2019年2月25日晚，“名人大讲堂”开启农历春节之后的首场讲座。中国科学院大学人文学院常务副院长、教授，国际科学史学院院士孙小淳带领大家一起，仰望了2000年前的汉代星空，分享汉代天文学家落下闳的思想和成就。孙小淳以《经营浑天，运算转历》为题，在中国古代天文学的背景中，讲述了巴蜀天文学家落下闳的伟大之处，让更多人了解到这个来自四川阆中的天文学家为中国天文历法所做出的贡献。
壹太初改历应河汉
落下闳何以成为四川乃至中国重要的名人？我觉得要放到中国汉代天文学，乃至世界天文学中来看，才能够显得落下闳的伟大。 落下闳（公元前156年-前87年），字长公，西汉时期天文学家，巴郡阆中（今四川阆中）人。他创制浑仪，进行天文测量，为宇宙学说“浑天说”奠定了基础；制定《太初历》，决定性地影响了中国古代的历法结构；发明律历术及历法常数系统，影响中国天文数学2000年。
太初历
关于落下闳的历史记载很少，汉代主要的记载就三条：
1.《史记·历书》：“至今上即位，招致方术唐都，分其天部；而巴落下闳运算转历，然后日辰之度与夏正同。乃改元，更官号，封泰山”。（《史记·索隐》引《益部耆旧传》：闳字长公，明晓天文，隐于落下，武帝时征待诏太史，于地中转浑天，改《颛顼历》为《太初历》，拜侍中不受。）
2.《汉书·律历志》：“乃选治历邓平及长乐司马可、酒泉候宜君，侍郎尊及与民间治历者，凡二十余人，方士唐都、巴郡落下闳与焉。都分天部，而闳运算转历”。
3.落下闳也是浑天说的创始人之一，谈到“浑天说”，涉及另一个四川历史文化名人扬雄，他在《法言·重黎》讲：或问“浑天”。曰：“落下闳营之，鲜于妄人度之，耿中丞象之，几乎！几乎！莫之能违也。”
落下闳
这是现今所知有关“浑天”最早的记载，这里面涉及三个人：落下闳，鲜于妄人，耿中丞（耿寿昌）。扬雄的意思是说，落下闳构建了“浑天说”，鲜于妄人（西汉昭帝时的天文学家）检验过落下闳的浑天说数据，而耿寿昌（汉宣帝时任大司农中丞）则用铜铸造了浑天仪观天象。
落下闳醉心于天象观察，后在家乡小有名气，经同乡、太常令谯隆和太史令司马迁推荐，被汉武帝征召入京，与当时的官家天文学家唐都、邓平一起研制历法。此历被汉武帝采用，于“太初元年”颁行，故称其为“太初历”。
太初历是我国历史上第一部有完整文字记载的历法，在历史上有着怎样重要的地位呢？
大家可能听说过荀子有一句话：“人，力不如牛，走不如马，而牛马为用，何也？”荀子的答案是人“能群”。就是说人是社会性的，可以组织起来进行协调一致的行动。这是动物比不上人，为人所用的原因。协调一致的行动需要有一个基本的条件，就是统一的时间。比如说，今天的活动时间是2019年2月25日晚上7点30分，如果我们没有一部历法，没有一个统一的时间，今天的活动也就组织不起来。人类社会没有历法是不行的，过去农业社会，老百姓种地、收割，都要看时节。一个国家要组织社会活动、政治活动、宗教礼仪，都需要看时节，需要历法。所以，历代统治者都十分重视历法的编纂。
君权神授，受命于天。历法是天命的象征，也是帝王政治的要务。《史记·历书》中说：“王者易姓受命，必慎始初，改正朔，易服色，推本天元，顺承厥意”。“改正朔，易服色”，就是要改历法，同时伴随着一套制度都要改，包括穿什么样的衣服，崇尚什么样的颜色，都要改，比如秦崇尚黑色，汉开始也崇尚黑色，改历后要崇尚黄色。
这个传统实际上由来已久，有一本古书叫《尚书·尧典》，尧待天下太平后，尧帝说：“乃命羲和，钦若昊天，厤象日月星辰，敬授民时。分命羲仲，宅嵎夷，曰旸谷。寅宾出日，平秩东作。日中，星鸟，以殷仲春。厥民析，鸟兽孳尾。申命羲叔，宅南交。平秩南为，敬致。日永，星火，以正仲夏。
厥民因，鸟兽希革。分命和仲，宅西，曰昧谷。寅饯纳日，平秩西成。宵中，星虚，以殷仲秋。厥民夷，鸟兽毛毨。申命和叔，宅朔方，曰幽都。平在朔易。日短，星昴，以正仲冬。厥民隩，鸟兽鹬毛。
帝曰：“咨！汝羲暨和。期三百有六旬有六日，以闰月定四时，成岁。允厘百工，庶绩咸熙。”
《尚书·尧典》
这里，已经提到了历法一年有366天，以闰月定四时，把年岁安排好了，由于年岁安排好了，所有的事情治理得当，做所有的事情都很有成绩。可以看出，从远古传说中的帝王来看，对历法都非常重视，这当然是一个传说，但这是不是毫无影子呢？
贰帝王将兴承德运
在山西省襄汾县陶寺有一个史前观象台的遗址，距今约4000年，是2003年中国考古人员在山西陶寺遗址考古发掘中发现的。它由13根夯土柱组成，呈半圆形，半径10.5米，弧长19.5米。从观测点通过土柱狭缝观测塔尔山日出方位，确定季节、节气，安排农耕。考古队在原址复制模型进行模拟实测，从第二个狭缝看到日出为冬至日，第12个狭缝看到日出为夏至日，第7个狭缝看到日出为春、秋分。“观象台”遗迹的发现，证实了《尚书·尧典》上所说的“历象日月星辰，敬授民时”的真实历史背景与社会现实。
陶寺遗址古观象台
我们再回到汉代的改历。有一个人讲道理和《史记·历书》所言差不多，这个人就是西汉思想家董仲舒，他在《春秋繁露》中说：“王者必受命而后王，王者必改正朔，易服色，制礼乐，一统于天下，所以明易姓，非继人，通以己受之于天也。王者受命而王，制此月以应变，故作科以奉天地，故谓之王正月也。”改正朔意思是要改历法。正就是岁首正月所在的月份，例如夏朝以第十三月为正月（即今夏历正月），商朝以十二月为正月，周朝则以十一月为正月，秦则以十月为正月。我们知道，司马迁《史记·孔子世家》记载，先师孔子于鲁哀公十六年四月己丑日卒，这是用的周历，实际上按夏历计算是二月，因为夏历的正月要比周历晚两个月。根据董仲舒所言，所谓新王必改制，不是要改其道，也非变其理，而是受命于天，新王即位，一套新的礼仪制度也要跟上来。
说到此，我要给大家讲一个重要的观点，“五德终始说”。这是战国时期的阴阳家邹衍所主张的历史观念。“五德”是指五行木、火、土、金、水所代表的五种德性。“终始”指“五德”的周而复始的循环运转。邹衍常常以这个学说来为历史变迁、王朝兴衰作解释。邹衍说：“五德从所不胜，虞土、夏木、殷金、周火”，又说：“代火者必将水”“数备将徙于土”。他认为，虞（舜）、夏、殷、周的历史是一个胜负转化的发展过程。它按照土、木、金、火、水依次相胜而具有阶段性，又按照始于土、终于水、徙于土的循环往复而具有周期性。而这种五德相胜又是可以被预先知道的，“凡帝王者之将兴也，天必先见祥乎下民”，认为王朝的兴起必有天意符瑞作为象征和验证。这种天人感应论是为周秦之际的新兴统治势力服务的，故“邹衍以阴阳主运显于诸侯”。五德终始说具有深远的影响，明代有“奉天承运皇帝”一说，所谓“承运”，即继承某一“德”运。
按此理论推演，秦就是水德，水的颜色就是黑色，所以秦人的衣服旗帜都崇尚黑色，而汉把秦打败了，应该是土德，土克水，颜色就是黄的，一套政治礼仪制度也要做相应的改变。但是在汉朝建立的时候，缺少人才，人民需要休养生息，文化的东西没有建立，历法也是沿用的秦代颛顼历。
叁改历之议屡遭挫
随着汉代统治的延长，改历也就势在必行，不断有人提出改历的事情。历法改革，其实包涵了诸多历史变数。我们今天用的是公历，就是西方的格里高律历，这是辛亥革命推翻了清政府后使用的历法，新中国成立后沿用。所以使用什么历法，包涵了重要的政治意味。但是任何一部历法，使用久了就会出问题，因为天体的运动不是整齐划一的，历法采用的数据和推算，经过一段时间之后就要走偏。比如，日食本来应该是初一发生，结果日历上显示是在初二或者初三发生；再如望月，也就是说我们看到圆圆的月亮的时候，正常该是在十五，但历法说是在十三、十四或者十六。这些都说明历法不准了，理论上来说，任何历法，行用时间久了，都会产生偏差，有改历的必要。
再说我们目前使用的历法，也不是很完美的。看一看我们现在的月份，一个月的日数有28天、29天、30天、31天不等。搞经济的人会说，28天到31天差了三天，每月利息差了十分之一，也是相当可观的数量。星期的排列也是相当不齐，有的月份星期一是1号，而到下一个月的星期一就不是1号了。正因历法的这种不完美，所以每年都有人提出来要改历，全国政协开会，差不多每年都有人提出改历的议案。但改历的代价非常大，所有的东西都要做相应的改变，不仅仅是一个科学上的问题。
在汉代，改历之议不断有人提出来。我们先讲少年才子贾谊的改历建议。
贾谊（公元前200年-前168年），洛阳（今河南洛阳东）人，西汉初年著名政论家、文学家，世称贾生。贾谊少有才名，十八岁时，以善文为郡人所称。文帝时任博士，颇受文帝信任，各种朝议都有他出。贾谊不到二十岁时就向文帝奏议，“以为汉兴至孝文二十余年，天下和洽，而固当改正朔，易服色，法制度，定官名，兴礼乐，乃悉草具其事仪法，色尚黄，数用五。”可是这个事情提出来之后，周渤、灌婴等很多老臣就坚决反对，说“洛阳之人，年少初学，专欲擅权，纷乱诸事。”其实，反对的原因有很多，但最重要的原因恐怕是，这么一改制度，老臣们的政治地位就没有了。
贾谊像
到了汉文帝十三年（前167），鲁人公孙臣又上书说：“始秦得水德，今汉受之。推终始传，则汉当土德。土德之应黄龙见。宜改正朔，易服色，色上黄”。
公孙臣和贾谊讲的是一个道理。可这个时候老臣们又出来反对，其中包括丞相张苍。《史记·封禅书》如此记载：“丞相张苍好律历，以为汉乃水德之始，故河决金堤。其符也。年始冬十月，色外黑内赤，与德相应。如公孙臣言，非也。罢之。”
张苍是一位了不得的大人物，活了104岁。《史记》称之为张丞相，封北平侯。战国末期曾在荀子门下学习，与李斯、韩非等人是同门师兄弟。在秦朝时曾经当过御史。后归顺了刘邦，西汉王朝建立之后，他先后担任过代相、赵相、计相、主计等多种官职。最重要的是他从秦都接收很多有关于天文律历的图书，精通秦朝使用的历法。这也是他主张用秦朝历法《颛顼历》的原因。
张苍不愿改历，就大力驳斥公孙臣的言论。但是三年以后，果然在天水这个地方，说有人看到“黄龙见”了。这种东西谁也说不清楚是什么，但“黄龙”就被认为是象征“土德”的祥瑞，改历就有了依据。这时张苍就受到文帝的批评，不得靠边站，为改历让路了。
张苍像
可是偏偏此时，又出了新垣平欺诈事件。据《史记·封禅书》记载：赵人新垣平以望气见上，言“长安东北有神气，成五采，若人冠絻焉。或曰东北神明之舍，西方神明之墓也。天瑞下，宜立祠上帝，以合符应。”
这个新垣平其实是个方士，自称会望气，看天上的云彩就知道是不是祥瑞，会预示着什么。他因此得到皇帝宠信，官至上大夫。但是第二年，他又搞计谋，说我看有一个城阙里来的地方有宝气冲天，派人去看，果然有宝物，一个玉杯。“新垣平使人持玉杯，上书阙下献之。平言上曰：”阙下有宝玉气来者。“已视之；果有献玉杯者，刻曰”人主延寿。“平又言”臣候日再中。“居顷之，日却复中。于是始更以十七年为元年，令天下大酺。”
就在新垣平在汉文帝面前装神弄鬼，屡屡得逞，得意洋洋的时候，丞相张苍和廷尉张释之暗地里派人去监视新垣平，查出了那个在玉杯上刻字的工匠。张苍和张释之让人上书，告发新垣平欺诈，有凭有据，不得不叫汉文帝相信。于是新垣平被革职，灭三族。汉文帝经历这些折腾，对“改正朔”的事也就失去的热情和兴趣。改历之议又被搁置。
肆汉武雄略开太初
到了汉武帝即位的时候，他觉得自己雄才大略，要做一点事情给天下看看。当时有赵绾、王臧一班儒生看准时机，又开始提议封禅、改正朔、易服色之事。本来雄心勃勃的汉武帝马上就要实行，没想到余威尚在的窦太皇太后偏偏喜好“黄老之言”而不接受儒术，结果赵、王被下狱，最后自杀。
一直到武帝建元六年（前135），窦太后去世，才重议改历。当时主张改历者有大中大夫公孙卿、壶遂，太史令司马迁；召集者有御史大兒宽；议论者有博士赐等；参与者有侍郎尊、大典星射姓。改历首先改元，确定“元封七年”为“太初元年”。但是随着改历工作的深入，“姓等奏不能为算，愿募治历者，更造密度，各自增减，以造汉太初历。”就是说改着改着就发现搞不下去，没法制定出历法来。这可是严重的问题，怎么办？都说“高手在民间”，汉代也不例外。于是皇帝就征召民间天文学家，“乃选治历邓平及长乐司马可、酒泉候宜君，侍郎尊及与民间治历者，凡二十余人，方士唐都、巴郡落下闳与焉。都分天部，而闳运算转历。”
后来这些改历者提出了18种历法，参与竞争，最后选用的是落下闳和邓平所造之历。邓平是有官职的，就是“治历”，落下闳则完全是从民间召集过来的。他们的历法有两个特点，一是“以律起历”，采用“八十一分法”，即“日法”为81。什么叫以律呢？就是音律。他们认为历法与宇宙的音律和谐一致。音律有黄钟、大吕等十二律，代表十二个月。黄钟为六种阳律的第一律。大吕为六种阴律的第一律。我们测量的天地宇宙之气，必须要跟这个律能够协调。所以“以律起历”，说是要求提出的历法要以宇宙之音律相通，以律来定数，以数来算历。其中一个非常关键的数据就是朔望月的长度，落下闳和邓平采用了二十九又八十一分之四十三日。这个分数显然不是直测测量而来，而是一种构造。当然构造的数据既要接近实测，又要符合律历相通的原则。至于说构造就有很多办法和选择，为什么非要用八十一分之四十三不可？就是因为81这个数据非常神圣。黄钟律管的长度为九寸，九九八十一，就是黄钟之数自乘。
为了改历，他们也做了很多新的观测，观测天上恒星的位置，观测日月位置，月亮朔望等，最后制定历法说是“如闳、平法”。仔细品味一下《汉书律历志》中的记载很有意思。一开始说落下闳法如邓平法，最后说“闳、平法”，落下闳的名字排到邓平前面去了，由此可见，落下闳在制历中肯定是起了非常重要的作用。
|作者简介|
孙小淳，中国科学院大学人文学院常务副院长、教授，国际科学史学院院士。1984年获南京大学天文学系学士学位，1989年获硕士学位吗，1993年获中国科学院自然科学史研究所博士学位，2007年获美国宾夕法尼亚大学科学史与科学社会学系博士学位。2004年入选中国科学院“百人计划”。主要从事天文学史研究，著有《中国汉代星空》及60多篇学术论文。现任国际哲学与人文科学理事会执委、中国科学技术史学会理事长等职。2017年入选为国家“万人计划”哲学社会科学领军人才。
