《新法算书》中的日月五星运动理论及清初历算家的研究

摘要

明末大统历年远失修，国内知历人士奇缺，一些有识之士如徐光启、李之藻等人极力倡导改历，并多次向朝廷举荐西方传教士利玛窦、龙华民、邓玉函等人一起参与。朝廷最终同意起用西方传教士进行全面的历法改革。这项工作由徐光启督导，历时5年多，编成了全面介绍西方天文学的大型丛书《崇祯历书》，并在此基础上制定了新的历法。《崇祯历书》和新制的历法最终因为明清鼎革没有来得及正式颁行和广泛推行。顺治二年(1645年)，汤若望改编《崇祯历书》为《西洋新法历书》呈献清廷。该书被大量印行，成为当时士人研究西方历算的“教科书”，对有清一代的学术风气产生了比较大的影响。乾隆朝编辑四库全书时，《西洋新法历书》又改编成《新法算书》被辑入。
　　 本论文用现代语言对《新法算书》中日、月和外行星土星的运动模型作了全面的解读，具体的内容包括：回溯其观测和理论在西方的发展历史，解释《新法算书》确定其几何模型参数的详细方法，重建每一个几何模型计算加减差的具体过程。在此解读工作的基础上，本文对托勒密模型、哥白尼模型、第谷及其门人的模型进行了整理，并对《新法算书》某些缺环，如第谷月亮模型计算加减差的过程，进行了补充，为后人研究“月离表”扫清了障碍。通过这些基础的解读和整理工作，本文对西方传入的日月五星运动模型有了一个全景式的把握1。
　　 《西洋新法历书》所介绍的西方宇宙体系引起了清初学者的巨大兴趣，他们著书立说，从各个方面进行新的诠释和发挥。西方宇宙模型在“解释现象(tosave the phenomena)”方面极其出色，但是对于天体运动力学机制的认识，由于难以突破亚里士多德物理学的樊篱，天文学家往往避而不谈；相形之下，中国的宇宙论，尤其是宋元明时期的围绕日、月左右旋问题的讨论，因为更多地关注日、月、五星运动的力学原因，却忽视了对天象的解释。明清时期的学者，在《新法算书》宇宙模型的启发下，对中西方宇宙模型进行了新的阐发，他们不仅试图在西方的几何体系中引进力学机制，同时也试图把西方“七政异天”的概念引进中国的左、右旋说中。本文在比较中西宇宙体系差异的基础上，以清初历算家王锡阐、梅文鼎工作为例，探寻了他们对中国的右旋说和左旋说做出不同反应的可能原因。
　　 清初历算家对《西洋新法历书》的研究以王锡阐的工作最为突出，他为了彻底贯彻徐光启“会通中西”的学术理想而撰写了《晓庵新法》；针对西方的宇宙模型，他写了《历说·五》、《五星行度解》、《日月左右旋问答》。本文的第五章再次讨论了《晓庵新法》用于计算日月五星加减差的几何模型和《五星行度解》中的类第谷体系，说明了两者之间的内在关系；解决了《五星行度解》中几个悬而未解的问题：如上三星于本天左旋的问题以及王锡阐改五星轨道为实体的原因。
　　 在对历史文献天象计算方法的研究中，常常需要将它们的计算方法和计算结果与现代精确的天文理论对比。为此目的，作者对目前主要的专业天文软件和常见的商业天文软件计算古代天象的功能和精度进行了对比研究。

目录

文摘

英文文摘

前言

第一节 明末改历和《崇祯历书》刊行的背景

第二节 本论文研究的问题和前人研究的基础

第三节 本论文的研究方法和结构安排

第一章《新法算书》中的太阳运动模型

第一节 西方太阳运动理论的发展

第二节《新法算书》中太阳运动模型相关参数的确定

第三节 太阳运动加减差和“日躔表”

第二章《新法算书》中的月亮模型

第一节 月亮各种差数的发现和月亮模型在西方的发展

第二节《新法算书》中的哥白尼月亮模型

第一节《新法算书》中的第谷月亮运动理论

第三章《新法算书》中的太阳系模型

第一节 西方宇宙体系的演进

第二节 中国宇宙论中日月五星的左旋说与右旋说

第三节《新法算书》中的两种宇宙模型

第四节 王锡阐、梅文鼎对日月左右旋说的再次论证

第四章《新法算书》外行星土星的模型

第一节 托勒密的土星模型

第二节 哥白尼的土星模型

第三节《新法算书》中第谷门人的土星模型

第五章 王锡阐的天文历算工作

第一节：王锡阐及其时代

第二节《晓庵新法》中的五星运动模型

第三节 王锡阐的宇宙体系

结论

附录

参考文献

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后记