征用的正常工作秩序。
3.4提高認(rèn)識(shí),樹(shù)立土地管理新觀念
中圖分類號(hào):TU47 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
引言
換填墊層法在建筑工程中廣泛應(yīng)用.換填墊層法是挖去地表淺層軟弱土層或不均勻土層,回填堅(jiān)硬、較粗粒徑的材料,并夯壓密實(shí),形成墊層的地基處理方法.換填墊層可依換填材料不同,分為碎石墊層,砂墊層,灰土墊層,粉煤灰墊層等.換填墊層施工簡(jiǎn)便,廣泛應(yīng)用于中小型工程淺層地基處理中。
1、換填墊層是將建筑物基底的軟土挖去,代以人工回填的砂(或碎石)作為持力層主要用于荷載不大的軟基處理。換填墊層主要作用有三:
(1)減少基礎(chǔ)沉降量:沉降量是與地基的附加應(yīng)力成正比的。緊靠基底區(qū)域內(nèi)的附加應(yīng)力大,沉降量也大,約60%~70%的沉降是由持力層引起的。換填墊層后,可大大減少基礎(chǔ)的沉降量,并可調(diào)整地基的不均勻沉降。
(2)增加地基的穩(wěn)定性:換填墊層實(shí)際上象個(gè)“船筏式”基礎(chǔ),使建筑物的荷載通過(guò)墊層均勻地?cái)U(kuò)散到墊層側(cè)面及下臥軟土上去,減少了軟土所受的附加應(yīng)力,對(duì)防止建筑物地基局部應(yīng)力集中所引起的剪切破壞有一定的作用。
(3)加速軟土地基的固結(jié):鋪在軟土上的換填墊層(特別是砂墊層),一方面縮短了排水距離,另一方面它實(shí)際上又是排水層。壓縮固結(jié)擠出的水分,通過(guò)砂墊層滲出,加速了地基的固結(jié),促使地基中由于固結(jié)產(chǎn)生的抗剪強(qiáng)度較快地增長(zhǎng),從而提高了地基的穩(wěn)定性。因此在荷載不大的工業(yè)與民用建筑軟弱地基處理中,常常作為經(jīng)濟(jì)有效的處理辦法。
2、換填墊層設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題
目前換填墊層設(shè)計(jì)方法是假定墊層是基礎(chǔ)的一部分。首先給定砂墊層厚度,把基底壓力擴(kuò)散到砂墊層底部,將砂墊層底部作為建筑物的“新基礎(chǔ)”底面,底面處的附加壓力值(以條形基礎(chǔ)為例)(見(jiàn)圖1)pz按下式計(jì)算:
(1)
圖1.應(yīng)力擴(kuò)散圖
墊層厚度Z應(yīng)根據(jù)下臥層的承載力確定,并符合下式要求
(2)
式中:pk為相應(yīng)于荷載標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)基礎(chǔ)底面處平均壓力值(kPa);pc為基礎(chǔ)底面處土的自重壓力值;基礎(chǔ)底面處附加應(yīng)力p0為:p0=pk-pc;pcz為墊層底面處土的自重壓力;fz為墊層底面處地基承載力設(shè)計(jì)值;θ為墊層擴(kuò)散角,對(duì)于中密砂墊層,當(dāng)Z/b≥0.5時(shí),θ=30°;當(dāng)Z/b
3、換填墊層強(qiáng)度取值與基坑側(cè)土強(qiáng)度關(guān)系分析
假定:(1)換填墊層與側(cè)面軟土在界面處破壞是由于軟土強(qiáng)度不足所致;(2)基礎(chǔ)下?lián)Q填墊層側(cè)面軟土各向均質(zhì)同性。
當(dāng)換填墊層界面處某點(diǎn)應(yīng)力等于土的抗剪強(qiáng)度時(shí)的臨界狀態(tài)稱為極限平衡狀態(tài)。由土的平面應(yīng)力理論有
(3)
設(shè)中密砂土的φ=30°,代入(3)得
(4)
設(shè)換填墊層基坑坡角為β,則在墊層與基坑側(cè)土接觸界面上,正應(yīng)力σs為
(5)
從上式可知:當(dāng)β=0°時(shí),σx對(duì)基坑側(cè)面正應(yīng)力無(wú)貢獻(xiàn),σs=σz+σcz;當(dāng)β=90°時(shí),σx對(duì)基坑側(cè)面正應(yīng)力貢獻(xiàn)最大,σs=σx。
當(dāng)界面處于極限平衡狀態(tài)時(shí),將(4)代入(5)式經(jīng)整理得界面處正應(yīng)力
(6)
對(duì)式(6)求最大值,可令:(σs)′|β=0,得β≈18.435°
即當(dāng)換填墊層坡角滿足β=18.435°時(shí),σs最大,此時(shí)sinβ=0.3162,cosβ=0.9487
(7)
理論計(jì)算及實(shí)測(cè)表明,基底應(yīng)力極限狀態(tài)約位于基底下b/4處。設(shè)換填墊層下b/4與軟土面交界處為微元體P,其軟土強(qiáng)度為fs′,為保證墊層基坑側(cè)土安全,微元體P接觸面上正應(yīng)力σs′必須滿足
(8)
式中:σs′=1.054(σz′+σcz′)。
對(duì)于淤泥質(zhì)軟土,當(dāng)覆蓋雜填土?xí)r,γ0≈17kN/m3,ηd=1.0,σcz′=γz′,當(dāng)基坑側(cè)面軟土任意一點(diǎn)土自重應(yīng)力與豎向附加應(yīng)力不小于砂墊層側(cè)向壓縮引起垂直向上應(yīng)力時(shí),該點(diǎn)強(qiáng)度可近似按各向同性考慮,即
(9)
將(9)、(10)代入(8)式并整理得
(10)
式中:fa為微元體P處基坑側(cè)面軟土修正后的地基承載力特征值;fak為基坑側(cè)面軟土承載力特征值。當(dāng)微元體P在基礎(chǔ)外邊,且z′-d=0.25b時(shí),可近似算得:σz′≈0.35p0,考慮到上硬下軟雙層地基中點(diǎn)應(yīng)力分布特點(diǎn):地基中點(diǎn)應(yīng)力相應(yīng)減少,邊緣應(yīng)力相應(yīng)增大,應(yīng)力分布總體相對(duì)均勻等因素,取σz′≈0.35p0×1.2,即當(dāng)fak滿足下式時(shí)
(11)
或
(12)
基坑側(cè)面軟土安全;否則就應(yīng)加大基礎(chǔ)寬度,降低p0值,直至滿足基坑安全為止。
4、雙層地基應(yīng)力分布的特點(diǎn)
換填墊層屬于典型的雙層地基,持力層為較硬的砂墊層、砂石墊層、粉石墊層等,下臥層為軟弱土層。現(xiàn)以換砂墊層為例來(lái)說(shuō)明。條形均布荷載下地基基礎(chǔ)中點(diǎn)下M處(如圖2)應(yīng)力σz的應(yīng)力系數(shù)kE如表1。
圖2條形均布荷載下雙層地基
表1應(yīng)力系數(shù)kE表
表1中ν為
(13)
式中:E01、E02分別為持力層與下臥層變形模量;μ1、μ2分別為持力層與下臥層的泊松比,對(duì)于淤泥質(zhì)土,變形模量為2.5MPa左右,當(dāng)其上硬層為中密砂墊層(相當(dāng)于已分層夯實(shí)原砂墊層),且厚度Z不小于基礎(chǔ)寬時(shí),變形模量在26MPa以上,ν≥10;ν=5,相當(dāng)于均質(zhì)土狀況;ν=1時(shí)為雙層地基,從表1中可以看出:ν越大,應(yīng)力擴(kuò)散越明顯。
若按擴(kuò)散法計(jì)算砂墊層基底中點(diǎn)附加壓力,其大小為(按基寬與砂墊層厚相等計(jì)算)θ=30°,pz=0.464p0,按雙層地基應(yīng)力系數(shù)法計(jì)算,其值為:pz=0.33p0,反算θ=44.6°,差別達(dá)40%以上。
由此可見(jiàn),擴(kuò)散角法與雙層地基應(yīng)力系數(shù)法確實(shí)存在一定的差異。
5換土墊層合理設(shè)計(jì)分析
綜上所述,合理進(jìn)行換土墊層設(shè)計(jì),應(yīng)按以下步驟考慮:
(1)換填墊層自身的強(qiáng)度,這主要通過(guò)施工質(zhì)量與檢測(cè)來(lái)保證。
(2)換填墊層承載力設(shè)計(jì)值:考慮墊層側(cè)面軟土強(qiáng)度作用,按式(12)確定換填墊層p0時(shí),應(yīng)與換填墊層自身的承載力(換填墊層自身的強(qiáng)度減除土體自重應(yīng)力)相比較,取兩者較小者為換填墊層承載力。此時(shí)換填墊層底寬可與基礎(chǔ)寬一致,頂寬應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)剀浲粱娱_(kāi)挖放坡經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定;由于實(shí)際換填墊層坡角一般在70°以上,遠(yuǎn)大于18.435°,因此墊層側(cè)面軟土不僅相對(duì)安全,并有一定的有效側(cè)限作用。
(3)換填墊層屬于雙層地基,其應(yīng)力分布應(yīng)考慮雙層地基應(yīng)力分布特點(diǎn)。當(dāng)換填墊層按規(guī)范要求施工,壓實(shí)系數(shù)在0.97以上時(shí),墊層變形模量與下臥軟土變形模量差別較大,即可達(dá)到E01/E02>10,對(duì)應(yīng)于上表取ν=10.0應(yīng)力系數(shù)值計(jì)算,并據(jù)此及式
(4)確定換填墊層的厚度。
當(dāng)墊層厚度不小于基礎(chǔ)寬度時(shí),kE≤0.33,即近70%的基礎(chǔ)沉降由墊層承擔(dān),對(duì)于荷載不大的工業(yè)與民用建筑(即丙級(jí)建筑),可不必進(jìn)行沉降驗(yàn)算。
結(jié)束語(yǔ)
根據(jù)筆者多年工作經(jīng)驗(yàn)及雙層地基應(yīng)力數(shù)值解,進(jìn)行了多次探索與檢測(cè),并在理論上予以初步論述,其目的一方面是竭盡所能,完善換填墊層承載力計(jì)算理論;另一方面,在大力提倡創(chuàng)造節(jié)約型社會(huì)的今天,作為一名工程師有責(zé)任、有義務(wù)為工程建設(shè)提供更科學(xué)、更經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)概念與方法。
參考文獻(xiàn)
中國(guó)傳統(tǒng)歷法研究在經(jīng)歷了明代前期相對(duì)的沉寂以后,到明末則出現(xiàn)了活躍和復(fù)興的景象。這種復(fù)興的局面是伴隨著朝野呼吁歷法改革的呼聲不斷提高而出現(xiàn)的。〔1〕萬(wàn)歷二十四年(1597),邢云路在改歷的建議受挫以后,著手將其專門(mén)研究傳統(tǒng)歷法問(wèn)題的成果匯集成編即《古今律歷考》。此書(shū)在明代曾引起重視,使得邢云路名聲大振并被薦舉至欽天監(jiān)主持修歷工作。但是,清代前期,它卻受到梅文鼎等學(xué)者的貶抑,影響了對(duì)其進(jìn)行公正和客觀的評(píng)價(jià)。
現(xiàn)代科學(xué)史家在研究與《授時(shí)歷》相關(guān)的一些技術(shù)性問(wèn)題時(shí)對(duì)《古今律歷考》有所涉及。目前所知最早涉及到《古今律歷考》的研究論文,是法國(guó)漢學(xué)家戈歇(L. Gauchet)在1917年發(fā)表的《評(píng)郭守敬的球面三角學(xué)》一文。〔2〕1959年,李約瑟(Needham Joseph)在《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史》“數(shù)學(xué)天文學(xué)卷”中討論中國(guó)古代三角學(xué)問(wèn)題時(shí)將《古今律歷考》中的一幅“割圓圖”收入書(shū)中。〔3〕近年來(lái),國(guó)內(nèi)學(xué)者曾對(duì)《古今律歷考》全書(shū)內(nèi)容進(jìn)行過(guò)概要的介紹,〔4〕并在討論邢云路的天文歷法工作時(shí)對(duì)其有所涉及。〔5〕但是,到目前為止,學(xué)界尚未對(duì)此書(shū)進(jìn)行專題研究和討論,一些問(wèn)題有待澄清。本文擬對(duì)《古今律歷考》的作者歸屬和成書(shū)時(shí)間及其歷法思想、思想淵源和影響等問(wèn)題進(jìn)行專題探討。
一、《古今律歷考》的作者歸屬和成書(shū)時(shí)間
雖然《古今律歷考》署名為邢云路,但是后世有學(xué)者認(rèn)為它是邢云路和布衣歷法家魏文魁 “相與商榷而成”,〔6〕還有的學(xué)者認(rèn)為“邢云路《古今律歷考》,或言本出魏文魁手”。〔7〕至于《古今律歷考》的成書(shū)時(shí)間問(wèn)題,在以前學(xué)者的研究工作中也存在著不同的看法。通常的觀點(diǎn)認(rèn)為,《古今律歷考》完稿于萬(wàn)歷三十五年,初刊于次年。但是,也有學(xué)者提出此書(shū)萬(wàn)歷二十八年刻本。(〔6〕,p.35b)為此,我們有必要結(jié)合有關(guān)寫(xiě)作背景,對(duì)這些問(wèn)題略加辨明。
邢云路研究傳統(tǒng)歷法的興趣始自少年時(shí)代。他癡迷數(shù)學(xué),甚至達(dá)到成癮的程度,自己研究天象,測(cè)算多年。由于缺少同道共同討論,自有孤陋寡聞之感,于是訪求同道于當(dāng)世,后得魏文魁與之共同討論古今歷法,頗有所得,故此自稱:〔8〕
因博訪當(dāng)世,求我黨類于山中,得魏生焉。生名文魁,古之祖沖之、陳得一其人也。余乃相與校讎群籍,營(yíng)于至當(dāng)。于凡歷之宏綱細(xì)目,溯古迄今,靡不根究。其蘊(yùn)奧縷析,其端倪壹切,紕瑩胥,彌訂之亡爽焉。
邢云路將魏文魁譽(yù)為祖沖之和陳得一,雖然難免有溢美之辭,但可從一個(gè)側(cè)面說(shuō)明魏文魁在當(dāng)時(shí)人們心目中是具有較高歷算水平的。
萬(wàn)歷二十四年十二月,邢云路上疏指陳《大統(tǒng)歷》差錯(cuò)并建議修改歷法以成一代之典,但是受到了欽天監(jiān)的壓制而沒(méi)有獲得施行。面對(duì)這樣的境遇,他則抱著道術(shù)為公器而應(yīng)公諸人的想法,著手編撰《古今律歷考》:〔8〕
起而上之,上嘉悅,下庭議,僉曰可,會(huì)中涓而格不行。余退嘆曰:使天不欲斯術(shù)之行,則無(wú)庸畀吾人以斯術(shù),天既以斯術(shù)畀吾人,非余任之而誰(shuí)也?夫道術(shù),公器也。公器在我,而不以公諸人,將鬼神惡之矣。余故因金明諸君子之請(qǐng),而匯集成編。
魏文魁對(duì)此書(shū)成書(shū)過(guò)程也有相關(guān)闡述:“魁深山中人,罔所事事,從幼嗜數(shù)學(xué),悉其竅以觀天,數(shù)多入竅中,由是觀益力,每有所得,所以語(yǔ)諸人,弗省也。然肆業(yè)弗肯隳,忽安肅邢觀察公枉駕于余,曰:聞君抱奇術(shù),余方志治歷明時(shí),而胡不贊余為?魁喜曰:固吾志也,愿畢力以從。由是魁昕夕備問(wèn)難,公乃出古今武庫(kù)書(shū),與余上下其議論,尋源導(dǎo)窽,究竟其極。越數(shù)載而歷成,公德讓,不自有其功,以歸于余。余曰:余不敏,受教于子大夫,何力之與有?愿以山中人附青云之士,以聞?dòng)诤笫雷阋樱瓮桑磕宿o謝觀察公,而退歸深山中”。〔9〕
從以上記載可以看出,邢云路與魏文魁是亦師亦友的關(guān)系,而邢云路在編撰《古今律歷考》中承擔(dān)了主要的工作。至于諸如“不自有其功”及“何力之與有”之類的語(yǔ)詞,實(shí)際上都不過(guò)是謙詞而已。
對(duì)于《古今律歷考》主要貢獻(xiàn)的歸屬問(wèn)題,我們還可通過(guò)考察書(shū)中作者的署名情況獲得證據(jù)。中國(guó)國(guó)家圖書(shū)館善本部收藏萬(wàn)歷徐安刻本《古今律歷考》署名為:“陜西副憲安肅邢云路輯;征士滿城魏文魁訂”。既然書(shū)名中魏文魁只是“訂”,可見(jiàn)其在書(shū)中的貢獻(xiàn)應(yīng)居于次要地位。同時(shí),《古今律歷考》在被收入《四庫(kù)全書(shū)》時(shí),則署名為“邢云路撰”,而沒(méi)有提及魏文魁,也可以為該書(shū)為邢云路所著的觀點(diǎn)提供一個(gè)旁證。那種認(rèn)為《古今律歷考》屬邢云路和魏文魁“相與商榷而成”的觀點(diǎn),失在未區(qū)分二者在《古今律歷考》成書(shū)過(guò)程中各自貢獻(xiàn)的大小問(wèn)題。至于認(rèn)為“邢云路《古今律歷考》,或言本出魏文魁手”的觀點(diǎn)則有失偏頗,因?yàn)檫@種說(shuō)法完全否認(rèn)了邢云路在《古今律歷考》成書(shū)過(guò)程中的主要作用。
關(guān)于《古今律歷考》的完稿和出版時(shí)間,《古今律歷考》胡來(lái)朝“后序”有如下記載:
己亥秋,朝幸備觀察邢公屬,得朝夕上下其論,偶見(jiàn)星流,因扣天文玄決,公手畫(huà)圖以示其,其指星辰次舍之詳,歲差分秒之?dāng)?shù),若談室中事。其論律歷,配合兩相流貫,又若聯(lián)珠合璧,然朝心折者久之,恐異時(shí)湮沒(méi)無(wú)傳,因刻著作以惠來(lái)世,公以為然。不數(shù)月,而《律歷考》出,披讀再三。(〔9〕,pp.2b-3b)
據(jù)此可知,《古今律歷考》書(shū)稿至遲在萬(wàn)歷己亥(1600)秋已經(jīng)完成。根據(jù)“不數(shù)月,而《律歷考》出”可推測(cè),其刊刻出版時(shí)間當(dāng)為1600年或者次年。王重民所說(shuō)《古今律歷考》的萬(wàn)歷二十八年刻本即當(dāng)指此版本。《古今律歷考》還有多種明刻本,以及《四庫(kù)全書(shū)》本、《畿輔叢書(shū)》本、《叢書(shū)集成初編》排印本等,則表明該書(shū)在清代以至民國(guó)均有比較廣泛的流傳。
二、從《古今律歷考》看邢云路的歷法思想
《古今律歷考》72卷,其主要內(nèi)容是對(duì)古代經(jīng)籍中的歷法知識(shí)以及各部正史律歷志或者歷志中的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)和評(píng)議,重點(diǎn)內(nèi)容是對(duì)《授時(shí)歷》和《大統(tǒng)歷》進(jìn)行研究和評(píng)判,“頗具歷法史研究的屬性”。(〔5〕,p.618)通過(guò)考察《古今律歷考》的內(nèi)容,我們將邢云路的歷法思想歸納為以下幾點(diǎn):
第一,歷法應(yīng)不斷進(jìn)行改革的思想。
邢云路在奏請(qǐng)改歷遭受挫折以后,不斷從回顧歷法發(fā)展過(guò)程的角度來(lái)闡發(fā)自己主張進(jìn)行歷法改革的重要性。他借用《周易》中《革》卦的《象》辭所言“澤中有火,革,君子以治歷明時(shí)”來(lái)論述歷法改革的緣由:
君子觀革之象,知天地乃革之大者也,所以治歷明時(shí)。蓋天地革,斯四時(shí)成,而其數(shù)最難明也。自羲和歷象授時(shí)之后,二官失次,七元無(wú)紀(jì),春秋有食晦之譏,漢世昧歲差之理,唐宋以來(lái),其法漸密,至元太史郭守敬,乃臻其妙焉。然自元辛巳至今三百余年,消息之法頓亡,歷理之原盡失。斯時(shí)也,正澤火當(dāng)革之時(shí)也。昔漢歷凡五變,唐歷凡八改,宋歷凡十六改,使歷可仍舊,何樂(lè)改作?然而天運(yùn)難齊,人力未至,不容不改作也。(〔10〕,pp.1-2)
這里,《象》辭提出的“君子以治歷明時(shí)”的觀點(diǎn)經(jīng)常被后世的歷法家作為自己改革歷法的依據(jù)。邢云路對(duì)春秋以后歷法的發(fā)展描述,意在闡述歷法應(yīng)該不斷進(jìn)行改革的思想。至于他所認(rèn)為的“天運(yùn)難齊,人力未至”,則因?yàn)楣艢v采用的計(jì)算方法是利用有限觀測(cè)數(shù)據(jù)擬合計(jì)算公式以預(yù)報(bào)天象,所以在一定的時(shí)期有一定的精度,一般不能長(zhǎng)期很好地與天象吻合,所以古歷應(yīng)經(jīng)常修正,“不容不改作也”。
第二,歷法數(shù)據(jù)應(yīng)隨時(shí)實(shí)測(cè)的思想。
中國(guó)古代歷家在描述天體運(yùn)行規(guī)律時(shí),逐漸形成了“先以密測(cè),繼以數(shù)推”的治歷指導(dǎo)思想。〔12〕邢云路則結(jié)合《授時(shí)歷》和《大統(tǒng)歷》中存在的問(wèn)題,對(duì)此思想進(jìn)行了闡述。他指出,月亮和五星運(yùn)行的有關(guān)常數(shù)應(yīng)隨時(shí)實(shí)測(cè):
況諸事皆命于歲實(shí),歲實(shí)既改,則月策、轉(zhuǎn)終、交終與五星周,俱亦隨日而改,可也,守敬乃諸事俱仍舊貫,一無(wú)所改,遂使后之疇人尋源不得,而愈遠(yuǎn)愈差,以至于今也。(〔10〕,p.1104)
這里,邢云路所說(shuō)《授時(shí)歷》月亮、五星計(jì)算常數(shù)“俱仍舊貫”,是指《授時(shí)歷》沿用了金《重修大明歷》中的數(shù)據(jù)。對(duì)于《授時(shí)歷》沒(méi)有精密測(cè)算五星運(yùn)動(dòng)的位置問(wèn)題,梅文鼎也曾指出過(guò),〔13〕但就目前所知,邢云路是最早指出《授時(shí)歷》五星運(yùn)行周期“止錄舊章”者,對(duì)歷法的修正具有重要意義。
邢云路還指出了《大統(tǒng)歷》的諸應(yīng)值未隨時(shí)測(cè)算的疏漏:
辛巳至今三百余年,而《大統(tǒng)》止遵舊法,一無(wú)測(cè)改。元統(tǒng)且并其消長(zhǎng)削去之,以至中節(jié)相差九刻有奇。兼以閏、轉(zhuǎn)、交三應(yīng),雖經(jīng)元甲午一改,而猶未親密,所當(dāng)再正。夫應(yīng)一差,則諸事俱差,而以之步歷,無(wú)一可者。(〔10〕,p.1110)
這些評(píng)判可以說(shuō)切中要害,反映了邢云路已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了《授時(shí)歷》和《大統(tǒng)歷》計(jì)算中存在的問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上,通過(guò)準(zhǔn)確的實(shí)測(cè)和計(jì)算,應(yīng)當(dāng)能夠提高歷法計(jì)算的準(zhǔn)確度。
1607-1608年,邢云路在蘭州進(jìn)行了立表測(cè)影工作以進(jìn)行回歸年長(zhǎng)度的推算,并使用了到當(dāng)時(shí)為止最高的圭表。〔14〕此外,他對(duì)候氣說(shuō)提出了質(zhì)疑,并無(wú)情抨擊了欽天監(jiān)每年立春時(shí)差官赴順天府候氣時(shí)造假之事。〔15〕這無(wú)疑反映了邢云路主張歷法數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)隨時(shí)進(jìn)行實(shí)測(cè)的思想。
第三,恢復(fù)《授時(shí)歷》立法原理的思想。
邢云路在對(duì)正史中的各部歷法進(jìn)行考證以后,進(jìn)而闡述了明代的歷法狀況以及對(duì)《授時(shí)歷》的立法原理進(jìn)行恢復(fù)的重要性:
自古及今,其推驗(yàn)之精,未有出于此(按:指《授時(shí)歷》)者。后元順帝亡,并其歷官,歷術(shù)俱沒(méi)入沙漠中。我朝存其余法,而失其本源。洪武初,遭元統(tǒng)改易,溷亂其術(shù),遂使至今疇人布算,多所舛錯(cuò)。余乃因《元史》之舊編,稽前代之故實(shí),繹其端緒,驗(yàn)諸象緯,以詳著于篇。至其郭守敬之術(shù)所未備,并所差失者,余悉補(bǔ)葺訂正。(〔10〕,p.254)
邢云路首先說(shuō)明元順帝以后《授時(shí)歷》歷術(shù)失傳,到明代則只有部分余法流傳下來(lái),而歷法的本源則已經(jīng)失傳。這里,邢云路當(dāng)指的是明代編纂的《元史歷志》中只記載了《授時(shí)歷經(jīng)》和《授時(shí)歷議》兩個(gè)部分,而對(duì)其“本源”即《授時(shí)歷》的立法原理部分則未予收錄的情況。他對(duì)明初元統(tǒng)對(duì)《授時(shí)歷》的改編不滿,認(rèn)為其“溷亂其術(shù)”,所以造成了明代“疇人布算,多所舛錯(cuò)”的局面。
雖然邢云路同時(shí)指出了《授時(shí)歷》和《大統(tǒng)歷》的不足,但他仍然認(rèn)為《授時(shí)歷》是古代歷法中精度最高的一部歷法,實(shí)際上他在很大的程度上把歷法復(fù)興的希望寄托在對(duì)《授時(shí)歷》的恢復(fù)上面。對(duì)于《元史歷志》中缺略的《授時(shí)歷》有關(guān)算法以及存在差錯(cuò)的地方,則予以補(bǔ)充和訂正。
第四,對(duì)歷法以易理為本并牽附律呂黃鐘之?dāng)?shù)及大衍之?dāng)?shù)的批評(píng)。
邢云路所說(shuō)的“歷理”與嘉靖年間的周述學(xué)在《神道大編歷宗通議》中的“歷理”是相通的,主要是指對(duì)日、月、五星和四余中有關(guān)歷法計(jì)算中若干要素的含義和計(jì)算方法進(jìn)行討論和解釋。而且,他贊同郭守敬的治歷思想,將其概括為“隨時(shí)觀象,依法推測(cè);合則從,變則改”。(〔10〕,p.1205)這與《周易》象數(shù)學(xué)派所說(shuō)的歷理原于易理的思想存在著顯著區(qū)別。他對(duì)這種以易理為歷理的做法提出了公開(kāi)的批評(píng)。在《古今律歷考》卷一“律歷配六十四卦”中,邢云路討論了六十四卦與音律、月分、節(jié)氣和八卦、節(jié)候的配合原則和源流問(wèn)題,并指出,“此其術(shù)也,于歷法何預(yù)焉?”(〔10〕,p.8)接著,他詳細(xì)介紹了古人以易數(shù)附會(huì)歷法的學(xué)說(shuō),他顯然不認(rèn)為歷數(shù)出于易數(shù):“夫是易也,顯道祐神,何物不有,歷故在其中矣。然謂之曰象四時(shí)象閏,閱當(dāng)期之日,象者象其奇偶,當(dāng)者當(dāng)其成數(shù)也。至于氣朔之分秒,陟降消長(zhǎng),一而不一,則在人隨時(shí)測(cè)驗(yàn)以更整之。正其數(shù),即神乎易也。漢史不知,遂以大衍大率之?dāng)?shù),牽強(qiáng)湊合,以步氣朔,而謂歷數(shù)諸率皆出于此,則非矣”。(〔10〕,p.13)
邢云路還對(duì)五代北周王樸欽天歷牽附律呂黃鐘之?dāng)?shù)的做法進(jìn)行了否定。(〔5〕,p.619)宋代之后《周易》象數(shù)學(xué)盛行,相當(dāng)一部分學(xué)者尤其是一些理學(xué)家都認(rèn)為歷理原于易理。〔16〕在這種情況下,邢云路的批判顯得尤其重要。邢云路應(yīng)當(dāng)是明代較早做出這種批判的學(xué)者。邢云路之后,理學(xué)家黃道周曾當(dāng)面向徐光啟闡“明易歷律之義”,但卻遭到了徐氏的反駁,答曰:“易自是易,律自是律,與歷何干?”〔17〕竟然與邢云路的口氣相近,似乎不能排除徐光啟受到了邢云路的影響。
第五,行星運(yùn)動(dòng)受太陽(yáng)引力控制的思想。
對(duì)于日、月、五星在宇宙間的位置關(guān)系,中國(guó)古代通常將其比作國(guó)家的君、皇后和大臣的關(guān)系。邢云路利用這種思想,同時(shí)結(jié)合對(duì)傳統(tǒng)歷法計(jì)算問(wèn)題的討論,提出了行星運(yùn)動(dòng)受太陽(yáng)引力控制的思想。〔18〕他在《古今律歷考》卷七十二提出:
月道交日道,出入于六度,而信不爽。五星去而復(fù)留,留而又退而伏,而期無(wú)失,何也?太陽(yáng)為萬(wàn)象之宗,居君父之位,掌發(fā)斂之權(quán)。星月借其光,辰宿宣其炁。故諸數(shù)壹稟于太陽(yáng),而星月之往來(lái),皆太陽(yáng)一氣之牽系也。故日至一正,而月之閏、交、轉(zhuǎn),五星之率皆由是出焉。此日為月與五星之原也。(〔10〕,p.1203)
這里,邢云路不但將太陽(yáng)置于宇宙的中心地位,而且更進(jìn)一步提出了行星的往來(lái)周期運(yùn)動(dòng)是因?yàn)槭艿教?yáng)之“氣”的牽引。事實(shí)上,在邢云路之前,周述學(xué)即已對(duì)此思想進(jìn)行過(guò)論述:“黃道既移,而五星只是隨黃道出入不過(guò)七八度,可見(jiàn)五星聽(tīng)命于日也。五星經(jīng)度疾遲晉(順)逆伏見(jiàn)隨日遠(yuǎn)近,而緯度之出入亦隨乎日之遠(yuǎn)近。蓋日,君也,五星,臣也,故其聽(tīng)命有如此。月之晦朔弦望,固隨日之遠(yuǎn)近。至于黃赤反復(fù),其道出入黃道相距六度,亦未嘗紊亂,是緯度之變亦隨乎日之南北也。但日為君,而月象后,其遲疾之行則自其有所專制,而不若五星之盡聽(tīng)命于日耳”。〔19〕我們看到,這種論述只是一種對(duì)位置關(guān)系的表述,停留在對(duì)日、月、五星運(yùn)行中的運(yùn)動(dòng)學(xué)描述的層面,并不關(guān)心其中的物理機(jī)制問(wèn)題。而邢云路則在此基礎(chǔ)上有所突破,由歷法中日、月、五星位置計(jì)算問(wèn)題進(jìn)而思考行星運(yùn)動(dòng)的物理機(jī)制問(wèn)題。
三、《古今律歷考》的淵源和影響
考察《古今律歷考》的淵源,我們?cè)谇耙闹锌吹叫显坡吩鲞^(guò)交代:“余乃因《元史》之舊編,稽前代之故實(shí),繹其端緒,驗(yàn)諸象緯,以詳著于篇”。現(xiàn)在的問(wèn)題是,除了古代經(jīng)籍以及歷代正史中的律歷志和歷志外,邢云路還參閱過(guò)哪些著作?尤其是對(duì)于《古今律歷考》中有自己獨(dú)立看法的對(duì)《授時(shí)歷》和《大統(tǒng)歷》問(wèn)題的研究,是否還有其他的來(lái)源?
對(duì)于這個(gè)問(wèn)題,清代有學(xué)者認(rèn)為,《古今律歷考》有抄自周述學(xué)《神道大編歷宗通議》之嫌。如,黃宗羲認(rèn)為:“丙午(1666),見(jiàn)其《歷宗通議》,而后知邢云路《律歷考》所載,皆述學(xué)之說(shuō),掩之為己有也”。〔20〕類似地,姜希轍在為黃宗羲《歷學(xué)假如》所做的序中認(rèn)為:“然《考》中所載歷議又竊之云淵而不留其姓名,輾轉(zhuǎn)相掩。”〔21〕還有黃百家在《明史歷志》中也采用了這種觀點(diǎn)。〔22〕
由上述學(xué)者的看法可知,討論《古今律歷考》的淵源問(wèn)題,關(guān)鍵是澄清它與《神道大編歷宗通議》的關(guān)系問(wèn)題。《古今律歷考》根據(jù)歷代史志對(duì)歷法問(wèn)題進(jìn)行討論的思路確與《神道大編歷宗通議》有類似之處,這表明邢云路撰寫(xiě)《古今律歷考》可能受到了《神道大編歷宗通議》的影響。另一方面,二者在討論《授時(shí)歷》的有關(guān)問(wèn)題時(shí),均以《元史歷志》中的《授時(shí)歷議》作為基礎(chǔ),且大量抄錄了《授時(shí)歷議》中的原文,而由于《神道大編歷宗通議》出版先于《古今律歷考》,則容易讓人覺(jué)得有傳抄的可能性。但是,仔細(xì)比較起來(lái),《古今律歷考》與《神道大編歷宗通議》二者也存在諸多不同之處:
其一,《古今律歷考》對(duì)經(jīng)籍中的歷法知識(shí)進(jìn)行了研究,而《神道大編歷宗通議》對(duì)此則未涉及;
其二,在對(duì)《授時(shí)歷》進(jìn)行討論時(shí),《神道大編歷宗通議》基本沒(méi)有超出《元史歷志》的范圍,而《古今律歷考》則除了包括這部分內(nèi)容外,更對(duì)《授時(shí)歷》的立法原理問(wèn)題進(jìn)行了深入探討,可補(bǔ)《元史歷志》之缺,這是二者之間最明顯也是最重要的一個(gè)區(qū)別;
其三,對(duì)于《授時(shí)歷》和《大統(tǒng)歷》的討論,《神道大編歷宗通議》側(cè)重于對(duì)歷法要素的解釋而且基本沒(méi)有超出《元史歷志》的范圍,而《古今律歷考》則對(duì)歷法中各種基本天文常數(shù)的實(shí)際測(cè)量方法進(jìn)行了專門(mén)的討論。更為重要的是,《古今律歷考》對(duì)《授時(shí)歷》的計(jì)算方法進(jìn)行了示例,利于人們掌握推算方法。
此外,在對(duì)《授時(shí)歷》冬至?xí)r刻、回歸年長(zhǎng)度以及日、月、五星歷法常數(shù)方面的考察,《神道大編歷宗通議》遠(yuǎn)不如《古今律歷考》深入。
從以上幾點(diǎn)區(qū)別來(lái)看,邢云路做了很多《神道大編歷宗通議》所沒(méi)有注意到的工作,尤其是可以彌補(bǔ)《元史歷志》之缺的工作顯得更為重要。所以,那種認(rèn)為《古今律歷考》直接來(lái)源于《神道大編歷宗通議》的觀點(diǎn)是有失偏頗的。我們看到,即便二者有些文字有相類似之處,但也不是簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)抄,比如我們?cè)谏瞎?jié)提到的《古今律歷考》探討行星運(yùn)動(dòng)物理機(jī)制的問(wèn)題。
《古今律歷考》出版后,曾使邢云路一度名聲大振。因該書(shū)引起禮部的重視,邢云路被邀赴京主持萬(wàn)歷三十九年到天啟元年(1621)的修歷工作。另一方面,《古今律歷考》為《授時(shí)歷》的傳承起到了重要的作用,尤其表現(xiàn)為對(duì)黃宗羲《授時(shí)歷故》的直接影響。〔23〕以前有學(xué)者認(rèn)為,《授時(shí)歷》的許多重要算法是由于黃宗羲的《授時(shí)歷故》而保存和流傳下來(lái)。比如,“梨洲先生撰《授時(shí)歷故》,一依本法推算,其(《授時(shí)歷》)所創(chuàng)平立定三差及弧矢割圓諸法,賴此以存,謂非(郭)守敬之功臣?xì)e?”〔24〕這種評(píng)價(jià)當(dāng)是由于作序者未注意到《古今律歷考》而做出的。
除此之外,清初歷算家薛鳳祚對(duì)于邢云路的工作也十分重視,其《歷學(xué)會(huì)通》“考驗(yàn)部”中關(guān)于《授時(shí)歷》的許多討論都取自《古今律歷考》,亦可見(jiàn)《古今律歷考》在傳承《授時(shí)歷》方面的重要作用。
四、結(jié)語(yǔ)
以往人們對(duì)《古今律歷考》的評(píng)價(jià)并不高,往往指責(zé)其簡(jiǎn)單重復(fù)前人的工作,甚至持批評(píng)和否定的態(tài)度。梅文鼎在《勿菴歷算書(shū)記》中講道:“從黃俞邰太史虞稷借讀邢觀察云路《古今律歷考》,驚其卷帙之多。然細(xì)考之,則于古法殊略,所書(shū)《授時(shí)》法意,亦多未得其旨,則愚只一得,似尚可存。邢氏書(shū)但知有《授時(shí)》,而姑援經(jīng)史以張其說(shuō),古歷之源流得失,未能明也,無(wú)論西術(shù)矣”。〔25〕受梅文鼎影響,阮元、羅士琳也提出了類似的批評(píng)。〔26〕
我們認(rèn)為,梅文鼎對(duì)邢云路的評(píng)價(jià)有失偏頗。邢云路在1597年改歷建議受到壓制之后,潛心研究,寫(xiě)下這樣一部卷帙浩繁的著作,必然有其良苦的用心。盡管該書(shū)從形式到內(nèi)容都有著很強(qiáng)的歷史研究的意味,但是,邢云路寫(xiě)作該書(shū)的著眼點(diǎn)無(wú)疑是他心目中的修正歷法。古代歷法家在改歷時(shí)大多先要回顧歷史,結(jié)合歷史論述自己的改歷主張,邢云路也是如此,而且他所作的回顧工作在規(guī)模上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了前人。最為關(guān)鍵的是,他在對(duì)每部分歷史資料進(jìn)行總結(jié)之后,總會(huì)加上自己對(duì)某些問(wèn)題的評(píng)論。很顯然,邢云路也是試圖從歷史的系統(tǒng)回顧中去尋找改歷的方略。僅從恢復(fù)《授時(shí)歷》的計(jì)算方法和立法原理問(wèn)題來(lái)看,邢云路是明代最早系統(tǒng)對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行研究的學(xué)者,而且梅文鼎和黃宗羲在這方面的工作實(shí)際上也沒(méi)有超過(guò)邢云路的水平,只是盡量減少了疏漏而已。〔27〕所以,梅文鼎在沒(méi)有考慮到邢云路研究傳統(tǒng)歷法的時(shí)代背景和出發(fā)點(diǎn)的情況下,難免發(fā)出不當(dāng)?shù)淖h論。實(shí)際上,早在梅文鼎的觀點(diǎn)提出后不久,就已經(jīng)有人提出了不同的意見(jiàn),認(rèn)為他過(guò)于貶低了邢云路的工作。如,《四庫(kù)全書(shū)總目提要》在對(duì)《古今律歷考》所作的提要中認(rèn)為:“然推步之學(xué),大抵因已具之法而推未盡之奧。前人智力之所窮,正后人心思之所起。故其術(shù)愈闡愈精,后來(lái)居上。[邢]云路值歷學(xué)壞敝之時(shí),獨(dú)能起而攻其誤,其識(shí)加人一等矣。創(chuàng)始難工,亦不必以未密譏也”。〔28〕我們認(rèn)為這種觀點(diǎn)比較公允。
〔參 考 文 獻(xiàn)〕
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〔21〕[清] 黃宗羲. 歷學(xué)假如,書(shū)首. 續(xù)修四庫(kù)全書(shū),第1040冊(cè). 上海古籍出版社,1995. 62.
〔22〕[清] 黃百家. 明史歷志卷下. 抄本,出版年代不詳,中國(guó)科學(xué)院圖書(shū)館藏. 76b-77a.
〔23〕楊小明. 清代浙東學(xué)派與科學(xué). 中國(guó)科技大學(xué)博士學(xué)位論文,1996年5月. 34-37.
〔24〕[清] 黃宗羲. 授時(shí)歷故. 續(xù)修四庫(kù)全書(shū),第1040冊(cè). 上海:上海古籍出版社,2000. 59.
〔25〕[清] 梅文鼎. 勿菴歷算書(shū)記. 景印文淵閣四庫(kù)全書(shū),第795冊(cè). 臺(tái)北:臺(tái)灣商務(wù)印書(shū)館,1983. 963-964.
要講哥白尼的日心說(shuō),先要講講地心說(shuō)。“天圓地方”的說(shuō)法比地心說(shuō)還要早,國(guó)外追溯到了15世紀(jì),地心說(shuō)理論才比較嚴(yán)密地建立起來(lái)。它實(shí)際上是要拿這個(gè)理論來(lái)解釋看到的天象。為什么有這個(gè)興趣?我想有兩個(gè)原因,一個(gè)原因是農(nóng)業(yè),那時(shí)候社會(huì)的大部分經(jīng)濟(jì)活動(dòng)都是農(nóng)業(yè)活動(dòng),農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要計(jì)算時(shí)間,按中國(guó)的說(shuō)法叫“節(jié)氣”,必須算準(zhǔn)什么時(shí)候播種,什么時(shí)候收獲;再一個(gè)原因,從當(dāng)時(shí)的科學(xué)水平看還有占卜的意圖,希望從天象上預(yù)告未來(lái),這從某種意義上說(shuō)是對(duì)的,按照天象來(lái)預(yù)測(cè)來(lái)年的農(nóng)業(yè)影響,只是當(dāng)時(shí)他們做出了一個(gè)完整的理論系統(tǒng)來(lái)做這個(gè)事。
1559年,根據(jù)托勒密的理論畫(huà)出的三維圖,還是地球在中間。往外分布的,當(dāng)時(shí)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的包括水星、金星、太陽(yáng)、火星、木星、土星。因?yàn)樗X(jué)得地心說(shuō)有的問(wèn)題已經(jīng)不能解釋了,星球之間轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候,不是在一個(gè)平面上這么簡(jiǎn)單,光是一個(gè)平面的運(yùn)動(dòng)已經(jīng)刻畫(huà)不了了,所以用三維來(lái)刻畫(huà),但還是想象地球在中間,太陽(yáng)等其他星球繞著地球轉(zhuǎn)。其實(shí)這個(gè)很容易理解,符合當(dāng)時(shí)的科學(xué)發(fā)展水平。即使咱們現(xiàn)在小的時(shí)候你去感覺(jué)的話,直觀地感覺(jué)成這樣還是對(duì)的。在當(dāng)時(shí)看來(lái)這是天經(jīng)地義的事情。這是在古希臘發(fā)現(xiàn)的一個(gè)圖,是在天主教會(huì)發(fā)現(xiàn)的,是當(dāng)時(shí)對(duì)世界看法的正統(tǒng)觀念。
這是國(guó)外的情況。國(guó)內(nèi)的情況是,我們國(guó)家古代的天文觀測(cè)非常發(fā)達(dá),在當(dāng)時(shí)是第一流的。我國(guó)是最早記載哈雷彗星的,在公元前613年,這是國(guó)際上最早的。你們到大學(xué)二年級(jí)就會(huì)學(xué)到拉普拉斯方程,拉普拉斯是法國(guó)18到19世紀(jì)的數(shù)學(xué)家。那個(gè)時(shí)候數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家是不分的,拉普拉斯寫(xiě)了一本書(shū)叫做《宇宙體系論》,第一部分就講最早的有意義的天文觀測(cè)記錄,實(shí)際上就是那個(gè)我國(guó)春秋時(shí)期提到的哈雷彗星的出現(xiàn)。這是最早的,可以算出來(lái)那個(gè)時(shí)間觀測(cè)到的就是哈雷彗星。我想這能反映當(dāng)時(shí)我國(guó)古代的天文觀測(cè)非常發(fā)達(dá),這個(gè)觀測(cè)的目的當(dāng)然主要就是包括頒布?xì)v法。秦漢以來(lái)我國(guó)頒布了100多部歷法,包括祖沖之這些人,實(shí)際上很大的工作都是算歷法。
我們前面提到的“天圓地方”實(shí)際上不是地心說(shuō)的概念。地心說(shuō)的概念比這要晚,一般有兩個(gè)說(shuō)法,一個(gè)是蓋天說(shuō),一個(gè)是渾天說(shuō)。這是古代地心說(shuō)的概念。《晉書(shū)》中提到,天是一個(gè)穹形,地也是一個(gè)穹形,地在中心,天在外面,相當(dāng)于是兩個(gè)同心球。渾天說(shuō)的提出者是張衡,“渾天如雞子,天體圓如彈丸,地如雞子中黃”,相當(dāng)于把地看成是一個(gè)蛋黃。這個(gè)想法基本上和地心說(shuō)是一致的,當(dāng)時(shí)包括測(cè)量天體運(yùn)行的周期之類的很多做法,都是從這個(gè)基本理論出發(fā)來(lái)做的。比如祖沖之他們都計(jì)算得非常精確,和現(xiàn)在算的也就是一兩分鐘的誤差了。
哥白尼是教士,當(dāng)然現(xiàn)在我們說(shuō)他是天文學(xué)家,他是第一個(gè)提出日心說(shuō)的。實(shí)際上也不是第一個(gè),曾經(jīng)有人提出過(guò)但沒(méi)有他這么大的影響。他是嚴(yán)格地建立了日心說(shuō)的理論,在此之前他已經(jīng)在各處講他的理論了。1543年,他大約70歲左右去世,去世的那一天才拿到給他寄來(lái)的這本書(shū)。但實(shí)際上40歲以后他已經(jīng)在歐洲的天文學(xué)界有相當(dāng)?shù)穆曂チ_馬教廷講課其中已經(jīng)涉及日心說(shuō)的理論,并不是我們想象的那樣,一提日心說(shuō)馬上教廷就要把你關(guān)起來(lái),情況不完全如此,有各種原因。看當(dāng)時(shí)的歷史就會(huì)知道,哥白尼在那個(gè)時(shí)候已經(jīng)得到了天文學(xué)界和教廷比較廣泛的尊重,被認(rèn)為是一流的了。他的書(shū)一共是七卷,第一卷主要是理論,后面幾卷主要是計(jì)算各種天體的位置,談日心說(shuō)對(duì)還是地心說(shuō)對(duì)。哥白尼當(dāng)時(shí)計(jì)算得非常準(zhǔn),他算出的地球公轉(zhuǎn)周期是365天6小時(shí)9分40秒,比現(xiàn)在精確值多了30秒,這是500年前的結(jié)果。他得到的月亮到地球的平均距離,是地球半徑的60.3倍,和現(xiàn)在的60.27倍相比,誤差也非常小。由于他的杰出成就,已經(jīng)在歐洲受到了非常廣泛的尊重。
現(xiàn)在我要提的就是,為什么他要提出日心說(shuō)?當(dāng)時(shí)地心說(shuō)也蠻好的,可以很好地解決這些事,那么他為什么要做這件事?為什么要考慮日心說(shuō)呢?(學(xué)生:因?yàn)榈匦恼f(shuō)已經(jīng)解決不了一些問(wèn)題了,所以需要哥白尼創(chuàng)立日心說(shuō)去解釋一些地心說(shuō)不能解釋的問(wèn)題。)回答得很好,肯定是前頭的理論不能解決一些問(wèn)題。實(shí)際上,建立日心說(shuō)不是為了單純的創(chuàng)新,也不是為了理論的漂亮,也不是為了謀得更高的利益和名譽(yù),而是因?yàn)楫?dāng)時(shí)有兩個(gè)不能解決的最大的問(wèn)題。第一個(gè)問(wèn)題是水星和金星的出現(xiàn)。金星是早晨和傍晚出現(xiàn),白天、晚上看不見(jiàn),火星、木星和土星是整個(gè)夜間都能看到。如果地球是中心,所有星辰繞著地球轉(zhuǎn),應(yīng)該是要看見(jiàn)都能看見(jiàn),看不見(jiàn)的時(shí)候都看不見(jiàn),不會(huì)發(fā)生一部分看得見(jiàn),一部分看不見(jiàn)的情況。第二個(gè)問(wèn)題是火星的逆行。實(shí)際上這些行星是從西向東運(yùn)動(dòng),我們看到太陽(yáng)從東往西運(yùn)動(dòng)是因?yàn)榈厍蜃赞D(zhuǎn)的參照。如果你把太陽(yáng)的位置每天標(biāo)記下來(lái),可以發(fā)現(xiàn)實(shí)際上太陽(yáng)在從西往東走。而如果你去標(biāo)注火星的位置,你會(huì)發(fā)現(xiàn)有一段時(shí)間它會(huì)往回走。走了一兩個(gè)月它又返回去,這是地心說(shuō)不能解釋的。實(shí)際上,哥白尼還發(fā)現(xiàn)一些其他不能解釋的問(wèn)題,他希望有一個(gè)新理論解決這些問(wèn)題。
火星逆行的意思就是從西往東運(yùn)動(dòng),如果每天標(biāo)記的話,會(huì)發(fā)現(xiàn)有段時(shí)間它倒著走,走了一段時(shí)間又回來(lái)往前走。這是以恒星作為參考系來(lái)看火星的運(yùn)動(dòng)。所以按照托勒密的理論,這些現(xiàn)象都沒(méi)法解釋,用哥白尼的理論就可以把這個(gè)問(wèn)題解釋清楚。為什么?行星本身是不發(fā)光的,我們看到它是反射的光。比如咱們站在地球上,你要是在白天的話肯定什么都看不見(jiàn),因?yàn)樘?yáng)太亮,不會(huì)給你反射過(guò)來(lái)。你在夜間看到火星的原因是你背著太陽(yáng),太陽(yáng)光照著火星,火星再反射過(guò)來(lái)。金星在白天太陽(yáng)光照到它,反射無(wú)效,太陽(yáng)自己太亮,你只能看到太陽(yáng)的亮光,所以也看不到它。要是早上和傍晚,太陽(yáng)光斜著照它時(shí)才能把光反射回來(lái)。這是金星和火星能看見(jiàn)不能看見(jiàn)的最大差別,用日心說(shuō)就能解釋這件事。
火星逆行問(wèn)題要復(fù)雜得多,主要是兩個(gè)原因,一是因?yàn)榈厍蚝突鹦抢@日旋轉(zhuǎn)的周期不同,地球的公轉(zhuǎn)周期是365天,火星的公轉(zhuǎn)周期是687天,火星的公轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)。二是它對(duì)太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)半徑比地球?qū)μ?yáng)的半徑要大,在地球的外側(cè)。根據(jù)現(xiàn)代測(cè)量的結(jié)果,太陽(yáng)的半徑是696000公里,火星很小,半徑3000多公里,到地球最小距離約5500萬(wàn)公里。當(dāng)時(shí)哥白尼所看到的這些,就能解釋為什么火星會(huì)往回轉(zhuǎn)了。原因就是其一周期不同,其二距日半徑不同。這是哥白尼要提出日心說(shuō)最重要的原因,他發(fā)現(xiàn)原有理論的不足才會(huì)考慮修正或者原來(lái)的理論。
當(dāng)時(shí)關(guān)于天體運(yùn)動(dòng)的研究有了重大的發(fā)展,其中一個(gè)重要人物是開(kāi)普勒。他最重要的發(fā)現(xiàn)就是行星運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道,橢圓曲線有兩個(gè)焦點(diǎn),在橢圓軌道上有一點(diǎn)到兩點(diǎn)的距離的和是定長(zhǎng),這是橢圓的定義。他發(fā)現(xiàn)行星的運(yùn)動(dòng)是橢圓,而且是把太陽(yáng)放在它的焦點(diǎn)上,后面涉及的物理、數(shù)學(xué)的東西多了,這里不詳細(xì)介紹。這些都是開(kāi)普勒當(dāng)時(shí)做了大量的計(jì)算發(fā)現(xiàn)的定律。在這之后一個(gè)重要的科學(xué)家是牛頓,他建立了微積分學(xué),實(shí)際上是把開(kāi)普勒發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象用理論解釋,同時(shí)再用這個(gè)理論預(yù)測(cè)下一步發(fā)生什么現(xiàn)象。他在1687年發(fā)表的《自然哲學(xué)》,對(duì)開(kāi)普勒的發(fā)現(xiàn)進(jìn)行了嚴(yán)格的證明。用牛頓的三大定律解釋,第一是慣性定律,第二是作用在物體上的力等于質(zhì)量乘以加速度,第三是兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力,在同一直線上,大小相等,方向相反。從這三個(gè)定律出發(fā),就可以證明從數(shù)學(xué)角度嚴(yán)格地說(shuō)開(kāi)普勒是正確的,他用方程測(cè)算了行星的運(yùn)動(dòng)。
下面介紹海王星發(fā)現(xiàn)的過(guò)程,這里會(huì)更注重介紹它的數(shù)學(xué)背景。海王星現(xiàn)在被認(rèn)為是最遠(yuǎn)的一顆行星。冥王星已經(jīng)被認(rèn)為不是行星了,只是一顆很小的小行星,不是真正的大行星。1781年發(fā)現(xiàn)了天王星,是通過(guò)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)的。發(fā)現(xiàn)之后在歐洲出了新的星圖,每次都把觀測(cè)到的新行星標(biāo)出來(lái),之后按照牛頓的方程計(jì)算這些行星在一段時(shí)間之后能走到什么地方,就可以精確地算出來(lái),知道其對(duì)其他現(xiàn)象的影響。但計(jì)算完以后,天王星的算法和觀測(cè)結(jié)果不同,說(shuō)明外面還有個(gè)大的行星,引力影響到它了。后來(lái)發(fā)現(xiàn)了海王星。天王星為什么往外跑,因?yàn)橥饷嬗幸粋€(gè)海王星。實(shí)際上要算一個(gè)天體的運(yùn)動(dòng)需要六個(gè)變量,現(xiàn)在已經(jīng)忽略很多。當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)算上海王星是行星,要算海王星,其他再忽略不計(jì)也應(yīng)該是九個(gè)。要把這些都算出來(lái),而且海王星也受到其他星體的吸引,需要精確的數(shù)據(jù)測(cè)得其他這些星體的運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)律和準(zhǔn)確位置,然后反推海王星應(yīng)該在什么地方。
你可以想象當(dāng)時(shí)沒(méi)有計(jì)算機(jī),完全靠手算,這是相當(dāng)不容易的事。1843年劍橋大學(xué)的一個(gè)畢業(yè)生叫亞當(dāng)斯,他算出了天王星的位置,把結(jié)果交給了格林尼治,它是當(dāng)時(shí)非常有名的天文臺(tái)。當(dāng)然他并沒(méi)有詳細(xì)地論證計(jì)算過(guò)程,沒(méi)有引起科學(xué)家重視。幾乎是同時(shí),法國(guó)天文臺(tái)的羅威業(yè)也研究了這個(gè)問(wèn)題。法國(guó)有個(gè)科學(xué)院每年征集論文評(píng)獎(jiǎng),他的論文提交給了巴黎科學(xué)院。之后1946年又做了第二篇論文,做了精確的計(jì)算。這時(shí)格林尼治也注意到了羅威業(yè)的論文的重要性,這件事要去做。首先你要知道這些行星在天空的分布,要觀測(cè)發(fā)現(xiàn)哪顆是新的,而且要判斷是不是以前觀測(cè)過(guò)的。實(shí)際上這時(shí)的格林尼治天文臺(tái)做不了這個(gè)事,它沒(méi)有最新的星圖。柏林天文臺(tái)剛剛做出最新的星圖,羅威業(yè)說(shuō)服了柏林天文臺(tái),他們拿到羅威業(yè)論文的當(dāng)晚就找到了這顆行星,就在羅威業(yè)計(jì)算的位置角度誤差不到1度,和亞當(dāng)斯預(yù)測(cè)的大約差了10度。所以發(fā)現(xiàn)海王星以后,英國(guó)和法國(guó)兩邊都在爭(zhēng)這件事,最后就說(shuō)他們兩個(gè)同時(shí)發(fā)現(xiàn)的。
從這些發(fā)現(xiàn)可以看出,首先你要掌握現(xiàn)有的理論,你要發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,發(fā)現(xiàn)不足,有相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)才可以做這個(gè)事。所以愛(ài)因斯坦在紀(jì)念牛頓誕辰300周年的文中寫(xiě)過(guò)這樣的話,這段話寫(xiě)于1942年,即使今天看來(lái)也是非常重要的:“那些為天才繼續(xù)發(fā)展所不可缺少的工具,主要來(lái)自于對(duì)星空的觀察。像牛頓那樣有創(chuàng)造能力的思想家,他們的思想如星空展翅高飛。”
一.
關(guān)于“儒家”,《漢書(shū)藝文志》作了較為全面的概述和界定:“儒家者流,……助人君順陰陽(yáng)、明教化者也;游文于六經(jīng)之中,留意于仁義之際,祖述堯舜,文武,宗師仲尼,以重其言,于道最為高”。從這段總括性的論述中可以看出,原創(chuàng)儒家有三個(gè)主要的特點(diǎn),這就是:求道、為學(xué)、致用。
首先,儒家重視求道,“于道最為高”。從《論語(yǔ)》中可以看出,孔子一生致力于求道。《論語(yǔ)學(xué)而》說(shuō):“子曰:君子食無(wú)求飽,居無(wú)求安,敏于事而慎于言,就有道而正焉,可謂好學(xué)也已。”《論語(yǔ)衛(wèi)靈公》說(shuō):“子曰:君子謀道不謀食;耕也,餒在其中矣;學(xué)也,祿在其中矣。”《論語(yǔ)里仁》說(shuō):“子曰:“朝聞道,夕死可矣。”顯然,求道是孔子一生的追求。孔子的“道”,主要講的是為人處世之道。孔子說(shuō):“君子道者三,……仁者不憂;知者不惑;勇者不懼。”(《論語(yǔ)憲問(wèn)》)又說(shuō):“有君子之道四焉:其行己也恭,其事上也敬,其養(yǎng)民也惠,其使民也義。”(《論語(yǔ)公冶長(zhǎng)》)但最重要的是“忠恕之道”, 曾子曰:“夫子之道,忠恕而已矣。”(《論語(yǔ)里仁》)
孔子之道,為思孟學(xué)派以及后來(lái)的《易傳》所發(fā)揮,從而形成了儒家的“天人合一”之道。《中庸》曰:“唯天下至誠(chéng),為能盡其性;能盡其性,則能盡人之性;能盡人之性,則能盡物之性;能盡物之性,則可以贊天地之化育;可以贊天地之化育,則可以與天地參矣。”并且認(rèn)為,“仲尼祖述堯舜,文武。上律天時(shí),下襲水土。辟如天地之無(wú)不持載,無(wú)不覆幬。辟如四時(shí)之錯(cuò)行,如日月之代明”。孟子說(shuō):“盡其心者,知其性也。知其性,則知天矣。”(《孟子盡心上》)《易傳》曰:“大人者,與天地合其德,與日月合其明,與四時(shí)合其序,與鬼神合其吉兇。”(《周易乾文言》)并且明確提出天道、地道與人道統(tǒng)一的 “三才之道”(《周易系辭下傳》)。
正因?yàn)槿寮抑v的“道”是人道與天道的統(tǒng)一,是“天人合一”之道,所以,儒家又重視“天”,重視研究天地自然,從而形成了儒家的自然觀,主要包括:思孟學(xué)派的陰陽(yáng)五行自然觀、荀子的氣論自然觀和《易傳》的陰陽(yáng)八卦自然觀,充分表明儒學(xué)融合自然之道。雖然從現(xiàn)代科學(xué)的角度看,儒家的這些自然觀并不能算作是科學(xué),但是在中國(guó)古代,陰陽(yáng)五行自然觀、氣論自然觀以及陰陽(yáng)八卦自然觀一直是古代科技的思想基礎(chǔ),是中國(guó)古代科技的重要組成部分。
其次,儒家重視為學(xué),“游文于六經(jīng)之中”。孔子作為教育家,要求自己和學(xué)生有廣博的知識(shí)。《論語(yǔ)雍也》說(shuō):“子曰:“君子博學(xué)于文,約之以禮。”孔子講“博學(xué)”,主張“多聞,擇其善者而從之,多見(jiàn)而識(shí)之”(《論語(yǔ)述而》),具有知識(shí)論傾向;不僅要求學(xué)習(xí)社會(huì)文化,學(xué)習(xí)倫理道德方面的知識(shí),而且也包括學(xué)習(xí)自然方面的知識(shí),從而使學(xué)生成為“志于道,據(jù)于德,依于仁,游于藝”(《論語(yǔ)述而》)的君子。這里的“游于藝”,就是學(xué)習(xí)“六藝”,即禮、樂(lè)、射、御、書(shū)、數(shù),其中的“數(shù)”實(shí)際上包括了古代的數(shù)學(xué)知識(shí)。而且,孔子還要求學(xué)生“多識(shí)于鳥(niǎo)獸草木之名”(《論語(yǔ)陽(yáng)貨》);思孟學(xué)派和荀子的著作以及《易傳》等也廣泛涉獵自然知識(shí)。
正因?yàn)槿寮抑貙W(xué),也重視自然知識(shí),包容科技,先秦儒家自孔子開(kāi)始就十分重視對(duì)于古代科技著作的研究。他們所整理、研究以及撰寫(xiě)的著作中,《夏小正》、《禹貢》、《月令》等都是當(dāng)時(shí)重要的科技著作,《詩(shī)經(jīng)》、《堯典》、《周禮》等也都包含了豐富的科技知識(shí)。先秦儒家把科技知識(shí)包容于儒學(xué)之中,而這些科技著作以及科技知識(shí)事實(shí)上成為后世儒家學(xué)習(xí)和研究科技的知識(shí)基礎(chǔ)。
再次,儒家重致用。孔子重人道、重學(xué)問(wèn),最后又落實(shí)到致用上。在為政方面,孔子講“道之以德,齊之以禮”(《論語(yǔ)為政》),講道德教化;同時(shí)也講“因民之所利而利之”(《論語(yǔ)堯曰》),講利民。這一思想后來(lái)被孟子發(fā)展成為“仁政”。孟子認(rèn)為,施行仁政,首先要“制民之產(chǎn)”。他說(shuō):“明君制民之產(chǎn),必使仰足以事父母,俯足以畜妻子,樂(lè)歲終身飽,兇年免于死亡。然后驅(qū)而之善,故民之從之也輕。”(《孟子梁惠王上》)因而要發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn),要“不違農(nóng)時(shí)”;“不違農(nóng)時(shí),谷不可勝食也;數(shù)罟不入洿池,魚(yú)鱉不可勝食也;斧斤以時(shí)入山林,材木不可勝用也;谷與魚(yú)鱉不可勝食,材木不可勝用,是使民養(yǎng)生喪死無(wú)憾也”(《孟子梁惠王上》)。在儒家看來(lái),講“仁政”,就要發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn),當(dāng)然也就離不開(kāi)發(fā)展農(nóng)業(yè)科技。
儒家講民本,最終又要落實(shí)到發(fā)展農(nóng)業(yè),發(fā)展農(nóng)業(yè)科技;與發(fā)展農(nóng)業(yè)相關(guān),又要研究天文學(xué)、地理學(xué)以及數(shù)學(xué)等等。這表明儒家本身具有發(fā)展科技的內(nèi)在要求,儒家文化與科技密切相關(guān)。在中國(guó)古代科技體系中,農(nóng)業(yè)科技以及與之相關(guān)的實(shí)用科學(xué)發(fā)展較快,其原因概在于此。
二.
原創(chuàng)儒家具有的求道、為學(xué)、致用的特點(diǎn),使得儒學(xué)融合科學(xué)于一體。而且,后世儒家在發(fā)展儒學(xué)的過(guò)程中,大體上繼承了這個(gè)重要的傳統(tǒng),只是在各個(gè)時(shí)期,儒家的側(cè)重點(diǎn)有所不同。從儒學(xué)發(fā)展史看,歷代都有儒家學(xué)者研究自然、研究科技,對(duì)中國(guó)古代科技的發(fā)展做出直接的貢獻(xiàn)。
漢代儒家確立了儒家的經(jīng)學(xué)傳統(tǒng),較多地發(fā)揮儒家為學(xué)包括研究科技知識(shí)的特點(diǎn)。漢代經(jīng)學(xué)家在整理和研究儒家經(jīng)典時(shí),把包含有古代科技知識(shí)的儒家著作也確立為經(jīng)典。按照中國(guó)古代數(shù)學(xué)、天文學(xué)、地理學(xué)、醫(yī)藥學(xué)和農(nóng)學(xué)五大學(xué)科的分類,《周易》等著作中包含有某些數(shù)學(xué)知識(shí),《詩(shī)經(jīng)》、《尚書(shū)堯典》、《大戴禮記夏小正》、《禮記月令》以及《春秋》等著作中包含有某些天文學(xué)的知識(shí),《尚書(shū)禹貢》、《周禮夏官司馬職方》等著作中包含有某些地理學(xué)知識(shí),《周易》、《禮記月令》等著作中包含了與醫(yī)學(xué)有關(guān)的知識(shí),《詩(shī)經(jīng)》、《大戴禮記夏小正》、《禮記月令》等著作中包含有農(nóng)學(xué)知識(shí)。尤其是,漢代經(jīng)學(xué)家還把春秋時(shí)期的技術(shù)著作《考工記》補(bǔ)入《周禮》,列為儒家經(jīng)典。漢代儒家在整理和研究儒家經(jīng)典的過(guò)程中,對(duì)其中的科技知識(shí)進(jìn)行注釋和發(fā)揮,實(shí)際上也是一種科學(xué)研究。
漢代儒學(xué)包容科學(xué),不僅表現(xiàn)為漢儒所確立的儒家經(jīng)典中包含古代科技著作和科技知識(shí),而且,漢代有不少儒家直接參與科學(xué)研究,甚至成為那個(gè)時(shí)代的科學(xué)家。漢代儒家普遍對(duì)天文歷法感興趣,并有所研究,這不僅有其政治方面的原因,也與儒家講“天人合一”有著密切的關(guān)系。李約瑟說(shuō):“天文和歷法一直是‘正統(tǒng)’的儒家之學(xué)。”[ ]筆者以為,至少在漢代可以這么說(shuō)。在漢代儒家中,對(duì)天文學(xué)頗有研究的,至少有揚(yáng)雄、桓譚、劉歆、賈逵等。揚(yáng)雄對(duì)天文學(xué)很有興趣,主張渾天說(shuō),并提出“難蓋天八事”。桓譚對(duì)天文學(xué)也頗有研究,在宇宙結(jié)構(gòu)問(wèn)題上,反對(duì)蓋天說(shuō),主張渾天說(shuō)。揚(yáng)雄和桓譚對(duì)于渾天說(shuō)取代蓋天說(shuō)的地位起到重要的作用。后來(lái)的儒家學(xué)者劉歆修《三統(tǒng)歷》,被認(rèn)為是“我國(guó)古代流傳下來(lái)的一部完整的天文學(xué)著作”,“世界上最早的天文年歷的雛形”。[ ]賈逵在天文學(xué)上頗有造詣,他所參與修訂的東漢四分歷比以往各家歷法有顯著的進(jìn)步。
宋學(xué)確立了儒家的道學(xué)傳統(tǒng),較多地發(fā)揮了儒家求道包括求自然之道的特點(diǎn)。宋學(xué)家在當(dāng)時(shí)中國(guó)古代科技發(fā)展至高峰的背景下,大都深入學(xué)習(xí)和研究當(dāng)時(shí)的科技。邵雍、張載、二程以及朱熹都對(duì)自然現(xiàn)象有過(guò)研究。
朱熹的“理”一開(kāi)始就具有科學(xué)的內(nèi)涵,它既是形而上的“太極”,又是具體事物包括自然事物的規(guī)律,因而也包括了自然規(guī)律在內(nèi);所以,朱熹理學(xué)既是心性之學(xué),又是自然學(xué)。這正是對(duì)原創(chuàng)儒學(xué)“天人合一”的發(fā)展。此外,朱熹對(duì)于儒家“格物致知”的詮釋,使之包含了格自然之物的內(nèi)涵,賦予了科學(xué)的意義。朱熹說(shuō):“天地中間,上是天,下是地,中間有許多日月星辰、山川草木、人物禽獸,此皆形而下之器也。然這形而下之器之中,便各自有個(gè)道理,此便是形而上之道。所謂格物,便是要就這形而下之器,窮得那形而上之道理而已。”(《朱子語(yǔ)類》卷六十二)“上而無(wú)極、太極,下而至于一草、一木、一昆蟲(chóng)之微,亦各有理。一書(shū)不讀,則闕了一書(shū)道理;一事不窮,則闕了一事道理;一物不格,則闕了一物道理。須著逐一件與他理會(huì)過(guò)。”(《朱子語(yǔ)類》卷十五)可見(jiàn),在朱熹廣泛的格物中,也包括格自然之物。朱熹非常強(qiáng)調(diào)研究自然現(xiàn)象,把握自然之理。他說(shuō):“雖草木亦有理存焉。一草一木,豈不可以格。如麻、麥、稻、粱,甚時(shí)種,甚時(shí)收,地之肥,地之蹺,厚薄不同,此宜植某物,亦皆有理。”(《朱子語(yǔ)類》卷十八)“歷象之學(xué)自是一家,若欲窮理,亦不可以不講。”(《朱文公文集》卷六十《答曾無(wú)疑》)“小道不是異端。小道亦是道理,只是小。如農(nóng)圃、醫(yī)卜、百工之類,卻有道理在。”(《朱子語(yǔ)類》卷四十九)更為重要的是,朱熹還運(yùn)用“理”的概念直接研究自然、研究科學(xué),在天文學(xué)領(lǐng)域取得重要的成就。他提出了以“氣”為起點(diǎn)的宇宙演化學(xué)說(shuō),提出了地以“氣”懸空于宇宙之中的宇宙結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)以及天有九重和天體運(yùn)行軌道的思想,在中國(guó)天文學(xué)史上具有重要的價(jià)值。[ ]
明清之際,西方科學(xué)傳入中國(guó)。明清時(shí)期尤其是明清之際的儒家,較多地發(fā)揮了儒家經(jīng)世致用的傳統(tǒng)。他們或者以“格物致知”的名義融合科學(xué)、研究科學(xué),或者打著“西學(xué)中源”的旗號(hào)學(xué)習(xí)西方科學(xué),會(huì)通中西。清代的儒學(xué)即使在最后轉(zhuǎn)變成為專注于考據(jù)訓(xùn)詁的經(jīng)學(xué),也依然以特殊的方式研究科學(xué)。當(dāng)時(shí)的儒家對(duì)于西方科學(xué)雖有不同態(tài)度,但總體上持積極吸納的態(tài)度,在一定程度上促進(jìn)了中國(guó)古代科技的近代化。
明清之際的儒家學(xué)者黃宗羲撰寫(xiě)了不少科學(xué)著作,其中天文學(xué)、數(shù)學(xué)類著作“有《授時(shí)歷故》一卷,《大統(tǒng)歷推法》一卷,《授時(shí)歷法假如》一卷,《西歷假如》、《回歷假如》各一卷外,尚有《氣運(yùn)算法》、《勾股圖說(shuō)》、《開(kāi)方命算》、《測(cè)圓要義》諸書(shū)共若干卷”[ ];地學(xué)類著作有《今水經(jīng)》、《四明山志》、《臺(tái)宕紀(jì)游》、《匡廬游錄》等;還有《律呂新義》及其它科學(xué)著作。清初儒家學(xué)者李光地對(duì)天文歷算有特殊的愛(ài)好,與當(dāng)時(shí)的天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家梅文鼎交往甚密。在與梅文鼎的交往過(guò)程中,李光地對(duì)天文學(xué)也作了深入的研究,其天文歷法類著作主要有:《歷象要義》、《歷象合要》、《歷象本要》等,主編《御定星歷考原》、《御定月令輯要》等;還有論文《記太初歷》、《記四分歷》、《記渾儀》、《算法》、《歷法》、《西歷》等。清代考據(jù)學(xué)大師戴震“凡天文、歷算、推步之法,測(cè)望之方,宮室衣服之制,鳥(niǎo)獸、蟲(chóng)魚(yú)、草木之名狀,音和、聲限古今之殊,山川、疆域、州鎮(zhèn)、郡縣相沿改革之由,少?gòu)V旁要之率,鐘實(shí)、管律之術(shù),靡不悉心討索。”[ ]并且撰寫(xiě)了大量的科技著作,其中有天文歷法類著作:《原象》、《續(xù)天文略》、《迎日推策記》、《九道八行說(shuō)》、《周禮太史正歲年解》、《周髀北極璿璣四游解》、《記夏小正星象》、《歷問(wèn)》、《古歷考》等;數(shù)學(xué)類著作:《勾股割圜記》、《策算》等;地學(xué)類著作:《水地記》、《直隸河渠書(shū)》、《汾州府志》等;技術(shù)類著作:《蠃旋車記》、《自轉(zhuǎn)車記》、《釋車》、《考工記圖》等。清代著名的漢學(xué)家焦循是與汪萊、李銳齊名的重要數(shù)學(xué)家。[ ]《疇人傳》“續(xù)編”說(shuō):“尚之(李銳)在嘉慶間,與汪君孝嬰(汪萊)、焦君里堂(焦循)齊名,時(shí)人目為談天三友。”[ ]焦循的數(shù)學(xué)著作有:《加減乘除釋》、《天元一釋》、《釋弧》、《釋輪》、《釋橢》、《開(kāi)方通釋》等。此外,焦循還有《禹貢鄭注釋》、《毛詩(shī)地理釋》、《毛詩(shī)鳥(niǎo)獸草木蟲(chóng)魚(yú)釋》、《李翁醫(yī)記》等科學(xué)類著作。
縱觀儒學(xué)發(fā)展的歷史可以看出,歷代都有儒家學(xué)者研究自然、研究科技,并撰寫(xiě)科技著作,把科學(xué)與儒學(xué)融合在一起。
三.
儒學(xué)融合科學(xué),然而在儒學(xué)體系中,科學(xué)只是其中不可缺少的一個(gè)部分,并不占據(jù)主導(dǎo)地位。雖然儒家也需要研究天地自然,但是,這種研究本身并不是目的,而只是儒家最終把握“形而上之道”的手段。對(duì)于儒家來(lái)說(shuō),科學(xué)既不是可有可無(wú),也不是最為重要。儒家既不反對(duì)科學(xué),也不將科學(xué)擺在首要的位置上。尤其是當(dāng)科學(xué)與儒學(xué)發(fā)生矛盾時(shí),當(dāng)需要對(duì)科學(xué)與儒學(xué)的重要性作出比較和權(quán)衡時(shí),科學(xué)往往處在次于儒學(xué)的地位。
正因?yàn)槿绱耍寮覍?duì)于科學(xué)的態(tài)度往往會(huì)受到今天推崇科學(xué)的人們的誤解。甚至李約瑟也認(rèn)為,“在整個(gè)中國(guó)歷史上,儒家反對(duì)對(duì)自然進(jìn)行科學(xué)的探索,并反對(duì)對(duì)技術(shù)作科學(xué)的解釋和推廣。”[ ]并以孔子反對(duì)樊遲學(xué)稼加以說(shuō)明。其實(shí),孔子反對(duì)“樊遲學(xué)稼”是否可以用來(lái)證明儒家反對(duì)科技,則需要作進(jìn)一步的分析。
據(jù)《論語(yǔ)子路》記載:樊遲請(qǐng)學(xué)稼。子曰∶“吾不如老農(nóng)。”請(qǐng)學(xué)為圃。曰∶“吾不如老圃。”樊遲出。子曰∶“小人哉,樊須也!上好禮,則民莫敢不敬;上好義,則民莫敢不服;上好信,則民莫敢不用情。夫如是,則四方之民襁負(fù)其子而至矣;焉用稼!”然而,孔子反對(duì)樊遲學(xué)稼,只是因?yàn)樵诳鬃涌磥?lái),義的價(jià)值要高于利,道德的價(jià)值要高于實(shí)際的技能;只是就義與利、道德與實(shí)際技能相比較而言的;并不是不要利,不要實(shí)際技能,而是不要只講利,只講技能。因此,孔子反對(duì)樊遲學(xué)稼并不存在反對(duì)科技、鄙視科技的問(wèn)題。
從古代科技尤其是古代農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展看,孔子反對(duì)樊遲學(xué)稼實(shí)際上并沒(méi)有產(chǎn)生多少負(fù)面的影響。北魏時(shí)期的重要農(nóng)學(xué)家賈思勰撰重要的農(nóng)學(xué)著作《齊民要術(shù)》,其中說(shuō)道:“樊遲請(qǐng)學(xué)稼,孔子答曰:‘吾不如老農(nóng)。’然則圣賢之智,猶有所未達(dá),而況于凡庸者乎?”[ ]按照賈思勰的理解,孔子因自以為在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上不如老農(nóng),所以才無(wú)法教授樊遲學(xué)稼;而且,連孔子都不如老農(nóng),那么凡庸者就更是如此,所以應(yīng)當(dāng)學(xué)習(xí)農(nóng)業(yè)科技。唐代重要的農(nóng)學(xué)家陸龜蒙著《耒耜經(jīng)》,其在“序”中說(shuō):“孔子謂:‘吾不如老農(nóng)’,信也。因書(shū)為《耒耜經(jīng)》以備遺忘,且無(wú)愧于食。”[ ]陸龜蒙認(rèn)為,孔子說(shuō)自己不如老農(nóng),這是實(shí)話,所以應(yīng)當(dāng)要研究農(nóng)學(xué)。宋代重要的農(nóng)學(xué)家陳旉著《農(nóng)書(shū)》,有洪興祖作“后序”,其中引陳旉所說(shuō):“樊遲請(qǐng)學(xué)稼,子曰:‘吾不如老農(nóng)。’先圣之言,吾志也;樊遲之學(xué),吾事也;是或一道也。”[ ]顯然,孔子反對(duì)樊遲學(xué)稼實(shí)際上并沒(méi)有成為古代農(nóng)學(xué)家研究農(nóng)業(yè)科技的障礙。無(wú)論對(duì)農(nóng)學(xué)家們的解釋作如何評(píng)價(jià),無(wú)論他們的解釋在今天的一些人看來(lái)是多么的“不符合”邏輯,但至少可以肯定,他們沒(méi)有把孔子反對(duì)樊遲學(xué)稼與他們研究農(nóng)業(yè)科技對(duì)立起來(lái),也就是說(shuō),孔子反對(duì)樊遲學(xué)稼實(shí)際上并沒(méi)有對(duì)古代農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展帶來(lái)多大的負(fù)面影響。
朱熹也曾說(shuō)過(guò):“格物之論,伊川意雖謂眼前無(wú)非是物,然其格之也亦須有緩急先后之序,豈遽以為存心于一草木器用之間而忽然懸悟也哉!且如今為此學(xué)而不窮天理、明人倫、講圣言、通世故,乃兀然存心于一草木一器用之間,此是何學(xué)問(wèn)!如此而望有所得,是炊沙而欲其成飯也。”(《朱文公文集》卷三十九《答陳齊仲》)如果僅從字面上理解,這段文字只是講研究自然當(dāng)在“窮天理、明人倫、講圣言、通世故”之后,不可“兀然存心于一草木一器用之間”,并沒(méi)有反對(duì)研究自然之意。但是,他用“炊沙而欲其成飯”之詞,似有輕視科學(xué)之嫌。
然而需要指出的是,據(jù)當(dāng)今學(xué)者陳來(lái)先生所著《朱子書(shū)信編年考證》,朱熹的此段文字寫(xiě)成于“丙戌冬”(1166年,朱熹36歲),[ ]當(dāng)為朱熹早期言論,在他后來(lái)的著述中,類似的言論幾乎不復(fù)出現(xiàn)。
朱熹于47歲(1177年)寫(xiě)成的《論語(yǔ)集注》對(duì)孔子所言“志于道,據(jù)于德,依于仁,游于藝”進(jìn)行注釋時(shí)說(shuō):“游者,玩物適情之謂。藝,則禮樂(lè)之文,射、御、書(shū)、數(shù)之法,皆至理所寓,而日用之不可闕者也。”(《論語(yǔ)集注述而》)后據(jù)周謨“己亥(1179年,朱熹49歲)以后所聞”,朱熹曾經(jīng)在比較“志于道,據(jù)于德,依于仁,游于藝”四者的輕重時(shí)說(shuō):“‘游于藝’一句,比上三句稍輕,然不可大段輕說(shuō)。如上蔡云‘有之不害為小人,無(wú)之不害為君子’,則是太輕了。古人于禮、樂(lè)、射、御、書(shū)、數(shù)等事,皆至理之所寓。游乎此,則心無(wú)所放,而日用之間本末具舉,而內(nèi)外交相養(yǎng)矣。”(《朱子語(yǔ)類》卷三十四)從朱熹此時(shí)對(duì)于程門(mén)弟子謝良佐的批評(píng)可以看出,朱熹認(rèn)為儒家的“六藝”“皆至理之所寓”,絕不是可有可無(wú)。
另?yè)?jù)陳淳“庚戌(1190年,朱熹60歲)、己未(1199年,朱熹69歲)所聞”,朱熹晚年明確指出:“小道不是異端。小道亦是道理,只是小。如農(nóng)圃、醫(yī)卜、百工之類,卻有道理在。只一向上面求道理,便不通了。”(《朱子語(yǔ)類》卷四十九)可見(jiàn),朱熹晚年對(duì)于學(xué)習(xí)農(nóng)圃醫(yī)卜之類的“小道”明確持肯定態(tài)度。
從朱熹對(duì)待研究自然、學(xué)習(xí)“六藝”的態(tài)度變化可以看出,朱熹同樣也是重視“小道”、重視“六藝”的,根本沒(méi)有反對(duì)、鄙視之意,只是有先后、緩急之別而已。
由此可見(jiàn),儒家視科技為“小道”,這只是與儒家形而上之“大道”相比較而言的,只是大小的“小”。與此相類似,有關(guān)“玩物喪志”、“雕蟲(chóng)小技”之類的說(shuō)法,也都只是表明儒家視道德更重于科技。應(yīng)當(dāng)說(shuō),儒家并不反對(duì)學(xué)習(xí)科技知識(shí),而只是反對(duì)輕視道德一味地沉迷于科技之中。
至于“奇技巧”的說(shuō)法,應(yīng)屬另外一類。“奇技巧”的說(shuō)法出自《禮記王制》。其中說(shuō):“作聲、異服、奇技、奇器以疑眾,殺。”《尚書(shū)泰誓》也有“作奇技巧以悅婦人”的說(shuō)法。其實(shí),這里的“奇技”、“奇器”或“奇技巧”是有所指的,主要是指無(wú)益于國(guó)計(jì)民生的、蠱惑人心或只是取悅于人的技法,并不是指所有的科技。當(dāng)然,不排除有些科技的東西被歷史上的某些儒家學(xué)者視作“奇技巧”,但是,同樣也有一些儒家學(xué)者反對(duì)把科技視作“奇技巧”。明清之際,重要的儒家學(xué)者李光地明確反對(duì)把西方人的科技視作“奇技巧”。他說(shuō):“西洋人不可謂之奇技巧,蓋皆有用之物,如儀器、佩觽、自鳴鐘之類。《易經(jīng)》自庖犧沒(méi),神農(nóng)作;神農(nóng)沒(méi),堯舜作,張大其詞,卻說(shuō)及作舟車、耒耜、杵臼、弧矢之類,可見(jiàn)工之利用極大。《周官》一本《考工記》,全說(shuō)車。”[ ]因此,籠統(tǒng)地說(shuō)儒家視科技為“奇技巧”是不符合事實(shí)的。
所謂儒家“重道輕藝”之說(shuō),如果就比較和權(quán)衡“道”與“技藝”孰重孰輕而言,儒家的確如此;但如果以此認(rèn)為儒家輕視“技藝”,顯然是一種誤解。與這種誤解相類似,儒家還被說(shuō)成是“重義輕利”。其實(shí)儒家講“重義輕利”是有特定含義的。孔子講“富與貴是人之所欲也,不以其道得之,不處也;貧與賤是人之惡也,不以其道得之,不去也”(《論語(yǔ)里仁》),講“因民之所利而利之”,顯然,儒家并不是不講“利”,而是要在義與利發(fā)生沖突時(shí)“重義輕利”。同樣,孔子講“志于道,據(jù)于德,依于仁,游于藝”;漢代的揚(yáng)雄講“通天、地、人曰儒;通天、地而不通人曰技”[ ];朱熹講科技“亦是道理”;充分表明儒家并不輕視“技藝”,而是包容著“技藝”。因此,無(wú)論是“重義輕利”,還是“重道輕藝”,其中的“輕” 都并非指輕視之“輕”,更多的是在對(duì)二者進(jìn)行比較權(quán)衡時(shí)的輕重之“輕”,是相對(duì)而言的。
從總體上看,儒家講求道、為學(xué)、致用都要求研究自然,都離不開(kāi)學(xué)習(xí)和研究科技、運(yùn)用科技,因此,儒學(xué)融科學(xué)于一體,具有科學(xué)的內(nèi)涵;與此同時(shí),研究自然、學(xué)習(xí)和研究科技只是儒家把握“形而上之道”的一種手段,只是相對(duì)次要的方面;所以,在儒學(xué)中,科技只是“小道”,必須服從于儒家的“大道”。正因?yàn)槿鍖W(xué)具有科學(xué)的內(nèi)涵,包含有研究自然、學(xué)習(xí)和研究科技的要求,儒家自一開(kāi)始就把研究自然、學(xué)習(xí)和研究科技當(dāng)作建立和發(fā)展儒學(xué)體系所必不可少的重要工作,無(wú)論是先秦儒家還是漢代經(jīng)學(xué)家、宋學(xué)家,乃至明清之際的儒家,他們中的許多人都曾在一定程度上以不同方式研究過(guò)古代科技。這一切都表明儒家與古代科技并非對(duì)立。
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朱熹對(duì)天文現(xiàn)象的思考很早就已開(kāi)始。據(jù)朱熹門(mén)人黃義剛“癸丑(1193年,朱熹63歲)以后所聞”和林蘷孫“丁巳(1197年,朱熹67歲)以后所聞”,朱熹曾回憶說(shuō):“某自五、六歲,便煩惱道:‘天地四邊之外,是什么物事?’見(jiàn)人說(shuō)四方無(wú)邊,某思量也須有個(gè)盡處。如這壁相似,壁后也須有什么物事。其時(shí)思量得幾乎成病。到而今也未知那壁后是何物?”[ ]可見(jiàn),朱熹從小就關(guān)心天文,直到晚年仍對(duì)此難以忘懷,并孜孜以求。
然而,朱熹在其早期的學(xué)術(shù)生涯中,并沒(méi)有進(jìn)行天文學(xué)的研究。朱熹早年除讀儒家經(jīng)典外,“無(wú)所不學(xué),禪、道文章,楚辭、詩(shī)、兵法,事事要學(xué)”[ ]。紹興三十年(1160年,朱熹30歲),朱熹正式拜二程的三傳弟子李侗為師,開(kāi)始潛心于儒學(xué),并接受李侗以“默坐澄心”于“分殊”上體認(rèn)“理一”的思想。
據(jù)《朱文公文集》以及當(dāng)今學(xué)者陳來(lái)先生所著《朱子書(shū)信編年考證》[ ],朱熹最早論及天文學(xué)當(dāng)在乾道七年(1171年,朱熹41歲)的《答林擇之》,其中寫(xiě)道:“竹尺一枚,煩以夏至日依古法立表以測(cè)其日中之景,細(xì)度其長(zhǎng)短。”[ ]
測(cè)量日影的長(zhǎng)度是古代重要的天文觀測(cè)活動(dòng)之一。最簡(jiǎn)單的方法是在地上直立一根長(zhǎng)八尺的表竿,通過(guò)測(cè)量日影的長(zhǎng)短來(lái)確定節(jié)氣;其中日影最短時(shí)為夏至,最長(zhǎng)時(shí)為冬至,又都稱為“日至”。與此同時(shí),這種方法還用于確定“地中”。《周禮?地官》載:“以土圭之法測(cè)土深,正日景以求地中。……日至之景,尺有五寸,謂之地中。”意思是,在夏至日中午測(cè)得日影為一尺五寸的地方,此地便是“地中”。而且,從“地中”向北,每一千里則影長(zhǎng)增一寸;向南,每一千里則影長(zhǎng)減一寸。這就是《周髀算經(jīng)》所謂“周髀長(zhǎng)八尺,勾之損益寸千里”。這一說(shuō)法到南朝以后受到懷疑;唐朝的一行和南宮說(shuō)通過(guò)不同地區(qū)日影的測(cè)量,進(jìn)一步予以糾正。朱熹要其弟子林擇之協(xié)助測(cè)量日影,顯然是要比較不同地區(qū)日影的長(zhǎng)短,其科學(xué)精神可見(jiàn)一斑。
在同年的《答蔡季通》中。朱熹寫(xiě)道:“歷法恐亦只可略說(shuō)大概規(guī)模,蓋欲其詳,即須仰觀俯察乃可驗(yàn)。今無(wú)其器,殆亦難盡究也。”[ ]
蔡季通,即蔡元定(1135~1198年);建陽(yáng)(今屬福建)人,學(xué)者稱西山先生;精于天文、地理、呂律、象數(shù),著作有《律呂新書(shū)》、《大衍詳說(shuō)》等;為朱熹“四大弟子( 蔡元定、黃干、劉爚、陳淳)”之首。蔡元定的年齡僅比朱熹小5歲,并在天文學(xué)等科學(xué)上有所造詣,很受朱熹的器重。從以上所引《答蔡季通》可知,當(dāng)時(shí)朱熹正與蔡元定討論天文歷法,并且認(rèn)為,研究歷法必須用科學(xué)儀器進(jìn)行實(shí)際的天文觀測(cè)。
淳熙元年(1174年,朱熹44歲),朱熹在《答呂子約》中寫(xiě)道:“日月之說(shuō),沈存中筆談中說(shuō)得好,日食時(shí)亦非光散,但為物掩耳。若論其實(shí),須以終古不易者為體,但其光氣常新耳。”[ ]顯然,朱熹在此前已研讀過(guò)北宋著名科學(xué)家沈括的《夢(mèng)溪筆談》,并對(duì)沈括的有關(guān)天文學(xué)的觀點(diǎn)進(jìn)行分析。胡道靜先生認(rèn)為,在整個(gè)宋代,朱熹是最最重視沈括著作的科學(xué)價(jià)值的唯一的學(xué)者,是宋代學(xué)者中最熟悉《夢(mèng)溪筆談》內(nèi)容并能對(duì)其科學(xué)觀點(diǎn)有所闡發(fā)的人。[ ]
淳熙十三年(1186年,朱熹56歲),朱熹在《答蔡季通》中寫(xiě)道:“《星經(jīng)》紫垣固所當(dāng)先,太微、天市乃在二十八宿之中,若列于前,不知如何指其所在?恐當(dāng)云在紫垣之旁某星至某星之外,起某宿幾度,盡某宿幾度。又記其帝坐處須云在某宿幾度,距紫垣幾度,赤道幾度,距垣四面各幾度,與垣外某星相直,及記其昏見(jiàn),及昏旦夜半當(dāng)中之星。其垣四面之星,亦須注與垣外某星相直,乃可易曉。……《星經(jīng)》可付三哥畢其事否?甚愿早見(jiàn)之也。近校得《步天歌》頗不錯(cuò),其說(shuō)雖淺而詞甚俚,然亦初學(xué)之階梯也。”[ ]可見(jiàn),當(dāng)時(shí)朱熹正與蔡元定一起研究重要的天文學(xué)經(jīng)典著作《星經(jīng)》和以詩(shī)歌形式寫(xiě)成的通俗天文學(xué)著作《步天歌》,并就如何確定天空中恒星的位置問(wèn)題進(jìn)行討論,其中涉及三垣二十八宿星象體系。
同年,朱熹在《答蔡伯靜》中寫(xiě)道:“天經(jīng)之說(shuō),今日所論乃中其病,然亦未盡。彼論之失,正坐以天形為可低昂反復(fù)耳。不知天形一定,其間隨人所望固有少不同處,而其南北高下自有定位,政使人能入于彈圓之下以望之,南極雖高,而北極之在北方,只有更高于南極,決不至反入地下而移過(guò)南方也。但入彈圓下者自不看見(jiàn)耳。蓋圖雖古所創(chuàng),然終不似天體,孰若一大圓象,鉆穴為星,而虛其當(dāng)隱之規(guī),以為甕口,乃設(shè)短軸于北極之外,以綴而運(yùn)之,又設(shè)短軸于南極之北,以承甕口,遂自甕口設(shè)四柱,小梯以入其中,而于梯末架空北入,以為地平,使可仰窺而不失渾體耶?”[ ]在這里,朱熹設(shè)想了一種可進(jìn)入其中觀看天象的龐大的渾天儀。
淳熙十四年(1187年,朱熹57歲),朱熹在《答廖子晦》中寫(xiě)道:“日之南北雖不同,然皆隨黃道而行耳。月道雖不同,然亦常隨黃道而出其旁耳。其合朔時(shí),日月同在一度;其望日,則日月極遠(yuǎn)而相對(duì);其上下弦,則日月近一而遠(yuǎn)三。如日在午,則月或在卯,或在酉之類是也。故合朔之時(shí),日月之東西雖同在一度,而月道之南北或差遠(yuǎn),于日則不蝕。或南北雖亦相近,而日在內(nèi),月在外,則不蝕。此正如一人秉燭,一人執(zhí)扇,相交而過(guò)。一人自內(nèi)觀之,其兩人相去差遠(yuǎn),則雖扇在內(nèi),燭在外,而扇不能掩燭。或秉燭者在內(nèi),而執(zhí)扇在外,則雖近而扇亦不能掩燭。以此推之,大略可見(jiàn)。”[ ]在這里,朱熹對(duì)月亮盈虧變化的原因作了探討。
淳熙十六年(1189年,朱熹59歲),朱熹在《答蔡季通》中寫(xiě)道:“極星出地之度,趙君云福州只廿四度,不知何故自福州至此已差四度,而自此至岳臺(tái),卻只差八度也。子半之說(shuō)尤可疑,豈非天旋地轉(zhuǎn),閩浙卻是天地之中也耶?”[ ]在這里,朱熹試圖通過(guò)比較各地北極星的高度及其與地中岳臺(tái)的關(guān)系,以證明大地的運(yùn)動(dòng)。
朱熹在一生中最后的十年里,在天文學(xué)研究上下了較多的功夫,并取得了重要的科學(xué)成就。南宋黎靖德所編《朱子語(yǔ)類》卷一“理氣上?太極天地上”和卷二“理氣下?天地下”編入大量朱熹有關(guān)天文學(xué)的言論,其中大都是這一時(shí)期朱熹門(mén)人所記錄的。例如:《朱子語(yǔ)類》卷二朱熹門(mén)人陳淳“庚戌(1190年,朱熹60歲)、己未(1199年,朱熹69歲)所聞”:“天日月星皆是左旋,只有遲速。天行較急,一日一夜繞地一周三百六十五度四分度之一,而又進(jìn)過(guò)一度。日行稍遲,一日一夜繞地恰一周,而於天為退一度。至一年,方與天相值在恰好處,是謂一年一周天。月行又遲,一日一夜繞地不能匝,而於天常退十三度十九分度之七。至二十九日半強(qiáng),恰與天相值在恰好處,是謂一月一周天。月只是受日光。月質(zhì)常圓,不曾缺,如圓球,只有一面受日光。望日日在酉,月在卯,正相對(duì),受光為盛。天積氣,上面勁,只中間空,為日月來(lái)往。地在天中,不甚大,四邊空。……”[ ]
《朱子語(yǔ)類》的其它卷中也有此類記錄。例如:《朱子語(yǔ)類》卷二十三黃義剛“癸丑(1193年,朱熹63歲)以后所聞”:安卿問(wèn)北辰。曰:“北辰是那中間無(wú)星處,這些子不動(dòng),是天之樞紐。北辰無(wú)星……。”義剛問(wèn):“極星動(dòng)不動(dòng)?”曰:“極星也動(dòng)。只是它近那辰后,雖動(dòng)而不覺(jué)。……今人以管去窺那極星,見(jiàn)其動(dòng)來(lái)動(dòng)去,只在管里面,不動(dòng)出去。向來(lái)人說(shuō)北極便是北辰,皆只說(shuō)北極不動(dòng)。至本朝人方去推得是北極只是北辰頭邊,而極星依舊動(dòng)。又一說(shuō),那空無(wú)星處皆謂之辰……。”又曰:“天轉(zhuǎn),也非東而西,也非循環(huán)磨轉(zhuǎn),卻是側(cè)轉(zhuǎn)。”義剛言:“樓上渾儀可見(jiàn)。”曰:“是。”……又曰:“南極在地下中處,南北極相對(duì)。天雖轉(zhuǎn),極卻在中不動(dòng)。”[ ]
《朱文公文集》卷七十二朱熹所著《北辰辨》(大約寫(xiě)成于1196年,朱熹66歲)以及卷六十五朱熹所注《尚書(shū)》之《堯典》、《舜典》(大約寫(xiě)成于1198年,朱熹68歲)都包含有豐富的天文學(xué)觀點(diǎn)。《北辰辨》是朱熹專門(mén)討論天球北極星座的論文;在所注的《堯典》中,朱熹討論了當(dāng)時(shí)天文學(xué)的歲差、置閏法等概念;在所注《舜典》中討論了早期的渾天說(shuō)、渾天儀的結(jié)構(gòu),并詳細(xì)記錄了當(dāng)時(shí)的渾天儀結(jié)構(gòu)。
這一時(shí)期朱熹所編《楚辭集注》(成書(shū)于1195年,朱熹65歲)之《天問(wèn)》中也有一些注釋反映了他在天文學(xué)方面的研究和造詣。
二. 天文學(xué)的成就
就朱熹研究天文學(xué)的方法而言,其最根本的研究方法是[ ]:
其一,細(xì)心觀察各種天文現(xiàn)象。朱熹是重視親身觀察、善于觀察的人。他經(jīng)常運(yùn)用儀器觀察天文現(xiàn)象;并運(yùn)用觀察所得驗(yàn)證、反駁或提出各種見(jiàn)解。
其二,用“氣”、“陰陽(yáng)”等抽象概念解釋天文現(xiàn)象。朱熹所采用的這一方法與中國(guó)古代科學(xué)家普遍采用的研究方法是一致的。
其三,運(yùn)用推類獲取新知。朱熹經(jīng)常運(yùn)用“以類而推”的方法,用已知的東西、直觀的東西,對(duì)天文現(xiàn)象進(jìn)行類推解釋。
其四,闡發(fā)前人的天文學(xué)研究成果。朱熹研讀過(guò)包括沈括《夢(mèng)溪筆談》在內(nèi)的大量科學(xué)論著,對(duì)前人的天文學(xué)觀點(diǎn)均予以評(píng)述,并提出自己的看法。
從現(xiàn)代科學(xué)的角度看,朱熹的天文學(xué)研究方法,固然有其不足之處,這主要是由于古代科學(xué)所處的階段而導(dǎo)致的。在古代科學(xué)的范疇中,朱熹的天文學(xué)研究方法應(yīng)當(dāng)屬于合理。更為重要的是,朱熹運(yùn)用這些方法在天文學(xué)上取得了重要的成就。
朱熹在天文學(xué)方面的科學(xué)成就主要反映在他最后十年里有關(guān)的言論中。概括起來(lái)主要有三個(gè)方面:
第一,提出了以“氣”為起點(diǎn)的宇宙演化學(xué)說(shuō)。朱熹曾經(jīng)說(shuō):“天地初間只是陰陽(yáng)之氣。這一個(gè)氣運(yùn)行,磨來(lái)磨去,磨得急了便拶許多渣滓;里面無(wú)處出,便結(jié)成個(gè)地在中央。氣之清者便為天,為日月,為星辰,只在外,常周環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。地便只在中央不動(dòng)。不是在下。”[ ]這里描繪了一幅宇宙演化途徑的圖景。
在朱熹看來(lái),宇宙的初始是由陰陽(yáng)之氣構(gòu)成的氣團(tuán)。陰陽(yáng)之氣的氣團(tuán)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);由于內(nèi)部相互磨擦發(fā)生分化;其中“清剛者為天,重濁者為地”[ ],重濁之氣聚合為“渣滓”,為地,清剛之氣則在地的周圍形成天和日月星辰。朱熹還明確說(shuō):“天地始初混沌未分時(shí),想只有水火二者。水之滓腳便成地。今登高而望,群山皆為波浪之狀,便是水泛如此。只不知因什么時(shí)凝了。初間極軟,后來(lái)方凝得硬。……水之極濁便成地,火之極輕便成風(fēng)霆雷電日星之屬。”[ ]他根據(jù)直觀的經(jīng)驗(yàn)推斷認(rèn)為,大地是在水的作用下通過(guò)沉積而形成的,日月星辰是由火而形成的。
將宇宙的初始看作是運(yùn)動(dòng)的氣,這一思想與近代天文學(xué)關(guān)于太陽(yáng)系起源的星云說(shuō)有某些相似之處。1755年,德國(guó)哲學(xué)家康德提出了太陽(yáng)系起源的星云說(shuō);1796年,法國(guó)天文學(xué)家拉普拉斯也獨(dú)立地提出星云說(shuō)。星云說(shuō)認(rèn)為,太陽(yáng)系內(nèi)的所有天體都是由同一團(tuán)原始星云形成的。然而,在他們500多年之前,朱熹就提出了類似之說(shuō);盡管尚缺乏科學(xué)依據(jù)和定量的推算,但其通過(guò)思辯而獲得的結(jié)果則是超前的。
對(duì)此,英國(guó)科學(xué)史家梅森在其《自然科學(xué)史》一書(shū)中予以記述:“宋朝最出名的新儒家是朱熹。他認(rèn)為,在太初,宇宙只是在運(yùn)動(dòng)中的一團(tuán)渾沌的物質(zhì)。這種運(yùn)動(dòng)是漩渦的運(yùn)動(dòng),而由于這種運(yùn)動(dòng),重濁物質(zhì)與清剛物質(zhì)就分離開(kāi)來(lái),重濁者趨向宇宙大旋渦的中心而成為地,清剛者則居于上而成為天。……”[ ]
第二,提出了地以“氣”懸空于宇宙之中的宇宙結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)。朱熹贊同早期的渾天說(shuō),但作了重大的修改和發(fā)展。早期的渾天說(shuō)認(rèn)為:“天如雞子,地如雞中黃,孤居于天內(nèi),天大而地小。天表里有水,天地各乘氣而立,載水而行”[ ]但是,當(dāng)天半繞地下時(shí),日月星辰如何從水中通過(guò)?這是困擾古代天文學(xué)家的一大難題。朱熹不贊同地載水而浮的說(shuō)法,他說(shuō):“天以氣而依地之形,地以形而附天之氣。天包乎地,地特天中之一物爾。天以氣而運(yùn)乎外,故地?fù)n在中間,隤然不動(dòng)。”[ ]這就是說(shuō),地以“氣”懸空在宇宙之中。
至于地如何以“氣”懸空在宇宙中央,朱熹說(shuō):“天運(yùn)不息,晝夜輾轉(zhuǎn),故地?fù)n在中間。使天有一息之停,則地須陷下。惟天運(yùn)轉(zhuǎn)之急,故凝結(jié)得許多渣滓在中間。”[ ]又說(shuō):“地則氣之渣滓,聚成形質(zhì)者;但以其束于勁風(fēng)旋轉(zhuǎn)之中,故得以兀然浮空,甚久而不墜耳。”[ ]朱熹認(rèn)為,宇宙中“氣”的旋轉(zhuǎn)使得地能夠懸空于宇宙中央。朱熹的解釋克服了以往天文學(xué)家關(guān)于宇宙結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)的弱點(diǎn),把傳統(tǒng)的渾天說(shuō)發(fā)展到了一個(gè)新水平。[ ]
關(guān)于地之外的天,朱熹說(shuō):“天之形,……亦無(wú)形質(zhì)。……天體,而實(shí)非有體也。”[ ]“天無(wú)體,只二十八宿便是天體。”[ ]又說(shuō):“星不是貼天。天是陰陽(yáng)之氣在上面”;“天積氣,上面勁,只中間空,為日月來(lái)往。地在天中,不甚大,四邊空,”[ ]這顯然是吸取了傳統(tǒng)宣夜說(shuō)所謂“天了無(wú)質(zhì),……日月眾星,自然浮生虛空之中,其行無(wú)止,皆須氣也”[ ]的思想。
第三,提出了天有九重和天體運(yùn)行軌道的思想。朱熹認(rèn)為,屈原《天問(wèn)》的“圜則九重”就是指“九天”,指天有九重。事實(shí)上,在朱熹之前,關(guān)于“九天”的說(shuō)法可見(jiàn)《呂氏春秋?有始覽》:中央曰鈞天,東方曰蒼天,東北曰變天,北方曰玄天,西北曰幽天,西方曰顥天,西南曰朱天,南方曰炎天,東南曰陽(yáng)天;后來(lái)的《淮南子?天文訓(xùn)》等也有類似的說(shuō)法;直到北宋末年洪興祖撰《楚辭補(bǔ)注》,其中《天文章句》對(duì)“九天”的解釋是:東方皞天,東南方陽(yáng)天,南方赤天,西南方朱天,西方成天,西北方幽天,北方玄天,東北方變天,中央鈞天。顯然,這些解釋都不包括天有九重的思想。
朱熹則明確地提出天有九重的觀點(diǎn),并且還說(shuō)“自地之外,氣之旋轉(zhuǎn),益遠(yuǎn)益大,益清益剛,究陽(yáng)之?dāng)?shù),而至于九,則極清極剛,而無(wú)復(fù)有涯矣”[ ];同時(shí),朱熹贊同張載所謂“日月五星順天左旋”的說(shuō)法。他進(jìn)一步解釋說(shuō):“蓋天行甚健,一日一夜周三百六十五度四分度之一,又進(jìn)過(guò)一度。日行速,健次于天,一日一夜周三百六十五度四分度之一,正恰好。比天進(jìn)一度,則日為退一度。二日天進(jìn)二度,則日為退二度。積至三百六十五日四分日之一,則天所進(jìn)過(guò)之度,又恰周得本數(shù);而日所退之度,亦恰退盡本數(shù),遂與天會(huì)而成一年。月行遲,一日一夜三百六十五度四分度之一行不盡,比天為退了十三度有奇。進(jìn)數(shù)為順天而左,退數(shù)為逆天而右。”[ ]《朱子語(yǔ)類》卷二朱熹的門(mén)人在闡釋所謂“天左旋,日月亦左旋”時(shí)說(shuō):“此亦易見(jiàn)。如以一大輪在外,一小輪載日月在內(nèi),大輪轉(zhuǎn)急,小輪轉(zhuǎn)慢。雖都是左轉(zhuǎn),只有急有慢,便覺(jué)日月似右轉(zhuǎn)了。”朱熹贊同此說(shuō)。[ ]
對(duì)此,英國(guó)著名科學(xué)史家李約瑟說(shuō):“這位哲學(xué)家曾談到‘大輪’和‘小輪’,也就是日、月的小‘軌道’以及行星和恒星的大‘軌道’。特別有趣的是,他已經(jīng)認(rèn)識(shí)到,‘逆行’不過(guò)是由于天體相對(duì)速度不同而產(chǎn)生的一種視現(xiàn)象。”[ ]因此李約瑟認(rèn)為,不能匆忙假定中國(guó)天文學(xué)家從未理解行星的運(yùn)動(dòng)軌道。
在天文學(xué)研究中,朱熹除了提出以上新見(jiàn)外,還對(duì)沈括有關(guān)天文學(xué)的觀點(diǎn)做過(guò)詳細(xì)的闡述。例如:沈括曾說(shuō):“月本無(wú)光,猶銀丸,日耀之乃光耳。光之初生,日在其傍,故光側(cè),而所見(jiàn)才如鉤;日漸遠(yuǎn),則斜照,而光稍滿。如一彈丸,以粉涂其半,側(cè)視之,則粉處如鉤;對(duì)視之,則正圓。”[ ]朱熹贊同此說(shuō),并接著說(shuō):“以此觀之則知月光常滿,但自人所立處視之,有偏有正,故見(jiàn)其光有盈有虧。”[ ]他還說(shuō):“月體常圓無(wú)闕,但常受日光為明。初三、四是日在下照,月在西邊明,人在這邊望,只見(jiàn)在弦光。十五、六則日在地下,其光由地四邊而射出,月被其光而明。……月,古今人皆言有闕,惟沈存中云無(wú)闕。”[ ]
三. 對(duì)后世的影響
中國(guó)古代的天文學(xué)大致包括宇宙結(jié)構(gòu)理論和歷法兩大主要部分,尤以歷法最為突出。宇宙結(jié)構(gòu)理論自漢代形成蓋天說(shuō)、渾天說(shuō)和宣夜說(shuō)之后,也經(jīng)歷了不斷的發(fā)展,主要表現(xiàn)為占主導(dǎo)地位的渾天說(shuō)不斷吸取各家學(xué)說(shuō)之長(zhǎng)而逐步得到完善。
朱熹的天文學(xué)研究側(cè)重于對(duì)宇宙結(jié)構(gòu)理論的研究。他通過(guò)自己的天文觀測(cè)和科學(xué)研究,以渾天說(shuō)為主干,吸取了蓋天說(shuō)和宣夜說(shuō)的某些觀點(diǎn),提出了較以往更加完善的宇宙結(jié)構(gòu)理論,把古代的渾天說(shuō)推到一個(gè)新的階段,這應(yīng)當(dāng)是朱熹對(duì)于古代天文學(xué)發(fā)展的一大貢獻(xiàn)。
但是,由于朱熹的天文學(xué)研究只是專注于宇宙的結(jié)構(gòu),對(duì)于當(dāng)時(shí)在天文觀測(cè)和歷法方面的研究進(jìn)展關(guān)注不夠,在這些方面的研究稍顯不足。因此,他的宇宙結(jié)構(gòu)理論在某些具體的細(xì)節(jié)方面,尤其是定量方面,尚有一些不足之處,有些見(jiàn)解和解釋是欠妥當(dāng)?shù)摹?/p>
然而,他畢竟對(duì)宇宙結(jié)構(gòu)等天文學(xué)問(wèn)題作了純科學(xué)意義上的研究,代表了宋代以至后來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)期中國(guó)古代天文學(xué)在宇宙結(jié)構(gòu)理論研究方面的水平。而且,朱熹的宇宙結(jié)構(gòu)理論在后來(lái)直至清代一直受到了不少學(xué)者的重視和引述。
朱熹之后宋末的重要學(xué)者王應(yīng)麟(1223~1296年,字伯厚,號(hào)深寧居士)撰《六經(jīng)天文編》六卷,記述了儒家經(jīng)典中大量有關(guān)天文學(xué)方面的重要論述,《四庫(kù)全書(shū)?六經(jīng)天文編》“提要”說(shuō):“是編裒六經(jīng)之言天文者,以易、書(shū)、詩(shī)所載為上卷,周禮、禮記、春秋所載為下卷。”該著作也記述了朱熹的許多有關(guān)天文學(xué)方面的論述。
元代之后科舉考試以“四書(shū)五經(jīng)”為官定教科書(shū)。其中《尚書(shū)》以蔡沈的《書(shū)集傳》為主。蔡沈(1167~1230年,字仲默,號(hào)九峰)曾隨其父蔡元定從學(xué)于朱熹。他的《書(shū)集傳》是承朱熹之命而作,其中包含了朱熹所注《尚書(shū)》之《堯典》、《舜典》等內(nèi)容,涉及不少有關(guān)天文學(xué)方面的論述。另有元代學(xué)者史伯璿(生卒不詳)著《管窺外篇》;《四庫(kù)全書(shū)?管窺外篇》“提要”說(shuō):該書(shū)中“于天文、歷學(xué)、地理、田制言之頗詳,多能有所闡發(fā)。”在論及天文學(xué)時(shí),該書(shū)對(duì)朱熹的言論多有引述,并認(rèn)為“天以極健至勁之氣運(yùn)乎外,而束水與地于其中”。這與朱熹的宇宙結(jié)構(gòu)理論是一致的。
明初的胡廣等纂修《性理大全》,其中輯錄了大量朱熹有關(guān)天文學(xué)的論述。明末清初的天文學(xué)家游藝(生卒不詳,字子六,號(hào)岱峰)融中西天文學(xué)于一體,撰天文學(xué)著作《天經(jīng)或問(wèn)》,后被收入《四庫(kù)全書(shū)》,并流傳于日本。該書(shū)在回答地球何以“能浮空而不墜”時(shí)說(shuō):“天虛晝夜運(yùn)旋于外,地實(shí)確然不動(dòng)于中……天裹著地,運(yùn)旋之氣升降不息,四面緊塞不容展側(cè),地不得不凝于中以自守也。”這里吸取了朱熹關(guān)于氣的旋轉(zhuǎn)支撐地球懸于空中的宇宙結(jié)構(gòu)理論;在解釋地震的原因時(shí),該書(shū)又明確運(yùn)用了朱熹的這一觀點(diǎn),說(shuō):“地本氣之渣滓聚成形質(zhì)者,束于元?dú)庑D(zhuǎn)之中,故兀然浮空而不墜為極重亙中心以鎮(zhèn)定也。”在論及日月五星的運(yùn)行方向和速度時(shí),該書(shū)說(shuō)道:“日月之行,宋儒言之甚詳”,并且還直接引述朱熹關(guān)于五星運(yùn)行方向和速度的觀點(diǎn)予以說(shuō)明。
清代著名學(xué)者李光地(1642~1718年,字晉卿,號(hào)榕村)曾奉命主編《朱子大全》,其中“卷四十九理氣一”有“總論、太極、天地、陰陽(yáng)、時(shí)令”,“卷五十理氣二”有“天文、天度、地理、雷電、風(fēng)雨雪雹霜露”,收錄了朱熹有關(guān)天文學(xué)的不少論述。李光地所著的《歷象本要》引述了朱熹所謂“地在中央不動(dòng),不是在下”,“天包乎地”以及“天有九重”等,用以說(shuō)明朱熹的天文學(xué)思想中包含了西方天文學(xué)有關(guān)宇宙結(jié)構(gòu)的知識(shí)[ ]。他在所撰的《理氣》篇說(shuō):“朱子言天,天不宜以恒星為體,當(dāng)立有定之度數(shù)記之。天乃動(dòng)物,仍當(dāng)于天外立一太虛不動(dòng)之天以測(cè)之,此說(shuō)即今西歷之宗動(dòng)天也。其言九層之天。近人者最和暖故能生人物。遠(yuǎn)得一層,運(yùn)轉(zhuǎn)得較緊似一層。至第九層則緊不可言。與今西歷所云九層一 一吻合。”[ ]他的《御定星歷考原》六卷,也引述了朱熹有關(guān)宇宙結(jié)構(gòu)的言論,并且認(rèn)為,朱熹所說(shuō)的“天包乎地,地特天中之一物爾”就是指“天渾圓地亦渾圓”,而與西方天文學(xué)的宇宙結(jié)構(gòu)理論相一致。
李光地與被譽(yù)為清初“歷算第一名家”的梅文鼎(1633~1721年,字定九,號(hào)勿庵)[ ]交往甚密,并且對(duì)當(dāng)時(shí)的西方科學(xué)都持“西學(xué)中源”說(shuō)。梅文鼎在所著《歷學(xué)疑問(wèn)》中多處引用朱熹有關(guān)宇宙結(jié)構(gòu)的言論。該書(shū)認(rèn)為,朱熹已經(jīng)具有西方天文學(xué)所謂“動(dòng)天之外有靜天”、“天有重?cái)?shù)”和“以輪載日月”的觀點(diǎn),并且說(shuō):“朱子以輪載日月之喻,兼可施諸黃、赤,與西說(shuō)之言層次者實(shí)相通貫。”[ ]
除此之外,清代還有黃鼎(生卒不詳)的《天文大成管窺輯要》八十卷,其中也包括朱熹有關(guān)天文學(xué)的不少論述。
朱熹是古代的大哲學(xué)家,代表了中國(guó)古代哲學(xué)發(fā)展的一座高峰。也許正是這個(gè)原因,他在天文學(xué)上所取得的成就一直沒(méi)有能引起人們足夠的注意。但是,這并不能否認(rèn)他在天文學(xué)上確實(shí)做出過(guò)卓越的貢獻(xiàn),他的宇宙結(jié)構(gòu)理論對(duì)后世產(chǎn)生過(guò)重大的影響。
注釋:
[ ] 李約瑟:《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史》第四卷《天學(xué)》,北京:科學(xué)出版社1975年版,第2頁(yè)。
[ ] 〔宋〕黎靖德編:《朱子語(yǔ)類》,北京:中華書(shū)局1986年版,卷第九十四。
[ ] 《朱子語(yǔ)類》,卷第一百四。
[ ] 陳來(lái):《朱子書(shū)信編年考證》,上海人民出版社1989年版。
[ ] 《答林擇之》,《晦庵先生朱文公文集》(四部叢刊初編),以下簡(jiǎn)稱《文集》,卷四十三。
[ ] 《答蔡季通》,《文集》續(xù)集卷二。
[ ] 《答呂子約》,《文集》卷四十七。
[ ] 胡道靜:《朱子對(duì)沈括科學(xué)學(xué)說(shuō)的鉆研與發(fā)展》,《朱熹與中國(guó)文化》,學(xué)林出版社1989年版。
[ ] 《答蔡季通》,《文集》卷四十四。
[ ] 《答蔡伯靜》,《文集》續(xù)集卷三。
[ ] 《答廖子晦》,《文集》卷四十五。
[ ] 《答蔡季通》,《文集》續(xù)集卷二。
[ ] 《朱子語(yǔ)類》,卷第二。
[ ] 《朱子語(yǔ)類》,卷第二十三。
[ ] 樂(lè)愛(ài)國(guó)、高令印《朱熹格物致知論的科學(xué)精神及其歷史作用》,《廈門(mén)大學(xué)學(xué)報(bào)》,1997年第1期。
[ ] 《朱子語(yǔ)類》,卷第一。
[ ] 《朱子語(yǔ)類》,卷第一。
[ ] 《朱子語(yǔ)類》,卷第一。
[ ] 梅森:《自然科學(xué)史》,上海譯文出版社1980年版,第75頁(yè)。
[ ] 《晉書(shū)?天文志上》。
[ ] 《朱子語(yǔ)類》,卷第一。
[ ] 《朱子語(yǔ)類》,卷第一。
[ ] 朱熹:《楚辭集注》,上海古籍出版社1979年版,第51頁(yè)。
[ ] 杜石然等:《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史稿》(下),科學(xué)出版社1982年版,第106頁(yè)。
[ ] 朱熹:《楚辭集注》,第51頁(yè)。
[ ] 《朱子語(yǔ)類》,卷第二。
[ ] 《朱子語(yǔ)類》,卷第二。
[ ] 《晉書(shū)?天文志上》。
[ ] 朱熹:《楚辭集注》,第51頁(yè)。
[ ] 《朱子語(yǔ)類》,卷第二。
[ ] 《朱子語(yǔ)類》,卷第二。
[ ] 李約瑟:《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史》第4卷,科學(xué)出版社1975年版,第547頁(yè)。
[ ] 沈括:《夢(mèng)溪筆談》卷七《象數(shù)一》。
[ ] 朱熹:《楚辭集注》,第53頁(yè)。
[ ] 《朱子語(yǔ)類》,卷第二。
[ ] 樂(lè)愛(ài)國(guó):《李光地的中西科技觀述評(píng)》,載《李光地研究》,廈門(mén)大學(xué)出版社1993年版。
安卿問(wèn)北辰。曰:“北辰是那中間無(wú)星處,這些子不動(dòng),是天之樞紐。北辰無(wú)星……”義剛問(wèn):“極星動(dòng)不動(dòng)?”曰:“極星也動(dòng)。只是它近那辰后,雖動(dòng)而不覺(jué)。……今人以管去窺那極星,見(jiàn)其動(dòng)來(lái)動(dòng)去,只在管里面,不動(dòng)出去。向來(lái)人說(shuō)北極便是北辰,皆只說(shuō)北極不動(dòng)。至本朝人方去推得是北極只是北辰頭邊,而極星依舊動(dòng)。又一說(shuō),那空無(wú)星處皆謂之辰……”又曰:“天轉(zhuǎn),也非東而西,也非循環(huán)磨轉(zhuǎn),卻是側(cè)轉(zhuǎn)。”義剛言:“樓上渾儀可見(jiàn)。”曰:“是。”……又曰:“南極在地下中處,南北極相對(duì)。天雖轉(zhuǎn),極卻在中不動(dòng)。”[iii]
黃義剛所說(shuō)“樓上渾儀可見(jiàn)”,當(dāng)是指朱熹家的樓上有渾儀。
朱熹很小就開(kāi)始對(duì)天文感興趣,據(jù)朱熹門(mén)人黃義剛“癸丑(1193年,朱熹63歲)以后所聞”和林蘷孫“丁巳(1197年,朱熹67歲)以后所聞”,朱熹曾回憶說(shuō):“某自五、六歲,便煩惱道:‘天地四邊之外,是什么物事?’見(jiàn)人說(shuō)四方無(wú)邊,某思量也須有個(gè)盡處。如這壁相似,壁后也須有什么物事。其時(shí)思量得幾乎成病。到而今也未知那壁后是何物?”[iv]據(jù)《朱文公文集》以及當(dāng)今學(xué)者陳來(lái)先生所著《朱子書(shū)信編年考證》[v]朱熹在乾道七年(1171年,朱熹41歲)的《答蔡季通》中寫(xiě)道:
歷法恐亦只可略說(shuō)大概規(guī)模,蓋欲其詳,即須仰觀俯察乃可驗(yàn)。今無(wú)其器,殆亦難盡究也。[vi]
可見(jiàn),這時(shí)朱熹家中尚無(wú)渾儀。然而,朱熹在淳熙十六年(1189年,朱熹59歲)的《答蔡季通》中則寫(xiě)道:
極星出地之度,趙君云福州只廿四度,不知何故自福州至此已差四度,而自此至岳臺(tái),卻只差八度也。子半之說(shuō)尤可疑,豈非天旋地轉(zhuǎn),閩浙卻是天地之中也耶?[[vii]]
顯然,朱熹在這時(shí)已用渾儀觀測(cè)過(guò)北極星的位置與地面所構(gòu)成的夾角。當(dāng)然,朱熹家開(kāi)始有渾儀的確切時(shí)間尚待進(jìn)一步考證。而且,朱熹家的渾儀,是怎么來(lái)的,是自制的,或是他人送的,目前也尚無(wú)可靠資料可據(jù)。
至于朱熹家的渾儀的結(jié)構(gòu),還是有一些資料。慶元四年(1198年,朱熹68歲),朱熹注釋《尚書(shū)》的《堯典》與《舜典》。在所注的《舜典》中,朱熹對(duì)當(dāng)時(shí)的渾儀結(jié)構(gòu)作了詳細(xì)的記錄:
(渾儀)為儀三重,其在外者曰六合儀。平置單環(huán),上刻十二辰八十四偶在地之位以準(zhǔn)地,而面定四方。側(cè)立黑雙環(huán),具刻去極度數(shù),以中分天脊,直跨地平,使其半出地上,半入地下,而結(jié)于其子午,以為天經(jīng)。斜倚赤單環(huán),具刻赤道度數(shù),以平分天腹,橫繞天經(jīng),亦使半出地上,半入地下,而結(jié)于其卯酉,以為天緯。二環(huán)表里相結(jié)不動(dòng)。其天經(jīng)之環(huán),則南北二極皆為圓軸,虛中而內(nèi)向,以挈三辰四游之環(huán)。以其上下四方于是可考,故曰六合。次其內(nèi)曰三辰儀,側(cè)立黑雙環(huán),亦刻去極度數(shù),外貫天經(jīng)之軸,內(nèi)挈黃、赤二道。其赤道則為赤單環(huán),外依天緯,亦刻宿度,而結(jié)于黑雙環(huán)之卯酉。其黃道則為黃雙環(huán),亦刻宿度,而又斜倚于赤道之腹,以交結(jié)于卯酉。而半入其內(nèi),以為春分后之日軌,半出其外,以為秋分后之日軌。又為白單環(huán)以承其交,使不傾墊。下設(shè)機(jī)輪,以水激之,使其日夜隨天東西運(yùn)轉(zhuǎn),以為象天行。以其日月星辰于是可考,故曰三辰。其最在內(nèi)者曰四游儀,亦為黑雙環(huán),如三辰儀之制,以貫天經(jīng)之軸。其環(huán)之內(nèi)則兩面當(dāng)中各施直距,外跬指兩軸,而當(dāng)其要中之內(nèi),又為小窾,以受玉衡要中之小軸,使衡既得隨環(huán)東西運(yùn)轉(zhuǎn),又可隨處南北低昂,以待占候者之仰窺焉。以其東西南北無(wú)不周徧,故曰四游。此其法之大略也。[viii]
雖然朱熹并沒(méi)有明確指出這里所描述的渾儀就是他家的渾儀,但是,朱熹在描述渾儀的結(jié)構(gòu)時(shí)肯定參照了他自己家中的渾儀,這應(yīng)當(dāng)是沒(méi)有問(wèn)題的。需要一提的是,后來(lái)朱熹的弟子蔡沈作《書(shū)集傳》,收入了以上朱熹對(duì)于渾儀結(jié)構(gòu)的描述,而《書(shū)集傳》是宋代以后科舉考試的重要教科書(shū)之一。