〔1〕△薛凤祚〔杜知耕〕 龚士燕 王锡阐〔潘柽樟〕 方中通〔揭暄〕 梅文鼎〔子以燕 孙瑴成 曾孙钫 弟文鼐 文鼏〕 明安图〔子新陈际新 张肱〕刘湘煃 王元启 朱鸿 博启 许如兰
这一部分列出了清代著名的历算学家名单,包括薛凤祚、杜知耕、龚士燕、王锡阐、潘柽樟、方中通、揭暄、梅文鼎及其子孙、明安图及其弟子、刘湘煃、王元启、朱鸿、博启、许如兰等人。
〔2〕推步之学,由疏渐密。泰西新法,晚明始入中国,至清而中、西荟萃,遂集大成。圣祖聪明天亶,研究历算,妙契精微。一时承学之士,蒸蒸乡化,肩背相望。二百年来,推步之学,日臻邃密,匪特辟古学之榛芜,抑且补西人之罅漏。嘉庆初,阮元撰《畴人传》,后学一再续之,唐、宋以来,于斯为盛。今甄其卓然名家者著于篇,其政事、文学登于列传及儒林、文苑者;西人官钦天监,厕于卿贰,各自有传者:不具列焉。
推步这门学问,是从粗略逐渐变得精密的。西方的天文历法新方法,在明朝晚期才开始传入中国,到了清朝,中西方的方法汇集在一起,达到了集大成的境界。康熙皇帝天赋聪明,深入研究历法算术,巧妙地领悟了其中的精微奥妙。一时间,学习这些学问的人,纷纷向往并效仿,人才辈出。两百年来,推步之学日益精深,不仅开辟了古代学问的荒芜之处,还弥补了西方人的不足和漏洞。嘉庆初年,阮元撰写了《畴人传》,后来的学者又多次续补,从唐、宋以来,这个领域的成就达到了顶峰。现在挑选出其中卓然成家的学者记载在篇中,而那些在政事、文学方面已有传记(如列传、儒林、文苑)的,以及担任钦天监官职、位列卿贰的西方人(他们各自有传),就不再重复列出了。
〔3〕薛凤祚,字仪甫,淄川人。少习算,从魏文魁游,主持旧法。顺治中,与法人穆尼阁谈算,始改从西学,尽传其术,因著算学会通正集十二卷,考验二十八卷,致用十六卷。其曰对数比例者,乃西算以假数求真数之便法也;曰中法四线,以西法六十分为度,不便以十进位,改从古法,以百分为度,所列止正弦、余弦、正切、余切,故曰四线。其推步诸书:曰太阳太阴诸行法原,曰木火土三星经行法原,曰交食法原,曰历年甲子,曰求岁实,曰五星高行,曰交食表,曰经星中星,曰西域回回术,曰西域表,曰今西法选要,曰今法表,皆会中、西以立法。以顺治十二年乙未天正冬至为元,诸应皆从以起算。以三百六十五日二十三刻三分五十七秒五微为岁实,黄、赤道交度有加减,恒星岁行五十二秒,与天步真原法同。梅文鼎谓其书详于法,而无快论以发其趣,盖其时新法初行,中、西文字辗转相通,故词旨未能尽畅。然贯通其中、西,要不愧为一代畴人之功首云。
薛凤祚,字仪甫,山东淄川人。他从小学习算术,师从魏文魁,主张旧历法。到了顺治年间,他与法国人穆尼阁讨论算术,才开始改学西方方法,将穆尼阁的学问全部学到手,于是撰写了《算学会通正集》十二卷、《考验》二十八卷、《致用》十六卷。其中所谓的“对数比例”,是西方算术中用假数(对数)求真数的简便方法;所谓的“中法四线”,是因为西方方法以六十分为一度,不便于十进位,所以改为古法,以百分之一度为基本单位,只列出正弦、余弦、正切、余切,所以叫“四线”。他的推步著作有《太阳太阴诸行法原》《木火土三星经行法原》《交食法原》《历年甲子》《求岁实》《五星高行》《交食表》《经星中星》《西域回回术》《西域表》《今西法选要》《今法表》,都是融合中西方法而创立的历法。他以顺治十二年乙未年的天正冬至为历元,各种数值都从这一时刻开始起算。以三百六十五天二十三刻三分五十七秒五微为岁实(回归年长度),黄道与赤道的交角有加减,恒星每年运行五十二秒,这些与《天步真原》的方法相同。梅文鼎认为他的书详细记录了方法,但没有精辟的论述来引发趣味,这是因为当时新法刚推行,中西方文字辗转翻译,所以词句和意思不够通畅。然而他能够贯通中西,终究不愧为一代历算学家的先驱。
〔4〕凤祚定岁实秒数为五十七,与奈端合,与穆尼阁以为四十五秒者不同,则其学非墨守穆氏可知。或讥其谨守穆尼阁成法,依数推衍,非笃论也。
薛凤祚确定的回归年秒数为五十七(指岁实小数部分),与牛顿(奈端)的数值相符,而穆尼阁认为是四十五秒,可见他的学问并不是死守穆尼阁的成法。有人说他谨守穆尼阁的现成方法,只按数字推算,这不是公正的评价。
〔5〕杜知耕,字端甫,号伯瞿,柘城举人。精研几何,以利玛窦、徐光启所译几何原本复加删削,作几何论约七卷,后附十条,则知耕所作也。言其法似为本书所无,其理实涵各题之内,非能于本书之外别生新义也。称后附者,以别于丁氏、利氏之增题也。又杂取诸家算学,参以西人之说,依古九章为目,作数学钥六卷。言数非图不明,图非指不明,图中用甲乙等字作志者,代指也,故其书于图解尤详。梅文鼎称其图注九章,颇中肯綮云。
杜知耕,字端甫,号伯瞿,是河南柘城的举人。他精心研究几何学,将利玛窦和徐光启翻译的《几何原本》重新进行删减,编成《几何论约》七卷,书后附有十条,是杜知耕自己写的。他说这些方法似乎不是原书原有的,但道理其实隐含在各题之中,并不是在原书之外另创新义。之所以称为“后附”,是为了区别于丁氏和利氏增加的题目。他又广泛摘取各家算术,参考西方人的说法,按照古代《九章算术》的纲目,撰写了《数学钥》六卷。他说,数学没有图形就不明白,图形没有指示就不明白,图中用甲乙等字做标记,是用来代替手指的,所以他的书对图解特别详细。梅文鼎称赞他的图解注疏《九章算术》,很切中要害。
〔6〕龚士燕,字武任,武进人。少颖异能文,讲求性理,旁通算术,发明蔡氏律吕新书,推演黄钟圜径、开方密率诸法,而于元太史郭守敬授时术尤得其秘。如求冬至时刻,上推百年加一算,以为岁周三百六十五日二十四刻二十五分之内,满百年消长一分。核之春秋日食三十七事,多与符合。又如推晦、朔、弦、望,以太阳之盈与太阴之迟,以太阴之疾与太阳之缩皆相并,为同名相从;以太阳之盈与太阴之疾,以太阴之迟与太阳之缩皆相减,为异名相消:乃得盈缩迟疾化为加减时刻之差。以此加减朔望之大、小余分,得定朔弦望诸时刻。至盈、缩、迟、疾,郭守敬创平、立、定三差,理隐数繁,能审其机括,绘图以明之。
龚士燕,字武任,江苏武进人。他年少时聪颖过人,擅长写文章,讲求理学,还通晓算术,阐发了蔡氏(蔡元定)的《律吕新书》,推演了黄钟的圆径、开方密率等方法,尤其是对元代太史郭守敬的《授时历》领会最深。比如求冬至时刻,向上推算每百年加一算,他认为在岁周(回归年)365天24刻25分之内,每满一百年消长(增减)一分。用春秋时期三十七次日食来验证,多数都符合。又如推算晦、朔、弦、望,他将太阳的盈与月亮的迟,以及月亮的疾与太阳的缩相加,称为“同名相从”;将太阳的盈与月亮的疾,以及月亮的迟与太阳的缩相减,称为“异名相消”。这样就能得到盈缩迟疾转化为加减时刻的差值。用这些加减朔望的大、小余数,就能得到确定的朔、弦、望等时刻。至于盈、缩、迟、疾,郭守敬创立了平、立、定三差法,道理隐晦、数值繁杂,龚士燕能够审察其中的关键,画出图形来阐明它。
〔7〕又如赤道变黄道之法,谓在二至后者,以度率一零八六五除赤道积度变为黄道宿度;在二分后者,以度率一零八六五乘赤道积度变为黄道宿度。凡此授时之术,引伸益明。其余月离五星等法,与回回、西洋诸算,遇有疑难,无不洞悉。至日、月体径有大小,交食限数有浅深,具见其奥。且悟唐顺之弧容直阔之法,以推求太阴出入黄道,在内在外,不离乎六度。自是一应七政、气朔、交食诸端,按法而推,百不失一。
又如赤道坐标变换为黄道坐标的方法:如果太阳位置在二至(夏至、冬至)之后,就用度率1.0865去除赤道积度,得到黄道宿度;如果在二分(春分、秋分)之后,就用度率1.0865乘赤道积度,得到黄道宿度。所有这些《授时历》的方法,经过引申阐发更加明白。其余如月亮离度、五星运行等方法,以及回回历、西洋历的各种算法,遇到疑难问题,没有不通晓的。至于太阳和月亮的视直径有大小,交食的限数有深浅,他都透彻地看到了其中的奥秘。他还领悟了唐顺之的“弧容直阔”之法,用来推算月亮出入黄道,无论在内在外,都不超过六度。从此,一切七政(日月五星)、节气朔望、交食等,按照他的方法推算,百无一失。
〔8〕康熙六年,诏募天下知算之士,于是入都。其时钦天监用大统算七政多不合天,奉旨在观象台每日测验,而金星比算差至十度。因修改古法,乃据七年所测表景推测太盈缩,又据日测五星行度,考其迟疾。彼此推求加减,气、闰、转、交诸应,测验皆与天合。盖其法亦本郭守敬,太阳为气应,推冬至日躔用之;太阴周天为转应,朔望用之;日月地球之运,同在一直线,视点上为交应,推日月食用之;合气盈、朔虚之奇零为闰应,推闰月用之;此外又有金、木、水、火、土同聚一宿为合应,推五星用之。
康熙六年(1667年),皇帝下诏招募天下精通算术的人,于是龚士燕到了京城。当时钦天监用《大统历》推算日月五星,多数与天象不合,奉旨在观象台每天进行测验,发现金星的计算误差达到十度。于是他修改古法,根据康熙七年(1668年)所测的日影长度来推测太阳的盈缩(运行快慢),又根据每天观测的五星运行度度,考察它们的快慢。互相推算加减,使气应、闰应、转应、交应等各种数值,测验结果都与天象符合。他的方法也是源于郭守敬:用太阳运动作为气应,用来推算冬至太阳的位置;用月亮绕地一周作为转应,用来推算朔望;用日、月、地球在一条直线上的视点作为交应,用来推算日月食;合并气盈(节气多余的天数)和朔虚(朔望不足的天数)的零头作为闰应,用来推算闰月;此外还有金、木、水、火、土五星同聚一宿作为合应,用来推算五星。
〔9〕修改诸应,取顺治元年甲申为元,以应世祖章皇帝抚有中夏之祥,钦天监名为“改应法”。既改气、闰、转、交诸应,复改迟、疾限及求差诸法,又改冬至黄道日出分依步中星内法。又盈缩迟疾无积度,日食无时差,皆与天合。台官交章保荐。八年,历书告成,奏对武英殿,授历科博士。时有荐西人南怀仁等于朝,及其实测诸术,验且捷,遂定用西法,而古历卒不行。
修改各种历法参数,以顺治元年甲申年(1644年)为历元,以应合世祖章皇帝(顺治帝)入主中原的祥瑞,钦天监称之为“改应法”。修改了气应、闰应、转应、交应之后,又修改了迟疾限和求差等算法,还修改了冬至黄道日出分,依据步中星的方法。此外,盈缩迟疾没有积度,日食没有时差,都与天象符合。钦天监的官员纷纷上奏推荐他。康熙八年(1669年),历书编成,在武英殿奏对,他被授予历科博士。当时有人推荐西方人南怀仁等人到朝廷,他们的实测方法既准确又快捷,于是朝廷决定采用西法,而古历最终没有实行。
〔10〕十年,以疾归,著有象纬考一卷、历言大略一卷。其天体论一卷及暗虚、中星、交食、定朔、五星诸论俱佚。
康熙十年(1671年),他因病回乡,著有《象纬考》一卷、《历言大略》一卷。他的《天体论》一卷以及关于暗虚、中星、交食、定朔、五星等论述都已失传。
〔11〕王锡阐,字晓菴,吴江人。兼通中、西之学,自立新法,用以测日、月食不爽秒忽。每遇天晴霁,辄登屋卧鸱吻察星象,竟夕不寐。著《晓庵新法》六卷,序曰:“炎帝八节,历之始也,而其书不传。黄帝、虞、夏、殷、周、鲁七历,先儒谓系伪作。今七历俱存,大指与汉历相似,而章蔀气朔,未睹其真,为汉人所讬无疑。太初、三统,法虽疏远,而创始之功,不可泯也。刘洪、姜岌,次第阐明,何、祖专力表、圭,益称精切。自此南、北历象,率能好学深思,多所推论,皆非浅近所及。唐历大衍稍密,然开元甲子当食不食,一行乃为谀词以自解,何如因差以求合乎?”
王锡阐,字晓菴,江苏吴江人。他兼通中西学问,创立了自己的新方法,用来观测日月食,分秒不差。每当天气晴朗,他就登上屋顶,伏在屋脊的鸱吻上观察星象,整夜不睡。他著有《晓庵新法》六卷,序言中说:“炎帝制定的八节,是历法的开端,但其书没有流传下来。黄帝、虞、夏、殷、周、鲁七种历法,前代学者认为是伪作。现在这七种历法都还存在,大意与汉代历法相似,但关于章蔀、气朔等内容,看不出真实面目,无疑是被汉人假托的。《太初历》《三统历》方法虽然粗略,但创始的功劳不可磨灭。刘洪、姜岌相继阐明,何承天、祖冲之专门致力于表、圭测量,更加精确。从此南北朝的历法家,大多好学深思,多有推论,都不是浅薄之辈能比的。唐代的《大衍历》稍微精密,但开元甲子年(公元724年)应当发生日食却没有发生,一行竟然用谄媚的话自我辩解,何如根据误差来寻求符合呢?”