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朱熹对浑仪的研究

乐爱国

(厦门大学  哲学系 福建  厦门  361005

 

 

要:宋代理学家朱熹研究过天文学,而且有充分的史料证明“朱熹家有浑仪”。朱熹对浑仪的发展历史以及浑仪的结构有过深入的研究,并作了详细的描述。更为重要的是,他运用浑仪研究天的北极、北极星以及其它天文现象,以诠释儒家经典中的天文知识,从而表现出朱熹既是理学家又是天文学家的双重身份。

 

中国古代曾有过十分发达的天文学,并且早在汉代就已经有了测定天体方位的重要仪器——浑仪。宋代理学家朱熹研究过天文学;笔者曾撰文,称朱熹是“一位被遗忘的天文学家”[1]。朱熹不仅在天文学理论上有所贡献,还对古代的天文仪器,特别是浑仪,有过深入的研究。朱熹的家中曾有过一台浑仪,他对古代浑仪发展的历史以及浑仪的结构做过研究,并且还使用浑仪观测天象,解释各种天文现象。[i]

 

《宋史·天文志一》所载:“朱熹家有浑仪,颇考水运制度。”关于“朱熹家有浑仪”,还有一资料可以确证。据《朱子语类》卷二十三所载,黄义刚“癸丑(1193年,朱熹63岁)以后所闻”[ii]

安卿问北辰。曰:“北辰是那中间无星处,这些子不动,是天之枢纽。北辰无星,缘是人要取此为极,不可无个记认,故就其傍取一小星谓之极星。……。”义刚问:“极星动不动?”曰:“极星也动。只是它近那辰后,虽动而不觉。……今人以管去窥那极星,见其动来动去,只在管里面,不动出去。向来人说北极便是北辰,皆只说北极不动。至本朝人方去推得是北极只是北辰头边,而极星依旧动。又一说,那空无星处皆谓之辰……。”又曰:“天转,也非东而西,也非循环磨转,却是侧转。”义刚言:“楼上浑仪可见。”曰:“是。”……又曰:“南极在地下中处,南北极相对。天虽转,极却在中不动。”[2]

这里所记述的是朱熹与其弟子们正在讨论北极是否有位移的问题。这里的安卿、义刚,均是朱熹晚年的弟子。据方彦寿先生所著《朱熹书院门人考》,安卿,名陈淳,号北溪,漳州龙溪县人,绍熙元年(1190年)从学于朱熹;另一字为安卿者,名林学履,永福县(今福建永泰)人,其兄林正蒙,字正卿,兄弟二人均于绍熙四年(1193年)师从于朱熹;黄义刚,字毅然,抚州临川人,也于绍熙四年事师朱熹。[3]从以上所引的记述中可以看出,朱熹与其弟子们的讨论涉及“北辰”,这里指的是北极,以及北极星、天球转动的方向等。黄义刚说“楼上浑仪可见”,当是指朱熹家的楼上有浑仪。

至于朱熹家从何时开始有了浑仪,根据笔者目前所收集的史料看,尚未能给出确切的答案。据《朱文公文集》以及当今学者陈来先生所著《朱子书信编年考证》[4],朱熹在乾道七年(1171年,朱熹41岁)的《答蔡季通》中写道:

历法恐亦只可略说大概规模,盖欲其详,即须仰观俯察乃可验。今无其器,殆亦难尽究也。[5]

这里所说的“今无其器”,就是指还没有浑仪这一天文仪器。可见,这时朱熹家中尚无浑仪。

淳熙十五年(1188年,朱熹58岁),朱熹有三封书信谈到北宋天文学家苏颂所著的有关水运仪象台以及浑仪制作技术的《新仪象法要》。其一,《答苏晋叟》说道:

《仪象法要》顷过三衢已得之矣,今承寄示,尤荷留念。但其间亦误一、二字,及有一、二要切处却说得未相接。不知此书家藏定本尚无恙否?因书可禀知府丈丈再为正,庶几观者无复疑惑,亦幸之甚也。[6]

其二,《答江德功》说道:

浑仪诗甚佳,其间黄簿所谓浑象者是也。三衢有印本苏子容丞相所撰《仪象法要》,正谓此俯视者为浑象也。但详吴掾所说平分四孔加以中星者,不知是物如何制作?殊不可晓,恨未得见也。[7]

其三,《答江德功》说道:

玑衡之制,在都下不久,又苦足痛,未能往观。然闻极略,若不能作水轮,则姑亦如此可矣。要之以衡窥玑,仰占天象之实,自是一器。而今人所作小浑象,自是一器,不当并作一说也。元之制极精,然其书(指苏颂的《新仪象法要》     笔者注)亦有不备,乃最是紧切处,必是造者秘此一节,不欲尽以告人耳。[8]

从这三封书信可以看出,这时的朱熹家中仍然还没有浑仪。但是可以看出,朱熹非常想了解浑仪的制作技术。

然而,朱熹在淳熙十六年(1189年,朱熹59岁)的《答蔡季通》中则写道:

极星出地之度,赵君云福州只廿四度,不知何故自福州至此已差四度,而自此至岳台,却只差八度也。子半之说尤可疑,岂非天旋地转,闽浙却是天地之中也耶?[9]

显然,朱熹在这时已经使用浑仪观测过“极星出地之度”,即北极星的位置与地面所构成的夹角,并试图对各地的观测结果进行比较。由此可见,朱熹家此时已有了浑仪,并且已经使用过。

通过以上分析可以看出,朱熹家有浑仪的时间大约在淳熙十五年(1188年,朱熹58岁)至淳熙十六年(1189年,朱熹59岁)之间。

至于朱熹家的浑仪,是怎么来的,目前尚无可靠资料,但有一些线索。据《宋史·天文志一》记载:南宋朝廷曾于绍兴十四年(1144年)“命宰臣秦桧提举铸浑仪,而以内侍邵谔专领其事”,于绍兴三十二年(1162年)交给太史局。在此之后,朝廷中有一位与朱熹交往甚密的天文学家黄裳。黄裳(公元11471195年),字文叔,四川隆庆府普城(今四川梓潼)人,宋朝时期的天文学家、地理学家。据《宋史·黄裳传》记载,黄裳长期在王府讲授《春秋》,并曾经“作八图以献:曰太极,曰三才本性,曰皇帝王伯学术,曰九流学术,曰天文,曰地理,曰帝王绍运,以百官终焉,各述大旨陈之”,他还制作过浑天仪和地图。现存的苏州石刻天文图即是当时的王致远根据黄裳的天文图所刻。黄裳还非常赞赏朱熹的学问,并曾予以荐举。朱熹与黄裳有过密切的交往。庆元二年(1196年)朱熹在《答李季章》中说:“闻黄文叔顷年尝作地理木图以献,其家必有元样,欲烦为寻访,刻得一枚见寄。”[10] 朱熹托人到黄裳家去仿制木刻地图,可见朱熹与黄裳的关系非同一般。而且,黄裳制作过浑天仪,朱熹家的浑仪是否与此有关?尚不得而知。

 

浑仪作为中国古代重要的天文仪器,很早就已出现。早在汉武帝时,天文学家落下闳就已经使用过浑仪,当时称“浑天”。西汉末年的扬雄在《法言·重黎》中说:“或问浑天。曰:洛下闳营之,鲜于妄人度之,耿中丞象之。”[11]《隋书·天文志》引晋天文学家虞喜的话说:“洛下闳为汉武帝于地中转浑天,定时节,作太初历。”在中国古代,浑仪作为一种天文仪器,有一个不断改进和完善的过程。至唐代,浑仪的结构基本完备。北宋时期,浑仪的结构更加成熟。当时的浑仪为三重结构,分为外层的六合仪、中层的三辰仪和内层的四游仪。外层的六合仪是固定的,包括单环的地平圈和赤道圈,以及双环的子午圈。中层的三辰仪包括黄道环、赤道环和白道环,分别表示太阳、恒星和月亮的运行轨道,整个三辰仪可以绕轴旋转。内层的四游仪是两个圆环,并附有窥管。

朱熹对于浑仪的不断改进的历史过程甚感兴趣,并作了深入的考察。庆元二年(1196年,朱熹66岁),朱熹开始编纂《仪礼经传通解》,其中在注释“舜在璿玑玉衡,以齐七政”时说:

汉武帝时落下闳、鲜于妄人始为浑天之法,宣帝时司农中丞耿寿昌始铸铜为之象,史官施用焉,后汉张衡作《灵宪》以说其状,蔡邕、郑玄、陆绩,吴时王蕃,晋世姜岌、张衡、葛洪皆论浑天之义,并以浑说为长。江南宋元嘉中皮延宗又作是《浑天论》,太史丞钱乐铸铜作浑天仪,传于齐、梁,周平江陵,迁其器于长安,今在太史台矣。衡长八尺,玑径八尺,圆周二丈五尺,强转而望之,有其法也。唐正观中李淳风为之,开元中浮屠一行、梁令瓒又为之,唐乱而亡。我宋太平兴国中蜀人张思训始创为之,至元中苏颂更造,其法尤密,置浑仪于上以仰观,置浑象于下以俯视,枢机轮轴隐于中,以水激轮则浑象皆动,不假人力。[12]

这段论述概括性地描述了浑仪发展的历史,表明朱熹对于浑仪这一天文仪器的重视。

朱熹不仅考察了浑仪发展的历史过程,而且还对浑仪的结构作了细心的研究,并作了详细的描述。庆元四年(1198年,朱熹68),朱熹注释《尚书》的《尧典》与《舜典》;在所注的《舜典》中,朱熹对当时的浑仪结构作了详细的描述,其中说道:

(浑仪)为仪三重,其在外者曰六合仪。平置单环,上刻十二辰,八十四隅在地之位以准地而面定四方。侧立黑双环,具刻去极度数,以中分天脊,直跨地平,使其半出地上,半入地下,而结于其子午,以为天经。斜倚赤单环,具刻赤道度数,以平分天腹,横绕天经,亦使半出地上,半入地下,而结于其卯酉,以为天纬。二环表里相结不动。其天经之环则南北二极皆为圆轴,虚中而内向以挈三辰、四游之环。以其上下四方于是可考,故曰六合。次其内曰三辰仪,侧立黑双环,亦刻去极度数,外贯天经之轴,内挈黄、赤二道。其赤道则为赤单环,外依天纬,亦刻宿度,而结于黑双环之卯酉。其黄道则为黄双环,亦刻宿度,而又斜倚于赤道之腹,以交结于卯酉。而半入其内,以为春分后之日轨,半出其外,以为秋分后之日轨。又为白单环以承其交,使不倾。墊下设机轮,以水激之,使其日夜随天东西运转,以为象天行。以其日月星辰于是可考,故曰三辰。其最在内者曰四游仪,亦为黑双环,如三辰仪之制,以贯天经之轴。其环之内则两面当中各施直距,外跬指两轴,而当其要中之内,又为小窾,以受玉衡要中之小轴,使衡既得随环东西运转,又可随处南北低昂,以待占候者之仰窥焉。以其东西南北无不周徧,故曰四游。此其法之大略也。[13]

朱熹所描述的浑仪结构为三重结构,由外到内依次是六合仪、三辰仪和四游仪。六合仪包括地平单环、子午双环和赤道单环,各环均刻有度数;三辰仪中包括黄道双环、赤道单环和白道单环,各环都有各自固定的位置和刻度,而且整个三辰仪可以绕轴旋转;最里面的一层为“四游仪”,包括极轴,赤经双环和窥管等,平行的赤经双环夹着窥管绕极轴旋转,窥管可以在赤经双环内自由移动。显然,朱熹所描述的浑仪实际上代表了当时浑仪的水平。而且,从朱熹对浑仪结构的描述来看,朱熹对于浑仪的结构以及功用是相当熟悉的。后来朱熹的弟子蔡沈依朱熹所嘱作《书集传》,收入了以上朱熹对于浑仪结构的描述,而《书集传》是宋代以后科举考试的重要教科书之一。值得一提的是,虽然朱熹没有明确指出这里对浑仪的描述是参照了他自己家中的浑仪,但这种可能性是相当大的。

 

从现有的资料看,朱熹家的浑仪主要是用于观测北极星,并测定天球北极的位置。天球北极,在当时又称“北辰”, 从以上所引黄义刚“癸丑(1193年,朱熹63岁)以后所闻”可看出,当时,朱熹正在与他的学生们讨论北极星、北极的有关问题,并提出要用浑仪进行观测以验证。庆元二年(1196年,朱熹66岁),朱熹写成科学论文《北辰辨》,其中写道:

帝坐惟在紫微者,据北极七十二度常见不隐之中,故有北辰之号而常居其所。盖天形运转,昼夜不息,而此为之枢。如轮之毂,如硙之脐,虽欲动而不可得,非有意于不动也。若太微之在翼,天市之在尾,摄提之在亢,其南距赤道也皆近,其北距天极也皆远,则固不容于不动,而不免与二十八宿同其运行矣。故其或东或西,或隐或现,各有度数。仰而观之,盖无晷刻之或停也。……[14]

朱熹之所以要研究北辰,除了要了解天文现象之外,又与注释孔子在《论语·为政》中所言:“为政以德,譬如北辰,居其所而众星共之”有关。朱熹对该句注曰:

政之为言正也,所以正人之不正也。德之为言得也,得于心而不失也。北辰,北极,天之枢也。居其所,不动也。共,向也,言众星四面旋绕而归向之也。为政以德,则无为而天下归之,其象如此。[15]

《朱子语类》中也有类似记述:

众问“为政以德”章,曰:“……‘为政以德’者,不是把德去为政,是自家有这德,人自归仰,如众星拱北辰。北辰者,天之枢纽。”[16]

在这里,理学与科学融合在一起,表现出朱熹既是理学家又是天文学家的双重身份。

朱熹一生以重新诠释儒家经典为己任,然而,在儒家经典中,包含着大量的古代科技知识,尤其以天文知识最为丰富;《诗经》、《尚书·尧典》、《大戴礼记·夏小正》以及《礼记·月令》等都包含着丰富的天文知识。[17] 因此,朱熹要诠释这样的儒家经典,就必须具备天文学知识,必须进行天文观测和研究,只有这样,才能对儒家经典中所涉及的天文知识做出证明和解释。从朱熹的《仪礼经传通解》对《历数》、《夏小正》和《月令》的诠释以及《朱文公文集》卷六十五所载朱熹对《尚书·舜典》的诠释中可以看出,朱熹对各种天文现象做过详细的观测。以朱熹的《仪礼经传通解·历数》为例,朱熹在注释“日中星鸟,以殷仲春”、“日永星火,以正仲夏”、“宵中星虚,以殷仲秋”、“日短星昴,以正仲冬”时说道:

盖仲春之月,日在昴,入于酉地,则初昏之时,鹑火之星见于南方正午之位,当是时也,昼五十刻,夜五十刻,是为春分之气,故曰:日中星鸟,以殷仲春。仲夏之月,日在星,入于酉地,初昏之时,大火之星见于南方正午之位,当是时也,昼长夜短,昼六十刻,夜四十刻,是为夏至之气,故曰:日永星火,以正仲夏。仲秋之月,日在心,入于酉地,则初昏之时,虚之星见于南方正午之位,当是时也,昼夜分,昼五十刻,夜五十刻,是为秋分之气,故曰:宵中星虚,以殷仲秋。仲冬之月,日在虚,入于酉地,初昏之时,昴星见于南方正午之位,当是时也,昼短夜长,昼四十刻,夜六十刻,是为冬至之气,故曰:日短星昴,以正仲冬。[18]

由于岁差的原因,每一年的春分日、夏至日、秋分日、冬至日的太阳位置并不完全相同。因此,历代儒家在注释儒家经典中有关的天文知识时,都必须重新进行天文观测。以上朱熹的这段论述,很可能也是朱熹通过自己亲身的天文观测才做出的。既然是进行天文观测,那么就很可能要用到浑仪。

朱熹重视浑仪,研究浑仪,并运用浑仪观测天文现象,其中一个重要的原因就是为了阐发儒家经典中的科技知识。其实,这也是中国古代不少科学家研究科学的重要动机之一。中国古代科学是在以儒家文化为主流的背景中产生和发展起来的,不仅科学家的人格素质、价值观、学识要受到儒家思想的影响,而且,科学家从事科学研究的动机、知识基础、研究方法也与儒家文化密切相关。[19]朱熹为了阐发儒家经典中的科技知识,而运用浑仪观测天文现象并加以研究,这与中国古代许多科学家的科学研究是相一致的,因而也应当是一种自然科学的研究。更为重要的是,朱熹的天文学研究还取得了重要的成就。[20]

Zhu Xi's Research of Armillary Sphere

Yue aiguo  Hu Xinghua

 ( Department of philosophy Xiamen University Xiamen 361005 Fujian China.)

AbstractZhu Xi was a great ideologist of Lixue in Song dynastyand had a armillary sphere in his home that is attested by lots of historical dataZhu Xi studied and described the evolution and structure  of armillary spheresIt is more important that Zhu Xi also using the armillary sphere to study the North Pole of Celestial SpheresNorth Star and other astronomical phenomenafor the sake of explaining astronomic knowledge in the Confucian classicsThereforeZhu Xi was not only a great ideologist of Lixue but also a ancient astronomer

Key wordsZhu Xi   astronomy   armillary sphere

[作者简介] 乐爱国, 1955年生,男,浙江宁波人,厦门大学哲学系副教授,主要研究方向:中国古代哲学与科学,中国科学思想史。

参考文献:

[1] 乐爱国:《朱熹:一位被遗忘的天文学家》,《东南学术》,2002年第6期,第3641页。

[2]〔宋〕黎靖德编:《朱子语类》卷第二十三,北京:中华书局,1986年,第534535页。

[3] 方彦寿:《朱熹书院门人考》,上海:华东师范大学出版社,2000年,第143220195181页。

[4] 陈来:《朱子书信编年考证》,上海:上海人民出版社,1989年,第87页。

[5]《晦菴先生朱文公文集》续集卷二《答蔡季通》,四部丛刊初编。

[6]《晦菴先生朱文公文集》卷五十五《答苏晋叟》,四部丛刊初编。

[7]《晦菴先生朱文公文集》卷五十四《答江德功》,四部丛刊初编。

[8]《晦菴先生朱文公文集》卷五十四《答江德功》,四部丛刊初编。

[9]《晦菴先生朱文公文集》续集卷二《答蔡季通》,四部丛刊初编。

[10]《晦菴先生朱文公文集》卷三十八《答李季章》,四部丛刊初编。

[11]〔汉〕扬雄:《扬子法言》卷七《重黎篇》,《景印文渊阁四库全书》,台湾:台湾商务印书馆中华民国75年版。

[12]《朱子全书》第2册《仪礼经传通解》,上海:上海古籍出版社、合肥:安徽教育出版社,2003年,第891892页。

[13] 《晦菴先生朱文公文集》卷六十五《尚书·舜典》,四部丛刊初编。

[14] 《晦菴先生朱文公文集》卷七十二《北辰辨》,四部丛刊初编。

[15]〔宋〕朱熹:《四书章句集注·论语集注》,上海:上海书店,1987年,第7页。

[16]〔宋〕黎靖德编:《朱子语类》卷第二十三,北京:中华书局,1986年,第534页。

[17] 乐爱国:《儒家经典中的科技知识》,《中华文化论坛》,2004年第1期,第133137页。

[18]《朱子全书》第2册《仪礼经传通解》,上海:上海古籍出版社、合肥:安徽教育出版社,2003年,第888页。

[19] 乐爱国:《儒家文化与中国古代科技》,北京:中华书局,2002年,第306页。

[20] 乐爱国:《朱熹:一位被遗忘的天文学家》,《东南学术》,2002年第6期,第36—41页。

注释:

[i] 关于朱熹在科学上的贡献,日本著名科学史学者山田庆儿在所著的《朱子的自然学》(〔日〕山田慶児:《朱子の自然学》,東京:岩波書店, 1978)中对朱熹在宇宙论、天文学和气象学等方面的成就予以了全面的论述和评价,并且称朱熹是“一位被遗忘的自然学家”;英国著名科学史家李约瑟先生对朱熹在科学方面的工作和成就也是肯定的,并称“朱熹是一位深入观察各种自然现象的人”(李约瑟:《雪花晶体的最早观察》,载《李约瑟文集》,沈阳:辽宁科学技术出版社,1986年);著名中国科技史家胡道静先生称“朱熹是历史上一位有相当成就的自然科学家”(胡道静:《朱子对沈括科学学说的钻研与发展》,载《朱熹与中国文化》,上海:学林出版社,1989年);还有科技史专家董光璧先生也论定,朱熹是“一位有创造力的科学家”,并且说:“这种看法也得到了中国科学院院士、天文学家席泽宗先生的认同。”(董光璧:《作为科学家的朱子》,载《朱子学与21世纪国际学术研讨会论文集》西安:三秦出版社,2001年)

[ii] 本文所引述朱熹语录的年代确定,主要根据〔宋〕黎靖德所编《朱子语类》,北京:中华书局,1986年;陈来所著《朱子书信编年考证》,上海:上海人民出版社,1989年。

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2004/11/28

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