书城自然中国历代科技成就(大中国上下五千年)
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第9章 天文学发展的新阶段──张子信的三大发现

张子信的三大发现具有划时代的意义,为天文历法体系的完善增添了全新的内容。他对这三大发现具体的、定量的描述方法,把我国古代对于交食以及太阳与五星运动的认识推进到一个新阶段,为一系列历法问题计算的突破性进展开拓了道路。

张子信,生卒年不详,清河(今河北清河县)人,北魏、北齐间著名的天文学家。

526年至528年间,在华北一带曾发生过一次以鲜于修礼和葛荣为首的农民起义,这次起义声势浩大,震动朝野,为了躲避这次农民起义的影响,张子信跑到了一个海岛上隐居了起来。在海岛上,他制做了一架浑仪,专心致志地测量日、月、五星的运动,探索其运动的规律。在这一相对安定的环境中,他孜孜不倦地工作了30多年。在取得大量第一手观测资料的基础上,张子信还结合他所能得到的前人的观测成果,进行了综合的分析研究。

565年前后,张子信敏锐地发现了关于太阳运动不均匀性、五星运动不均匀性和月亮视差对日食的影响的现象,同时提出了相应的计算方法,它们在中国古代天文学史上是具有划时代意义的事件。

同的途径发现太阳运动不均匀现象的。其一,我们知道太阳视运动从平春分到平秋分(时经半年)所历的黄道度数,要比从平秋分到平春分(亦时经半年)所历度数少若干度,于是,前半年太阳视运动的速度自然要比后半年来得慢,即张子信所说的“日行春分后则迟,秋分后则速”(《隋书·天文志》)。

其二,张子信发现,如果仅仅考虑月亮运动不均匀性的影响,所推算的交食时刻往往不够准确,还必须加上另一修正值,才有密切和稳定的关系。更重要的是,张子信由此升华出太阳视运动不均匀性的结论,给予“入气差”以合理的解释。他还推算出了二十四节气“入气差”的具体数值,这是我国古代对太阳视运动不均匀性现象所作的最早的明确的定量描述。

太阳视运动不均匀性的发现

能使预推结果与由观测而得实际交食时刻更

据后人猜测,张子信大约是通过两个不 好地吻合。该值的正负、大小与二十四节气五星运动不均匀性的发现

经过长期的观测,张子信发现,依据传统的方法推算得出的五星晨见东方的时刻,往往与实际天象不相符,常有应见而不见,或不应见而见的情况发生。由进一步的考察,他确认五星晨见东方时刻的这种超前或滞后及其时间的长短,也与二十四节气有紧密的、稳定的关系。张子信认为,这正是五星运动不均匀性的具体反映。同样,他也推算出了五星二十四节气“入气加减”的明确数值,从而实现了五星运动不均匀性的初始的定量描述。

食差的发现

食差的发现,是关于交食研究的一大进展。张子信认识到对于日食而言,并不是日月合朔入食限就一定发生日食现象,入食限只是发生日食的必要条件,还不是充分条件。他指出,只有当这时月亮位于太阳之北时,才发生日食;若这时月亮位于太阳之南,就不发生日食,即所谓“合朔月在日道里则日食,若在日道外,虽交不亏”(《隋书·天文志中》)。这就是张子信关于食差延伸阅读

张子信成功的秘诀

张子信之所以能在天文学上取得如此巨大的成功,首先就在于他勇于实践的精神,他认识到尽量丰富的客观素材对于获取新知的重要性,坚持不懈地进行了30多年的观测工作;其次,张子信还善于探索,他从表面上看来杂乱无章的客观事实中,理出带有规律性的东西;第三,他还勇于创新,大胆地追究这些带规律性的现象的深层原因,作出理论上的说明,并且给出定量化的描述。张子信的三大发现均较好地体现了他关于科学研究的指导思想和方法。