中國(guó)明末清初時(shí)期的天文學(xué)

明末清初，中國(guó)社會(huì)面臨著深刻的危機(jī)，清朝統(tǒng)治者基本上沿襲了明代的各項(xiàng)制度，但由于清兵入關(guān)后對(duì)商品經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的東南沿海反清勢(shì)力進(jìn)行了殘酷的鎮(zhèn)壓，使經(jīng)濟(jì)受到嚴(yán)重摧殘。雖然清政府采取了一些恢復(fù)措施，但與西方同期發(fā)展速度相比，卻被遠(yuǎn)遠(yuǎn)地拋在后面?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展，也遭到了同樣的命運(yùn)，而且隨著時(shí)間的推移，差距越來越大。

清政府對(duì)漢族知識(shí)分子的政策，也在很大程度上影響了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。特別是康、雍、乾三朝，因感于漢族知識(shí)分子中反清情緒仍很強(qiáng)烈，多次大興文字獄，導(dǎo)致我國(guó)的學(xué)術(shù)研究走上了考證古典文獻(xiàn)的道路，使學(xué)術(shù)研究嚴(yán)重脫離實(shí)際，從而嚴(yán)重阻礙了自然科學(xué)的發(fā)展。

由于清朝嚴(yán)行海禁，使得自1723-1840年的100多年間幾乎中止了接受西方科技知識(shí)，這使我國(guó)科技的發(fā)展也受到很大的影響。

從16世紀(jì)末到18世紀(jì)初，即明萬歷至清康熙的100多年間，是西方科技知識(shí)傳入我國(guó)的時(shí)期，清朝的科學(xué)技術(shù)也在西方科技的影響下沿著中國(guó)古代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的道路有著緩慢的發(fā)展。

1.西方天文歷法的傳人

16到18世紀(jì)羅馬教皇派一些傳教士到中國(guó)來進(jìn)行傳教工作，他們同時(shí)也帶來了包括天文學(xué)在內(nèi)的一些科學(xué)技術(shù)知識(shí)。

明代歷法，一直使用元代的授時(shí)歷和回回歷，因時(shí)間久遠(yuǎn)，誤差很大。徐光啟因此聘請(qǐng)意大利人龍華民(1559-1654年）等傳教士編譯西方天文學(xué)書籍，其成果體現(xiàn)在《崇禎歷書》的完成。但新歷法由于守舊派的反對(duì)和明皇室的衰亡，實(shí)際上并沒有實(shí)行。

清初，傳教士、德國(guó)人湯若望(1591-1666年）將新歷獻(xiàn)給順治皇帝，因?yàn)樾路A(yù)測(cè)的日蝕比舊法精確，遂即頒行，稱為時(shí)憲歷。欽天監(jiān)監(jiān)正的職務(wù)即委派湯若望擔(dān)任。湯若望于是著《新法表異》詳細(xì)陳述新法的優(yōu)點(diǎn)，又重新制作已經(jīng)損壞了的天文儀器，如天球儀、地平日晷和望遠(yuǎn)鏡等?？滴鯐r(shí)，傳教士、比利時(shí)人南懷仁(1623-1688年）在欽天監(jiān)，他革新了六種儀器：黃道經(jīng)緯儀、赤道經(jīng)緯儀、紀(jì)限儀、象限儀、天體儀和地平經(jīng)儀，寫成《靈臺(tái)儀象志》，繪圖說明它們的制法、用法和使用這些儀器測(cè)得的各種記錄。

乾隆時(shí)，傳教士、德國(guó)人戴進(jìn)賢(1680-1784年）在欽天監(jiān)為官，傳入17世紀(jì)德國(guó)天文學(xué)家刻卜勒發(fā)現(xiàn)的外星運(yùn)轉(zhuǎn)軌道為橢圓以及牛頓計(jì)算地球與日、月距離的方法，在他主持纂修的《歷象考成后編》中寫道："日月五星之本天(即軌道）舊說以為平圓，今以為橢圓"，"地球與日、月距離之計(jì)算，采奈端(即牛頓）之術(shù)"，但對(duì)哥白尼的日心說和牛頓的萬有引力定律都尚未論及。18世紀(jì)中葉，傳教士、法國(guó)人蔣友仁(1715-1774年）在《坤輿全圖》中才介紹了哥白尼的日心說，論述了地球運(yùn)動(dòng)的原理。

2.王錫闡和梅文鼎

清初一些學(xué)者接受了從西方傳來的科學(xué)知識(shí)，積極展開了天文學(xué)和其他科學(xué)的研究。

王錫闡(1628-1682年），字寅旭，號(hào)曉庵，江蘇吳江人；梅文鼎(1633-1721年），字定九，號(hào)勿庵，安徽宣城人。他們二人對(duì)中西之學(xué)均采取去偽存真的科學(xué)態(tài)度，他們主張"去中西之見"，"務(wù)集眾長(zhǎng)以觀其會(huì)通，毋拘名目而取其精粹"，指出"數(shù)者所以合理也，歷者所以順天也。法有可采，何論東西，理所當(dāng)明，何分新舊"。他們反對(duì)對(duì)西法的盲目崇拜，"以西法為有驗(yàn)于今，可也，如謂不易之法，務(wù)事求進(jìn)，不可也。"于是，"考正古法之談，而存其是，擇取西說之長(zhǎng)，而去其短"則成了他們的研究工作的重要特色。"王氏精而核，梅氏博而大，各造其極"，對(duì)我國(guó)天文學(xué)和數(shù)學(xué)的發(fā)展作出了貢獻(xiàn)。

王錫闡深入鉆研西法，在《歷說》中，他指出了西法的若干缺點(diǎn)和錯(cuò)誤。如西法以為月亮在近地點(diǎn)時(shí)，視直徑大，故月食食分??；月亮在遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)，視直徑小，故食分大。王錫闡則正確地指出："視徑大小，僅從人目，食分大小，當(dāng)據(jù)實(shí)徑。太陽實(shí)徑，不因高卑有殊。地影實(shí)徑，實(shí)因遠(yuǎn)近損益，最卑(月亮在近地點(diǎn)）之地影大，月入影深，食分不得反??；最高(月亮在遠(yuǎn)地點(diǎn)）之地影小，月入影淺，食分不得反大"。他認(rèn)為，按小輪系統(tǒng)算月亮運(yùn)動(dòng)時(shí)，除了定朔、定望外，其它時(shí)刻都應(yīng)加改正數(shù)，但西法卻不用這一改正數(shù)，好像日、月食一定發(fā)生在定朔、定望，然而事實(shí)上只有月食食甚才是在定望。他更以交食的實(shí)測(cè)事實(shí)，證明西法并不完全準(zhǔn)確，從實(shí)踐和理論上都證明西法并非是完善的。

正是在對(duì)中、西方法都作透徹研究的基礎(chǔ)上，王錫闡著《曉庵新法》六卷，吸取了兩者的優(yōu)點(diǎn)，并有所發(fā)明和創(chuàng)造。他提出了日月食初虧和復(fù)圓方位角計(jì)算的新方法，依次計(jì)算公元1681年9月12日發(fā)生的日食，較其它方法都準(zhǔn)確。他獨(dú)立地發(fā)明了計(jì)算金星、水星凌日的方法，還提出了細(xì)致地計(jì)算月掩行星和五星凌犯的初、終時(shí)刻的方法，都比中、西方法有所進(jìn)步。

注重實(shí)踐，是王錫闡天文工作的又一特點(diǎn)。從青少年時(shí)代起，夜晚遇天色晴朗，他就登上屋頂，仰觀天象，竟夜不寐。"每遇交會(huì)，必以新步所測(cè)，課校疏密，疾病寒暑無間，于茲三十年矣"，繼承和發(fā)揚(yáng)了我國(guó)古代天文工作者"驗(yàn)天求合"的實(shí)踐與理論相結(jié)合的優(yōu)良傳統(tǒng)。王錫闡在天文學(xué)上取得成就是與此密切相關(guān)的。

梅文鼎以畢生精力從事天文學(xué)和數(shù)學(xué)的研究。他的天文學(xué)著作有四十余種，有對(duì)我國(guó)古代歷法的評(píng)述與研究；有對(duì)《崇禎歷書》的評(píng)論，"或正其誤，或補(bǔ)其闕"；有對(duì)近人著述的介紹，并能正其訛闕，指其得失；有對(duì)他自己創(chuàng)制的天文儀器的說明，涉及面很廣。這些研究使得他能夠綜論中西歷法的異同得失，對(duì)中西歷法的融會(huì)貫通，作了大量的工作。他的另一重要貢獻(xiàn)是在數(shù)學(xué)方面，僅據(jù)《梅氏叢書輯要》所收的數(shù)學(xué)著作就有13種共40卷，內(nèi)容涉及初等數(shù)學(xué)各個(gè)分支，有算術(shù)、代數(shù)學(xué)、幾何學(xué)、平面三角學(xué)和地面三角學(xué)等等。

這些數(shù)學(xué)著作，并不是對(duì)西方傳入的數(shù)學(xué)知識(shí)囫圇吞棗式地抄襲，而是通過作者咀嚼消化以后的心得所作。如對(duì)球面三角形，梅文鼎著《弧三角舉要》一書，據(jù)他自己所說這是"蓋積數(shù)十年之探索，而后能會(huì)通簡(jiǎn)易"而寫成的。也正如《疇人傳》指出的，"其論算之文務(wù)在顯明，不辭勞拙，往往以平易之語解極難之法，淺近之理言達(dá)至深之理，使讀其書者不待詳求而又可曉然。"梅文鼎在其數(shù)學(xué)著作中還多有創(chuàng)見。他利用我國(guó)古代傳統(tǒng)的勾股算術(shù)證明了《幾何原本》卷二、卷三、卷四、卷六中的很多命題；他用幾何圖形證明了余弦定理和四個(gè)正弦、余弦積化和差的公式；他還獨(dú)立思考得出若干四等面體、八等面體、十二等面體、二十等面體的多種幾何性質(zhì)，如它們的內(nèi)切球半徑和體積，訂正了古人書中的錯(cuò)誤。

梅文鼎還十分重視我國(guó)傳統(tǒng)數(shù)學(xué)的成就，認(rèn)為"古法方程，亦非西法所有，則專著論，以明古人之精意，不可湮沒"，喚起了人們對(duì)明代幾乎全部失傳的宋元數(shù)學(xué)的光輝成就的注意。對(duì)此，梅文鼎也作出了自己的貢獻(xiàn)。

總之，王錫闡和梅文鼎的工作，使明代以來傳統(tǒng)數(shù)學(xué)和天文學(xué)重獲生機(jī)，使新移植過來的西方數(shù)學(xué)和天文學(xué)在中國(guó)這塊土地上長(zhǎng)成了根干，結(jié)出了一些新果。他們對(duì)古今中外的有關(guān)知識(shí)采取了批判繼承的正確態(tài)度。這種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神以及理論與實(shí)踐相聯(lián)系的工作方法，是他們?cè)诳茖W(xué)上取得成就的重要原因。