无中气置闰。它合理地调整了年和月的关系使季节与月份大体稳定从太初历开始一直延用到现在。
东汉早期现了月亮的视运动不均匀即月亮每天的行度不一样而且知道了月行最快的地方每月朝前移三度。刘洪在乾象历(公元2o6年)里次把月亮的快慢不均匀编成表为后世月离表和日躔表的先声。要计算某一天月亮的位置应在平均值上再加上快慢多少的改正又用内插法推算任何时刻的月亮位置。采用了这些数学方法推算日月合朔和日月食生的时刻便提高了准确程度。刘洪还现月道(白道)和日道(黄道)不在一个平面上中间有六度夹角这就造成了不是每次日月合朔都生交食。他认为合朔时月亮离黄白交点过十五度半就不会生交食这就是生食的判断数据即现代的食限概念这一数据后代各历都遵用不改。
中国古历的特色从太初历到乾象历中国古历无论在内容、形式、计算方法等方面都形成中国的特色而跟欧洲历法有了明显的不同。如欧洲古罗马公元前46年起实行的格里高利历时代同中国的太初历相当年长也取用26514天同战国时古六历和东汉四分历相同。但月是31天和3o天两种与我国的朔望月不同它没有天文意义与月亮运动无关。格里历为阳历我国古历为阴阳合历。欧洲古历仅包括历日安排大小月年年相同而我国古历各年不同且还包括交食、行星、节气、晷漏等内容可以说是一种天文年历为了编制历法而带动了整个天文学的展。中国古历以观测为基础确定各种天文数据而以代数学方法处理这些数据推算天文学问题;欧洲从古希腊天文学以来一般以几何学系统立论来处理数据。我国古历以周天36514度的制度划分全天度下为分各历采用不同的进位制;欧洲以周天36o°为分划度下为分、秒皆以六十进位。秦汉以来由于皇权的加强而历法又由皇家颁行颁历权成为皇权的一部分。天文历法事业由皇室经办逐渐形成了我国天文事业的官办性质而民间研习天文历算逐渐受到了限制这也与西方的情况大不相同。
第二节浑仪和浑象浑仪天文仪器系统也在秦汉时代形成了。为了编制太初历的需要制造了观测天象、测量角度的仪器这就是浑仪和浑象的研制。西汉时落下闳就制造过浑仪据记载他是四川人“武帝征侍太史于地中转浑天改颛顼历作太初历”1。晋天文学家虞喜也说他“为汉孝武帝于地中转浑天定时节作太初历”2。这里的“地中”指阳城(今河南省登封县吉城镇)古传此地为地之中央。“浑天”即浑仪亦称浑天仪是用于观测的仪器以之测量日月行星恒星在天空的位置确定两个天体之间的角度。它应包括一个用来对准天体的管或衡又有刻有度数的标尺如地平环、子午环、赤道环等。当窥管或窥衡对准了要观测的天体时各种标尺所指示的读数就是天体的位置。东汉的贾逵还在浑仪上加进黄道环次制造了一架“黄道铜仪”。汉代的浑仪虽没有留传下来我们相信后世保留下来的浑仪不会跟它相去太远。
应该指出在制定太初历之前测量角度的天文仪器已经存在。战国时代石申编制的星表是基于角度的测量长沙马王堆西汉早期墓出土的帛书记载了秦汉时代几十年间行星的运动也是基于角度的测量3。《后汉书·律历志》曾提到汉初使用一种“圆仪”来量度日月的运动后来浑仪流行圆仪失传。1977年在安徽阜阳一西汉早期墓中出土了带有28宿距度的圆盘1可用于测量角度。这一器物的出土为研究早期的测角仪器提供了实物依据。浑象西汉末年扬雄所著《法言·重黎》里说:“或问浑天曰:落下闳营之鲜于妄人度之耿中丞象之。”这里的耿中丞即汉宣帝时大司农中丞耿寿昌他制造了一个浑象模拟浑天的运动情况。这种仪器大体是一个大圆球在球壳上刻着日月星辰利用它的转动演示天象的变化。汉代最著名的是张衡制造的“水运浑象”又叫“漏水转浑天仪”类似今天的天球仪利用水力来推动仪器的旋转度同天空的周日运动一致所以把仪器放在室内根据它的旋转也能知道室外的天象变化。在此基础上后来还明了钟表。浑仪和浑象历代都有制造从汉代以来成了我国古代观测天象的主要仪器。1唐司马贞《史记索隐》引《益部耆旧传》。
2《隋书·天文志》。
3见《马王堆汉墓帛书〈五星占〉释文》载《中国天文学史文集》科学出版社1978年版。1阜阳博物馆等:《阜阳双古堆西汉汝阴侯墓掘简报》《文物》1978年8期。第三节圭表和漏刻时间的计量随着生产和生活水平的提高对时间的要求也在变化原始社会的那种日出而作、日入而息的作息制度已嫌粗疏在殷商时代已将白天分成好几段。甲骨文中有旦、明、小采、大采、中日、昃、昏、夕等字。《左传》昭公五年(公元前537年)条说:“日之数十故有十时亦当十位。”说明古代曾将一天分成十时。《隋书·天文志》在记述古代的时刻制度时说:“昼有朝、有禺、有中、有晡、有夕夜有甲、乙、丙、丁、戊。”这可能就是一天十时而五夜之说也许就是五更的来源。《淮南子·天文训》中有一昼夜分成十五时的记载1而汉代的十二辰和百刻时制也相当流行2。时刻制度的展必然伴随着测时和计时仪器的进步。
圭表甲骨文中有关时间的字大多从日字说明测时的依据是太阳。根据太阳的运动判断一天内的时间变迁圭表是最早使用的仪器。一根竿子立在地上可以根据影子的长短和方向判断季节和一天内的时刻1967年在江苏仪征的一座东汉墓中出土了一件铜圭表不用时可以折叠起来像一把铜尺使用时将圭从表的凹槽中立起使用和携带都很方便。在圭表的基础上展起来的日晷到汉代已做得很精细1897年和1932年先后在内蒙、河南、山西出土了三块秦末汉初的晷仪3上有69条刻线占盘面的2/3其余部分没有刻线当为黑夜见不到日影的部分。三块出土地点不同而其结构和所刻字体都相同这表明