中國明末清初時期的天文學

明末清初，中國社會面臨著深刻的危機，清朝統(tǒng)治者基本上沿襲了明代的各項制度，但由于清兵入關(guān)后對商品經(jīng)濟發(fā)達的東南沿海反清勢力進行了殘酷的鎮(zhèn)壓，使經(jīng)濟受到嚴重摧殘。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，卻被遠遠地拋在后面。科學技術(shù)的發(fā)展，也遭到了同樣的命運，而且隨著時間的推移，差距越來越大。

清政府對漢族知識分子的政策，也在很大程度上影響了科學技術(shù)的發(fā)展。特別是康、雍、乾三朝，因感于漢族知識分子中反清情緒仍很強烈，多次大興文字獄，導致我國的學術(shù)研究走上了考證古典文獻的道路，使學術(shù)研究嚴重脫離實際，從而嚴重阻礙了自然科學的發(fā)展。

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

從16世紀末到18世紀初，即明萬歷至清康熙的100多年間，是西方科技知識傳入我國的時期，清朝的科學技術(shù)也在西方科技的影響下沿著中國古代科學技術(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世紀羅馬教皇派一些傳教士到中國來進行傳教工作，他們同時也帶來了包括天文學在內(nèi)的一些科學技術(shù)知識。

明代歷法，一直使用元代的授時歷和回回歷，因時間久遠，誤差很大。徐光啟因此聘請意大利人龍華民(1559-1654年）等傳教士編譯西方天文學書籍，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和明皇室的衰亡，實際上并沒有實行。

清初，傳教士、德國人湯若望(1591-1666年）將新歷獻給順治皇帝，因為新法預(yù)測的日蝕比舊法精確，遂即頒行，稱為時憲歷。欽天監(jiān)監(jiān)正的職務(wù)即委派湯若望擔任。湯若望于是著《新法表異》詳細陳述新法的優(yōu)點，又重新制作已經(jīng)損壞了的天文儀器，如天球儀、地平日晷和望遠鏡等?？滴鯐r，傳教士、比利時人南懷仁(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、紀限儀、象限儀、天體儀和地平經(jīng)儀，寫成《靈臺儀象志》，繪圖說明它們的制法、用法和使用這些儀器測得的各種記錄。

乾隆時，傳教士、德國人戴進賢(1680-1784年）在欽天監(jiān)為官，傳入17世紀德國天文學家刻卜勒發(fā)現(xiàn)的外星運轉(zhuǎn)軌道為橢圓以及牛頓計算地球與日、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、月距離之計算，采奈端(即牛頓）之術(shù)"，但對哥白尼的日心說和牛頓的萬有引力定律都尚未論及。18世紀中葉，傳教士、法國人蔣友仁(1715-1774年）在《坤輿全圖》中才介紹了哥白尼的日心說，論述了地球運動的原理。

2.王錫闡和梅文鼎

清初一些學者接受了從西方傳來的科學知識，積極展開了天文學和其他科學的研究。

王錫闡(1628-1682年），字寅旭，號曉庵，江蘇吳江人；梅文鼎(1633-1721年），字定九，號勿庵，安徽宣城人。他們二人對中西之學均采取去偽存真的科學態(tài)度，他們主張"去中西之見"，"務(wù)集眾長以觀其會通，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，理所當明，何分新舊"。他們反對對西法的盲目崇拜，"以西法為有驗于今，可也，如謂不易之法，務(wù)事求進，不可也。"于是，"考正古法之談，而存其是，擇取西說之長，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"，對我國天文學和數(shù)學的發(fā)展作出了貢獻。

王錫闡深入鉆研西法，在《歷說》中，他指出了西法的若干缺點和錯誤。如西法以為月亮在近地點時，視直徑大，故月食食分?。辉铝猎谶h地點時，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，當據(jù)實徑。太陽實徑，不因高卑有殊。地影實徑，實因遠近損益，最卑(月亮在近地點）之地影大，月入影深，食分不得反?。蛔罡?月亮在遠地點）之地影小，月入影淺，食分不得反大"。他認為，按小輪系統(tǒng)算月亮運動時，除了定朔、定望外，其它時刻都應(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，然而事實上只有月食食甚才是在定望。他更以交食的實測事實，證明西法并不完全準確，從實踐和理論上都證明西法并非是完善的。

正是在對中、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，并有所發(fā)明和創(chuàng)造。他提出了日月食初虧和復(fù)圓方位角計算的新方法，依次計算公元1681年9月12日發(fā)生的日食，較其它方法都準確。他獨立地發(fā)明了計算金星、水星凌日的方法，還提出了細致地計算月掩行星和五星凌犯的初、終時刻的方法，都比中、西方法有所進步。

注重實踐，是王錫闡天文工作的又一特點。從青少年時代起，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，必以新步所測，課校疏密，疾病寒暑無間，于茲三十年矣"，繼承和發(fā)揚了我國古代天文工作者"驗天求合"的實踐與理論相結(jié)合的優(yōu)良傳統(tǒng)。王錫闡在天文學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和數(shù)學的研究。他的天文學著作有四十余種，有對我國古代歷法的評述與研究；有對《崇禎歷書》的評論，"或正其誤，或補其闕"；有對近人著述的介紹，并能正其訛闕，指其得失；有對他自己創(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，對中西歷法的融會貫通，作了大量的工作。他的另一重要貢獻是在數(shù)學方面，僅據(jù)《梅氏叢書輯要》所收的數(shù)學著作就有13種共40卷，內(nèi)容涉及初等數(shù)學各個分支，有算術(shù)、代數(shù)學、幾何學、平面三角學和地面三角學等等。

這些數(shù)學著作，并不是對西方傳入的數(shù)學知識囫圇吞棗式地抄襲，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，而后能會通簡易"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)學著作中還多有創(chuàng)見。他利用我國古代傳統(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正弦、余弦積化和差的公式；他還獨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誤。

梅文鼎還十分重視我國傳統(tǒng)數(shù)學的成就，認為"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"，喚起了人們對明代幾乎全部失傳的宋元數(shù)學的光輝成就的注意。對此，梅文鼎也作出了自己的貢獻。

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