中国古代天文学家-“春节老人”落下闳

对于现代国人来说,圣诞节和圣诞老人估计很少有人会不知道,出于商业目的和炒作,每年圣诞节前后都会进行各种活动,虽然圣诞节是西方节日,但是在东方的国度中,已经成为了一个相对重要的节日了。

相比之下,我国的传统节日,春节,应该是我们最重要的传统节日。不过,估计很多人不知道,我们的春节也有一个"春节老人",而且这个春节老人还是历史上的一个真实的人物。这个人就是"落下闳",他是我国古代的一位天文学家,而春节的由来正是与落下闳有关,所以才被后人称为"春节老人"。

中国古代天文学家-“春节老人”落下闳

春节老人的形象

落下闳生活在西汉时期,生卒年代不详,传说与汉武帝的生卒年代相同,也就是公元前156年到公元前87年。落下闳复姓落下,名闳,字长公,是巴郡阆中人,也就是现在的四川阆中。他自小喜欢天象,在当地小有名气,可以算是一名诞生于民间的天文学家。

在西汉初年,历法上沿用的是秦代历法,叫做颛顼历,诞生于周代末期,秦统一后在全国实行。颛顼历以每年十月为岁首,从秦始皇26年开始实施,到了汉武帝太初元年,一共实行了117年。

在实施了100多年后,颛顼历的累积误差变得十分明显,出现了本来在月初应该是看不到月亮的,但实际已经可以看到新月的情况,也就是说历法与实际已经有了1天以上的误差了。于是,当时的太史令司马迁等人上书建议重新制定一套历法,以代替颛顼历。

中国古代天文学家-“春节老人”落下闳

颛顼历以十月为岁首

经汉武帝同意后,下诏在全国范围内广招贤能,制定新的历法。

由于落下闳在阆中已经有一定的名气,因此被他的同乡,也是当时的太常令谯隆推荐,在公元前110年离开家乡,来到长安加入到了制定新历法的人员之中。当时,一共集中了来自全国的20多位官方和民间的天文学家参与了制定新历法的活动,这些人分了十余个小组。落下闳与邓平和唐都分在了一组,邓平是官方的天文官员,而唐都也是民间的天文学家,主要负责测量周天各星宿的位置。因此,在这个组中,落下闳是制定历法的主要人员。

经过数年的观测计算和测量后,这20多人一共提出了18种新的历法方案,而最终经过辩论、比较和实验检测后,落下闳等人提出的历法方案最终被选用。新的历法于元封7年颁布,同时改元为太初,因此又叫做"太初历"。刚开始使用时,有很多人反对,其中也包括司马迁,但经过3年的观测检验后,结果证明了太初历比其他历法更为符合实际的天象,而最终成为了汉代的正统历法。

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太初历改正月为岁首

太初历在汉代被使用了188年,直到公元84年后,被四分历所替代。虽然如此,太初历却是中国历法上的第一次的重大改革,并对后世的历法产生了重要的影响。一方面是改为正月作为一年的岁首,另一方面是加入了24节气。

我们今天常说的农历,有时也会称为阴历,但实际上农历并不是阴历,而是一种阴阳合历。阳历是以太阳的运行规律而制定的历法,阴历是以月亮的运行规律而制定的历法,但是农历实际上是综合了太阳和月亮两者的运行规律而制定的历法,因此应该属于阴阳合历。

农历中的月份,是以月亮的圆缺变化规律制定的,月亮的一个圆缺变化周期就是一个月。但农历中又有24节气的说法,而24节气却与月亮无关,而是根据太阳在一年中的运行变化而划分的。因此,农历实际上是结合了月亮和太阳的变化规律的历法。

中国古代天文学家-“春节老人”落下闳

24节气对应地球轨道位置

早在商朝时期,当时只有4个节气,人们根据圭表来观测太阳在一年中影子的变化,将影子最长的那天称为"日至",也叫做冬至;将太阳影子最短的那天称为"短至",也叫做夏至;而另外有两天昼夜相等,便定为"春分"和"秋分"。

到了周朝,就发展到8个节气,到了秦汉时期,24节气已经全部成形。《汉书 律历志》记载"时所以记启闭也,月所以纪分志也,启闭者,节也。分志者,中也。节不必在其月,故时中必在正数之月。"意思是说万物生长叫做"启",秋收冬藏叫做"闭",启指的是立春、立夏、立秋和立冬四个节气,这是四季的开始;而闭指的是春分、夏至、秋分和冬至四个中气。

古人认为"气"是生养万物的本源之物,《文子 守弱篇》说"形者,生之舍也。气者,生之元也"。因此古人以24节气来分配一年,本质是24个气不断接续,使岁月及万物生生不息而至永远。24节气中,包含12个节和12个气,在月首的成为节气,在月中的成为中气。如果遇到闰年,就有13个月,那么就会有一个月安排不上中气,这个月就叫做闰月,即"朔不得中是为闰月"。

24节气是根据太阳在一年中的运行规律而创造出来的,反映了四季的变化和冷热寒暑的气候变化,对于我国古代这样一个农业国家的农耕农事和日常生活具有非常重要的指导意义。

中国古代天文学家-“春节老人”落下闳

24节气

而落下闳就是在太初历中加入了24节气的配合,使得太初历比之前的颛顼历更为适合应用,由于其采取29+43/81日为一朔望月,分母为81,因此也称作八十一分法。

太初历是最早的阴阳合历,所以是我国历法的第一次重大改革,对后世历法产生了重大作用。而落下闳也因此被汉武帝授予侍中之职,但落下闳却不喜欢在朝为官,所以辞官回到故乡。

因为落下闳的历法增加了24节气,同时确立了正月为一年之首,人们将正月初一称为"元旦",民间一般叫做"过年",并逐渐有了后世春节的习俗,而落下闳被称作"春节老人"也是名至实归的。

中国古代天文学家-“春节老人”落下闳

立春

不过,落下闳在天文学上的成就不仅仅是创立了太初历,他的另一个重要成就是提出了"浑天学说",并制造了目前已知最早的浑仪。

浑天说的思想雏形可能出现在战国时期,公元前4世纪的慎到,就说过"天体如弹丸,其势斜倚",意思是说天上的星体就像一个个弹丸,天整体呈倾斜状。在《慎子》一书中,也提到:天不是半球形的,而是一个整球形,但是没有谈到地的形状。

最早猜测大地是球状的是宋国人惠施,他指出"南方无穷而有富",意思可以理解为如果一直朝南方走的话,最终可以回到原处,周而复始,无穷无尽。

中国古代天文学家-“春节老人”落下闳

浑天学说

而落下闳在研究了前人的说法之后,提出了浑天说的概念,并根据浑天理论,制造了最早的赤道式浑仪,对诸星进行观测。最早的浑仪结构应该比较简单,但完全是根据浑天学说而制造的,二者是相辅相成的。

我们已知最早记录这一事件的是西汉末扬雄的《法言 重黎》,其中有"或问浑天。曰:落下闳营之,鲜于妄人度之,耿中丞象之。"这里的浑天就是指浑仪,是落下闳建造的。

中国古代天文学家-“春节老人”落下闳

扬子法言中关于浑仪的记载

落下闳利用浑仪测定了28宿的赤道距,其数据一直用到唐开元13年(725年),才被重新修订。落下闳还首次提出了交食周期,也就是日食的周期,以135个月为朔望之会,就是说每11年中应该出现23次日食。

落下闳制造的浑仪,形象的展示了宇宙模型,并通过观测证据和计算数据证实了浑天说的理论,后世除了扬雄提到了他的浑仪,在《史记》、《旧唐书》中均有记载,证明落下闳建造了浑仪。

中国古代天文学家-“春节老人”落下闳

落下闳及他的浑仪

除了天文学上的成就,落下闳在数学方面也有建树,他发明了连分数求渐进分数的方法,定名为"通其率",现代学者称之为"落下闳算法",同类算法,比印度数学家早了数百年,比欧洲数学家早了1千多年,对我国古代天文学的计算影响了长达2000多年。

中国古代天文学家-“春节老人”落下闳

青海德令哈观测站的“落下闳-SONG望远镜”

由于落下闳在天文历法上的重要成就,在2004年9月,经我国天文学会提议,经国际天文学联合会小天体提名委员会批准,将一颗国际永久编号为16757的小行星正式命名为"落下闳星"。


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