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天文學(xué)是研究宇宙空間天體、宇宙的結(jié)構(gòu)和發(fā)展的學(xué)科。內(nèi)容包括天體的構(gòu)造、性質(zhì)和運(yùn)行規(guī)律等。天文學(xué)是一門古老的科學(xué)，自有人類文明史以來，天文學(xué)就有重要的地位。下面我們通過論文來具體了解一下吧。
摘要:《崇禎歷書》是由徐光啟等人歷時五年編撰而成，是介紹歐洲天文學(xué)知識的文學(xué)著作�！冻绲潥v書》分為基本五目和節(jié)次六目兩部分�；疚迥恐饕榻B歐洲天文學(xué)中的天文儀器、天文數(shù)學(xué)和天文學(xué)相關(guān)理論，節(jié)次六目主要介紹歷法方面的知識。本文將對《崇禎歷書》中的數(shù)學(xué)和天文學(xué)知識基礎(chǔ)進(jìn)行探討。
關(guān)鍵詞:《崇禎歷書》；數(shù)學(xué)基礎(chǔ)；天文學(xué)基礎(chǔ)
《崇禎歷書》中采用了幾何算法和天體系統(tǒng)，清晰地引入了地球與地理經(jīng)緯度的概念，同時采用了西方的計(jì)量單位，對歐洲天文學(xué)的基本理論、天文學(xué)儀器和必要的數(shù)學(xué)知識進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，是我國較為全面的介紹歐洲天文學(xué)的著作，對天文學(xué)在我國的傳播具有重要的意義。其中《測量全義》作為《崇禎歷書》的基礎(chǔ)文獻(xiàn)，記載了西方球面天文學(xué)和三角學(xué)的相關(guān)知識，是《崇禎歷書》數(shù)學(xué)和天文學(xué)研究的基礎(chǔ)。
一、《崇禎歷書》的天文學(xué)基礎(chǔ)
�。ㄒ唬┏绲澑臍v與天文學(xué)知識
在十七世紀(jì)的中國天文學(xué)逐漸出現(xiàn)改革。在封建社會里，歷法的作用不僅在于告知民眾時間，更是王權(quán)得以確立的條件。在明朝末期，由于欽天監(jiān)采用的元朝郭守敬等人編制的《大統(tǒng)歷》進(jìn)行的日食推測，屢次不能夠得到驗(yàn)證，使明朝官員對《大統(tǒng)歷》中的天文學(xué)知識產(chǎn)生質(zhì)疑，因而上書請博訪知?dú)v人員對天文學(xué)知識進(jìn)行改革。徐光啟通過崇禎二年發(fā)生的日食現(xiàn)象，將傳教士預(yù)推的時間和食分與《大統(tǒng)歷》預(yù)推的時間與食分進(jìn)行比較，得到傳教士預(yù)推的時間和食分比較精準(zhǔn)，而欽天監(jiān)使用的《大統(tǒng)歷》預(yù)推結(jié)果則出現(xiàn)偏差。長期參與歷法編纂工作的欽天監(jiān)五官正戈如實(shí)將情況匯報(bào)給了崇禎帝，崇禎帝這才同意了改歷的申請，并命令徐光啟、李天經(jīng)和李之藻等人以及入華的耶穌會天文學(xué)家進(jìn)行西法改歷的工作。在徐光啟、李天經(jīng)等人的支持下，從崇禎二年到崇禎七年，中西學(xué)者共同努力編譯了長達(dá)137卷的長篇巨著《崇禎歷書》，促使了明清之際的西學(xué)東漸漸趨高潮。
《崇禎歷書》中五目指的是：法原，即天文學(xué)基本理論，包括球面天文學(xué)原理；法數(shù)，即天文數(shù)表，附有使用說明；法算，即天文計(jì)算必備的數(shù)學(xué)知識，包括平面和球面三角學(xué)幾何學(xué)；法器，天文儀器知識；會通，指中國傳統(tǒng)方法和西歷度量單位的換算。六次指的是：日躔歷、恒星歷、月離歷、日月交會歷、五緯星歷、五星交會歷六種。包括日月五星運(yùn)動，恒星方位，日月交食，節(jié)氣，朔望等的中西換算。徐光啟為了介紹一些基本的天文學(xué)理論，還特意在基本五目中設(shè)立了法原一目，在法原中著重介紹了哥白尼和第谷的天文學(xué)體系，還涉及到更早一些的托勒密體系的內(nèi)容。這些傳教士在中國采取了科學(xué)傳教的策略，在傳播天主教的同時，也將西方天文、歷算等科學(xué)知識輸入中國。在《崇禎歷書》的天文學(xué)知識部分有大量與開普勒天文學(xué)相關(guān)的內(nèi)容。在改歷的過程中，歐洲傳教士金妮閣曾奉命返回歐洲搜集與天文學(xué)相關(guān)的研究著作和尋找西方優(yōu)秀的天文學(xué)家，最終其帶回了七千多部著作回到中國，對《崇禎歷書》的編撰工作產(chǎn)生了重大的影響。此外，開普勒在《崇禎歷書》的編纂工作中與中國的傳教士進(jìn)行過大量的書信往來，詳細(xì)回答了鄧玉函在編纂工作中所出現(xiàn)的問題。
�。ǘ冻绲潥v書》中的天文學(xué)思想
《崇禎歷書》中開普勒對天文學(xué)的主要貢獻(xiàn)在于他對天體機(jī)械運(yùn)動現(xiàn)象進(jìn)行描述，并通過機(jī)械運(yùn)動的知識來對天體運(yùn)動現(xiàn)象進(jìn)行解釋，之后分析天體運(yùn)動的原因，通過數(shù)學(xué)假設(shè)解釋天體物理運(yùn)動的本質(zhì)。在《崇禎歷書》中的觀點(diǎn)認(rèn)為天文學(xué)與物理知識是有一定的界限的。例如，書中認(rèn)為天體實(shí)際的薄厚實(shí)際上是天體之間的距離，而脫離的距離及無法表述其與速度之間的關(guān)系，因此，其在開普勒天文學(xué)中是一個很重要的概念，同時也反映了當(dāng)時的西方主流天文學(xué)的思想，即認(rèn)為數(shù)學(xué)天文學(xué)與物理天文學(xué)之間沒有必然的聯(lián)系。
《崇禎歷書》系列歷法采用的是第谷體系，這一點(diǎn)很多文獻(xiàn)已經(jīng)證明�！冻绲潥v書》系列歷法中的日躔也是參考了第谷的理論�！冻绲潥v書》中強(qiáng)調(diào)了太陽在天體中的中心位置，認(rèn)為太陽是萬光之源，其他所有的天體都在或多或少地接受太陽的光源，太陽的地位就像君主在群臣中的地位一樣。這樣的觀點(diǎn)與托勒密在《至大論》、哥白尼在《天體運(yùn)行論》以及開普勒在《天文光學(xué)》中所闡述的觀點(diǎn)是相一致的。然而，在具體的論述中托勒密、哥白尼與開普勒對太陽中心位置的具體論述是不盡相同的。托勒密在論述中采用midpart一詞，強(qiáng)調(diào)太陽是在天體的中間部分，而哥白尼則是采用nearcenter一詞，強(qiáng)調(diào)太陽是在中心位置附近，這兩位天文學(xué)家都是在數(shù)學(xué)意義上強(qiáng)調(diào)太陽的中心位置，而開普勒不僅認(rèn)識到了太陽在天體中數(shù)學(xué)上的中心位置，而且認(rèn)識到太陽在天體中物理上的中心位置。他闡述，太陽是天體光與熱的直接來源。
從物理力源的角度強(qiáng)調(diào)了太陽是天體運(yùn)動的中心，認(rèn)為太陽為天體的運(yùn)動提供了動力來源，并提出天體的運(yùn)動是由于太陽的旋轉(zhuǎn)，太陽是一個巨大的磁體，吸引天體圍繞其運(yùn)動�！冻绲潥v書》融入了歐洲天文學(xué)的基本思想，尤其是開普勒的天文學(xué)物理思想，對《崇禎歷書》的編撰工作產(chǎn)生了重要的影響。
（三）《崇禎歷書》與天文儀器
16世紀(jì)末，歐洲傳教士開始在中國開拓宗教事業(yè)。同時將歐洲科學(xué)和技術(shù)傳入中國，導(dǎo)致某些中國科技領(lǐng)域一定程度上的歐洲化。其中，天文學(xué)和天文儀器的變化在社會上引起了很大反響。1600年前后，耶酥會士利瑪竇,在肇慶、南昌、南京等地傳教期間，經(jīng)常在他的住所展示天球儀、象限儀、羅盤、日晷、地球儀、星盤、等天文儀器，并以此作為禮物送給當(dāng)?shù)卣賳T。1629年起，鄧玉函、湯若望、羅雅谷等傳教士應(yīng)徐光啟的邀請供職皇家天文機(jī)構(gòu)，在《崇禎歷書》比較全面地介紹了17世紀(jì)初以前的歐洲天文學(xué)和天文儀器。這本書中既解說了發(fā)明不久的新儀器，又描述了若干已經(jīng)或即將被淘汰的古典儀器，內(nèi)容包括儀器的幾何學(xué)理論、基本構(gòu)造、安裝和使用方法等。
傳教士所造儀器與同時期的歐洲產(chǎn)品相比是落伍的，但在中國歷史上是先進(jìn)的。它們之中的大多數(shù)未能廣泛傳播，因?yàn)閷τ谥袊藖碚f屬于新知識，有些技術(shù)僅停留在書本描繪階段，有些儀器只是御用品，也沒能在天象觀測上得到較好地應(yīng)用。
二、《崇禎歷書》的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
天文學(xué)的研究離不開數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的支持，《崇禎歷書》采用了丹麥的天文學(xué)家第谷所創(chuàng)立的幾何學(xué)計(jì)算方法，將幾何學(xué)、三角學(xué)用于天文學(xué)預(yù)測與研究中。其中《測量全義》是《崇禎歷書》中的基礎(chǔ)，匯集了平面三角和球面三角的相關(guān)知識以及測繪儀器的制造等知識，其內(nèi)容豐富，是當(dāng)時先進(jìn)的天文學(xué)數(shù)學(xué)知識的總結(jié)�！稖y量全義》詳細(xì)講述了平面幾何、立體幾何、圓錐曲線、球面三角以及球面天文等數(shù)學(xué)知識。
在平面幾何相關(guān)知識中主要對直線三角形、面上、面下、線上和線下等公式和測量方法進(jìn)行了總結(jié)。通過舉例的方式對定理進(jìn)行闡述和證明。具體方式都是通過文字論述。例如在論證圓面積計(jì)算公式中，通過先給出命題，之后以解曰為標(biāo)志將抽象的命題以具體的題目的方式將其具體化，然后通過論曰、再論曰等詞匯，對具體題目進(jìn)行具體的論證。《測量全義》中公式與理論的論證體現(xiàn)了西方數(shù)學(xué)中所蘊(yùn)含的嚴(yán)格的邏輯性和確定性，在論證的過程中使每個環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，這與我國傳統(tǒng)數(shù)學(xué)中寓理于注和注重算法的形式形成了鮮明的對比。
此外，在命題的證明過程中采用了反證法開拓了中國數(shù)學(xué)家的思維。立體幾何主要論述了柱、臺、球和錐的一些性質(zhì)以及其計(jì)算公式�！稖y量全義》對例題幾何的論述，其內(nèi)容較為零碎、討論也不盡充分，但其完善了我國數(shù)學(xué)家的幾何體系，對我國數(shù)學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。在圓錐曲線、球面三角和球面天文部分對圓錐、球面以及球面與天文的知識進(jìn)行了更加詳細(xì)的介紹，豐富了我國數(shù)學(xué)和天文學(xué)研究的內(nèi)容。
三、總結(jié)
徐光啟以翻譯求會通，以會通求超勝為目的編譯了《崇禎歷書》，這具有非常重要的意義�！冻绲潥v書》的編纂對我國數(shù)學(xué)和天文學(xué)的發(fā)展具有重要的影響，一方面，它刺激中國學(xué)者整理中國傳統(tǒng)文獻(xiàn)，另一方面，將中國數(shù)學(xué)與天文學(xué)知識與西方知識相融合，并進(jìn)行一定的創(chuàng)新研究，推動了中國數(shù)學(xué)和天文學(xué)的發(fā)展。
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