沈(括)学·《梦溪笔谈》的学术价值、研究·历法

沈(括)学·《梦溪笔谈》的学术价值、研究·历法

沈括对天文、历法和算学，都能精通，并且有重要的发现。同时他对于不随流俗，能务实学的读书人，是推诚相与，切磋琢磨，唯恐不及。当时“布衣”卫朴是精于天文历算的专家。沈括在宋神宗熙宁五年(1072)以太史令主管司天监时，推荐卫朴入监任职，在沈括主持下，卫朴历经五年的实测和推算，完成了较前历法更精密的 《奉天历》。沈括在《笔谈》里三处提到卫朴： 一是在第139条，沈括指出《崇天历》和《明天历》对日月蚀推算的错误，“至熙宁五年，卫朴造《奉天历》，始知旧蚀法用日平度，故在疾者过之，在迟者不及。《崇》、《明》二历加减，皆不曾求其所因，至是方究其失”。二是在第148条里，沈括说当时司天监的历官“皆承世族，隶各食禄，本无知历者”。这些人不学无术，却嫉妒卫朴的高明技术，屡次攻击、刁难并企图陷害卫朴。“朴之历术，今古未有，为群历人所沮，不能尽其艺，惜哉!”三是在第308条里，沈括详载了卫朴的事迹。卫朴是个奇才，精于天文历法，对于算数，听读即能成诵，“运筹如飞，人眼不能逐”。其历算远远超过他的前人。沈括的记述，给后世留下第一手资料，阮元编写《畴人传》、陆心源纂辑《宋史翼》为卫朴写下传记，主要就是根据沈括的记载 (杨渭生《沈括对历史学的贡献》，载《沈括研究》)。

他对浑仪、浮漏 (水计时器)、影表 (测日影用)等天文仪器的研制都有许多创见。熙宁中，沈括为了准备观测天象，推算历法，大胆改革“更造浑仪，并创为玉壶浮漏，铜表，皆置天文院，别设官领之”(第149条)。并为此写下著名的“三议”(《宋史》卷四八，中华书局，1977年，第958页)。

他制造的熙宁浑仪，可通过浑仪的南北轴孔观测北极星的位置，进而把极轴孔中心调整到北极星周日运动轨道中心点之上，亦即调整到北天极之上，从而使浑仪的极轴得到校正。沈括还对浑仪上用于照准天体的窥管的孔径重新进行设计。从前，窥管的上、下孔径大小相同，当观测时，人目往往不能置于下孔径的中心，致使光轴偏斜而产生照准误差。针对这一弊病，沈括令下孔径缩小，仅为上孔径的五分之一，这样就大大减小了人目偏离下孔中心的程度，有利于照准精度的提高。

另外，沈括还充分肯定并采纳了北宋若干取消浑仪中的白道环的措施，让天体的白道坐标用数字的方法去推求，其意是减少不十分必要的环圈对天区的遮掩，以便于观测工作的顺利进行。沈括的这些改进，经郭守敬(1231—1316)等人吸收、改进，得到了充分的发展，遂有了后世简仪的出现(杨文衡等《中国科技史话》下册，中国科学技术出版社，1990年，第32—41页)。

公元1074年，沈括又制造出一种设计精巧、结构新颖的新漏壶。有关刻漏的著述流传至今的唯有两篇，即 《浮漏仪》和《笔谈》第128条。《浮漏仪》在现存的刻漏史料中以叙述详尽见长。但原著有文无图，且沈括所著的四卷本《熙宁晷漏》又早巳佚失，故《浮漏仪》的内容至今未能彻底通晓(王锦光、闻人军《沈括的科学成就与贡献》)。

沈括改良了舒易简等(1050)造的漏壶关键之处在于： 用一个中间带孔(称为“达”)的隔板(称作“介”)，把复壶分成左右两半，右半部就相当于舒易简等人所造漏壶的平水壶，右半部则相当于下匮。这里沈括既吸收了舒易简等人设计思想的精髓，并创造性地加以应用，又使漏壶的级数与燕肃的莲花漏壶相同，能够利用漫流中表面张力的补偿作用，补偿粘滞性随温度变化时对流量的影响，从而消除温度变化所引起的计时误差，可达每昼夜误差小于二十秒的精度(李志超、毛允清《刻漏精度的实验研究》，中国科学技术大学学报〔增刊〕，1982年)。达到了使漏壶精确化与简约化的双重效益。这是我国古代刻漏技术在宋代达到高峰的标志，代表了当时精密时计的世界水平(王锦光、闻人军《沈括的科学成就与贡献》)。

在中国古代历法已具有阴阳合历的悠久传统的情况下，沈括的十二气历废除了阴阳合历中的置闰之法，如第545条以十二气为基础来制定一年的历法，是以太阳视运动为计算依据的阳历，既简捷易算，又对农事安排十分有利。引文中最后一段话，他自信地说：“今此历论述当取怪怒攻骂，然异时必有用予之说者。”反映出沈括科学的创新精神、勇气和历史预见性(王锦光、闻人军《沈括的科学成就与贡献》)。