星值,是日月五星七曜值日之义,亦即推算星期序数。日满七去之,就是从总日数中去掉七的若干倍,可得到从金曜日起算的星期序数。由此可见应天历是引入七曜纪日法的,这种以金曜日为历元,采用星期制的方法与伊斯兰历相同,因此这部分内容很可能是马依泽参与制历所作的贡献,这项改革满足了日益增多的中国穆斯林的需要。
宋代民间研究历法十分活跃,如熙宁七年(1074)发现所用历法与天象不合,沈括就推荐了民间历法家卫朴编造新历。当时从宋仁宗天圣二年(1024)起行用的《崇天历》历气后天,而刚颁用了九年的《明天历》又历朔先天,于是,卫朴在《明天历》的基础上制成新历《奉元历》,于熙宁八年(1075)颁用。又如宋徽宗崇宁二年(1103)发现所使用的《观天历》气朔有错,遂改用姚舜辅的《占天历》。但历官们认为《占天历》为民间私家所造,未经考验,不可施行,于是姚舜辅在大量观测的基础上,于崇宁五年(1106)又制成《纪元历》并得以颁行。清代梅文鼎对《纪元历》有很高的评价,说“宋历莫善于纪元”。这部历法的回归年、朔望月及其他一些数据都相当准确。此外,姚舜辅还创造了确定太阳位置的新方法,即在天亮前或黄昏后用恒星作参照定出金星的位置,然后在既能看见金星又能看见太阳的时候定出金星与太阳的角距,从而求得太阳在恒星间的位置。他还创立了新的计算公式,以解决太阳的赤道经度与黄道经度的换算问题。
南宋初继续行用《纪元历》,后又曾用《统元历》、《乾道历》、《淳熙历》和《会元历》。南宋宁宗庆元五年(1199)行用杨忠辅编制的《统天历》,这是得到梅文鼎更高评价的一部历法,有宋历“尤莫善于统天”之说。《统天历》有很好的实测基础,节气、合朔、月亮过近地点与黄白交点的时刻等都定得比较准,并在实测的基础上确定出计算改正值的办法。《统天历》的岁实(回归年长度)为365.2425 日,比现行公历采用同一数值早了384年。此外,杨忠辅还发现回归年长度不是固定不变的,而是每年都有微小的变化,并提出斗分差的数值改正方法。这也是天文学史上的一个重要发现。《统天历》继唐曹士 《符天历》之后也不用上元积年。《统天历》的上元是虚设的,实际上废除了繁琐的上元积年计算,这也是中国历法史上的一个进步。
北宋存在168 年,共颁行10 部历法,南宋存在152 年,共颁行10 部历法,换历比较频繁,在一定程度上反映了当时天文历法研究的活跃。其中《应天历》、《纪元历》、《统天历》各有所长,反映了两宋行用历法的特点和主要成就。
第五节气象知识五代及辽、宋、夏、金的一些史书,尤其是《宋史》,记载了很多宝贵的气象资料,其中包含有关于大水、大旱、大风及雨雪、冰雹、雷暴、地震等灾害和特殊天气现象的丰富内容。宋代开始普遍编修的地方志及大量宋人笔记,也有很多这方面的记载,如沈括《梦溪笔谈》中对山东武城县一次龙卷风的形状及危害情况作了非常清楚的记述。这些资料对于研究我国气候变迁及气象变化规律具有重要的价值。南宋吕祖谦于淳熙七年(1180)正月初一到八年七月二十八日在金华进行了近两年连续不断的物候观测。他在《庚子辛丑日记》中记录了二十多种植物的开花结果时间及一些虫鸟的初鸣和初到时间,这是一份经实际观测获得的非常珍贵的物候资料。
降雨情况直接关系农业生产,因而历代都受到人们重视。西汉时根据土、炭吸湿增重的不同而发明了原始的天平式湿度计。宋代僧人赞宁,在10 世纪则利用这种仪器来预报晴雨。宋神宗熙宁年间京师久旱,沈括准确地做了一次降雨预报,《梦溪笔谈》卷7 对此有很生动的记述。他对当时空气中水气条件的分析与判断是符合近代气象科学原理的。
为了测量降水量的多少,必须要有一种用具,现在普遍使用的是雨量筒。南宋数学家秦九韶在其《数书九章》中列有“天池测雨”、“圆罂测雨”、“峻岭验雪”、“竹器验雪”等算题,可根据盛水或积雪容器的形状及积水、积雪的多少,计算出单位面积平地上的降水量。天池是古代防火贮水的容器,用来测降雨量,当可看作原始的雨量器。这种方法也是世界上较早的测定降水量的科学方法。
此外,这一时期对一些气象现象也有了更正确的认识,如《梦溪笔谈》中记载孙彦先对虹的解释是“虹乃雨中日影也,日照雨则有之。”《梦溪笔谈》卷25 提到:“江湖间唯畏大风。冬月风作有渐,船行可以为备。唯盛夏风起于顾盼间,往往罹难。曾闻江国贾人有一术,可免此患。大凡夏月风景,须作于午后。欲行船者,五鼓初起,视星月明洁,四际至地皆无云气,便可行,至于巳时即止。如此,无复与暴风遇矣。国子博士李元规云:平生游江湖,未尝遇风,用此术。”这里提到的关于风力日变化规律的气象知识,是符合实际情况的,对行船安全也是非常重要的。苏轼《船■风》诗有句:“三旬已过黄梅雨,万里初来船■风”,并有序文说:“吴中
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