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天文地理篇-天文历法大师——僧一行与《大衍历》

僧一行,本名张遂,是唐代杰出天文学家,一行为密教高僧,人称一行阿阇梨,为密宗传持八祖之一,被尊称为天师。他少年聪敏,博览经史,尤精于天文、历象、阴阳五行之学。

时年二十的一行,得京都著名道人尹崇所送一本西汉扬雄所著的《太玄经》,他很快即通达其旨,写出《太衍玄图》、《义诀》各一卷,阐释晦涩难懂的《太玄经》,为尹崇所推崇,称“此后生颜子也”,从此名声大振。

一行曾长途跋涉三千里,至天台山国清寺向一个隐名大德研习数术,造诣更深,名声更震。他品行高迈,刚正不阿。时武则天之侄武三思炙手可热,慕其学行,为赢得“礼贤下士”的美名有意拉拢他,张遂不愿为之所用,又怕因此而遭到迫害,于是逃到河南嵩岳寺剃度出家,取法名为“一行”,跟随嵩山的北宗禅普寂禅师习禅。后来一行被唐玄宗征诏入京,并受到特别款待,玄宗命一行主持修编新历,从此他就开始专门从事天文历法的工作,并做出了杰出的贡献。

一行他通过长期的天文观测发现了恒星移动的现象,进一步发现和认识了日,月、星辰的运动规律,废弃了沿用长达八百多年的二十八宿距度数据,并在历史上第一次提出了月亮比太阳离地球近的科学论点。

当时有个率府兵曹参军梁令瓒设计了一个黄道游仪,并已经制成了该仪器的木头模型。在一行的支持和领导下,于公元723年,用铜铸造成此仪器。这台仪器既可以用来测定每天太阳在天空中的位置,也可以用来测定月亮和星宿的位置。同年,一行和梁令瓒等人在继承张衡“水运浑象”理论的基础上又设计制造了“水运浑天仪”。水运浑天仪上刻有二十八宿,注水激轮,每天一周,恰恰与天体周日视运动一致。水运浑天仪一半在水柜里,柜的上框,有如地则自然撞钟。整个水运浑天仪既能演示日、月、星辰的视运动,又能自动报时。这是世界上最早的计时器,比外国自鸣钟的出现早了六百多年。

一行组织了一批天文工作者利用这两台仪器进行天文观测,取得了一系列关于日、月、星辰运动的第一手资料。他还组织人力在全国各地测量日影,实际上这就是对地球子午线的测定,这是一行在天文学上最重要的贡献。

从开元十二年(公元724年)起,一行主持全国范围内的大规模天文大地测量工作。他在全国选择了12个观测点,并派人实地观测,自己则在长安总体统筹指挥。其中负责在河南进行观测的南宫说等人所测得的数据最科学和有意义。他们选择了经度相同、地势高低相似的四个地方进行设点观测,分别测量了当地的北极星高度,冬至、夏至和春分、秋分四时日影的长度,以及四地间的距离。最后经一行统一计算,得出了北极高度差1度,南北两地相距351里80步(即现在的129.2公里)的结论。这虽然与现在1度长111.2公里的测量值相比有较大误差,但这是世界上第一次用科学方法进行的子午线实测,在科学发展史上具有划时代的意义。中国科技史专家李约瑟就曾评价一行组织的子午线长度测量是“科学史上划时代的创举”。

一行主张在实测的基础上修订历法,在经过几年的天文观测及准备工作后,于开元十三年(公元725年)才开始编历。他用两年时间写成历法草稿,并定名为《大衍历》。

《大衍历》以刘焯的《皇极历》为基础,并进一步发展了《皇极历》。《大衍历》共分为7篇,即步中朔术、步发敛术、步日躔术、步月离术、步轨漏术、步交会术、步五星术。《大衍历》发展了前人岁差的概念,创造性地提出了计算食分的方法,发现了不等间距二次内插法公式、新的二次方程式求和公式,并将古代“齐同术”(通分法则)运用于历法计算。

一行在完成《大衍历》的同年不幸去世,当时只有45岁。开元十七年(公元729年),《大衍历》颁布实行,并一直沿用达八百年之久。经过验证《大衍历》比当时已有的其他历法,如祖冲之的《大明历》、刘焯的《皇极历》、李淳风的《麟德历》等要精密、准确得多。《大衍历》作为当时世界上较为先进的历法,相继传入日本、印度,在这两国也沿用近百年,极大地影响了这两个国家的历法。

一行擅长天文、历算、祈雨、咒术,深得民众的信赖。因此,也有很多关于他的神异传说,其中流传较广的是一行捉北斗七星救恩人之子的故事。

一行少年家贫,为一老婆婆救济,功成名就后,那老婆婆求于门前。原来她的儿子因杀人入狱,求一行帮忙。这却为难了一行,老婆婆虽有恩于他,而自己又不能枉法,只好拒绝。老婆婆大怒,斥责其忘恩负义,一行很苦恼,只好作法来解决矛盾。他叫人在寺院空房里放置了一口大瓮,随后叫过来两人,给他们两个布袋,说:“某大街有一处废园,你们在中午时分潜伏其中,黄昏时必定有东西进来,当捉到第七只时,就可以把袋子系上了。要是跑了一只,拿你们是问!”两手下潜于园中,黄昏前果然有一群东西冲来,细观之,乃是猪。两人正好捉了七只,献给一行。一行大喜,叫人把猪装进大瓮,加盖糊泥,在上面写上梵字。

第二天一早,唐玄宗紧急召见一行,问道:“太史奏报,昨夜北斗星不见,此为何兆?”一行说:“北魏时火星于夜空中失其位,天下大乱,现在北斗星消失,自古以来还没有过,可能要出乱子了!”唐玄宗显得非常着急:“有什么办法弥补呢?”一行则献出解决方案:“唯有大赦天下,释放一切犯人,当然也是试试看。”玄宗皇帝随之应允。当夜,北斗七星即出现一颗,随后每天多一颗,七日后全部出现,恢复正常。在这个故事里,一行通过法术,间接地救了老婆婆的儿子。说起来,唐玄宗时,确实有过一次因出现奇异天象而大赦天下的事。

当然这只是民间流传的神话,一行真正的成果是在天文历法上所取得的卓越成就,这些成果在人类文明史上占有重要地位,而且他所重视的实际观测的科学方法,极大地促进了天文学的发展。在他之后,实际观测就成为了历代天文学家从事学术研究时采用的基本方法,引导着学者们译解了一层层的天文奥秘。