中国早期历法的计算机模拟分析与综合研究

摘要

对中国古代历法的研究一直是中国天文学史中的重要内容，前人在术文解读和算法分析方面已经作了大量的工作，为进一步研究打下了坚实的基础，但采用通常的计算手段很难准确、完整的对其算法进行深入全面的计算分析，采用计算机编程的方法模拟恢复出历法的计算功能已经成为一种必要，并可以进一步应用到历法相关的诸多研究内容中去。基于此，石云里教授主持了国家自然科学基金项目“中国古代历法的计算机模拟与综合研究”(项目编号：10173012)，本论文即为该项目的部分成果。 汉代的《三统历》(《太初历》)是我国第一部有完整术文传世的历法，汉代另外两部重要的历法是《四分历》和《乾象历》，在将它们的推步方法和运算功能转化成可以应用于程序开发的数据结构和逻辑算法之后，应用具有诸多优点的程序开发工具VisualBasic6.0，分别生成应用程序LiuXin1.0、BianXin2.0、LiuHong3.0，它们已经完整地实现了汉代这三部历法的全部功能。另外，对于《景初历》、《元嘉历》、《大明历》、《正光历》、《兴和历》等历法，则编程实现了除日月食计算功能之外的所有功能，对于《皇极历》、《大业历》等隋唐的重要历法，也实现了除日月食、五星位置和动态之外的大部分功能，还有待进一步补充完善。 本文将附上LiuXin1.0的完整程序源代码，并主要以它为例来介绍编程思路、具体方法、实现功能和诸多相关的细节问题等等。LiuXin1.0用四大类运算功能涵盖了《三统历》推步算法的全部内容，分别有四种时间输入形式和四种输出形式可供选用，并且同时实现了极好的准确性、精确性、容错性以及方便快捷性等特点。 应用历法程序作为辅助，对汉简历谱、汉代的日食记录以及汉代历法的推算功能和精度等进行了更为深入的分析。对《中国科学技术典籍通汇·天文卷》中《汉简历谱》一文所辑的历谱进行了分析，考订了《新》T65.101号历谱的年代，指出了其隐含的独特之处，对另外一些尚未考订或者存有争议的历谱也予以考释和讨论；除此之外，还系统地指出了《汉简历谱》一文尚存的一些不足，特别是一些重要的印刷错误。 通过细致的文献分析和研究，指出了前后《汉书》、前后《汉纪》、《通志》、《世史正纲》、《全上古三代秦汉三国六朝文》以及地方志等诸多文献中一些记录的错误情况，分析了一些错误的原因并予以修正，同时修正了前人研究工作中的一些疏漏。在此基础上指出，汉代在日食的观测和记录方面取得了非常大的进步。 采用汉代历法家的思路，利用可靠日食的记录对《三统历》、《四分历》的合朔推算精度进行了分析，发现《三统历》确实存在着明显的后天问题，并且在东汉初期变得非常严重，《四分历》虽然通过历元的调整暂时缓解了这个问题，但是由于该历法所取得朔望月长度并没有实质的进步，所以，它并没有从根本上解决问题。同时对东汉贾逵的相关讨论进行分析，指出了其中存在两处前人广泛引用却一直未能发现的明显错误。 同许多人的印象相反，在西汉到东汉很长的时间里，中国历法家其实还并未掌握日食预报技术，《太初历》(《三统历》)和《四分历》等现存的几部汉代历法中虽然给出了交食周期的数据，但其只是对月食周期的总结，两部历法中的交食推步术也就都只是推月食术。日月食计算水平的这种差异，对汉代人们的星占观念产生了明显的影响，并最终使星占与历法的发展完全剥离开来，进而为星占的独立发展开创了道路。

目录

致谢

摘要

序言

一、选题意义

二、本文基于前人研究成果拟解决的问题

第一章历法程序介绍——以LiuXin 1.0为例

一、程序的功能和特点

二、程序实现过程中的一些具体问题

三、初步应用——对《三统历》月食推算及月食记录的分析

第二章《汉简历谱》补释

一、对《新》T65.101号历谱年代的考订

二、对其它一些历谱的考释和讨论

三、对《汉简历谱》的补充说明

第三章汉代日食记录的可靠性分析

一、对一些较复杂可修正日食记录的详细探讨

二、其它有必要予以说明的各类日食记录

三、对日食记录的进一步讨论

第四章日食与汉代历法精度的校验

一、贾逵用日食对历法精度的校验

二、用可靠日食记录进行的类似对比分析

三、进一步讨论并进而指出贾逵文字中的错误

第五章汉代历法的交食计算功能及其对星占观的影响

一、对汉代历法交食计算功能的进一步探讨

二、历法水平对汉代日月食星占观的影响

三、对“仲康日食”的相关讨论

第六章程序界面、代码及进一步的讨论

一、程序界面及说明

二、程序完整源代码

三、一点讨论

附录：攻读学位期间发表论文目录