授時歷

授時歷

授時歷》,為公元1281年(元至元十八年)實施的歷法名,因元世祖忽必烈封賜而得名,原著及史書均稱其為《授時歷經》。其法以365.2425日為一歲,距近代觀測值365.2422僅差26秒,精度與公歷(指1582年《格裏高利歷》)相當,但比西方早採用了300多年。公元1276年(元十三年)元世祖命許衡"領太史院事",全面負責這一工作,並以王詢、郭守敬為副,共同研訂。

  • 中文名稱
    授時歷
  • 外文名稱
    GPS clock calendar
  • 編製者
    許衡
  • 起源時期
    公元1281年
  • 施行時間
    共364年

簡介

授時歷》,每月為29.530593日,以無中氣之月為閏月。它正式廢除了古代的上元積年,而截取近世任意一年為歷元,打破了古代製歷的習慣,是我國歷法史上的第四次大改革。明初頒行的《大統歷》基本上就是《授時歷》,如把這兩版歷法看成一版,可以說是我國歷史上施行最久的一版歷法,達三百六十四年。《授時歷》為公元1276年(元至元十三年)六月至公元1280年(至元十七年)二月間,許衡、王恂、郭守敬、楊恭懿等在東西六千餘裏,南北長一萬一千餘裏的廣闊地帶,建立了二十七所測驗站點,進行實測完成(即四海測驗)。元朝《元朝名臣事略》、《元文類》等史料均記載許衡為《授時歷》主編,特別是許衡遺著《許文正公遺書》卷十二有《授時歷》全文-《授時歷經》。

修訂經過

元朝初年沿用過去金國的《重修大明歷》。這個歷法是公元1180年(金世宗大定二十年)修正頒行的。行用了幾十年後,誤差積累已經相當嚴重,所以發生了好幾次預推與實際現象不符的事。再一次重新修改是迫切需要的了。

公元1276年(元至元十三年),元軍佔有了南宋都城臨安。就在這一年,元世祖忽必烈遷都大都,並且採納已死大臣劉秉忠的建議,決定修訂歷法,頒行元朝自己的歷法。

于是,元朝廷下令在新的京城裏組織歷局,調動了全國各地的天文學者,修訂歷法。

這件工作名義上以張文謙為首腦,但實際負責歷局事務和具體編算工作的是精通天文、數學的王恂。

當時,王恂就想到了好友郭守敬。他長于製器和通曉天文。因此,郭守敬就由王恂的推薦,參加修歷,奉命製造儀器,進行實際觀測。

從此,在郭守敬的科學活動史上又揭開了新的一章,他在天文學領域裏發揮了高度的才能。

郭守敬首先檢查了大都城裏天文台的儀器裝備。這些儀器都是過去金國的遺物。其中渾儀還是北宋時代的東西,是當年金國佔有北宋的京城汴京以後,從那裏搬運到金國中都來的。當初,一共搬來了三架渾儀。因為汴京的緯度和金中都相差約四度,不能直接使用。金國的天文官曾經改裝了其中的一架。這架改裝的儀器在元初也已經毀壞了。郭守敬就把餘下的另一架加以改造,暫時使用。另外,天文台所用的圭表也因年深日久而變得歪斜不正。郭守敬立即著手修理,把它扶置到準確的位置。

這些儀器終究是太古老了,雖經修整,但在天文觀測必須日益精密的要求面前,仍然顯得不相適應。郭守敬不得不創製一套更精密的儀器,為修歷工作奠定堅實的技術基礎。

歷法的製定工作中所必須的天文觀測,主要是兩類。一類是測定二十四節氣,特別是冬至和夏至的確切時刻;用的儀器是圭表。一類是測定天體在天球上的位置,套用的主要工具是渾儀。

圭表中的"表"是一根垂直立在地面的標竿或石柱;"圭"是從表的跟腳上以水準位置伸向北方的一條石板。每當太陽轉到正南方向的時候,表影就落在圭面上。量出表影的長度,就可以推算出冬至、夏至等各節氣的時刻。表影最長的時候,冬至到了;表影最短的時候,夏至來臨了。它是我國創製最古老、使用最熟悉的一種天文儀器。

這種儀器看起來極簡單,用起來卻會遇到幾個重大的困難。

首先是表影邊緣並不清晰。陰影越靠近邊緣越淡,到底什麽地方才是影子的盡頭,這條界線很難劃厘清楚。影子的邊界不清,影長就量不準確。

使用圭表時的第二個難題就是測量影長的技術不夠精密。古代量長度的尺一般隻能量到分,往下可以估計到釐,即十分之一分。按照千年來的傳統方法,測定冬至時表影的長,如果量錯一分,就足以使按比例推算出來的冬至時刻有半個至一個時辰的出入。(一個至兩個小時)這是很大的誤差。 還有,舊圭表隻能觀測日影。星、月的光弱,舊圭表就不能觀測星影和月影。

所以為了修訂歷法,元朝廷修建了觀星台,並且進行了有史以來最大規模的天文學實際測量的工作,最北到達了西伯利亞,最南則到達了南海諸島。

通過一系列精準的天文測量,並且在南宋《成天歷》的基礎上,郭守敬等傑出的科學家終于克服了修訂歷法中的種種困難,非常成功的精確製訂完成了《授時歷》這部卓越的歷法。

明初宋濂等撰《元史》記載,公元1276年(至元十三年)六月,元世祖命王恂與江南日官置局修歷,以張易董其事,易恂奏宜得許衡明歷理,遂詔命許衡赴京領改歷事,至元十五年詔郭守敬,十六年詔楊恭懿修歷。而且在《歷志》中明確指出許衡為《授時歷》主編,"今衡、恂、守敬等所撰《歷經》及謙《歷議》故存,皆可考據"。在清魏源撰《元史新編·歷志》及其它諸多史書中均有同樣記載。說明在明、清兩朝同樣記載許衡為《授時歷》主編。

郭守敬等人還接受了修訂歷法的任務。公元1277年左右,郭守敬向朝廷建議,為修訂歷法,組織一次全國範圍的大規模的天文觀測。元世祖忽必烈接受了建議,派十四名天文學家,到國內二十六處地點進行了幾項重要的天文觀測,歷史上把這項活動稱為"四海測驗",測定了夏至日的表影長度和晝、夜時間的長度,為修訂歷法提供了很多精確的資料。

公元1280年(元世祖至元十七年)春天。元世祖按照"敬授民時"的古語,將修訂完成的歷法取名為《授時歷》。

授時歷的主要編製者許衡授時歷的主要編製者許衡

意義

這部歷法,反映了當時我國天文歷法的新水準。它有不少革新創造,例如,定一回歸年為365.2425日,比地球繞太陽公轉一周的實際時間,僅差26秒,和現代世界通用的公歷完全相同。在編製過程中,他們所創立的"三差內插公式"和"球面三角公式",是具有世界意義的傑出成就。按照《授時歷》的推斷,1299年(大德三年)八月己酉朔巳時,應有日食,"日食二分有奇"。但到了那一天,"至期不食"。是否《授時歷》錯了?根據現代天文學推算,那天確實有日食發生,是一次路線經過西伯利亞極東部的日環食。隻是食分太小,加之時近中午,陽光很亮,肉眼沒能觀察到罷了。《授時歷》經受住了時間考驗。它在我國沿用了三百多年,產生了重大影響。朝鮮、越南都曾採用過《授時歷》。

修訂者簡介

許衡

許衡,字仲平,學者稱之魯齋先生,祖籍懷州河內(今河南省焦作市沁陽 )。出生于金衛紹王大安元年(宋寧宗嘉定二年、元太祖四年)四月初三,為農歷己巳年己巳月丙寅日、公元1209年5月8日,卒于元至元十八年三月初三,為農歷辛巳年壬辰月戊戌日、公元1281年3月23日。許衡通過傳道授業,對于漢、蒙文化的融合和交流作出了卓越的貢獻。許衡精通天文、歷算。至元十三年(公元1276年)元世祖"以海宇混一,宜協時正日",故須摒棄沿用已久舛誤甚多的金代《重修大明歷》而修訂歷法。于是,遂命許衡"領太史院事",全面負責這一工作,並以王詢、郭守敬為副,共同研訂。經過全們的積極努力,至元十七年(公元1280年),終于完成了這一艱巨復雜的任務。 在此期間,許衡以年屆七旬的高齡,辛勞擘劃,艱苦備嘗。創製了簡儀、仰儀、圭表、景符等天文儀器,在全國各地修建27所觀測台,進行實地觀測。製訂了《授時歷》。他用近世截元法代替了上元積年法,並推算出了365.2425日為一年,這個結論,比地球圍繞太陽公轉一周的實際數位隻差26秒,比歐洲著名的《格列高利歷》還要早三百年。《授時歷》使用的時間,前後達363年(公元1281年~1644年)之久,是我國歷史上使用時間最長的一部歷法,是我國歷法史上的第四次重大改革。明初著名學者宋濂贊揚許衡等的功績說:"至元十三年,世祖詔前中書左承許衡、太子贊善王恂、都水少監郭守敬修訂歷法,……自古及今,其推算之精,蓋未有出于此者也。"這是十分中肯、公允的評價。許衡對程朱理學的造詣也是很深的,對程朱理學的研究有其獨到之處,提出了"命""義"之說。許衡精研程朱理學而不拘泥,提出了著名的"治生論。"他說:"言為學者,治生最為要務。"許衡是元代儒學的主要繼承人和傳播人。元代有人贊揚他說,"繼往聖,開來學,功不在文公下。"明代大儒薛則稱為之"朱之後一人"。

授時歷的主要編製者許衡授時歷的主要編製者許衡

王恂

王恂(1235-1281)是元代數學家、文學家。字敬甫。中山唐縣(今河北唐縣)人。生于元太宗七年,卒于元世祖至元十八年。幼小從劉秉忠學習數學、天文、後與郭守敬一道從劉秉忠學習數學和天文歷法,精通歷算之學。1253年,薦于忽必烈,命輔導皇太子真金。中統二年(1261年),擢太子贊善。真金任中書令,凡有咨稟,必令他與聞。後領國子祭酒。至元十三年(1276年)奉命改歷,議修金《重修大明歷》,和郭守敬一道組織太史局(後改稱太史院),王恂任太史令,分掌天文觀測和推算方面的工作,推步于下,遍考歷書四十餘家。在《授時歷》的編製工作中,其貢獻與郭守敬齊名。《授時歷》編製後,至元十八年,王恂的父親去世。王恂悲傷過度,每日隻能喝一小勺水,不久去世,時年四十六歲。王恂死後,他的推算方法沒有定稿,由郭守敬加以整理為《推步》七卷、《立成》二卷、《歷議擬稿》三卷、《轉神選擇》二卷、《上中下三歷註式》十二卷。由于王恂書生出身,家裏沒有什麽儲蓄,皇帝重賞他家。1315年(延佑二年),贈他為推忠守正功臣、光祿大夫(從一品)、司徒、上柱國(從一品)、定國公,謚號文肅。王恂為我國天文、歷法、數學科學事業的發展,做出了一定的貢獻。

郭守敬

郭守敬(1231-1316),元朝的天文學家、數學家、水利專家和儀器製造專家。字若思,漢族,順德邢台(今河北邢台)人。生于元太宗三年,卒于元仁宗延佑二年。郭守敬曾擔任都水監,負責修治元大都至通州的運河。1276年郭守敬修訂歷法,經4年時間製訂出《授時歷》,通行360多年。是當時世界上最先進的一種歷法。1981年,為紀念郭守敬誕辰750周年,國際天文學會以他的名字為月球上的一座環形山命名。

郭守敬郭守敬

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