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沈括（1031－1095）不僅是我國北宋時期一位有經世之才的傑出政治家，也是一位學識淵博、成就卓絕的自然科學家。《宋史．沈括傳》說他「博學善文，於天文、方志、律歷、音樂、醫藥、卜算無所不通，皆有所論著」。他晚年所著的《夢溪筆談》是一部十幾萬言的皇皇巨著，內容極其豐富，反映了我國古代尤其是北宋時期自然科學所取得的偉大成就，記載了他自己許多精闢的學術見解。沈括和他的著作在我國科技史上佔據著特別突出的地位，在世界科技只上也享有很高的聲譽。日本數家三上羲夫稱讚沈括說：「日本的數學家沒有一個比得上沈括，……沈括這樣的人物，在全世界數學史上找不到，唯有中國出了這一個人」。英國著名科技史家李約瑟也認為沈括是「中國科學史上最奇特的人物」，《夢溪筆談》是「中國科學史上的座標」。 但是，沈括這樣一們文武雙全的政治活動家、世界第一流的科技人才，一生中卻歷盡坎坷，在政治上和學術上都屢遭排斥和打擊。沈括所處的時代，北宋地主統治階級內部革新派與守舊派的鬥爭十分激烈。宋神宗熙寧二年（1069提），地主階級革新派的代表王安石被任命為宰相，開始進行大規模的變法運動。沈括積極參預變法活動，受到了王安石的器重，擔任過管理全國財政的最高長官三司使等許多重要官職。在這同時，他也被守舊派視作眼中釘，多次遭到誣陷，兩度被罷官降職。沈括在政治上是一個堅定的革新派，在科學研究中更是一貫敢於提倡新說，反對墨守陳規。沈括的科技發現和學術創見很多，但大都是在同腐朽的儒都經學傳統勢力進行反覆鬥爭後才取得的。自先秦以來，僵化的儒教經學曾束縛住了中國歷史上無數知識分子的手腳，把他們的主要精力都吸引到「齊家、治國、平天下」的政治目標和自我道德修養上去，而把一切真正具有認識價值的科學知識一概貶作、君子不齒的「方技」。而且這種傳統的儒教經學具有極其頑固的抗變性和保守性，只要誰稍稍「有乖於聖學經義」，就會被扣上「離經叛道」的罪名，受到輕則毀譽、重則家破人亡的嚴懲。因此，中國古代許多曾見諸史籍的重要發現和發明，都在漫長的歲月中被淹滅了。沈括在自己的學術生涯中，同樣未能逃脫這樣的厄運。他的許多學術成就都曾被作為異端而遭受排斥，有的甚至被埋沒了數百年。這種情況特別典型地表現在乳對曆法的改革方面。 北宋頻繁的曆法改革活動 宋王朝建立之初，進入了一個社會相對穩定的時期，七八十年的長期統一與和平，為社會生產的發展創造了有利條件。和唐代相比，宋代的經濟在農業、手工業、商業和國外貿易等方面都有了巨大的發展。經濟的發展、生產的需要，直接導致了宋以後科學技術的發展高潮。在這一科技發展高潮中，天文學佔據著顯著的地位。 當時航海業的發展提出了精確測定天體位置的要求，農業的發展則需要依據更準確有曆法來精細地安排農事。而這一時期冶煉和機械製造工藝水平的提高，又使得一些大型、精密天文儀器的製造成為可能，從而大大改進了天文觀測的精度，這樣就把天文觀測和曆法計算中的矛盾揭示得越來越深刻。正是人們的生產鬥爭和科學實驗促成並推動了北宋頻繁的改歷活動。在這一時期內，幾乎每個皇帝在位時都頒布過新歷。從北宋開國（960年）到京城開封被金兵佔領（1126年），這167年間就頒布了9個曆法，平均每18年就要進行一次曆法改革。 科學技術的發展固然是由社會生產所決定的。但在階級社會中，統治階級總是要求科學技術服從自己的階級利益，為本階級的統治服務。因此，社會對於科學技術的需要能否實現，往往在很大程度上又取決於統治階級對科學技術的認識和所採取的政策。北宋歷代皇帝對曆法改革都是比較重視的，但是他們這樣做的目的並不在於積極發展科學事業，而主要出於政治需要。因為曆法是否準確，除了與農業生產和人民生活有關，還與統治階級的命運有著緊密的聯繫。在封建統治階級看來，曆法與天象相吻合，正好說明朝廷的統治與天意是一致的。統治階級總要借天象欺騙人民，同時自己也受天象的控制。北宋時期由於經常受到北方的遼和西夏的侵擾，國勢較弱。又由於階級矛盾尖銳，農民不斷舉行起義，因此統治階級特別迷信於天象，總是希望能從天象中突擊探出老天爺的意向。正由於這個原因，曆法才受到北宋歷代皇帝的重視，在一定程度上促進了這一時期的曆法改革活動。 但是，統治階級一方面把曆法作為鞏固封建統治的工具，另一方面又害怕人民利用曆法來造自己的反。為了把曆法牢牢地掌握在自己手裡，壟斷對天意的解釋，北宋朝廷頒布過嚴禁私習天文的法令。天文學研究和編製曆法本來是一種學術活動，但由於它和封建帝王的利益聯繫在一起了，就使得曆法改革隨時有可能被捲入政治鬥爭的漩渦，那些有志於改革曆法的人也必然會經常受到來自封建統治階級的巨大壓力，有時甚至遭到迫害。 北宋頻繁的曆法改革，一方面說明這個時期天文觀測水平的先進，很容易發現曆法預報的誤差。另一方面，正如沈括分析的那樣，根本問題在於沒有以實測資料為根據，大多數改歷只不過是就最近幾次的預報誤差作一些局部改動，以求一時湊合。這樣的曆法，行用一段時間就一定會出現新的更大誤差。但這並不是說北宋的曆法改革就毫無成就，當時由沈括主持編修的《奉元歷》就是一部具有一定科學內容的好曆法，而沈括晚年提出的「十二氣歷」則更是一項根本改革曆法制度的科學創議，是我國天文學史上最優秀的曆法之一。 由整頓司天監、編修《奉元歷》引起的風波 沈括研究天文是從1066年入京到昭文館編校書籍時開始的。他充分利用能接觸到大量皇家藏書的條件，認真研究前人留下的寶貴的天文資料和理論見解，並結合當時生產實踐中一些新的經驗和自己的慎密觀測，提出了不少有價值的觀點，受到了人們的重視。例如，他正確地闡明瞭月亮盈虧的道理，論證了日、月的形狀都是球形；他又詳細探討過日、月食發生的原因，並初步運用了日、月距離黃、白道交點遠近的觀點來說明食分的大小，這與現代天文學的觀點是完全一致的；他還較準確地計算出了日、月軌道交點退行的度數，很接近於今天的實測數值。沈括獲得的這些學術成就，使他很快就聲名大振。1072年，宋神宗決定指派他兼任提舉司天監，於是他正式做了研究天文的官員。 司天監的主要任務是觀測天象，推算歷書。但在那時，司天監內儘是一些倚仗封建官僚權混進來掛名領薪的歷官，對「法象圖器，大都抵漫不知」。因此，自宋初以來的各次改歷，只能是把各種數據適應性地改動一下，以求暫時相符罷了，很少有人注意用實測資料作為改歷的依據。這些掛名的歷官不僅自己無能，而且嫉賢妒才，總是千方百計排擠真正有才學的人。沈括上任以後，決心首先要好好整頓一下這個充滿官僚習氣的學術機構。他一下就罷免了六個飯桶官員。接著又錄用了一批人士，並為他們開辦了技術培訓班，培養一段時間後就安排到監內擔任實際工作。這些改革措施使司天監的氣象為之一新，當然也使沈括與封建保守勢力之間的對立變得尖銳起來。特別是沈括親自推薦並積極支持的淮南平民衛樸進行改歷工作一事，這在當時更是一種悖世駭俗的舉動，所以遭到了封建保守勢力更加猛烈的攻擊。 早在沈括入監前，宋神宗就曾命令歷官修造新歷，但遲遲沒有成功。沈括兼任提舉司天監後，與衛樸通力合作，終於在1074年修成了新的《奉元歷》。《奉元歷》確定以365.243585日為一回歸年，雖比現在實測的365.2422日稍大一點，但比以前所行的宋歷都要準確得多。 編修《奉元歷》的工作並不是一帆風順的。為了使新歷更精確，衛樸主張必須從根本上改革從唐代《大衍歷》以來一直沿用的閏朔法。但是這個主張遭到了封建保守勢力的強烈反對，認為這樣做違反祖宗舊制，是毫無根據的。結果，衛樸的這個合理主張根本無法貫徹下去。可是，沈括的態度十分堅決，他支持衛樸用日晷進行了實地測試，證明要將舊朔法提早五十多刻，才與實測數據相符。他們用事實有力的回擊了保守派的非難，終於把富於革新精神的修歷總方針確定下來了。 除此之外，在修歷方法上也引起了爭端。沈括和衛樸認為必須改變過去單靠推算來修歷的方法，而應以實測資料為根據，即從觀測五星的運行情況入手來編修新歷。這個設想立足於觀測事實，無疑是正確的。如能得以實現，新歷必然會大大超過以往所行用的各種曆法。但是那批不學無術的歷官是不會容忍這些的，因為新歷的成功只會更加暴露他們自己的無能，所以他們又串通一氣竭力反對，改革受到百般阻撓。沈括後來回憶這一事件時說：「衛樸造歷，氣朔已正，但五星未有候簿可驗。……是時司天歷官，皆承世族，隸名食祿，本無知歷者，惡樸之術過已，群沮之，屢起大獄。雖終不能搖樸，而候簿至今不成」。當時的形勢十分險惡，封建保守勢力已經把一場學術爭論引導成為政治鬥爭，企圖使衛樸受審下獄，對其進行政治迫害。在沈括的保護下，保守派陷害衛樸的陰謀未能得逞。但因衛樸是個盲人，他雖有驚人的記憶力並能運算如飛，可是要取得觀測數據卻非得依靠別人。保守勢力的阻撓和破壞，使衛樸始終未能獲得有關五星運行情況的實測資料。這就給新歷留下了先天不足的病根，大大影響了《奉元歷》的精確度。沈括指出：「樸之歷術，今古未有」，但由於「群歷人所沮，不能盡其藝」，在「別無天象文籍參證，止據前後歷書詳酌增損」的條件下，衛樸只能糾正以前歷書中那些明顯的錯誤。據衛樸自己估計，《奉元歷》的精確度只達到了五六成。結果，在《奉元歷》頒行的第二年，預報的一次月食就沒有應驗。這時保守勢力又趁機發難，朝廷也向衛樸追究責任。在這種情況下，沈括再次挺身而出，替衛樸和新歷辯護，並提出了補救措施。沈括親自組織天文院的學生用渾儀、浮漏、圭表進行測試，每天記錄天象，所得資料交給衛樸用新歷參較，遇到不完善的地方馬上審行改正。經過一年多的努力，衛樸重修過的《奉元歷》果然比以前更精確了。連宋神宗也不得不承認：『提舉司天監近校月食時分，比《崇天》、《明天》二法，已見新歷為密。』沈括也認為，《奉元歷》雖然沒有達到應有的水平，卻仍不失為一部令人比較滿意的好曆法。 由於編修《奉元歷》的工作從一開始就受到了嚴重的干擾和破壞，沈括和衛樸的全面改歷計或沒有完全實現。但《奉元歷》畢竟行用了19年之久。可見它的確具有一定的科學內容。沈括和衛樸都有過人的學識和才能，但是他們生活在腐朽的封建時代，保守的官僚政治勢力不容許他們真正有所作為，對他們施加了重重壓力，設置了種種障礙，使《奉元歷》的精度大打折扣，甚至竟沒有讓《奉元歷》留傳下來，使我們今天無法更具體地瞭解其中所包含的科學內容。另外，沈括在司天監期間，還對一些老式天文儀器和渾儀、浮漏、景表等進行過精心的改革，取得了很大成績。但在沈括離開京城以後，這些改革過的天文儀器也遭到了排斥，被說成是「沈括以意增損，器成數年不能定，與浮漏、景表不應」。沈括改制過的新儀器都被棄置不用，反而重新鑄造了一套老式儀器。再者，經過沈括整頓後的司天監，本來已經面貌一新，工作有了很大起色。但當沈括一離開這個職位後，封建保守勢力馬上捲土重來，不久司天監也就「其弊復如故」了。凡此種種，說明那怕是沈括這樣一位有一定政治地位的大科學家，在封建社會裡也不可能充分發揮共聰明才智。唐朝的韓愈在《原毀》一文中早已發表過「事修而謗興，德高而毀來」的感慨。這就難怪中國古代許多重要的科技發現或發明，都沒有能夠傳播開去、流傳下來。拿沈括來說，他晚年提出的《十二氣歷》，就被淹埋達八百年之久。 被埋沒八百多年的《十二氣歷》 自春秋戰國以來，我國就發展了一種「月令」思想，認為只有在某個特定的月份裡才能進行某種生產、政治或宗教活動，如果違背了這個秩序就會受到老天爺的懲罰。這種思想反映了農業社會受自然條件支配的實質。西漢以後，月令逐漸定型下來，受到封建統治者和廣大人民的重視。其實嚴格說來，一定地區農業生產活動的日期主要應根據氣候變化來進行安排，而氣候變化的基本因素是地球圍繞太陽的運動，它表現為節氣。中國古代一貫是陰陽曆交用的，因此在曆法上存在一個根本問題，就是陰陽曆之間的調合問題。我們知道，月亮繞地球的運轉週期為29.530588天，地球繞太陽的運轉週期則為365.242216天，這兩個數互除不盡。這樣，以十二個月來配合二十四節氣的陰陽合歷就始終存在矛盾。雖然我們祖先很早就採用了閏月的辦法來進行調整，但是歷日與節氣脫節的現象還是時有發生。為了解決這個問題，沈括經過長期周密細緻的研究，提出了一個徹底改革的方案，這就是他的《十二氣歷》。 《十二氣歷》是沈括晚年在《夢溪筆談補筆錄》中提出來的。他首先討論了置閏法。他說，置閏法是古代遺留下來的，本來不應議論。但是有許多事情古人不可能預見到，而有待於後世發現。只要所說的是真理，就不應該有什麼古和今的區別。沈括肯定了事物運動變化具有規律性，反對盲從古人，認為學術思想應該不斷有所發展，不能老是停留在前人的水平上。這些思想都是難能可貴的。 他接著討論了曆法中出現的「氣朔相爭」現象。認為產生這種現象的根本原因在於，一年有十二個月，一月有二十九天，兩者互除不盡。雖有閏月的方法來進行調節，但「閏生於不得已」，是一種無可奈何的補救方法，不能根本解決問題。他得出結論說，寒去暑來，萬物生長衷亡的變化，主要是按照二十四節氣進行的，而月亮的圓缺與一年農事的好環並沒有很大關係。以往的曆法僅僅根據月亮的圓缺來定月份，節氣反而降到了次要地位，這是不應該的。正是從以上考慮出發，他提出了經純陽曆取代陰陽合歷的建議，這就是《十二氣歷》。沈括指出，只有純陽曆才能把節氣固定下來，從而更好地滿足農業生產對曆法的需要。 《十二氣歷》把一年分為四季，每季分為孟、仲、季三個月，以立春那天為孟春之月的首日，以下類推，用節氣來定月份。每月有大月小，大月三十一日，小月三十日，大小相同，把閏月完會去掉。即使有「兩小相並」的情況，也不過一年中出現一次。有「兩小相並」的年份為365天，沒有的年份為366天。至於月亮的圓缺，為著某些需要，只在歷書上註明「朔」、「望」，作為一般內容。 沈括《十二氣歷》的提出，是曆法制度方面一項帶根本性的變革，它既簡便又科學，既符合天體運行的實際情況，又十分有利於農事安排，從根本上解決了曆法適應農業生產需要的問題，是中國古代曆法中的一個優秀代表。現在公認，這樣徹底的一個陽曆，不僅比當時西面通用的「儒略歷」合理得多，而且比現在世界各國採用的公歷「格列高利歷」（即陽曆）還要合乎理想。「格列高利歷」十二個月的大盡、小盡安排得還不是合理，節氣還有一天上下的偏差。遠不如沈括的《十二氣歷》。農民的春耕、夏種、秋收、冬藏都要依照節氣而定，《十二氣歷》特別適合勞動人民的需要，如果當時能被採用，勢必有利於農業生產的發展。但是，封建統治階級卻並不關心這一切。在他們看來，陰陽合歷是沿用了千百年的「祖宗舊制」，沈括要徹底打破它，是絕對不能容許的「判逆」行動。事實上，《十二氣歷》提出來以後，不僅從來沒有被採用過，而且一直遭到封建保守勢力的惡毒攻擊。直到清朝年間，著名學者阮元在《疇人傳》一書中還在責罵沈括的《十二氣歷》。阮元認為，古人留下的舊制是「終古無弊」的，做學問只需「言其所當然，而不復強求其所以然」。因此毫無必要使學術理論「其法屢變」。據此，阮元指責沈括提出《十二氣歷》是「徒騁臆知，而不合經義」。 沈括早已預料到《十二氣歷》會招致非議，他自己會因此受到謾罵攻擊。他說：「我起先驗證說一天的百刻有長短的差別，人們已經懷疑我的說法。後來我又說十二個月裡北斗七星斗柄所指的方向會隨著歲差而有所改變，人們就更加驚駭了。現在這個《十二氣歷》肯定會招致更猛烈的攻擊了。但是我堅信日後一定有採用我這個主張的那天」。沈括的這些預言今天果真實現了關於夏天和冬天一天的時刻有長短之別，斗建要隨歲差而遷移，這些早已成為科學的定論。就是《十二氣歷》，在被埋沒了八百多年以後，也開始重新受到了人們的關注。事實上，清末農民革命政權——太平天國所頒行的「天歷」，其基本原理就是與《十二氣歷》完全一致的。本世紀30年代英國氣象局開始頒行的用於農業氣候統計的《耐普爾．肖歷》，也是節氣位置相對固定的純陽曆，其實質與《十二氣歷》也是一樣的。 沈括在當時那種惡劣的社會條件下，能夠力排眾議，頂住封建保守勢力施加的種種壓力，大膽創立新的科學學說，並堅信日後一定會被採用，充分表現了他敢於衝破舊的習慣勢力的束縛，敢於堅持科學，敢於鬥爭的精神，是永遠值得人們敬仰的。沈括改革曆法的坎坷經歷，也從一個側面表明，封建制度的種種弊端，使得那個時代裡正義難以伸張，真理常被埋沒，學者無發表學術見解的自由，著書立說常常招來橫禍，嚴重影響了科學技術的發展。要想取得科學技術上的領先地位，這是必須記取的歷史教訓。 ------------------ 亦凡公益圖書館掃校 |
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