天文历法论文大全11篇

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篇（1）

朱熹对天文现象的思考很早就已开始。据朱熹门人黄义刚“癸丑（1193年，朱熹63岁）以后所闻”和林蘷孙“丁巳（1197年，朱熹67岁）以后所闻”，朱熹曾回忆说：“某自五、六岁，便烦恼道：‘天地四边之外，是什么物事？’见人说四方无边，某思量也须有个尽处。如这壁相似，壁后也须有什么物事。其时思量得几乎成病。到而今也未知那壁后是何物？”[ ]可见，朱熹从小就关心天文，直到晚年仍对此难以忘怀，并孜孜以求。

然而，朱熹在其早期的学术生涯中，并没有进行天文学的研究。朱熹早年除读儒家经典外，“无所不学，禅、道文章，楚辞、诗、兵法，事事要学”[ ]。绍兴三十年（1160年，朱熹30岁），朱熹正式拜二程的三传弟子李侗为师，开始潜心于儒学，并接受李侗以“默坐澄心”于“分殊”上体认“理一”的思想。

据《朱文公文集》以及当今学者陈来先生所著《朱子书信编年考证》[ ]，朱熹最早论及天文学当在乾道七年（1171年，朱熹41岁）的《答林择之》，其中写道：“竹尺一枚，烦以夏至日依古法立表以测其日中之景，细度其长短。”[ ]

测量日影的长度是古代重要的天文观测活动之一。最简单的方法是在地上直立一根长八尺的表竿，通过测量日影的长短来确定节气；其中日影最短时为夏至，最长时为冬至，又都称为“日至”。与此同时，这种方法还用于确定“地中”。《周礼地官》载：“以土圭之法测土深，正日景以求地中。……日至之景，尺有五寸，谓之地中。”意思是，在夏至日中午测得日影为一尺五寸的地方，此地便是“地中”。而且，从“地中”向北，每一千里则影长增一寸；向南，每一千里则影长减一寸。这就是《周髀算经》所谓“周髀长八尺，勾之损益寸千里”。这一说法到南朝以后受到怀疑；唐朝的一行和南宫说通过不同地区日影的测量，进一步予以纠正。朱熹要其弟子林择之协助测量日影，显然是要比较不同地区日影的长短，其科学精神可见一斑。

在同年的《答蔡季通》中。朱熹写道：“历法恐亦只可略说大概规模，盖欲其详，即须仰观俯察乃可验。今无其器，殆亦难尽究也。”[ ]

蔡季通，即蔡元定（1135～1198年）；建阳（今属福建）人，学者称西山先生；精于天文、地理、吕律、象数，著作有《律吕新书》、《大衍详说》等；为朱熹“四大弟子（ 蔡元定、黄干、刘爚、陈淳）”之首。蔡元定的年龄仅比朱熹小5岁，并在天文学等科学上有所造诣，很受朱熹的器重。从以上所引《答蔡季通》可知，当时朱熹正与蔡元定讨论天文历法，并且认为，研究历法必须用科学仪器进行实际的天文观测。

淳熙元年（1174年，朱熹44岁），朱熹在《答吕子约》中写道：“日月之说，沈存中笔谈中说得好，日食时亦非光散，但为物掩耳。若论其实，须以终古不易者为体，但其光气常新耳。”[ ]显然，朱熹在此前已研读过北宋著名科学家沈括的《梦溪笔谈》，并对沈括的有关天文学的观点进行分析。胡道静先生认为，在整个宋代，朱熹是最最重视沈括著作的科学价值的唯一的学者，是宋代学者中最熟悉《梦溪笔谈》内容并能对其科学观点有所阐发的人。[ ]

淳熙十三年（1186年，朱熹56岁），朱熹在《答蔡季通》中写道：“《星经》紫垣固所当先，太微、天市乃在二十八宿之中，若列于前，不知如何指其所在？恐当云在紫垣之旁某星至某星之外，起某宿几度，尽某宿几度。又记其帝坐处须云在某宿几度，距紫垣几度，赤道几度，距垣四面各几度，与垣外某星相直，及记其昏见，及昏旦夜半当中之星。其垣四面之星，亦须注与垣外某星相直，乃可易晓。……《星经》可付三哥毕其事否？甚愿早见之也。近校得《步天歌》颇不错，其说虽浅而词甚俚，然亦初学之阶梯也。”[ ]可见，当时朱熹正与蔡元定一起研究重要的天文学经典著作《星经》和以诗歌形式写成的通俗天文学著作《步天歌》，并就如何确定天空中恒星的位置问题进行讨论，其中涉及三垣二十八宿星象体系。

同年，朱熹在《答蔡伯静》中写道：“天经之说，今日所论乃中其病，然亦未尽。彼论之失，正坐以天形为可低昂反复耳。不知天形一定，其间随人所望固有少不同处，而其南北高下自有定位，政使人能入于弹圆之下以望之，南极虽高，而北极之在北方，只有更高于南极，决不至反入地下而移过南方也。但入弹圆下者自不看见耳。盖图虽古所创，然终不似天体，孰若一大圆象，钻穴为星，而虚其当隐之规，以为瓮口，乃设短轴于北极之外，以缀而运之，又设短轴于南极之北，以承瓮口，遂自瓮口设四柱，小梯以入其中，而于梯末架空北入，以为地平，使可仰窥而不失浑体耶？”[ ]在这里，朱熹设想了一种可进入其中观看天象的庞大的浑天仪。

淳熙十四年（1187年，朱熹57岁），朱熹在《答廖子晦》中写道：“日之南北虽不同，然皆随黄道而行耳。月道虽不同，然亦常随黄道而出其旁耳。其合朔时，日月同在一度；其望日，则日月极远而相对；其上下弦，则日月近一而远三。如日在午，则月或在卯，或在酉之类是也。故合朔之时，日月之东西虽同在一度，而月道之南北或差远，于日则不蚀。或南北虽亦相近，而日在内，月在外，则不蚀。此正如一人秉烛，一人执扇，相交而过。一人自内观之，其两人相去差远，则虽扇在内，烛在外，而扇不能掩烛。或秉烛者在内，而执扇在外，则虽近而扇亦不能掩烛。以此推之，大略可见。”[ ]在这里，朱熹对月亮盈亏变化的原因作了探讨。

淳熙十六年（1189年，朱熹59岁），朱熹在《答蔡季通》中写道：“极星出地之度，赵君云福州只廿四度，不知何故自福州至此已差四度，而自此至岳台，却只差八度也。子半之说尤可疑，岂非天旋地转，闽浙却是天地之中也耶？”[ ]在这里，朱熹试图通过比较各地北极星的高度及其与地中岳台的关系，以证明大地的运动。

朱熹在一生中最后的十年里，在天文学研究上下了较多的功夫，并取得了重要的科学成就。南宋黎靖德所编《朱子语类》卷一“理气上太极天地上”和卷二“理气下天地下”编入大量朱熹有关天文学的言论，其中大都是这一时期朱熹门人所记录的。例如：《朱子语类》卷二朱熹门人陈淳“庚戌（1190年，朱熹60岁）、己未（1199年，朱熹69岁）所闻”：“天日月星皆是左旋，只有迟速。天行较急，一日一夜绕地一周三百六十五度四分度之一，而又进过一度。日行稍迟，一日一夜绕地恰一周，而於天为退一度。至一年，方与天相值在恰好处，是谓一年一周天。月行又迟，一日一夜绕地不能匝，而於天常退十三度十九分度之七。至二十九日半强，恰与天相值在恰好处，是谓一月一周天。月只是受日光。月质常圆，不曾缺，如圆毬，只有一面受日光。望日日在酉，月在卯，正相对，受光为盛。天积气，上面劲，只中间空，为日月来往。地在天中，不甚大，四边空。……”[ ]

《朱子语类》的其它卷中也有此类记录。例如：《朱子语类》卷二十三黄义刚“癸丑（1193年，朱熹63岁）以后所闻”：安卿问北辰。曰：“北辰是那中间无星处，这些子不动，是天之枢纽。北辰无星……。”义刚问：“极星动不动？”曰：“极星也动。只是它近那辰后，虽动而不觉。……今人以管去窥那极星，见其动来动去，只在管里面，不动出去。向来人说北极便是北辰，皆只说北极不动。至本朝人方去推得是北极只是北辰头边，而极星依旧动。又一说，那空无星处皆谓之辰……。”又曰：“天转，也非东而西，也非循环磨转，却是侧转。”义刚言：“楼上浑仪可见。”曰：“是。”……又曰：“南极在地下中处，南北极相对。天虽转，极却在中不动。”[ ]

《朱文公文集》卷七十二朱熹所著《北辰辨》（大约写成于1196年，朱熹66岁）以及卷六十五朱熹所注《尚书》之《尧典》、《舜典》（大约写成于1198年，朱熹68岁）都包含有丰富的天文学观点。《北辰辨》是朱熹专门讨论天球北极星座的论文；在所注的《尧典》中，朱熹讨论了当时天文学的岁差、置闰法等概念；在所注《舜典》中讨论了早期的浑天说、浑天仪的结构，并详细记录了当时的浑天仪结构。

这一时期朱熹所编《楚辞集注》（成书于1195年，朱熹65岁）之《天问》中也有一些注释反映了他在天文学方面的研究和造诣。

二. 天文学的成就

就朱熹研究天文学的方法而言，其最根本的研究方法是[ ]：

其一，细心观察各种天文现象。朱熹是重视亲身观察、善于观察的人。他经常运用仪器观察天文现象；并运用观察所得验证、反驳或提出各种见解。

其二，用“气”、“阴阳”等抽象概念解释天文现象。朱熹所采用的这一方法与中国古代科学家普遍采用的研究方法是一致的。

其三，运用推类获取新知。朱熹经常运用“以类而推”的方法，用已知的东西、直观的东西，对天文现象进行类推解释。

其四，阐发前人的天文学研究成果。朱熹研读过包括沈括《梦溪笔谈》在内的大量科学论著，对前人的天文学观点均予以评述，并提出自己的看法。

从现代科学的角度看，朱熹的天文学研究方法，固然有其不足之处，这主要是由于古代科学所处的阶段而导致的。在古代科学的范畴中，朱熹的天文学研究方法应当属于合理。更为重要的是，朱熹运用这些方法在天文学上取得了重要的成就。

朱熹在天文学方面的科学成就主要反映在他最后十年里有关的言论中。概括起来主要有三个方面：

第一，提出了以“气”为起点的宇宙演化学说。朱熹曾经说：“天地初间只是阴阳之气。这一个气运行，磨来磨去，磨得急了便拶许多渣滓；里面无处出，便结成个地在中央。气之清者便为天，为日月，为星辰，只在外，常周环运转。地便只在中央不动。不是在下。”[ ]这里描绘了一幅宇宙演化途径的图景。

在朱熹看来，宇宙的初始是由阴阳之气构成的气团。阴阳之气的气团作旋转运动；由于内部相互磨擦发生分化；其中“清刚者为天，重浊者为地”[ ]，重浊之气聚合为“渣滓”，为地，清刚之气则在地的周围形成天和日月星辰。朱熹还明确说：“天地始初混沌未分时，想只有水火二者。水之滓脚便成地。今登高而望，群山皆为波浪之状，便是水泛如此。只不知因什么时凝了。初间极软，后来方凝得硬。……水之极浊便成地，火之极轻便成风霆雷电日星之属。”[ ]他根据直观的经验推断认为，大地是在水的作用下通过沉积而形成的，日月星辰是由火而形成的。

将宇宙的初始看作是运动的气，这一思想与近代天文学关于太阳系起源的星云说有某些相似之处。1755年，德国哲学家康德提出了太阳系起源的星云说；1796年，法国天文学家拉普拉斯也独立地提出星云说。星云说认为，太阳系内的所有天体都是由同一团原始星云形成的。然而，在他们500多年之前，朱熹就提出了类似之说；尽管尚缺乏科学依据和定量的推算，但其通过思辩而获得的结果则是超前的。

对此，英国科学史家梅森在其《自然科学史》一书中予以记述：“宋朝最出名的新儒家是朱熹。他认为，在太初，宇宙只是在运动中的一团浑沌的物质。这种运动是漩涡的运动，而由于这种运动，重浊物质与清刚物质就分离开来，重浊者趋向宇宙大旋涡的中心而成为地，清刚者则居于上而成为天。……”[ ]

第二，提出了地以“气”悬空于宇宙之中的宇宙结构学说。朱熹赞同早期的浑天说，但作了重大的修改和发展。早期的浑天说认为：“天如鸡子，地如鸡中黄，孤居于天内，天大而地小。天表里有水，天地各乘气而立，载水而行”[ ]但是，当天半绕地下时，日月星辰如何从水中通过？这是困扰古代天文学家的一大难题。朱熹不赞同地载水而浮的说法，他说：“天以气而依地之形，地以形而附天之气。天包乎地，地特天中之一物尔。天以气而运乎外，故地搉在中间，隤然不动。”[ ]这就是说，地以“气”悬空在宇宙之中。

至于地如何以“气”悬空在宇宙中央，朱熹说：“天运不息，昼夜辗转，故地搉在中间。使天有一息之停，则地须陷下。惟天运转之急，故凝结得许多渣滓在中间。”[ ]又说：“地则气之渣滓，聚成形质者；但以其束于劲风旋转之中，故得以兀然浮空，甚久而不坠耳。”[ ]朱熹认为，宇宙中“气”的旋转使得地能够悬空于宇宙中央。朱熹的解释克服了以往天文学家关于宇宙结构学说的弱点，把传统的浑天说发展到了一个新水平。[ ]

关于地之外的天，朱熹说：“天之形，……亦无形质。……天体，而实非有体也。”[ ]“天无体，只二十八宿便是天体。”[ ]又说：“星不是贴天。天是阴阳之气在上面”；“天积气，上面劲，只中间空，为日月来往。地在天中，不甚大，四边空，”[ ]这显然是吸取了传统宣夜说所谓“天了无质，……日月众星，自然浮生虚空之中，其行无止，皆须气也”[ ]的思想。

第三，提出了天有九重和天体运行轨道的思想。朱熹认为，屈原《天问》的“圜则九重”就是指“九天”，指天有九重。事实上，在朱熹之前，关于“九天”的说法可见《吕氏春秋有始览》：中央曰钧天，东方曰苍天，东北曰變天，北方曰玄天，西北曰幽天，西方曰颢天，西南曰朱天，南方曰炎天，东南曰阳天；后来的《淮南子天文训》等也有类似的说法；直到北宋末年洪兴祖撰《楚辞补注》，其中《天文章句》对“九天”的解释是：东方皞天，东南方阳天，南方赤天，西南方朱天，西方成天，西北方幽天，北方玄天，东北方變天，中央钧天。显然，这些解释都不包括天有九重的思想。

朱熹则明确地提出天有九重的观点，并且还说“自地之外，气之旋转，益远益大，益清益刚，究阳之数，而至于九，则极清极刚，而无复有涯矣”[ ]；同时，朱熹赞同张载所谓“日月五星顺天左旋”的说法。他进一步解释说：“盖天行甚健，一日一夜周三百六十五度四分度之一，又进过一度。日行速，健次于天，一日一夜周三百六十五度四分度之一，正恰好。比天进一度，则日为退一度。二日天进二度，则日为退二度。积至三百六十五日四分日之一，则天所进过之度，又恰周得本数；而日所退之度，亦恰退尽本数，遂与天会而成一年。月行迟，一日一夜三百六十五度四分度之一行不尽，比天为退了十三度有奇。进数为顺天而左，退数为逆天而右。”[ ]《朱子语类》卷二朱熹的门人在阐释所谓“天左旋，日月亦左旋”时说：“此亦易见。如以一大轮在外，一小轮载日月在内，大轮转急，小轮转慢。虽都是左转，只有急有慢，便觉日月似右转了。”朱熹赞同此说。[ ]

对此，英国著名科学史家李约瑟说：“这位哲学家曾谈到‘大轮’和‘小轮’，也就是日、月的小‘轨道’以及行星和恒星的大‘轨道’。特别有趣的是，他已经认识到，‘逆行’不过是由于天体相对速度不同而产生的一种视现象。”[ ]因此李约瑟认为，不能匆忙假定中国天文学家从未理解行星的运动轨道。

在天文学研究中，朱熹除了提出以上新见外，还对沈括有关天文学的观点做过详细的阐述。例如：沈括曾说：“月本无光，犹银丸，日耀之乃光耳。光之初生，日在其傍，故光侧，而所见才如钩；日渐远，则斜照，而光稍满。如一弹丸，以粉涂其半，侧视之，则粉处如钩；对视之，则正圆。”[ ]朱熹赞同此说，并接着说：“以此观之则知月光常满，但自人所立处视之，有偏有正，故见其光有盈有亏。”[ ]他还说：“月体常圆无阙，但常受日光为明。初三、四是日在下照，月在西边明，人在这边望，只见在弦光。十五、六则日在地下，其光由地四边而射出，月被其光而明。……月，古今人皆言有阙，惟沈存中云无阙。”[ ]

三. 对后世的影响

中国古代的天文学大致包括宇宙结构理论和历法两大主要部分，尤以历法最为突出。宇宙结构理论自汉代形成盖天说、浑天说和宣夜说之后，也经历了不断的发展，主要表现为占主导地位的浑天说不断吸取各家学说之长而逐步得到完善。

朱熹的天文学研究侧重于对宇宙结构理论的研究。他通过自己的天文观测和科学研究，以浑天说为主干，吸取了盖天说和宣夜说的某些观点，提出了较以往更加完善的宇宙结构理论，把古代的浑天说推到一个新的阶段，这应当是朱熹对于古代天文学发展的一大贡献。

但是，由于朱熹的天文学研究只是专注于宇宙的结构，对于当时在天文观测和历法方面的研究进展关注不够，在这些方面的研究稍显不足。因此，他的宇宙结构理论在某些具体的细节方面，尤其是定量方面，尚有一些不足之处，有些见解和解释是欠妥当的。

然而，他毕竟对宇宙结构等天文学问题作了纯科学意义上的研究，代表了宋代以至后来相当长一段时期中国古代天文学在宇宙结构理论研究方面的水平。而且，朱熹的宇宙结构理论在后来直至清代一直受到了不少学者的重视和引述。

朱熹之后宋末的重要学者王应麟(1223～1296年，字伯厚，号深宁居士)撰《六经天文编》六卷，记述了儒家经典中大量有关天文学方面的重要论述，《四库全书六经天文编》“提要”说：“是编裒六经之言天文者，以易、书、诗所载为上卷，周礼、礼记、春秋所载为下卷。”该著作也记述了朱熹的许多有关天文学方面的论述。

元代之后科举考试以“四书五经”为官定教科书。其中《尚书》以蔡沈的《书集传》为主。蔡沈（1167～1230年，字仲默，号九峰）曾随其父蔡元定从学于朱熹。他的《书集传》是承朱熹之命而作，其中包含了朱熹所注《尚书》之《尧典》、《舜典》等内容，涉及不少有关天文学方面的论述。另有元代学者史伯璿（生卒不详）著《管窥外篇》；《四库全书管窥外篇》“提要”说：该书中“于天文、历学、地理、田制言之颇详，多能有所阐发。”在论及天文学时，该书对朱熹的言论多有引述，并认为“天以极健至劲之气运乎外，而束水与地于其中”。这与朱熹的宇宙结构理论是一致的。

明初的胡广等纂修《性理大全》，其中辑录了大量朱熹有关天文学的论述。明末清初的天文学家游艺（生卒不详，字子六，号岱峰）融中西天文学于一体，撰天文学著作《天经或问》，后被收入《四库全书》，并流传于日本。该书在回答地球何以“能浮空而不坠”时说：“天虚昼夜运旋于外，地实确然不动于中……天裹着地，运旋之气升降不息，四面紧塞不容展侧，地不得不凝于中以自守也。”这里吸取了朱熹关于气的旋转支撑地球悬于空中的宇宙结构理论；在解释地震的原因时，该书又明确运用了朱熹的这一观点，说：“地本气之渣滓聚成形质者，束于元气旋转之中，故兀然浮空而不坠为极重亘中心以镇定也。”在论及日月五星的运行方向和速度时，该书说道：“日月之行，宋儒言之甚详”，并且还直接引述朱熹关于五星运行方向和速度的观点予以说明。

清代著名学者李光地（1642～1718年，字晋卿，号榕村）曾奉命主编《朱子大全》，其中“卷四十九理气一”有“总论、太极、天地、阴阳、时令”，“卷五十理气二”有“天文、天度、地理、雷电、风雨雪雹霜露”，收录了朱熹有关天文学的不少论述。李光地所著的《历象本要》引述了朱熹所谓“地在中央不动，不是在下”，“天包乎地”以及“天有九重”等，用以说明朱熹的天文学思想中包含了西方天文学有关宇宙结构的知识[ ]。他在所撰的《理气》篇说：“朱子言天，天不宜以恒星为体，当立有定之度数记之。天乃动物，仍当于天外立一太虚不动之天以测之，此说即今西历之宗动天也。其言九层之天。近人者最和暖故能生人物。远得一层，运转得较紧似一层。至第九层则紧不可言。与今西历所云九层一 一吻合。”[ ]他的《御定星历考原》六卷，也引述了朱熹有关宇宙结构的言论，并且认为，朱熹所说的“天包乎地，地特天中之一物尔”就是指“天浑圆地亦浑圆”，而与西方天文学的宇宙结构理论相一致。

李光地与被誉为清初“历算第一名家”的梅文鼎（1633～1721年，字定九，号勿庵）[ ]交往甚密，并且对当时的西方科学都持“西学中源”说。梅文鼎在所著《历学疑问》中多处引用朱熹有关宇宙结构的言论。该书认为，朱熹已经具有西方天文学所谓“动天之外有静天”、“天有重数”和“以轮载日月”的观点，并且说：“朱子以轮载日月之喻，兼可施诸黄、赤，与西说之言层次者实相通贯。”[ ]

除此之外，清代还有黄鼎（生卒不详）的《天文大成管窥辑要》八十卷，其中也包括朱熹有关天文学的不少论述。

朱熹是古代的大哲学家，代表了中国古代哲学发展的一座高峰。也许正是这个原因，他在天文学上所取得的成就一直没有能引起人们足够的注意。但是，这并不能否认他在天文学上确实做出过卓越的贡献，他的宇宙结构理论对后世产生过重大的影响。

注释：

[ ] 李约瑟：《中国科学技术史》第四卷《天学》，北京：科学出版社1975年版，第2页。

[ ] 〔宋〕黎靖德编：《朱子语类》，北京：中华书局1986年版，卷第九十四。

[ ] 《朱子语类》，卷第一百四。

[ ] 陈来：《朱子书信编年考证》，上海人民出版社1989年版。

[ ] 《答林择之》，《晦菴先生朱文公文集》（四部丛刊初编），以下简称《文集》，卷四十三。

[ ] 《答蔡季通》，《文集》续集卷二。

[ ] 《答吕子约》，《文集》卷四十七。

[ ] 胡道静：《朱子对沈括科学学说的钻研与发展》，《朱熹与中国文化》，学林出版社1989年版。

[ ] 《答蔡季通》，《文集》卷四十四。

[ ] 《答蔡伯静》，《文集》续集卷三。

[ ] 《答廖子晦》，《文集》卷四十五。

[ ] 《答蔡季通》，《文集》续集卷二。

[ ] 《朱子语类》，卷第二。

[ ] 《朱子语类》，卷第二十三。

[ ] 乐爱国、高令印《朱熹格物致知论的科学精神及其历史作用》，《厦门大学学报》，1997年第1期。

[ ] 《朱子语类》，卷第一。

[ ] 《朱子语类》，卷第一。

[ ] 《朱子语类》，卷第一。

[ ] 梅森：《自然科学史》，上海译文出版社1980年版，第75页。

[ ] 《晋书天文志上》。

[ ] 《朱子语类》，卷第一。

[ ] 《朱子语类》，卷第一。

[ ] 朱熹：《楚辞集注》，上海古籍出版社1979年版，第51页。

[ ] 杜石然等：《中国科学技术史稿》（下），科学出版社1982年版，第106页。

[ ] 朱熹：《楚辞集注》，第51页。

[ ] 《朱子语类》，卷第二。

[ ] 《朱子语类》，卷第二。

[ ] 《晋书天文志上》。

[ ] 朱熹：《楚辞集注》，第51页。

[ ] 《朱子语类》，卷第二。

[ ] 《朱子语类》，卷第二。

[ ] 李约瑟：《中国科学技术史》第4卷，科学出版社1975年版，第547页。

[ ] 沈括：《梦溪笔谈》卷七《象数一》。

[ ] 朱熹：《楚辞集注》，第53页。

[ ] 《朱子语类》，卷第二。

[ ] 乐爱国：《李光地的中西科技观述评》，载《李光地研究》，厦门大学出版社1993年版。

篇（2）

现在，各行各业在发展过程中在节能环保方面都有了新的要求，因此，为了更好的适应时代的发展变化，农业在发展过程中一定要非常的稳定，这样才能更好的保证粮食供应不会出现任何问题。在农业发展过程中，水利工程对其发展有很大的保障作用。因此，在农田水利方面也要重视高效、节能以及环保方面，这样才能更好的推动农业的可持续发展。在农田水利技术方面，我国已经有了很大的发展，在水资源的利用效率方面有了很大的提高，同时，对作物的水分也需求进行信息采集，因此，能够更好的对水量进行控制。在对理论进行研究的时候，前期是比较单一的，只是对单纯的土壤水分进行了水分控制研究，因此，现在，研究理论已经向多元化方向发展了，在这种情况下，能够更好的对全方位的水分转移进行规律性研究，同时，对水分的承载体也进行了更多方面的研究。在研究对象方面不仅仅进行了水分的研究，同时对养分和水热情况也进行了分析。这样能够更好的对不同条件下的灌溉进行研究，同时，在灌溉时候也能制定出不同的方式，在制定灌溉方式的时候，要对植物的生长规律进行必要的研究，同时，对生长环境也要进行分析，这样才能更好的促进植物的生长。农田水利工程在节水方面要建立一个非常严谨的理论体系，这样能够保证研究方面更加的科学，同时也能更加的系统。农田水利在水系研究方面研究的对象非常多，其中包括地表水、农田大气水、土壤水、地下水以及植物水进行研究，在研究的过程中要对其相互之间的转化关系进行掌握，这样能够更好的对农作物的水分蒸发量和流域的蒸发量进行计算，在研究的过程中，要将农田水利工程的高效性和节能性作为工作的目标。在对节水高效模型进行研究的时候，要对相关的重点进行研究，同时对相关的方法也要进行重视。对农作物的水分研究从单一的研究领域向更广的范围进行研究，能够更好的对水分的空间性进行研究，同时也能更好的对分布规律进行研究。在对农田水利进行研究的时候，针对传统的农作物主要有小麦、水稻和玉米，这些农作物是大规模种植的，因此，在进行现代农田水利研究的时候要从这些农作物的研究中走出来，研究的方向要向经济作物转移，这样能够更好的满足现在的农业生产环境，同时，在研究过程中，对不同的作物在不同的阶段的水分情况进行研究，这样能够更好的掌握其水分需求变化，同时，对植物的生长状态要进行研究，这样能够更好的保证农田水利节水建设的实现。在经过了严谨的研究分析以后，可以对农作物的灌溉水量进行控制，同时，为了更好的实现节约和高效的目的，可以建立必要的基础保障措施，这样能够更好的做到适度的调节。

1.2设备、材料的节水研发

在节水灌溉设备方面有了很多的变化，现在，主要应用的设备有外混式自吸泵、新型金属快速接头、地面移动铝合金管道系统设备、田间闸管系统设备、调压给水栓、竖管万向座、恒压喷灌设备、绞盘式喷灌机、折射式微喷头、旋转式微喷头、微灌用压力-流量调节器、微喷连接件、水动式施肥泵、水动反冲洗沙过滤器、平面迷宫式滴头、毛管移动机具、滴灌设计CAD系统、地下滴灌专用滴头、经济型内镶式滴灌管及配套设备、波涌灌设备、U型防渗渠道施工机械、SYZW-1智能型量水仪、WIS-2智能型量水仪、长喉槽量水槽等24种节水新设备，其中16种产品实现产业化。在节水新材料研究上，提出了适合U型渠道衬砌构件的混凝土配合比，选用焦油塑料胶泥条和遇水膨胀橡胶止水条作为预制衬砌渠道伸缩缝材料，较好地解决了渠道接缝渗漏问题。

1.3农用水资源的合理开发及农业节水新技术研究

在水库灌区建立流域水资源的优化调度模型能够更好的对径流的水量进行控制，同时对储蓄的水量和灌区的农作物的种植结构进行结合，这样能够更好的保证输水的能力，进行更好的分析，能够更好的对水资源进行合理的配置，同时也能更好的实现水资源的优化调度，对提高供水效率非常有帮助。在灌溉水源非常多的地区，要将灌溉区的地表水和地下水进行联网，这样能够更好的在优化水资源方面进行配合，同时，在自动化控制技术方面也能取得很好的效果。农田在灌溉方面要实现分散水源集中控制，这样能够更好的实现统一调度，同时，也能更好的对有限的水资源进行更好的利用，这样能够更好的提高灌溉的效率。在输水和配水的环节上也要进行节水工程设计，在施工技术方面也要进行提高，这样能够更好的形成集成灌溉的模式。在膜下滴灌技术中，能够更好的通过滴灌的方式来使农作物的根系更好的吸收水、肥和农药，这样能够更好的保证农作物的生长，同时，也能更好的保证农作物生长过程中水分的充足。

2农田水利科技发展方向

2.1作物节水高效灌溉制度研究

为了以最少的灌溉水投入获取最高利益，应制定相应的灌溉方案，包括农作物播种前及全生育期内的灌水次数、灌水时间、灌溉定额。在灌区开展不同作物、不同生长条件下的耗水量研究，特别是随着作物种植结构的调整，应加大对各种经济作物的耗水量研究，寻求作物在不同生长环境条件下的节水高效规律。以此为基础，制定灌区在不同的供水、气象、农艺、管理等条件下的节水高效灌溉用水方案，采用现代化手段进行灌区实时灌溉预报，指导农民进行灌溉。

2.2农业节水设备的产业化

根据我国农业生产向高效集约化经营发展的趋势，节省劳力、生产效率高、自动化程度高的节水灌溉机具应成为今后研究、开发和产业化的重点。如机械移管的喷灌机具，地下滴灌设备，大、中、小型的渠道防渗衬砌机具，农田精细平地、开沟、打畦机具，各种自动阀门，以及灌溉自动化控制设备等。

2.3高新技术的应用研究

目前农田水利建设中突出问题就是水资源的匮乏，由于用水的减少，在农田灌溉上的供需关系就会出现矛盾，而在农田相关的排水以及灌溉上又十分的复杂，所以，自动化的智能农田水利建设成为了必然的发展趋势，通过各种先进的智能技术，将可利用技术有效的转变为提高农田灌溉和排水的技术，应用到实际的生产中，有效的消除不合理的农田灌溉对生产以及生态的影响。这才是新时代的农田灌溉所要发展的方向。

篇（3）

截至2013年底，尼日利亚天然气剩余可采储量为5.1万亿立方米（见图1），居非洲第一位、世界第九位。据尼日利亚国家石油公司（NNPC）的统计数据，2013年，尼日利亚天然气总产量为658亿立方米，实际利用量为543亿立方米，扣除天然气作业者自用量（包括发电用气、回注气和气举采油用气）后，在市场销售的天然气只有349亿立方米（见图2），居非洲第三位、世界第22位。2013年，尼日利亚液化天然气（LNG）出口量为223.66亿立方米，居世界第四位，比印度尼西亚的224.11亿立方米略低。2013年，该国国内天然气消费量4814万立方米/日。据估计，尼日尔三角洲盆地还有约171万亿立方米的天然气资源量有待发现，尼日利亚天然气的勘探开发前景广阔。从图1和图2可以看出，尼日利亚天然气储量自2002年来几乎没有什么变化，近10年来该国天然气产量也非常稳定，几乎未有增加。目前，已有上百家石油公司云集在油气资源丰富的尼日尔三角洲地区，投资油气项目，但油气资源主要被壳牌、埃克森美孚、雪佛龙、道达尔和阿吉普这5家西方大石油公司垄断。

二、国内天然气市场

近年尼日利亚经济发展速度较快，GDP增长率一直维持在约7%，能源消耗逐年增加，天然气市场需求旺盛，理论上天然气市场应是一派欣欣向荣的景象。但由于长期以来尼政府确定的天然气价格为全球最低，石油公司对勘探和生产天然气缺乏积极性，加之产出的80%以上是伴生气，天然气处理和储运能力不足，造成天然气开发生产严重滞后。与此同时，尼日利亚廉价天然气导致消费量不断攀升，市场严重供不应求。由于缺气，尼日利亚燃气发电厂时常停产，国家电网供电严重不足，导致政府机构、学校、企事业单位和城市居民自备柴油发电机，以备不时之需。由于柴油发电成本太高，许多制造业工厂被迫关闭，严重制约了该国民族工业的发展。由于缺气，西非输气管道被迫低效运营，贯穿撒哈拉沙漠的长输天然气管道项目、尼日利亚LNG厂扩建和新建项目被迫推迟，投资者被迫放弃了兴建以天然气为原材料的化工厂、化肥厂、甲醇厂等许多下游项目。一方面是供气严重短缺，另一方面是天然气利用率很低，尼日利亚天然气放空燃烧量位居世界第二。为此尼联邦政府在2003年规定，2008年底前停止放空燃烧天然气，否则将予以处罚。此后，尼日利亚天然气放空燃烧量逐年下降，年放空燃烧量占年产量比率由2003年的46.2%降至2013年的17.6%（见图3）。但是，由于天然气处理厂和管道等基础设施落后且严重匮乏，加之气价过低，处罚不严格、不及时等原因，天然气放空燃烧仍屡禁不绝。该国政府再次提出，2012年年底后禁止放空燃烧天然气，否则将处以高额罚款。尽管如此，直至2013年，尼日利亚仍有116亿立方米天然气被放空燃烧，占世界放空燃烧量的10%，仅次于俄罗斯，尼政府因此损失超过10亿美元。

三、主要天然气项目

1.埃斯科拉沃斯（Escravos）天然气合成油（EGTL）项目该项目位于尼日尔三角洲埃斯科拉沃斯河西岸，雪佛龙公司为作业者，持有75%的股份，尼日利亚国家石油公司（NNPC）持有其余25%的股份。一期建成产能3.3万桶/日，加工天然气920万立方米/日；二期产能为12万桶/日。一期建设始于2008年，但施工进展缓慢，经历多次延期，预算也屡次上调，建设成本最后增至95亿美元，已于2013年底投产。

2.液化天然气项目尼日利亚是世界上重要的液化天然气生产国之一，近年其市场份额虽有下降，国际市场占有率由11%下降为7%，但仍是世界第四大LNG出口国。尼日利亚共有6条LNG生产线，年产LNG量2200万吨，液化石油气（LPG）400万吨。预计未来几年，该国LNG年产量将达到4200万吨。1）尼日利亚LNG厂（NLNG）。该厂位于尼日尔三角洲河流州伯尼（Bonny）岛，是目前唯一在产的LNG项目。股份分配为尼日利亚国家石油公司49%、壳牌（作业者）22.6%、道达尔15%、阿吉普10.4%。该项目于1999年投资38亿美元建成2条生产线，开始出口LNG到美国、欧洲（西班牙、法国、葡萄牙）及亚洲（日本、韩国）。项目已有6条生产线，LNG产能为2200万吨/年，LPG产能为400万吨/年，天然气需求量为9910万立方米/日。目前该项目正在筹划第7条生产线，将增加产能800万吨/年，但由于气源紧张，尚未得到尼政府批准。2）布拉斯（Brass）LNG厂。该项目位于尼日尔三角洲拜耶尔萨州，股份分配为尼日利亚国家石油公司49%、奥昂多（Oando）17%（2012年收购康菲的股份）、阿吉普17%、道达尔17%，预计投资85亿美元，设计2条生产线，年产LNG量1000万吨。该项目12年前已启动设计、工程建设招标和征地等，已花费10多亿美元，但目前仅完成设计、征地和部分前期辅助工程。由于融资问题和新石油法案未出台，最终投资决定一直未获伙伴公司的签署。3）奥罗柯拉（Olokola）LNG厂。该厂位于奥贡州和昂多州交界的海滨，由尼日利亚国家石油公司、雪佛龙和壳牌等合资兴建。初步计划建设2条生产线，日加工天然气约2832万立方米，年产能为2×630万吨，最终建成产能为LNG3500万吨/年、LPG3万桶/日、凝析油1.5万桶/日。2006年该项目正式启动，2007年签署了自由贸易区协议，目前已经完成前端工程设计、工程建设招投标、征地和前期营房建设等，并开始了陆上和海上的岩土工程测量和海底测量。4）进步（Progress）LNG厂。该项目计划建设1条生产线，虽然已经得到政府许可，但目前尚处在可行性研究和设计阶段。

3.西非天然气管线（WAGP，WestAfricanGasPipeline）该项目由雪佛龙、壳牌，以及尼日利亚、加纳、贝宁和多哥等国家的石油公司共同投资建成。管线从尼日利亚三角洲沿海岸由东向西，经贝宁、多哥至加纳，全长676千米。2010年建成并开始运营，天然气运输能力为1274万立方米/日，目前运输量仅约481万立方米/日，将来不仅要增加输气量，而且管线将进一步向西延伸至科特迪瓦。

4.贯穿撒哈拉沙漠的天然气管线（Trans-SaharanGasPipeline）2002年，尼日利亚与阿尔及利亚两国政府签署谅解备忘录，计划修建一条贯穿撒哈拉沙漠的天然气管道，从尼日利亚三角洲向北，经尼日尔到阿尔及利亚地中海港口，面向欧洲市场，全长4023千米。目前已完成可行性研究，预计管道建设费约100亿美元，集输站建设费约30亿美元，该项目面临的主要挑战是融资问题。

四、天然气工业总体规划、相关政策及制约因素

前已述及，尼日利亚天然气储量位居非洲第二，具有雄厚的天然气工业发展基础。为了加快天然气工业的发展，尼政府制定了包括上述项目在内的宏大的天然气总体规划。

1.天然气工业总体规划2008年2月13日，尼日利亚联邦政府正式批准了该国的天然气总体规划，该规划旨在加快天然气工业基础设施的建设和发展，促进国内天然气开发利用，提升其在国际天然气市场的地位，使天然气工业成为尼新一轮经济发展的引擎。天然气总体规划包括三个主要战略：一是激励天然气工业的发展，使之成为国民经济发展的助推器；二是增强尼日利亚在国际天然气市场的竞争力，并确立其高附加值天然气产品出口国的地位；三是确保尼日利亚长期能源安全。该规划有三个主要目标：一是到2015年，向燃气发电厂的输气量增加3倍，保证生活和生产用电供应；二是建设撒哈拉以南非洲天然气工业枢纽，包括天然气处理中心站、化肥厂、石油化工厂和甲醇厂等，将天然气工业变为增加附加值的行业；三是发展西非天然气管道运输和LNG出口，巩固并提升尼在国际天然气市场的地位。该规划除了包括上述项目中未建成的项目之外，还包括建设4座化肥厂、4座甲醇厂、若干座天然气制油厂、20多座发电厂以及6座天然气中央处理厂等。总体规划将完善尼日利亚国内天然气管网，纵贯南北，横穿东西，使各石油公司的管线建设和国家建设相统一，实现统一调气，协调使用，避免重复建设。预计到2017年，实现每天向国内发电厂、制造业工厂、水泥厂、石油化工厂和西非天然气管道输送天然气92.6万桶油当量（约15.21亿立方米），LNG日出口量增加至86.8万桶油当量（约14.26亿立方米）。尼日利亚政府分四个步骤实施天然气总体规划。第一步，2008年2月，以激活天然气市场为目的对国内天然气市场进行干预，包括出台国内供气义务法规，禁止放空燃烧天然气的法令，引入气价改革过渡框架，建立天然气买卖协议和证券化等商业模式，制定天然气基础设施的规划方案等；第二步，2011年1月，国内天然气实行市场价格，天然气基础设施投资开始起步，出台相应天然气法规；第三步，2013年1月，主要天然气基础设施投资启动，实现完全的天然气货币化，成立多个新天然气公司或投资公司；第四步，2014年1月，实现完全市场化，结束政府对天然气市场的干预，实现市场引导投资者在天然气勘探、生产和利用产业链的投资。

2.天然气相关政策与天然气总体规划配套，尼政府出台了有关合同、禁止放空燃烧天然气和气价改革等政策与法规。1）产品分成合同有关天然气条款规定，作业者在开发天然气前，需签署天然气开发协议，该协议包括优先满足资源国战略需要等内容。2）国内天然气义务供应法案规定，作业者须为尼日利亚国内市场预留出一定数量的义务天然气；未完成义务供气量者，按3.5美元/千立方英尺处以罚款，且罚款不能抵税；只有在满足义务供气量后才允许天然气出口。3）禁止放空燃烧天然气法令规定，作业者放空燃烧天然气须获得尼政府批准，并按3.5美元/千立方英尺处以罚款，且罚款不能抵税，不得计入可回收成本。4）天然气价格政策。在2010年前，以相对便宜的气价首先供应尼国内，并将天然气用户分为3个领域，对应3个定价方案：一是民生领域，例如电力和轻工业用户，天然气采用成本价格，气价不足0.2美元/千立方英尺，此价为全球天然气最低价格，这部分供气是石油公司最主要的天然气供应义务；二是以天然气为基础的工业领域，例如甲醇、化肥和天然气制油业等，天然气价格采用净回值作价法，气价随产品价格波动，约为1美元/千立方英尺；三是商业领域，例如制造业、LNG行业，天然气按代用燃料价格计价，气价约为2.5美元/千立方英尺。自2011年开始，尼政府实施了天然气价格改革，规定供应发电厂的天然气价格由0.3美元/千立方英尺上调为1美元/千立方英尺，2012-2013年上调至1.5美元/千立方英尺，2014年上调至2美元/千立方英尺。但是，由于种种原因，2011年和2012年实际气价分别为0.3美元/千立方英尺和1美元/千立方英尺，气价改革滞后，没有到位。尼国内非发电用气价格规定为：2011-2012年2美元/千立方英尺，2013年2.5美元/千立方英尺，2014年3美元/千立方英尺；LNG厂用气价格由市场决定。通过调整天然气价格，尼日利亚天然气价格倒挂问题得到了彻底解决，在一定程度上激发了在尼石油公司投资、生产、供应天然气的积极性。

3.制约因素天然气总体规划和相关天然气政策实施后，尼国内天然气利用率和供应量有所提高，2012年供应量达到创纪录的4248万立方米/日，而且呈现不断增长的趋势。然而，天然气总体规划实施情况远远落后于尼政府的计划和预期。究其原因，除了天然气项目投资拖了项目建设期后腿，目前主要面临以下几方面的制约因素。一是新石油法案至今仍在尼国会审议迟迟未能出台，油气财税条款尚未确定，严重影响着石油公司的油气勘探开发投资，包括对天然气总体规划的响应和投资决定。目前，尼日利亚朝野和工会组织均已认识到，应尽快通过新石油法案，否则将严重影响尼日利亚经济的支柱产业——油气工业的健康发展。二是尼日利亚近10年来社会安保形势日趋恶化，国际救援组织（SOS）近年一直将尼日利亚社会安全列为高风险I级和极高风险II级。尼日尔三角洲产油区武装组织不断对油田设施和人员进行袭击和骚扰，不仅影响油气生产，也严重影响了石油投资。三是油田社区矛盾日益突出和复杂。在过去半个世纪的油气生产历史中，尼政府和石油公司均忽视了对当地社区的发展投入和对百姓就业的教育培训。同时，油气生产事故和不法分子的盗油活动频繁，漏油事件对社区环境造成污染与破坏，影响了社区居民的生产和生活。石油生产与社区的矛盾严重影响了油气生产效益。四是尼日利亚国内天然气销市场三角债错综复杂。油气作业者将处理后的天然气卖给尼天然气公司，天然气公司将气卖给发电厂，发电厂将电力卖给电网公司，电网公司向社区供电。由于电网公司不能及时全额收取电费，最终影响油气作业者及时收取天然气费用，由此形成恶性循环。对此，电网公司开始推行先付费后用电的插卡电表，以扭转居民用电后不付费的局面。

五、天然气总体规划下的基础建设项目

根据天然气总体规划，尼日利亚加快推进天然气基础设施建设，一批输气管道和天然气处理厂已经建成或即将建成投产，并计划建设天然气工业园区。目前，总体规划中确定的总长722千米的6条新的输气管道已经竣工投产；总产能为6088万立方米/日的6个天然气中心处理厂项目正处于开发阶段，并将于2015-2019年陆续建成，届时该国国内供气量将翻番。2013年以来，尼政府进一步提出在尼日尔三角洲建立3个天然气处理加工工业园自由贸易区，分别位于三角洲奥吉迪哥本（Ogidigben）镇（西园）、河流州（中园）和阿夸伊博州（东园）。其中西园已经破土动工，称为奥吉迪哥本天然气革命工业园，占地面积2700公顷，其中一期585公顷，包括化肥厂、甲醇厂、石油化工厂、发电厂以及办公室和居住设施，西园将是撒哈拉以南地区非洲最大的天然气工业城。尼政府的目标是通过该工业园区的3个项目提升天然气附加值：一是天然气发电，提供可靠的平价电力，确保民生用电；二是天然气工业化，建设以天然气为原材料的化肥厂、甲醇厂、石油化工厂等，推动工农业发展，形成天然气产业价值链；三是出口创汇，通过西非天然气管道和LNG把天然气出口到西非地区和其他国际市场，实现外汇收入。天然气工业园区将以天然气中心处理厂为中心，沿海岸而建，位于伊斯克拉沃斯（Escravos）河东岸，在雪佛龙的伊斯克拉沃斯油气站的河对面，是尼日利亚天然气工业总体规划的组成部分，将为其他天然气园区起到示范作用，由尼日利亚国家石油公司运营管理。目前，该工业园区已经破土动工，尼政府正在招商引资，尼总统希望中国石油企业积极参与。作为该地区的主要天然气生产商，雪佛龙将参加该园区的投资建设。中园和东园的开发建设正处于招投标过程中，壳牌将参加中园项目的投资。总体来看，尼日利亚天然气总体规划的实施呈现稳步有序推进之势。

篇（4）

1小型农田水利工程中存在的问题

1.1管理不当。目前大多数小型农田水利工程将管理重点放在如何使用方面，对于工程的养护以及管理的效率没有过多干预。尤其是在管理方法和模式方面，没有按照水利工程的特点以及现代管理的要求进行精细化管理，管理水平粗放、效率低，导致小型农田水利工程的效益无法全面发挥。虽然小型农田水利工程的规模小，但是仍需要科学的管理方法，才能够提高工程的运行效益。1.2产权和权责不明确。由于历史遗留问题，部分小型农田水利工程的产权归属不明确，导致管理主体无法落实较好的管护责任。近些年来，国家财政资金投资的水利工程都是移交给当地政府进行管理，土地是国家的，使用权则是被承包了，产权与责任主体难以明确。部分小型水利工程是由农户管理，部分则是由村民组织代为管理，在经营管理的方式上没有做好统一规划。产权不明确也无法让相关责任主体进行管理。1.3对工程管理的认识不足。从目前多数小型农田水利工程的管理现状来看，都没有全面认识到工程管理的重要性，尤其是在信息时代的当下，若没有认识到工程管理的重要性，则无法结合新时代的特点进行传统工程管理模式的改革。主要是由于大多数领导对于工程管理工作的认识不到位，仍存在较大的偏见，认为工程管理并不重要，因此忽略了工程管理的投入。并且由于领导的不重视，因此在工程管理方面投入的资金较少，使得工程管理工作的发展受到了限制。1.4工程管理人员的整体素质较低。许多人认为小型农田水利工程就是简单的运行管理，对于管理人员的能力要求低。但是随着现代社会的发展，尤其是工作模式的转变促使工程管理管理人员不能简单的满足于现状，需要与时俱进，不断学习并发展自身能力。工程管理工作需要管理人员全身心的投入，单很多管理人员的精细程度并不能达到他人的要求，影响了工作效果。此外，由于工程管理不受重视，无法激发管理人员的积极性，这也是影响管理人员自我发展的重要原因。

2如何实现小型农田水利工程的可持续发展

2.1明确各部门的责任及工程的产权。对于农户自己建立的小型水利工程，其产权归个人所有；而使用农户数量多的小型农田水利工程，在当地政府的引导和支持下，并且在资源的基础上，根据受益情况建立合作组织，由国家财政资金建立的产权明确规划为合作组织所有；对于国家投资修建的水利工程，根据工程受惠范围内的合作组织进行管理，也可以由村委会或村民小组代为管理。国家投资的工程。归国家所有，而集体投资的工程归集体所有；个人投资工程归个人所有。个人投资的水利工程可以通过股份制模式，让其他人入股，从而提高工程的效益。2.2建立完善的管理机制过去小型农田水利工程管理主要集中在工程建设方面，对于建成之后的管理较少。通过实践发现，小型农田水利工程要想实现可持续发展，必须要建立完善的管理机制。从宏观管理角度来看，政府可以通过政策扶持、宣传和培训的方法，从而实现政府的宏观调控职能，引导农民积极开展小型农田水利工程的管理活动。良好的工程管理是保障工程作用有效发挥的重要前提，政府要定期考核管理人员的专业水平和管理能力，尽可能的选择专业管理人员，从而提高工程管理的效率。2.3加强工程管理的信息化建设。结合小型农田水利工程的发展目标制定科学的信息化管理系统建设方案。在新形势背景下，虽然信息化发展是小型农田水利工程管理的必然趋势，但是不能盲目建设。在开展小型农田水利工程管理信息化推广活动之前，需要合理进行规划，并一步一步的推进。规划需要结合小型农田水利工程实际情况，制定小型农田水利工程管理信息化建设的短期目标与长远目标，这样才能够循序渐进的开展信息化建设活动，保障计算机信息管理系统的有效运用。2.4提高管理人员的专业素质。随着现代科学技术的不断进步，小型农田水利工程管理信息化建设需要掌握信息技术的工作人员，因此要重视小型农田水利工程管理专业人才的选拔，并不断加强现有工作人员的职业培训，小型农田水利工程管理需要以提高工作效率为主要目标，进而开展相应的培训工作，从而构建一个精良的管理团队。小型农田水利工程需要重视管理人员工作能力的培养，提高计算机信息管理系统方法与知识的掌握水平，从而实现工作人员综合能力的提升。随着信息化管理模式在现代小型农田水利工程管理中的广泛应用，利用信息化管理模式进行管理成为众多小型农田水利工程的共识。通过明确小型农田水利工程管理中的各项标准与要求，从而加强对小型农田水利工程的监管力度，同时对小型农田水利工程管理过程中的权职进行明确，并制定员工行为规范手册，从而规范管理人员的行为；结合当地经济发展特点，出台配套的管理方法，从而保障管理方法的可操作性；对于现有管理方法中不符合实际情况的内容，需要征求各方面的意见进行修改。此外，需要加强管理力度，对于发现的问题给予严格处理，才能够保障其的可持续发展。

作者:金永哲 单位:吉林省延吉市依兰镇水利所

篇（5）

引言

大庆油田是我国最大的油田，是我国重要的能源基地，全国40%的原油来自大庆，油田企业每年都有大量的新增建设用地，每年都有新打的井，对土地的依赖性强，且在占用土地上具有点多、面广、量大等特点，因此，对于油田企业来说，切实加强土地资产的经营管理，合理利用土地资源，确保其保值增值，具有特别重要的现实意义。大庆油田建设过程中涉及众多的土地产权问题。土地问题处理好了，有利于大庆油田20年原油持续稳产4000万吨有利于大庆经济的繁荣发展，有利于社会的稳定。实际工作过程中，应该依据国家有关法律、法规和政策以及大庆油田的实际情况，妥善处理好土地问题。

1、油田土地管理工作的现状

土地属于重要的资源，又是重要的资产，土地管理应该坚持资源资产并重管理，管理的基本原则是：有序在偿、供需平衡、结构优化、集约高效。油田土地管理工作是油田工程建设的前提保障，近年来，全国正在开展土地管理调研，国家对土地管理的要求也进一步加强，油田单位应该结合实际，深入基层，加强管理，严抓违法案件，继续做好土地管理工作。

近年来，大庆油田在建设用地程序上，严格依据国土资源部《建设项目用地预审管理办法》、《黑龙江省建设用地审批流程、建设用地预审程序》等相关管理制度，对油气田建设每宗地的取得和使用，都依法按程序办理，足额及时上缴全部税费，认真履行建设用地合同各项条款，切实做好土地资料建档归档工作；历年来没有发生一起因用地问题引发的纠纷。同时，油田公司把集约节约用地放在各项工作的首位；在站（所）选址，井场勘探，油气管道铺设，道路建设项目中，做到了“三多、三少、一禁止”（即：多用荒地、多用沙地、多用坡地；少用平地、少用耕地、少用园地；禁止用基本农田）。积极简化流程工艺，科学合理布井，推广应用多井组的集约节约用地方式，节约用地成效显著。

2、油田企业土地资产管理常见问题

全国各油田有一个普遍的现象，油田占地面积广，土地资源丰富，近年来，土地管理越来越规范，但在土地管理方面难免也存在一些问题。

2.1存在土地荒芜现象

一直以来，在土地使用方面存在一些问题，例如：管理不善，节约意识淡薄，土地有效利用率偏低，存在闲置、浪费的现象。甚至存在无任何许可的情况下，圈地搞工程、搞项目，工程多年不开工，用地一直空闲，造成严重浪费。

2.2重视征地，轻视管理

油田企业为了油田开发的需要，每年都要投入大量资金，投资建设的第一环节就是征用大量土地资源，在一定意义上可以说，土地资源是油田的最宝贵固定资产，是企业资产的重要组成部分。但是长期以来，许多油田企业缺乏土地管理意识，不够重视土地管理工作，多头管理现象严重，管理机构不健全，或管理人员岗位变换频繁，相关存档资料分散或遗失，归档不及时，以及机构变动时移交手续不规范，造成了许多珍贵的土地历史资料遗失，有时甚至因无法找到相关证明材料，不得不重复交费，重新办理用地手续等，给企业带来了无可挽回的经济损失。

2.3建设用地协调管理难度不断增大

随着油田开发的需要，建设项目不断增加，部分油气勘探建设项目占压农民耕道、桥梁、林地、经济作物现象时有出现，项目涉及地方公路、建筑物、河流的穿越、搭头等，对民用供水、供电、通讯线路进行改道情况时有发生。由于施工人员与所处地区人员存在较大文化差异，加之用地政策、补偿标准等缺乏统一标准，基本是多头管理，与地方协调起来较为困难，严重时出现地方人员围堵工地、阻挠施工现象。

3、加强油田企业土地资产管理的措施

3.1构建土地资源信息化档案

随着计算机技术的不断发展，在土地管理工作中，应该结合实际工作引进软件，逐步建立起信息化土地资产管理新模式，开发功能强大的土地资产管理信息网络系统。在系统内，实现企业管理的各个功能，为企业各部门提供方便，如：实现固定资产、流动资产、房产的相互连接，实现土地管理信息的共享、共用，实现土地应用信息的查询、上报、下发、智能化，从而不断提高土地管理部门的工作效率，为企业领导及各专业部门进行决策提供重要参考数据。

3.2重视规划，提高土地利用率

油田建设用地应以可持续发展为指导，以节约用地为方针，遵循相关“十二五规划”建设用地要求，在建设初期要进行全面考察，科学用地，按需用地，科学规划，并将规划进行科学计算，贯彻落实到实际工作中，促进土地资源的合理利用和开发。此外，要从石油技术等方面来减少土地资源的应用，如：①提高钻井技术，从节约用地的角度出发，在新钻井方面要灵活运用水平井、定向井等多种钻探方式；②在钻井施工前，应该优化方案设计，减少占用土地，减少占用耕地，提高土地资源的利用率，降低钻井施工成本，在施工过程中，应尽量少修路，充分利用现有公路条件；③对报废井场积极实施退耕，减少已占土地数量。

3.3加强用地协调，科学合理用地

油田土地管理部门，应该从大局出发，确保油田建设用地征用渠道的通畅，为公司的发展做后勤保障。在油田建设过程中，会遇到各种各样的土地问题，遇到各种困难，在困难面前，土地部门的管理人员，应该树立信息，积极协调地方，对地方组织、个人无理阻挠油气田建设征地进程，故意妨碍工程建设的行为、事件，坚决依法追究当事人责任。积极协助地方土地执法、交通、公安部门开展社会环境综合治理，坚决惩治滋事闹事者，保证油气田建设用地征用的正常工作秩序。

3.4提高认识，树立土地管理新观念

篇（6）

中图分类号：TU47 文献标识码：A 文章编号：

引言

换填垫层法在建筑工程中广泛应用．换填垫层法是挖去地表浅层软弱土层或不均匀土层，回填坚硬、较粗粒径的材料，并夯压密实，形成垫层的地基处理方法．换填垫层可依换填材料不同，分为碎石垫层，砂垫层，灰土垫层，粉煤灰垫层等．换填垫层施工简便，广泛应用于中小型工程浅层地基处理中。

1、换填垫层是将建筑物基底的软土挖去,代以人工回填的砂(或碎石)作为持力层主要用于荷载不大的软基处理。换填垫层主要作用有三:

(1)减少基础沉降量:沉降量是与地基的附加应力成正比的。紧靠基底区域内的附加应力大,沉降量也大,约60%～70%的沉降是由持力层引起的。换填垫层后,可大大减少基础的沉降量,并可调整地基的不均匀沉降。

(2)增加地基的稳定性:换填垫层实际上象个“船筏式”基础,使建筑物的荷载通过垫层均匀地扩散到垫层侧面及下卧软土上去,减少了软土所受的附加应力,对防止建筑物地基局部应力集中所引起的剪切破坏有一定的作用。

(3)加速软土地基的固结:铺在软土上的换填垫层(特别是砂垫层),一方面缩短了排水距离,另一方面它实际上又是排水层。压缩固结挤出的水分,通过砂垫层渗出,加速了地基的固结,促使地基中由于固结产生的抗剪强度较快地增长,从而提高了地基的稳定性。因此在荷载不大的工业与民用建筑软弱地基处理中,常常作为经济有效的处理办法。

2、换填垫层设计中存在的问题

目前换填垫层设计方法是假定垫层是基础的一部分。首先给定砂垫层厚度,把基底压力扩散到砂垫层底部,将砂垫层底部作为建筑物的“新基础”底面,底面处的附加压力值(以条形基础为例)(见图1)pz按下式计算:

(1)

图1.应力扩散图

垫层厚度Z应根据下卧层的承载力确定,并符合下式要求

(2)

式中:pk为相应于荷载标准组合时基础底面处平均压力值(kPa);pc为基础底面处土的自重压力值;基础底面处附加应力p0为:p0=pk-pc;pcz为垫层底面处土的自重压力;fz为垫层底面处地基承载力设计值;θ为垫层扩散角,对于中密砂垫层,当Z/b≥0.5时,θ=30°;当Z/b

3、换填垫层强度取值与基坑侧土强度关系分析

假定:(1)换填垫层与侧面软土在界面处破坏是由于软土强度不足所致;(2)基础下换填垫层侧面软土各向均质同性。

当换填垫层界面处某点应力等于土的抗剪强度时的临界状态称为极限平衡状态。由土的平面应力理论有

(3)

设中密砂土的φ=30°,代入(3)得

(4)

设换填垫层基坑坡角为β,则在垫层与基坑侧土接触界面上,正应力σs为

(5)

从上式可知:当β=0°时,σx对基坑侧面正应力无贡献,σs=σz+σcz;当β=90°时,σx对基坑侧面正应力贡献最大,σs=σx。

当界面处于极限平衡状态时,将(4)代入(5)式经整理得界面处正应力

(6)

对式(6)求最大值,可令:(σs)′|β=0,得β≈18.435°

即当换填垫层坡角满足β=18.435°时,σs最大,此时sinβ=0.3162,cosβ=0.9487

(7)

理论计算及实测表明,基底应力极限状态约位于基底下b/4处。设换填垫层下b/4与软土面交界处为微元体P,其软土强度为fs′,为保证垫层基坑侧土安全,微元体P接触面上正应力σs′必须满足

(8)

式中:σs′=1.054(σz′+σcz′)。

对于淤泥质软土,当覆盖杂填土时,γ0≈17kN/m3,ηd=1.0,σcz′=γz′,当基坑侧面软土任意一点土自重应力与竖向附加应力不小于砂垫层侧向压缩引起垂直向上应力时,该点强度可近似按各向同性考虑,即

(9)

将(9)、(10)代入(8)式并整理得

(10)

式中:fa为微元体P处基坑侧面软土修正后的地基承载力特征值;fak为基坑侧面软土承载力特征值。当微元体P在基础外边,且z′-d=0.25b时,可近似算得:σz′≈0.35p0,考虑到上硬下软双层地基中点应力分布特点:地基中点应力相应减少,边缘应力相应增大,应力分布总体相对均匀等因素,取σz′≈0.35p0×1.2,即当fak满足下式时

（11）

或

（12）

基坑侧面软土安全;否则就应加大基础宽度,降低p0值,直至满足基坑安全为止。

4、双层地基应力分布的特点

换填垫层属于典型的双层地基,持力层为较硬的砂垫层、砂石垫层、粉石垫层等,下卧层为软弱土层。现以换砂垫层为例来说明。条形均布荷载下地基基础中点下M处(如图2)应力σz的应力系数kE如表1。

图2条形均布荷载下双层地基

表1应力系数kE表

表1中ν为

（13）

式中:E01、E02分别为持力层与下卧层变形模量;μ1、μ2分别为持力层与下卧层的泊松比,对于淤泥质土,变形模量为2.5MPa左右,当其上硬层为中密砂垫层(相当于已分层夯实原砂垫层),且厚度Z不小于基础宽时,变形模量在26MPa以上,ν≥10;ν=5,相当于均质土状况;ν=1时为双层地基,从表1中可以看出:ν越大,应力扩散越明显。

若按扩散法计算砂垫层基底中点附加压力,其大小为(按基宽与砂垫层厚相等计算)θ=30°,pz=0.464p0,按双层地基应力系数法计算,其值为:pz=0.33p0,反算θ=44.6°,差别达40%以上。

由此可见,扩散角法与双层地基应力系数法确实存在一定的差异。

5换土垫层合理设计分析

综上所述,合理进行换土垫层设计,应按以下步骤考虑:

(1)换填垫层自身的强度,这主要通过施工质量与检测来保证。

(2)换填垫层承载力设计值:考虑垫层侧面软土强度作用,按式(12)确定换填垫层p0时,应与换填垫层自身的承载力(换填垫层自身的强度减除土体自重应力)相比较,取两者较小者为换填垫层承载力。此时换填垫层底宽可与基础宽一致,顶宽应根据当地软土基坑开挖放坡经验来确定;由于实际换填垫层坡角一般在70°以上,远大于18.435°,因此垫层侧面软土不仅相对安全,并有一定的有效侧限作用。

(3)换填垫层属于双层地基,其应力分布应考虑双层地基应力分布特点。当换填垫层按规范要求施工,压实系数在0.97以上时,垫层变形模量与下卧软土变形模量差别较大,即可达到E01/E02>10,对应于上表取ν=10.0应力系数值计算,并据此及式

(4)确定换填垫层的厚度。

当垫层厚度不小于基础宽度时,kE≤0.33,即近70%的基础沉降由垫层承担,对于荷载不大的工业与民用建筑(即丙级建筑),可不必进行沉降验算。

结束语

根据笔者多年工作经验及双层地基应力数值解,进行了多次探索与检测,并在理论上予以初步论述,其目的一方面是竭尽所能,完善换填垫层承载力计算理论;另一方面,在大力提倡创造节约型社会的今天,作为一名工程师有责任、有义务为工程建设提供更科学、更经济的设计概念与方法。

参考文献

篇（7）

中国传统历法研究在经历了明代前期相对的沉寂以后，到明末则出现了活跃和复兴的景象。这种复兴的局面是伴随着朝野呼吁历法改革的呼声不断提高而出现的。〔1〕万历二十四年（1597），邢云路在改历的建议受挫以后，着手将其专门研究传统历法问题的成果汇集成编即《古今律历考》。此书在明代曾引起重视，使得邢云路名声大振并被荐举至钦天监主持修历工作。但是，清代前期，它却受到梅文鼎等学者的贬抑，影响了对其进行公正和客观的评价。

现代科学史家在研究与《授时历》相关的一些技术性问题时对《古今律历考》有所涉及。目前所知最早涉及到《古今律历考》的研究论文，是法国汉学家戈歇（L. Gauchet）在1917年发表的《评郭守敬的球面三角学》一文。〔2〕1959年，李约瑟（Needham Joseph）在《中国科学技术史》“数学天文学卷”中讨论中国古代三角学问题时将《古今律历考》中的一幅“割圆图”收入书中。〔3〕近年来，国内学者曾对《古今律历考》全书内容进行过概要的介绍，〔4〕并在讨论邢云路的天文历法工作时对其有所涉及。〔5〕但是，到目前为止，学界尚未对此书进行专题研究和讨论，一些问题有待澄清。本文拟对《古今律历考》的作者归属和成书时间及其历法思想、思想渊源和影响等问题进行专题探讨。

一、《古今律历考》的作者归属和成书时间

虽然《古今律历考》署名为邢云路，但是后世有学者认为它是邢云路和布衣历法家魏文魁 “相与商榷而成”，〔6〕还有的学者认为“邢云路《古今律历考》，或言本出魏文魁手”。〔7〕至于《古今律历考》的成书时间问题，在以前学者的研究工作中也存在着不同的看法。通常的观点认为，《古今律历考》完稿于万历三十五年，初刊于次年。但是，也有学者提出此书万历二十八年刻本。（〔6〕，p.35b）为此，我们有必要结合有关写作背景，对这些问题略加辨明。

邢云路研究传统历法的兴趣始自少年时代。他痴迷数学，甚至达到成瘾的程度，自己研究天象，测算多年。由于缺少同道共同讨论，自有孤陋寡闻之感，于是访求同道于当世，后得魏文魁与之共同讨论古今历法，颇有所得，故此自称：〔8〕

因博访当世，求我党类于山中，得魏生焉。生名文魁，古之祖冲之、陈得一其人也。余乃相与校雠群籍，营于至当。于凡历之宏纲细目，溯古迄今，靡不根究。其蕴奥缕析，其端倪壹切，纰莹胥，弥订之亡爽焉。

邢云路将魏文魁誉为祖冲之和陈得一，虽然难免有溢美之辞，但可从一个侧面说明魏文魁在当时人们心目中是具有较高历算水平的。

万历二十四年十二月，邢云路上疏指陈《大统历》差错并建议修改历法以成一代之典，但是受到了钦天监的压制而没有获得施行。面对这样的境遇，他则抱着道术为公器而应公诸人的想法，着手编撰《古今律历考》：〔8〕

起而上之，上嘉悦，下庭议，佥曰可，会中涓而格不行。余退叹曰：使天不欲斯术之行，则无庸畀吾人以斯术，天既以斯术畀吾人，非余任之而谁也？夫道术，公器也。公器在我，而不以公诸人，将鬼神恶之矣。余故因金明诸君子之请，而汇集成编。

魏文魁对此书成书过程也有相关阐述：“魁深山中人，罔所事事，从幼嗜数学，悉其窍以观天，数多入窍中，由是观益力，每有所得，所以语诸人，弗省也。然肆业弗肯隳，忽安肃邢观察公枉驾于余，曰：闻君抱奇术，余方志治历明时，而胡不赞余为？魁喜曰：固吾志也，愿毕力以从。由是魁昕夕备问难，公乃出古今武库书，与余上下其议论，寻源导窽，究竟其极。越数载而历成，公德让，不自有其功，以归于余。余曰：余不敏，受教于子大夫，何力之与有？愿以山中人附青云之士，以闻于后世足矣，它何望焉？乃辞谢观察公，而退归深山中”。〔9〕

从以上记载可以看出，邢云路与魏文魁是亦师亦友的关系，而邢云路在编撰《古今律历考》中承担了主要的工作。至于诸如“不自有其功”及“何力之与有”之类的语词，实际上都不过是谦词而已。

对于《古今律历考》主要贡献的归属问题，我们还可通过考察书中作者的署名情况获得证据。中国国家图书馆善本部收藏万历徐安刻本《古今律历考》署名为：“陕西副宪安肃邢云路辑；征士满城魏文魁订”。既然书名中魏文魁只是“订”，可见其在书中的贡献应居于次要地位。同时，《古今律历考》在被收入《四库全书》时，则署名为“邢云路撰”，而没有提及魏文魁，也可以为该书为邢云路所著的观点提供一个旁证。那种认为《古今律历考》属邢云路和魏文魁“相与商榷而成”的观点，失在未区分二者在《古今律历考》成书过程中各自贡献的大小问题。至于认为“邢云路《古今律历考》，或言本出魏文魁手”的观点则有失偏颇，因为这种说法完全否认了邢云路在《古今律历考》成书过程中的主要作用。

关于《古今律历考》的完稿和出版时间，《古今律历考》胡来朝“后序”有如下记载：

己亥秋，朝幸备观察邢公属，得朝夕上下其论，偶见星流，因扣天文玄决，公手画图以示其，其指星辰次舍之详，岁差分秒之数，若谈室中事。其论律历，配合两相流贯，又若联珠合璧，然朝心折者久之，恐异时湮没无传，因刻著作以惠来世，公以为然。不数月，而《律历考》出，披读再三。（〔9〕，pp.2b－3b）

据此可知，《古今律历考》书稿至迟在万历己亥（1600）秋已经完成。根据“不数月，而《律历考》出”可推测，其刊刻出版时间当为1600年或者次年。王重民所说《古今律历考》的万历二十八年刻本即当指此版本。《古今律历考》还有多种明刻本，以及《四库全书》本、《畿辅丛书》本、《丛书集成初编》排印本等，则表明该书在清代以至民国均有比较广泛的流传。

二、从《古今律历考》看邢云路的历法思想

《古今律历考》72卷，其主要内容是对古代经籍中的历法知识以及各部正史律历志或者历志中的问题进行总结和评议，重点内容是对《授时历》和《大统历》进行研究和评判，“颇具历法史研究的属性”。（〔5〕，p.618）通过考察《古今律历考》的内容，我们将邢云路的历法思想归纳为以下几点：

第一，历法应不断进行改革的思想。

邢云路在奏请改历遭受挫折以后，不断从回顾历法发展过程的角度来阐发自己主张进行历法改革的重要性。他借用《周易》中《革》卦的《象》辞所言“泽中有火，革，君子以治历明时”来论述历法改革的缘由：

君子观革之象，知天地乃革之大者也，所以治历明时。盖天地革，斯四时成，而其数最难明也。自羲和历象授时之后，二官失次，七元无纪，春秋有食晦之讥，汉世昧岁差之理，唐宋以来，其法渐密，至元太史郭守敬，乃臻其妙焉。然自元辛巳至今三百余年，消息之法顿亡，历理之原尽失。斯时也，正泽火当革之时也。昔汉历凡五变，唐历凡八改，宋历凡十六改，使历可仍旧，何乐改作？然而天运难齐，人力未至，不容不改作也。（〔10〕，pp.1－2）

这里，《象》辞提出的“君子以治历明时”的观点经常被后世的历法家作为自己改革历法的依据。邢云路对春秋以后历法的发展描述，意在阐述历法应该不断进行改革的思想。至于他所认为的“天运难齐，人力未至”，则因为古历采用的计算方法是利用有限观测数据拟合计算公式以预报天象，所以在一定的时期有一定的精度，一般不能长期很好地与天象吻合，所以古历应经常修正，“不容不改作也”。

第二，历法数据应随时实测的思想。

中国古代历家在描述天体运行规律时，逐渐形成了“先以密测，继以数推”的治历指导思想。〔12〕邢云路则结合《授时历》和《大统历》中存在的问题，对此思想进行了阐述。他指出，月亮和五星运行的有关常数应随时实测：

况诸事皆命于岁实，岁实既改，则月策、转终、交终与五星周，俱亦随日而改，可也，守敬乃诸事俱仍旧贯，一无所改，遂使后之畴人寻源不得，而愈远愈差，以至于今也。（〔10〕，p.1104）

这里，邢云路所说《授时历》月亮、五星计算常数“俱仍旧贯”，是指《授时历》沿用了金《重修大明历》中的数据。对于《授时历》没有精密测算五星运动的位置问题，梅文鼎也曾指出过，〔13〕但就目前所知，邢云路是最早指出《授时历》五星运行周期“止录旧章”者，对历法的修正具有重要意义。

邢云路还指出了《大统历》的诸应值未随时测算的疏漏：

辛巳至今三百余年，而《大统》止遵旧法，一无测改。元统且并其消长削去之，以至中节相差九刻有奇。兼以闰、转、交三应，虽经元甲午一改，而犹未亲密，所当再正。夫应一差，则诸事俱差，而以之步历，无一可者。（〔10〕，p.1110）

这些评判可以说切中要害，反映了邢云路已经发现了《授时历》和《大统历》计算中存在的问题。在此基础上，通过准确的实测和计算，应当能够提高历法计算的准确度。

1607－1608年，邢云路在兰州进行了立表测影工作以进行回归年长度的推算，并使用了到当时为止最高的圭表。〔14〕此外，他对候气说提出了质疑，并无情抨击了钦天监每年立春时差官赴顺天府候气时造假之事。〔15〕这无疑反映了邢云路主张历法数据应当随时进行实测的思想。

第三，恢复《授时历》立法原理的思想。

邢云路在对正史中的各部历法进行考证以后，进而阐述了明代的历法状况以及对《授时历》的立法原理进行恢复的重要性：

自古及今，其推验之精，未有出于此（按：指《授时历》）者。后元顺帝亡，并其历官，历术俱没入沙漠中。我朝存其余法，而失其本源。洪武初，遭元统改易，溷乱其术，遂使至今畴人布算，多所舛错。余乃因《元史》之旧编，稽前代之故实，绎其端绪，验诸象纬，以详著于篇。至其郭守敬之术所未备，并所差失者，余悉补葺订正。（〔10〕，p.254）

邢云路首先说明元顺帝以后《授时历》历术失传，到明代则只有部分余法流传下来，而历法的本源则已经失传。这里，邢云路当指的是明代编纂的《元史历志》中只记载了《授时历经》和《授时历议》两个部分，而对其“本源”即《授时历》的立法原理部分则未予收录的情况。他对明初元统对《授时历》的改编不满，认为其“溷乱其术”，所以造成了明代“畴人布算，多所舛错”的局面。

虽然邢云路同时指出了《授时历》和《大统历》的不足，但他仍然认为《授时历》是古代历法中精度最高的一部历法，实际上他在很大的程度上把历法复兴的希望寄托在对《授时历》的恢复上面。对于《元史历志》中缺略的《授时历》有关算法以及存在差错的地方，则予以补充和订正。

第四，对历法以易理为本并牵附律吕黄钟之数及大衍之数的批评。

邢云路所说的“历理”与嘉靖年间的周述学在《神道大编历宗通议》中的“历理”是相通的，主要是指对日、月、五星和四余中有关历法计算中若干要素的含义和计算方法进行讨论和解释。而且，他赞同郭守敬的治历思想，将其概括为“随时观象，依法推测；合则从，变则改”。（〔10〕，p.1205）这与《周易》象数学派所说的历理原于易理的思想存在着显著区别。他对这种以易理为历理的做法提出了公开的批评。在《古今律历考》卷一“律历配六十四卦”中，邢云路讨论了六十四卦与音律、月分、节气和八卦、节候的配合原则和源流问题，并指出，“此其术也，于历法何预焉？”（〔10〕，p.8）接着，他详细介绍了古人以易数附会历法的学说，他显然不认为历数出于易数：“夫是易也，显道祐神，何物不有，历故在其中矣。然谓之曰象四时象闰，阅当期之日，象者象其奇偶，当者当其成数也。至于气朔之分秒，陟降消长，一而不一，则在人随时测验以更整之。正其数，即神乎易也。汉史不知，遂以大衍大率之数，牵强凑合，以步气朔，而谓历数诸率皆出于此，则非矣”。（〔10〕，p.13）

邢云路还对五代北周王朴钦天历牵附律吕黄钟之数的做法进行了否定。（〔5〕，p.619）宋代之后《周易》象数学盛行，相当一部分学者尤其是一些理学家都认为历理原于易理。〔16〕在这种情况下，邢云路的批判显得尤其重要。邢云路应当是明代较早做出这种批判的学者。邢云路之后，理学家黄道周曾当面向徐光启阐“明易历律之义”，但却遭到了徐氏的反驳，答曰：“易自是易，律自是律，与历何干？”〔17〕竟然与邢云路的口气相近，似乎不能排除徐光启受到了邢云路的影响。

第五，行星运动受太阳引力控制的思想。

对于日、月、五星在宇宙间的位置关系，中国古代通常将其比作国家的君、皇后和大臣的关系。邢云路利用这种思想，同时结合对传统历法计算问题的讨论，提出了行星运动受太阳引力控制的思想。〔18〕他在《古今律历考》卷七十二提出：

月道交日道，出入于六度，而信不爽。五星去而复留，留而又退而伏，而期无失，何也？太阳为万象之宗，居君父之位，掌发敛之权。星月借其光，辰宿宣其炁。故诸数壹禀于太阳，而星月之往来，皆太阳一气之牵系也。故日至一正，而月之闰、交、转，五星之率皆由是出焉。此日为月与五星之原也。（〔10〕，p.1203）

这里，邢云路不但将太阳置于宇宙的中心地位，而且更进一步提出了行星的往来周期运动是因为受到太阳之“气”的牵引。事实上，在邢云路之前，周述学即已对此思想进行过论述：“黄道既移，而五星只是随黄道出入不过七八度，可见五星听命于日也。五星经度疾迟晋（顺）逆伏见随日远近，而纬度之出入亦随乎日之远近。盖日，君也，五星，臣也，故其听命有如此。月之晦朔弦望，固随日之远近。至于黄赤反复，其道出入黄道相距六度，亦未尝紊乱，是纬度之变亦随乎日之南北也。但日为君，而月象后，其迟疾之行则自其有所专制，而不若五星之尽听命于日耳”。〔19〕我们看到，这种论述只是一种对位置关系的表述，停留在对日、月、五星运行中的运动学描述的层面，并不关心其中的物理机制问题。而邢云路则在此基础上有所突破，由历法中日、月、五星位置计算问题进而思考行星运动的物理机制问题。

三、《古今律历考》的渊源和影响

考察《古今律历考》的渊源，我们在前引文中看到邢云路曾做过交代：“余乃因《元史》之旧编，稽前代之故实，绎其端绪，验诸象纬，以详著于篇”。现在的问题是，除了古代经籍以及历代正史中的律历志和历志外，邢云路还参阅过哪些著作？尤其是对于《古今律历考》中有自己独立看法的对《授时历》和《大统历》问题的研究，是否还有其他的来源？

对于这个问题，清代有学者认为，《古今律历考》有抄自周述学《神道大编历宗通议》之嫌。如，黄宗羲认为：“丙午（1666），见其《历宗通议》，而后知邢云路《律历考》所载，皆述学之说，掩之为己有也”。〔20〕类似地，姜希辙在为黄宗羲《历学假如》所做的序中认为：“然《考》中所载历议又窃之云渊而不留其姓名，辗转相掩。”〔21〕还有黄百家在《明史历志》中也采用了这种观点。〔22〕

由上述学者的看法可知，讨论《古今律历考》的渊源问题，关键是澄清它与《神道大编历宗通议》的关系问题。《古今律历考》根据历代史志对历法问题进行讨论的思路确与《神道大编历宗通议》有类似之处，这表明邢云路撰写《古今律历考》可能受到了《神道大编历宗通议》的影响。另一方面，二者在讨论《授时历》的有关问题时，均以《元史历志》中的《授时历议》作为基础，且大量抄录了《授时历议》中的原文，而由于《神道大编历宗通议》出版先于《古今律历考》，则容易让人觉得有传抄的可能性。但是，仔细比较起来，《古今律历考》与《神道大编历宗通议》二者也存在诸多不同之处：

其一，《古今律历考》对经籍中的历法知识进行了研究，而《神道大编历宗通议》对此则未涉及；

其二，在对《授时历》进行讨论时，《神道大编历宗通议》基本没有超出《元史历志》的范围，而《古今律历考》则除了包括这部分内容外，更对《授时历》的立法原理问题进行了深入探讨，可补《元史历志》之缺，这是二者之间最明显也是最重要的一个区别；

其三，对于《授时历》和《大统历》的讨论，《神道大编历宗通议》侧重于对历法要素的解释而且基本没有超出《元史历志》的范围，而《古今律历考》则对历法中各种基本天文常数的实际测量方法进行了专门的讨论。更为重要的是，《古今律历考》对《授时历》的计算方法进行了示例，利于人们掌握推算方法。

此外，在对《授时历》冬至时刻、回归年长度以及日、月、五星历法常数方面的考察，《神道大编历宗通议》远不如《古今律历考》深入。

从以上几点区别来看，邢云路做了很多《神道大编历宗通议》所没有注意到的工作，尤其是可以弥补《元史历志》之缺的工作显得更为重要。所以，那种认为《古今律历考》直接来源于《神道大编历宗通议》的观点是有失偏颇的。我们看到，即便二者有些文字有相类似之处，但也不是简单转抄，比如我们在上节提到的《古今律历考》探讨行星运动物理机制的问题。

《古今律历考》出版后，曾使邢云路一度名声大振。因该书引起礼部的重视，邢云路被邀赴京主持万历三十九年到天启元年（1621）的修历工作。另一方面，《古今律历考》为《授时历》的传承起到了重要的作用，尤其表现为对黄宗羲《授时历故》的直接影响。〔23〕以前有学者认为，《授时历》的许多重要算法是由于黄宗羲的《授时历故》而保存和流传下来。比如，“梨洲先生撰《授时历故》，一依本法推算，其（《授时历》）所创平立定三差及弧矢割圆诸法，赖此以存，谓非（郭）守敬之功臣欤？”〔24〕这种评价当是由于作序者未注意到《古今律历考》而做出的。

除此之外，清初历算家薛凤祚对于邢云路的工作也十分重视，其《历学会通》“考验部”中关于《授时历》的许多讨论都取自《古今律历考》，亦可见《古今律历考》在传承《授时历》方面的重要作用。

四、结语

以往人们对《古今律历考》的评价并不高，往往指责其简单重复前人的工作，甚至持批评和否定的态度。梅文鼎在《勿菴历算书记》中讲道：“从黄俞邰太史虞稷借读邢观察云路《古今律历考》，惊其卷帙之多。然细考之，则于古法殊略，所书《授时》法意，亦多未得其旨，则愚只一得，似尚可存。邢氏书但知有《授时》，而姑援经史以张其说，古历之源流得失，未能明也，无论西术矣”。〔25〕受梅文鼎影响，阮元、罗士琳也提出了类似的批评。〔26〕

我们认为，梅文鼎对邢云路的评价有失偏颇。邢云路在1597年改历建议受到压制之后，潜心研究，写下这样一部卷帙浩繁的著作，必然有其良苦的用心。尽管该书从形式到内容都有着很强的历史研究的意味，但是，邢云路写作该书的着眼点无疑是他心目中的修正历法。古代历法家在改历时大多先要回顾历史，结合历史论述自己的改历主张，邢云路也是如此，而且他所作的回顾工作在规模上远远超越了前人。最为关键的是，他在对每部分历史资料进行总结之后，总会加上自己对某些问题的评论。很显然，邢云路也是试图从历史的系统回顾中去寻找改历的方略。仅从恢复《授时历》的计算方法和立法原理问题来看，邢云路是明代最早系统对此问题进行研究的学者，而且梅文鼎和黄宗羲在这方面的工作实际上也没有超过邢云路的水平，只是尽量减少了疏漏而已。〔27〕所以，梅文鼎在没有考虑到邢云路研究传统历法的时代背景和出发点的情况下，难免发出不当的议论。实际上，早在梅文鼎的观点提出后不久，就已经有人提出了不同的意见，认为他过于贬低了邢云路的工作。如，《四库全书总目提要》在对《古今律历考》所作的提要中认为：“然推步之学，大抵因已具之法而推未尽之奥。前人智力之所穷，正后人心思之所起。故其术愈阐愈精，后来居上。［邢］云路值历学坏敝之时，独能起而攻其误，其识加人一等矣。创始难工，亦不必以未密讥也”。〔28〕我们认为这种观点比较公允。

〔参 考 文 献〕

〔1〕 中国天文学史整理研究小组. 中国天文学史. 北京：科学出版社，1981. 218.

〔2〕 L. Gauchet. Note sur la Trigonométrie sphérique de Kouo Cheou-King. TP， 18， 1917. 151－174.

〔3〕 Joseph Needham. Science and Civilisation in China， Vol.III London: Cambridge University Press， 1959. 109－110.

〔4〕 薄树人.《古今律历考》提要. 中国科学技术典籍通汇天文卷，第2册，郑州：河南教育出版社，1998. 561.

〔5〕 陈美东. 中国科学技术史天文学卷. 北京：科学出版社，2003. 616－621.

〔6〕 丁福保，周云青编. 四部总录天文编. 北京：商务印书馆. 1956. 542b.

〔7〕 中华书局编辑部. 历代天文律历等志汇编，第10册. 北京：中华书局，1975. 3527－3528.

〔8〕 [明] 邢云路. 古今律历考原序. 景印文渊阁四库全书，第787册. 台北：台湾商务印书馆，1983. 3.

〔9〕 [明] 邢云路. 古今律历考. 万历徐安刻本，中国国家图书馆善本部藏. 1a－1b.

〔10〕[明] 邢云路. 古今律历考，丛书集成初编本. 上海：商务印书馆，1936.

〔11〕薄树人. 经部文献中的天文学史料（之一）. 薄树人文集. 合肥：中国科技大学出版社，2003. 131－132.

〔12〕陈美东. 古历新探. 沈阳：辽宁教育出版社，1995. 30－31.

〔13〕钱宝琮. 授时历法略论. 李俨钱宝琮科学史全集，第9册. 沈阳：辽宁教育出版社，1998. 413.

〔14〕石云里，王淼. 邢云路测算回归年长度问题之再研究. 自然科学史研究，22（2），2003. 128－144.

〔15〕黄一农，张志诚. 中国传统候气说的演进与衰颓. 清华学报（台湾），23（2），1993. 132.

〔16〕石云里. 崇祯改历中的中西之争. 传统文化与现代化，1996，3：64.

〔17〕[明] 黄道周. 榕檀问业卷十. 景印文渊阁四库全书. 台北：台湾商务印书馆，1983.

〔18〕薄树人. 中国古代关于控制行星运动的力的思想. 薄树人文集. 合肥：中国科技大学出版社，2003. 57.

〔19〕[明] 周述学. 神道大编历宗通议卷十三. 续修四库全书，第1042册. 上海：上海古籍出版社，1995. 399.

〔20〕[清] 黄宗羲. 周云渊先生传. 黄宗羲全集，第10册. 杭州：浙江古籍出版社，1993. 547.

〔21〕[清] 黄宗羲. 历学假如，书首. 续修四库全书，第1040册. 上海古籍出版社，1995. 62.

〔22〕[清] 黄百家. 明史历志卷下. 抄本，出版年代不详，中国科学院图书馆藏. 76b－77a.

〔23〕杨小明. 清代浙东学派与科学. 中国科技大学博士学位论文，1996年5月. 34－37.

〔24〕[清] 黄宗羲. 授时历故. 续修四库全书，第1040册. 上海：上海古籍出版社，2000. 59.

〔25〕[清] 梅文鼎. 勿菴历算书记. 景印文渊阁四库全书，第795册. 台北：台湾商务印书馆，1983. 963－964.

篇（8）

要讲哥白尼的日心说，先要讲讲地心说。“天圆地方”的说法比地心说还要早，国外追溯到了15世纪，地心说理论才比较严密地建立起来。它实际上是要拿这个理论来解释看到的天象。为什么有这个兴趣？我想有两个原因，一个原因是农业，那时候社会的大部分经济活动都是农业活动，农业生产需要计算时间，按中国的说法叫“节气”，必须算准什么时候播种，什么时候收获；再一个原因，从当时的科学水平看还有占卜的意图，希望从天象上预告未来，这从某种意义上说是对的，按照天象来预测来年的农业影响，只是当时他们做出了一个完整的理论系统来做这个事。

1559年，根据托勒密的理论画出的三维图，还是地球在中间。往外分布的，当时已经发现的包括水星、金星、太阳、火星、木星、土星。因为他觉得地心说有的问题已经不能解释了，星球之间转动的时候，不是在一个平面上这么简单，光是一个平面的运动已经刻画不了了，所以用三维来刻画，但还是想象地球在中间，太阳等其他星球绕着地球转。其实这个很容易理解，符合当时的科学发展水平。即使咱们现在小的时候你去感觉的话，直观地感觉成这样还是对的。在当时看来这是天经地义的事情。这是在古希腊发现的一个图，是在天主教会发现的，是当时对世界看法的正统观念。

这是国外的情况。国内的情况是，我们国家古代的天文观测非常发达，在当时是第一流的。我国是最早记载哈雷彗星的，在公元前613年，这是国际上最早的。你们到大学二年级就会学到拉普拉斯方程，拉普拉斯是法国18到19世纪的数学家。那个时候数学家和物理学家是不分的，拉普拉斯写了一本书叫做《宇宙体系论》，第一部分就讲最早的有意义的天文观测记录，实际上就是那个我国春秋时期提到的哈雷彗星的出现。这是最早的，可以算出来那个时间观测到的就是哈雷彗星。我想这能反映当时我国古代的天文观测非常发达，这个观测的目的当然主要就是包括颁布历法。秦汉以来我国颁布了100多部历法，包括祖冲之这些人，实际上很大的工作都是算历法。

我们前面提到的“天圆地方”实际上不是地心说的概念。地心说的概念比这要晚，一般有两个说法，一个是盖天说，一个是浑天说。这是古代地心说的概念。《晋书》中提到，天是一个穹形，地也是一个穹形，地在中心，天在外面，相当于是两个同心球。浑天说的提出者是张衡，“浑天如鸡子，天体圆如弹丸，地如鸡子中黄”，相当于把地看成是一个蛋黄。这个想法基本上和地心说是一致的，当时包括测量天体运行的周期之类的很多做法，都是从这个基本理论出发来做的。比如祖冲之他们都计算得非常精确，和现在算的也就是一两分钟的误差了。

哥白尼是教士，当然现在我们说他是天文学家，他是第一个提出日心说的。实际上也不是第一个，曾经有人提出过但没有他这么大的影响。他是严格地建立了日心说的理论，在此之前他已经在各处讲他的理论了。1543年，他大约70岁左右去世，去世的那一天才拿到给他寄来的这本书。但实际上40岁以后他已经在欧洲的天文学界有相当的声望，他去罗马教廷讲课其中已经涉及日心说的理论，并不是我们想象的那样，一提日心说马上教廷就要把你关起来，情况不完全如此，有各种原因。看当时的历史就会知道，哥白尼在那个时候已经得到了天文学界和教廷比较广泛的尊重，被认为是一流的了。他的书一共是七卷，第一卷主要是理论，后面几卷主要是计算各种天体的位置，谈日心说对还是地心说对。哥白尼当时计算得非常准，他算出的地球公转周期是365天6小时9分40秒，比现在精确值多了30秒，这是500年前的结果。他得到的月亮到地球的平均距离，是地球半径的60.3倍，和现在的60.27倍相比，误差也非常小。由于他的杰出成就，已经在欧洲受到了非常广泛的尊重。

现在我要提的就是，为什么他要提出日心说？当时地心说也蛮好的，可以很好地解决这些事，那么他为什么要做这件事？为什么要考虑日心说呢？（学生：因为地心说已经解决不了一些问题了，所以需要哥白尼创立日心说去解释一些地心说不能解释的问题。）回答得很好，肯定是前头的理论不能解决一些问题。实际上，建立日心说不是为了单纯的创新，也不是为了理论的漂亮，也不是为了谋得更高的利益和名誉，而是因为当时有两个不能解决的最大的问题。第一个问题是水星和金星的出现。金星是早晨和傍晚出现，白天、晚上看不见，火星、木星和土星是整个夜间都能看到。如果地球是中心，所有星辰绕着地球转，应该是要看见都能看见，看不见的时候都看不见，不会发生一部分看得见，一部分看不见的情况。第二个问题是火星的逆行。实际上这些行星是从西向东运动，我们看到太阳从东往西运动是因为地球自转的参照。如果你把太阳的位置每天标记下来，可以发现实际上太阳在从西往东走。而如果你去标注火星的位置，你会发现有一段时间它会往回走。走了一两个月它又返回去，这是地心说不能解释的。实际上，哥白尼还发现一些其他不能解释的问题，他希望有一个新理论解决这些问题。

火星逆行的意思就是从西往东运动，如果每天标记的话，会发现有段时间它倒着走，走了一段时间又回来往前走。这是以恒星作为参考系来看火星的运动。所以按照托勒密的理论，这些现象都没法解释，用哥白尼的理论就可以把这个问题解释清楚。为什么？行星本身是不发光的，我们看到它是反射的光。比如咱们站在地球上，你要是在白天的话肯定什么都看不见，因为太阳太亮，不会给你反射过来。你在夜间看到火星的原因是你背着太阳，太阳光照着火星，火星再反射过来。金星在白天太阳光照到它，反射无效，太阳自己太亮，你只能看到太阳的亮光，所以也看不到它。要是早上和傍晚，太阳光斜着照它时才能把光反射回来。这是金星和火星能看见不能看见的最大差别，用日心说就能解释这件事。

火星逆行问题要复杂得多，主要是两个原因，一是因为地球和火星绕日旋转的周期不同，地球的公转周期是365天，火星的公转周期是687天，火星的公转周期长。二是它对太阳的公转半径比地球对太阳的半径要大，在地球的外侧。根据现代测量的结果，太阳的半径是696000公里，火星很小，半径3000多公里，到地球最小距离约5500万公里。当时哥白尼所看到的这些，就能解释为什么火星会往回转了。原因就是其一周期不同，其二距日半径不同。这是哥白尼要提出日心说最重要的原因，他发现原有理论的不足才会考虑修正或者原来的理论。

当时关于天体运动的研究有了重大的发展，其中一个重要人物是开普勒。他最重要的发现就是行星运动的椭圆轨道，椭圆曲线有两个焦点，在椭圆轨道上有一点到两点的距离的和是定长，这是椭圆的定义。他发现行星的运动是椭圆，而且是把太阳放在它的焦点上，后面涉及的物理、数学的东西多了，这里不详细介绍。这些都是开普勒当时做了大量的计算发现的定律。在这之后一个重要的科学家是牛顿，他建立了微积分学，实际上是把开普勒发现的现象用理论解释，同时再用这个理论预测下一步发生什么现象。他在1687年发表的《自然哲学》，对开普勒的发现进行了严格的证明。用牛顿的三大定律解释，第一是惯性定律，第二是作用在物体上的力等于质量乘以加速度，第三是两个物体之间的作用力和反作用力，在同一直线上，大小相等，方向相反。从这三个定律出发，就可以证明从数学角度严格地说开普勒是正确的，他用方程测算了行星的运动。

下面介绍海王星发现的过程，这里会更注重介绍它的数学背景。海王星现在被认为是最远的一颗行星。冥王星已经被认为不是行星了，只是一颗很小的小行星，不是真正的大行星。1781年发现了天王星，是通过观测发现的。发现之后在欧洲出了新的星图，每次都把观测到的新行星标出来，之后按照牛顿的方程计算这些行星在一段时间之后能走到什么地方，就可以精确地算出来，知道其对其他现象的影响。但计算完以后，天王星的算法和观测结果不同，说明外面还有个大的行星，引力影响到它了。后来发现了海王星。天王星为什么往外跑，因为外面有一个海王星。实际上要算一个天体的运动需要六个变量，现在已经忽略很多。当时发现算上海王星是行星，要算海王星，其他再忽略不计也应该是九个。要把这些都算出来，而且海王星也受到其他星体的吸引，需要精确的数据测得其他这些星体的运转规律和准确位置，然后反推海王星应该在什么地方。

你可以想象当时没有计算机，完全靠手算，这是相当不容易的事。1843年剑桥大学的一个毕业生叫亚当斯，他算出了天王星的位置，把结果交给了格林尼治，它是当时非常有名的天文台。当然他并没有详细地论证计算过程，没有引起科学家重视。几乎是同时，法国天文台的罗威业也研究了这个问题。法国有个科学院每年征集论文评奖，他的论文提交给了巴黎科学院。之后1946年又做了第二篇论文，做了精确的计算。这时格林尼治也注意到了罗威业的论文的重要性，这件事要去做。首先你要知道这些行星在天空的分布，要观测发现哪颗是新的，而且要判断是不是以前观测过的。实际上这时的格林尼治天文台做不了这个事，它没有最新的星图。柏林天文台刚刚做出最新的星图，罗威业说服了柏林天文台，他们拿到罗威业论文的当晚就找到了这颗行星，就在罗威业计算的位置角度误差不到1度，和亚当斯预测的大约差了10度。所以发现海王星以后，英国和法国两边都在争这件事，最后就说他们两个同时发现的。

从这些发现可以看出，首先你要掌握现有的理论，你要发现问题，发现不足，有相当的基础才可以做这个事。所以爱因斯坦在纪念牛顿诞辰300周年的文中写过这样的话，这段话写于1942年，即使今天看来也是非常重要的：“那些为天才继续发展所不可缺少的工具，主要来自于对星空的观察。像牛顿那样有创造能力的思想家，他们的思想如星空展翅高飞。”

篇（9）

一．

关于“儒家”，《汉书艺文志》作了较为全面的概述和界定：“儒家者流，……助人君顺阴阳、明教化者也；游文于六经之中，留意于仁义之际，祖述尧舜，文武，宗师仲尼，以重其言，于道最为高”。从这段总括性的论述中可以看出，原创儒家有三个主要的特点，这就是：求道、为学、致用。

首先，儒家重视求道，“于道最为高”。从《论语》中可以看出，孔子一生致力于求道。《论语学而》说：“子曰：君子食无求饱，居无求安，敏于事而慎于言，就有道而正焉，可谓好学也已。”《论语卫灵公》说：“子曰：君子谋道不谋食；耕也，馁在其中矣；学也，禄在其中矣。”《论语里仁》说：“子曰：“朝闻道，夕死可矣。”显然，求道是孔子一生的追求。孔子的“道”，主要讲的是为人处世之道。孔子说：“君子道者三，……仁者不忧；知者不惑；勇者不惧。”（《论语宪问》）又说：“有君子之道四焉：其行己也恭，其事上也敬，其养民也惠，其使民也义。”（《论语公冶长》）但最重要的是“忠恕之道”， 曾子曰：“夫子之道，忠恕而已矣。”（《论语里仁》）

孔子之道，为思孟学派以及后来的《易传》所发挥，从而形成了儒家的“天人合一”之道。《中庸》曰：“唯天下至诚，为能尽其性；能尽其性，则能尽人之性；能尽人之性，则能尽物之性；能尽物之性，则可以赞天地之化育；可以赞天地之化育，则可以与天地参矣。”并且认为，“仲尼祖述尧舜，文武。上律天时，下袭水土。辟如天地之无不持载，无不覆帱。辟如四时之错行，如日月之代明”。孟子说：“尽其心者，知其性也。知其性，则知天矣。”（《孟子尽心上》）《易传》曰：“大人者，与天地合其德，与日月合其明，与四时合其序，与鬼神合其吉凶。”（《周易乾文言》）并且明确提出天道、地道与人道统一的 “三才之道”（《周易系辞下传》）。

正因为儒家讲的“道”是人道与天道的统一，是“天人合一”之道，所以，儒家又重视“天”，重视研究天地自然，从而形成了儒家的自然观，主要包括：思孟学派的阴阳五行自然观、荀子的气论自然观和《易传》的阴阳八卦自然观，充分表明儒学融合自然之道。虽然从现代科学的角度看，儒家的这些自然观并不能算作是科学，但是在中国古代，阴阳五行自然观、气论自然观以及阴阳八卦自然观一直是古代科技的思想基础，是中国古代科技的重要组成部分。

其次，儒家重视为学，“游文于六经之中”。孔子作为教育家，要求自己和学生有广博的知识。《论语雍也》说：“子曰：“君子博学于文，约之以礼。”孔子讲“博学”，主张“多闻，择其善者而从之，多见而识之”（《论语述而》），具有知识论倾向；不仅要求学习社会文化，学习伦理道德方面的知识，而且也包括学习自然方面的知识，从而使学生成为“志于道，据于德，依于仁，游于艺”（《论语述而》）的君子。这里的“游于艺”，就是学习“六艺”，即礼、乐、射、御、书、数，其中的“数”实际上包括了古代的数学知识。而且，孔子还要求学生“多识于鸟兽草木之名”（《论语阳货》）；思孟学派和荀子的著作以及《易传》等也广泛涉猎自然知识。

正因为儒家重学，也重视自然知识，包容科技，先秦儒家自孔子开始就十分重视对于古代科技著作的研究。他们所整理、研究以及撰写的著作中，《夏小正》、《禹贡》、《月令》等都是当时重要的科技著作，《诗经》、《尧典》、《周礼》等也都包含了丰富的科技知识。先秦儒家把科技知识包容于儒学之中，而这些科技著作以及科技知识事实上成为后世儒家学习和研究科技的知识基础。

再次，儒家重致用。孔子重人道、重学问，最后又落实到致用上。在为政方面，孔子讲“道之以德，齐之以礼”（《论语为政》），讲道德教化；同时也讲“因民之所利而利之”（《论语尧曰》），讲利民。这一思想后来被孟子发展成为“仁政”。孟子认为，施行仁政，首先要“制民之产”。他说：“明君制民之产，必使仰足以事父母，俯足以畜妻子，乐岁终身饱，凶年免于死亡。然后驱而之善，故民之从之也轻。”（《孟子梁惠王上》）因而要发展农业生产，要“不违农时”；“不违农时，谷不可胜食也；数罟不入洿池，鱼鳖不可胜食也；斧斤以时入山林，材木不可胜用也；谷与鱼鳖不可胜食，材木不可胜用，是使民养生丧死无憾也”（《孟子梁惠王上》）。在儒家看来，讲“仁政”，就要发展农业生产，当然也就离不开发展农业科技。

儒家讲民本，最终又要落实到发展农业，发展农业科技；与发展农业相关，又要研究天文学、地理学以及数学等等。这表明儒家本身具有发展科技的内在要求，儒家文化与科技密切相关。在中国古代科技体系中，农业科技以及与之相关的实用科学发展较快，其原因概在于此。

二．

原创儒家具有的求道、为学、致用的特点，使得儒学融合科学于一体。而且，后世儒家在发展儒学的过程中，大体上继承了这个重要的传统，只是在各个时期，儒家的侧重点有所不同。从儒学发展史看，历代都有儒家学者研究自然、研究科技，对中国古代科技的发展做出直接的贡献。

汉代儒家确立了儒家的经学传统，较多地发挥儒家为学包括研究科技知识的特点。汉代经学家在整理和研究儒家经典时，把包含有古代科技知识的儒家著作也确立为经典。按照中国古代数学、天文学、地理学、医药学和农学五大学科的分类，《周易》等著作中包含有某些数学知识，《诗经》、《尚书尧典》、《大戴礼记夏小正》、《礼记月令》以及《春秋》等著作中包含有某些天文学的知识，《尚书禹贡》、《周礼夏官司马职方》等著作中包含有某些地理学知识，《周易》、《礼记月令》等著作中包含了与医学有关的知识，《诗经》、《大戴礼记夏小正》、《礼记月令》等著作中包含有农学知识。尤其是，汉代经学家还把春秋时期的技术著作《考工记》补入《周礼》，列为儒家经典。汉代儒家在整理和研究儒家经典的过程中，对其中的科技知识进行注释和发挥，实际上也是一种科学研究。

汉代儒学包容科学，不仅表现为汉儒所确立的儒家经典中包含古代科技著作和科技知识，而且，汉代有不少儒家直接参与科学研究，甚至成为那个时代的科学家。汉代儒家普遍对天文历法感兴趣，并有所研究，这不仅有其政治方面的原因，也与儒家讲“天人合一”有着密切的关系。李约瑟说：“天文和历法一直是‘正统’的儒家之学。”[ ]笔者以为，至少在汉代可以这么说。在汉代儒家中，对天文学颇有研究的，至少有扬雄、桓谭、刘歆、贾逵等。扬雄对天文学很有兴趣，主张浑天说，并提出“难盖天八事”。桓谭对天文学也颇有研究，在宇宙结构问题上，反对盖天说，主张浑天说。扬雄和桓谭对于浑天说取代盖天说的地位起到重要的作用。后来的儒家学者刘歆修《三统历》，被认为是“我国古代流传下来的一部完整的天文学著作”，“世界上最早的天文年历的雏形”。[ ]贾逵在天文学上颇有造诣，他所参与修订的东汉四分历比以往各家历法有显著的进步。

宋学确立了儒家的道学传统，较多地发挥了儒家求道包括求自然之道的特点。宋学家在当时中国古代科技发展至高峰的背景下，大都深入学习和研究当时的科技。邵雍、张载、二程以及朱熹都对自然现象有过研究。

朱熹的“理”一开始就具有科学的内涵，它既是形而上的“太极”，又是具体事物包括自然事物的规律，因而也包括了自然规律在内；所以，朱熹理学既是心性之学，又是自然学。这正是对原创儒学“天人合一”的发展。此外，朱熹对于儒家“格物致知”的诠释，使之包含了格自然之物的内涵，赋予了科学的意义。朱熹说：“天地中间，上是天，下是地，中间有许多日月星辰、山川草木、人物禽兽，此皆形而下之器也。然这形而下之器之中，便各自有个道理，此便是形而上之道。所谓格物，便是要就这形而下之器，穷得那形而上之道理而已。”（《朱子语类》卷六十二）“上而无极、太极，下而至于一草、一木、一昆虫之微，亦各有理。一书不读，则阙了一书道理；一事不穷，则阙了一事道理；一物不格，则阙了一物道理。须著逐一件与他理会过。”（《朱子语类》卷十五）可见，在朱熹广泛的格物中，也包括格自然之物。朱熹非常强调研究自然现象，把握自然之理。他说：“虽草木亦有理存焉。一草一木，岂不可以格。如麻、麦、稻、粱，甚时种，甚时收，地之肥，地之跷，厚薄不同，此宜植某物，亦皆有理。”（《朱子语类》卷十八）“历象之学自是一家，若欲穷理，亦不可以不讲。”（《朱文公文集》卷六十《答曾无疑》）“小道不是异端。小道亦是道理，只是小。如农圃、医卜、百工之类，却有道理在。”（《朱子语类》卷四十九）更为重要的是，朱熹还运用“理”的概念直接研究自然、研究科学，在天文学领域取得重要的成就。他提出了以“气”为起点的宇宙演化学说，提出了地以“气”悬空于宇宙之中的宇宙结构学说以及天有九重和天体运行轨道的思想，在中国天文学史上具有重要的价值。[ ]

明清之际，西方科学传入中国。明清时期尤其是明清之际的儒家，较多地发挥了儒家经世致用的传统。他们或者以“格物致知”的名义融合科学、研究科学，或者打着“西学中源”的旗号学习西方科学，会通中西。清代的儒学即使在最后转变成为专注于考据训诂的经学，也依然以特殊的方式研究科学。当时的儒家对于西方科学虽有不同态度，但总体上持积极吸纳的态度，在一定程度上促进了中国古代科技的近代化。

明清之际的儒家学者黄宗羲撰写了不少科学著作，其中天文学、数学类著作“有《授时历故》一卷，《大统历推法》一卷，《授时历法假如》一卷，《西历假如》、《回历假如》各一卷外，尚有《气运算法》、《勾股图说》、《开方命算》、《测圆要义》诸书共若干卷”[ ]；地学类著作有《今水经》、《四明山志》、《台宕纪游》、《匡庐游录》等；还有《律吕新义》及其它科学著作。清初儒家学者李光地对天文历算有特殊的爱好，与当时的天文学家、数学家梅文鼎交往甚密。在与梅文鼎的交往过程中，李光地对天文学也作了深入的研究，其天文历法类著作主要有：《历象要义》、《历象合要》、《历象本要》等，主编《御定星历考原》、《御定月令辑要》等；还有论文《记太初历》、《记四分历》、《记浑仪》、《算法》、《历法》、《西历》等。清代考据学大师戴震“凡天文、历算、推步之法，测望之方，宫室衣服之制，鸟兽、虫鱼、草木之名状，音和、声限古今之殊，山川、疆域、州镇、郡县相沿改革之由，少广旁要之率，钟实、管律之术，靡不悉心讨索。”[ ]并且撰写了大量的科技著作，其中有天文历法类著作：《原象》、《续天文略》、《迎日推策记》、《九道八行说》、《周礼太史正岁年解》、《周髀北极璿玑四游解》、《记夏小正星象》、《历问》、《古历考》等；数学类著作：《勾股割圜记》、《策算》等；地学类著作：《水地记》、《直隶河渠书》、《汾州府志》等；技术类著作：《蠃旋车记》、《自转车记》、《释车》、《考工记图》等。清代著名的汉学家焦循是与汪莱、李锐齐名的重要数学家。[ ]《畴人传》“续编”说：“尚之（李锐）在嘉庆间，与汪君孝婴（汪莱）、焦君里堂（焦循）齐名，时人目为谈天三友。”[ ]焦循的数学著作有：《加减乘除释》、《天元一释》、《释弧》、《释轮》、《释椭》、《开方通释》等。此外，焦循还有《禹贡郑注释》、《毛诗地理释》、《毛诗鸟兽草木虫鱼释》、《李翁医记》等科学类著作。

纵观儒学发展的历史可以看出，历代都有儒家学者研究自然、研究科技，并撰写科技著作，把科学与儒学融合在一起。

三．

儒学融合科学，然而在儒学体系中，科学只是其中不可缺少的一个部分，并不占据主导地位。虽然儒家也需要研究天地自然，但是，这种研究本身并不是目的，而只是儒家最终把握“形而上之道”的手段。对于儒家来说，科学既不是可有可无，也不是最为重要。儒家既不反对科学，也不将科学摆在首要的位置上。尤其是当科学与儒学发生矛盾时，当需要对科学与儒学的重要性作出比较和权衡时，科学往往处在次于儒学的地位。

正因为如此，儒家对于科学的态度往往会受到今天推崇科学的人们的误解。甚至李约瑟也认为，“在整个中国历史上，儒家反对对自然进行科学的探索，并反对对技术作科学的解释和推广。”[ ]并以孔子反对樊迟学稼加以说明。其实，孔子反对“樊迟学稼”是否可以用来证明儒家反对科技，则需要作进一步的分析。

据《论语子路》记载：樊迟请学稼。子曰∶“吾不如老农。”请学为圃。曰∶“吾不如老圃。”樊迟出。子曰∶“小人哉，樊须也！上好礼，则民莫敢不敬；上好义，则民莫敢不服；上好信，则民莫敢不用情。夫如是，则四方之民襁负其子而至矣；焉用稼！”然而，孔子反对樊迟学稼，只是因为在孔子看来，义的价值要高于利，道德的价值要高于实际的技能；只是就义与利、道德与实际技能相比较而言的；并不是不要利，不要实际技能，而是不要只讲利，只讲技能。因此，孔子反对樊迟学稼并不存在反对科技、鄙视科技的问题。

从古代科技尤其是古代农业科技的发展看，孔子反对樊迟学稼实际上并没有产生多少负面的影响。北魏时期的重要农学家贾思勰撰重要的农学著作《齐民要术》，其中说道：“樊迟请学稼，孔子答曰：‘吾不如老农。’然则圣贤之智，犹有所未达，而况于凡庸者乎？”[ ]按照贾思勰的理解，孔子因自以为在农业生产上不如老农，所以才无法教授樊迟学稼；而且，连孔子都不如老农，那么凡庸者就更是如此，所以应当学习农业科技。唐代重要的农学家陆龟蒙著《耒耜经》，其在“序”中说：“孔子谓：‘吾不如老农’，信也。因书为《耒耜经》以备遗忘，且无愧于食。”[ ]陆龟蒙认为，孔子说自己不如老农，这是实话，所以应当要研究农学。宋代重要的农学家陈旉著《农书》，有洪兴祖作“后序”，其中引陈旉所说：“樊迟请学稼，子曰：‘吾不如老农。’先圣之言，吾志也；樊迟之学，吾事也；是或一道也。”[ ]显然，孔子反对樊迟学稼实际上并没有成为古代农学家研究农业科技的障碍。无论对农学家们的解释作如何评价，无论他们的解释在今天的一些人看来是多么的“不符合”逻辑，但至少可以肯定，他们没有把孔子反对樊迟学稼与他们研究农业科技对立起来，也就是说，孔子反对樊迟学稼实际上并没有对古代农业科技的发展带来多大的负面影响。

朱熹也曾说过：“格物之论，伊川意虽谓眼前无非是物，然其格之也亦须有缓急先后之序，岂遽以为存心于一草木器用之间而忽然悬悟也哉！且如今为此学而不穷天理、明人伦、讲圣言、通世故，乃兀然存心于一草木一器用之间，此是何学问！如此而望有所得，是炊沙而欲其成饭也。”（《朱文公文集》卷三十九《答陈齐仲》）如果仅从字面上理解，这段文字只是讲研究自然当在“穷天理、明人伦、讲圣言、通世故”之后，不可“兀然存心于一草木一器用之间”，并没有反对研究自然之意。但是，他用“炊沙而欲其成饭”之词，似有轻视科学之嫌。

然而需要指出的是，据当今学者陈来先生所著《朱子书信编年考证》，朱熹的此段文字写成于“丙戌冬”（1166年，朱熹36岁），[ ]当为朱熹早期言论，在他后来的著述中，类似的言论几乎不复出现。

朱熹于47岁（1177年）写成的《论语集注》对孔子所言“志于道，据于德，依于仁，游于艺”进行注释时说：“游者，玩物适情之谓。艺，则礼乐之文，射、御、书、数之法，皆至理所寓，而日用之不可阙者也。”（《论语集注述而》）后据周谟“己亥（1179年，朱熹49岁）以后所闻”，朱熹曾经在比较“志于道，据于德，依于仁，游于艺”四者的轻重时说：“‘游于艺’一句，比上三句稍轻，然不可大段轻说。如上蔡云‘有之不害为小人，无之不害为君子’，则是太轻了。古人于礼、乐、射、御、书、数等事，皆至理之所寓。游乎此，则心无所放，而日用之间本末具举，而内外交相养矣。”（《朱子语类》卷三十四）从朱熹此时对于程门弟子谢良佐的批评可以看出，朱熹认为儒家的“六艺”“皆至理之所寓”，绝不是可有可无。

另据陈淳“庚戌（1190年，朱熹60岁）、己未（1199年，朱熹69岁）所闻”，朱熹晚年明确指出：“小道不是异端。小道亦是道理，只是小。如农圃、医卜、百工之类，却有道理在。只一向上面求道理，便不通了。”（《朱子语类》卷四十九）可见，朱熹晚年对于学习农圃医卜之类的“小道”明确持肯定态度。

从朱熹对待研究自然、学习“六艺”的态度变化可以看出，朱熹同样也是重视“小道”、重视“六艺”的，根本没有反对、鄙视之意，只是有先后、缓急之别而已。

由此可见，儒家视科技为“小道”，这只是与儒家形而上之“大道”相比较而言的，只是大小的“小”。与此相类似，有关“玩物丧志”、“雕虫小技”之类的说法，也都只是表明儒家视道德更重于科技。应当说，儒家并不反对学习科技知识，而只是反对轻视道德一味地沉迷于科技之中。

至于“奇技巧”的说法，应属另外一类。“奇技巧”的说法出自《礼记王制》。其中说：“作声、异服、奇技、奇器以疑众，杀。”《尚书泰誓》也有“作奇技巧以悦妇人”的说法。其实，这里的“奇技”、“奇器”或“奇技巧”是有所指的，主要是指无益于国计民生的、蛊惑人心或只是取悦于人的技法，并不是指所有的科技。当然，不排除有些科技的东西被历史上的某些儒家学者视作“奇技巧”，但是，同样也有一些儒家学者反对把科技视作“奇技巧”。明清之际，重要的儒家学者李光地明确反对把西方人的科技视作“奇技巧”。他说：“西洋人不可谓之奇技巧，盖皆有用之物，如仪器、佩觽、自鸣钟之类。《易经》自庖牺没，神农作；神农没，尧舜作，张大其词，却说及作舟车、耒耜、杵臼、弧矢之类，可见工之利用极大。《周官》一本《考工记》，全说车。”[ ]因此，笼统地说儒家视科技为“奇技巧”是不符合事实的。

所谓儒家“重道轻艺”之说，如果就比较和权衡“道”与“技艺”孰重孰轻而言，儒家的确如此；但如果以此认为儒家轻视“技艺”，显然是一种误解。与这种误解相类似，儒家还被说成是“重义轻利”。其实儒家讲“重义轻利”是有特定含义的。孔子讲“富与贵是人之所欲也，不以其道得之，不处也；贫与贱是人之恶也，不以其道得之，不去也”（《论语里仁》），讲“因民之所利而利之”，显然，儒家并不是不讲“利”，而是要在义与利发生冲突时“重义轻利”。同样，孔子讲“志于道，据于德，依于仁，游于艺”；汉代的扬雄讲“通天、地、人曰儒；通天、地而不通人曰技”[ ]；朱熹讲科技“亦是道理”；充分表明儒家并不轻视“技艺”，而是包容着“技艺”。因此，无论是“重义轻利”，还是“重道轻艺”，其中的“轻” 都并非指轻视之“轻”，更多的是在对二者进行比较权衡时的轻重之“轻”，是相对而言的。

从总体上看，儒家讲求道、为学、致用都要求研究自然，都离不开学习和研究科技、运用科技，因此，儒学融科学于一体，具有科学的内涵；与此同时，研究自然、学习和研究科技只是儒家把握“形而上之道”的一种手段，只是相对次要的方面；所以，在儒学中，科技只是“小道”，必须服从于儒家的“大道”。正因为儒学具有科学的内涵，包含有研究自然、学习和研究科技的要求，儒家自一开始就把研究自然、学习和研究科技当作建立和发展儒学体系所必不可少的重要工作，无论是先秦儒家还是汉代经学家、宋学家，乃至明清之际的儒家，他们中的许多人都曾在一定程度上以不同方式研究过古代科技。这一切都表明儒家与古代科技并非对立。

参考文献

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[12] 陈旉．农书洪兴祖后序[M]．景印文渊阁四库全书．

篇（10）

    朱熹对天文现象的思考很早就已开始。据朱熹门人黄义刚“癸丑(1193年,朱熹63岁)以后所闻”和林蘷孙“丁巳(1197年,朱熹67岁)以后所闻”,朱熹曾回忆说:“某自五、六岁,便烦恼道:‘天地四边之外,是什么物事?’见人说四方无边,某思量也须有个尽处。如这壁相似,壁后也须有什么物事。其时思量得几乎成病。到而今也未知那壁后是何物?”[ ]可见,朱熹从小就关心天文,直到晚年仍对此难以忘怀,并孜孜以求。

    然而,朱熹在其早期的学术生涯中,并没有进行天文学的研究。朱熹早年除读儒家经典外,“无所不学,禅、道文章,楚辞、诗、兵法,事事要学”[ ]。绍兴三十年(1160年,朱熹30岁),朱熹正式拜二程的三传弟子李侗为师,开始潜心于儒学,并接受李侗以“默坐澄心”于“分殊”上体认“理一”的思想。

    据《朱文公文集》以及当今学者陈来先生所着《朱子书信编年考证》[ ],朱熹最早论及天文学当在乾道七年(1171年,朱熹41岁)的《答林择之》,其中写道:“竹尺一枚,烦以夏至日依古法立表以测其日中之景,细度其长短。”[ ]

    测量日影的长度是古代重要的天文观测活动之一。最简单的方法是在地上直立一根长八尺的表竿,通过测量日影的长短来确定节气;其中日影最短时为夏至,最长时为冬至,又都称为“日至”。与此同时,这种方法还用于确定“地中”。《周礼?地官》载:“以土圭之法测土深,正日景以求地中。……日至之景,尺有五寸,谓之地中。”意思是,在夏至日中午测得日影为一尺五寸的地方,此地便是“地中”。而且,从“地中”向北,每一千里则影长增一寸;向南,每一千里则影长减一寸。这就是《周髀算经》所谓“周髀长八尺,勾之损益寸千里”。这一说法到南朝以后受到怀疑;唐朝的一行和南宫说通过不同地区日影的测量,进一步予以纠正。朱熹要其弟子林择之协助测量日影,显然是要比较不同地区日影的长短,其科学精神可见一斑。

    在同年的《答蔡季通》中。朱熹写道:“历法恐亦只可略说大概规模,盖欲其详,即须仰观俯察乃可验。今无其器,殆亦难尽究也。”[ ]

    蔡季通,即蔡元定(1135~1198年);建阳(今属福建)人,学者称西山先生;精于天文、地理、吕律、象数,着作有《律吕新书》、《大衍详说》等;为朱熹“四大弟子( 蔡元定、黄干、刘爚、陈淳)”之首。蔡元定的年龄仅比朱熹小5岁,并在天文学等科学上有所造诣,很受朱熹的器重。从以上所引《答蔡季通》可知,当时朱熹正与蔡元定讨论天文历法,并且认为,研究历法必须用科学仪器进行实际的天文观测。

    淳熙元年(1174年,朱熹44岁),朱熹在《答吕子约》中写道:“日月之说,沈存中笔谈中说得好,日食时亦非光散,但为物掩耳。若论其实,须以终古不易者为体,但其光气常新耳。”[ ]显然,朱熹在此前已研读过北宋着名科学家沈括的《梦溪笔谈》,并对沈括的有关天文学的观点进行分析。胡道静先生认为,在整个宋代,朱熹是最最重视沈括着作的科学价值的唯一的学者,是宋代学者中最熟悉《梦溪笔谈》内容并能对其科学观点有所阐发的人。[ ]

    淳熙十三年(1186年,朱熹56岁),朱熹在《答蔡季通》中写道:“《星经》紫垣固所当先,太微、天市乃在二十八宿之中,若列于前,不知如何指其所在?恐当云在紫垣之旁某星至某星之外,起某宿几度,尽某宿几度。又记其帝坐处须云在某宿几度,距紫垣几度,赤道几度,距垣四面各几度,与垣外某星相直,及记其昏见,及昏旦夜半当中之星。其垣四面之星,亦须注与垣外某星相直,乃可易晓。……《星经》可付三哥毕其事否?甚愿早见之也。近校得《步天歌》颇不错,其说虽浅而词甚俚,然亦初学之阶梯也。”[ ]可见,当时朱熹正与蔡元定一起研究重要的天文学经典着作《星经》和以诗歌形式写成的通俗天文学着作《步天歌》,并就如何确定天空中恒星的位置问题进行讨论,其中涉及三垣二十八宿星象体系。

    同年,朱熹在《答蔡伯静》中写道:“天经之说,今日所论乃中其病,然亦未尽。彼论之失,正坐以天形为可低昂反复耳。不知天形一定,其间随人所望固有少不同处,而其南北高下自有定位,政使人能入于弹圆之下以望之,南极虽高,而北极之在北方,只有更高于南极,决不至反入地下而移过南方也。但入弹圆下者自不看见耳。盖图虽古所创,然终不似天体,孰若一大圆象,钻穴为星,而虚其当隐之规,以为瓮口,乃设短轴于北极之外,以缀而运之,又设短轴于南极之北,以承瓮口,遂自瓮口设四柱,小梯以入其中,而于梯末架空北入,以为地平,使可仰窥而不失浑体耶?”[ ]在这里,朱熹设想了一种可进入其中观看天象的庞大的浑天仪。

    淳熙十四年(1187年,朱熹57岁),朱熹在《答廖子晦》中写道:“日之南北虽不同,然皆随黄道而行耳。月道虽不同,然亦常随黄道而出其旁耳。其合朔时,日月同在一度;其望日,则日月极远而相对;其上下弦,则日月近一而远三。如日在午,则月或在卯,或在酉之类是也。故合朔之时,日月之东西虽同在一度,而月道之南北或差远,于日则不蚀。或南北虽亦相近,而日在内,月在外,则不蚀。此正如一人秉烛,一人执扇,相交而过。一人自内观之,其两人相去差远,则虽扇在内,烛在外,而扇不能掩烛。或秉烛者在内,而执扇在外,则虽近而扇亦不能掩烛。以此推之,大略可见。”[ ]在这里,朱熹对月亮盈亏变化的原因作了探讨。

    淳熙十六年(1189年,朱熹59岁),朱熹在《答蔡季通》中写道:“极星出地之度,赵君云福州只廿四度,不知何故自福州至此已差四度,而自此至岳台,却只差八度也。子半之说尤可疑,岂非天旋地转,闽浙却是天地之中也耶?”[ ]在这里,朱熹试图通过比较各地北极星的高度及其与地中岳台的关系,以证明大地的运动。

    朱熹在一生中最后的十年里,在天文学研究上下了较多的功夫,并取得了重要的科学成就。南宋黎靖德所编《朱子语类》卷一“理气上?太极天地上”和卷二“理气下?天地下”编入大量朱熹有关天文学的言论,其中大都是这一时期朱熹门人所记录的。例如:《朱子语类》卷二朱熹门人陈淳“庚戌(1190年,朱熹60岁)、己未(1199年,朱熹69岁)所闻”:“天日月星皆是左旋,只有迟速。天行较急,一日一夜绕地一周三百六十五度四分度之一,而又进过一度。日行稍迟,一日一夜绕地恰一周,而於天为退一度。至一年,方与天相值在恰好处,是谓一年一周天。月行又迟,一日一夜绕地不能匝,而於天常退十三度十九分度之七。至二十九日半强,恰与天相值在恰好处,是谓一月一周天。月只是受日光。月质常圆,不曾缺,如圆球,只有一面受日光。望日日在酉,月在卯,正相对,受光为盛。天积气,上面劲,只中间空,为日月来往。地在天中,不甚大,四边空。……”[ ]

    《朱子语类》的其它卷中也有此类记录。例如:《朱子语类》卷二十三黄义刚“癸丑(1193年,朱熹63岁)以后所闻”:安卿问北辰。曰:“北辰是那中间无星处,这些子不动,是天之枢纽。北辰无星……。”义刚问:“极星动不动?”曰:“极星也动。只是它近那辰后,虽动而不觉。……今人以管去窥那极星,见其动来动去,只在管里面,不动出去。向来人说北极便是北辰,皆只说北极不动。至本朝人方去推得是北极只是北辰头边,而极星依旧动。又一说,那空无星处皆谓之辰……。”又曰:“天转,也非东而西,也非循环磨转,却是侧转。”义刚言:“楼上浑仪可见。”曰:“是。”……又曰:“南极在地下中处,南北极相对。天虽转,极却在中不动。”[ ]

    《朱文公文集》卷七十二朱熹所着《北辰辨》(大约写成于1196年,朱熹66岁)以及卷六十五朱熹所注《尚书》之《尧典》、《舜典》(大约写成于1198年,朱熹68岁)都包含有丰富的天文学观点。《北辰辨》是朱熹专门讨论天球北极星座的论文;在所注的《尧典》中,朱熹讨论了当时天文学的岁差、置闰法等概念;在所注《舜典》中讨论了早期的浑天说、浑天仪的结构,并详细记录了当时的浑天仪结构。

    这一时期朱熹所编《楚辞集注》(成书于1195年,朱熹65岁)之《天问》中也有一些注释反映了他在天文学方面的研究和造诣。

    二. 天文学的成就

    就朱熹研究天文学的方法而言,其最根本的研究方法是[ ]:

    其一,细心观察各种天文现象。朱熹是重视亲身观察、善于观察的人。他经常运用仪器观察天文现象;并运用观察所得验证、反驳或提出各种见解。

    其二,用“气”、“阴阳”等抽象概念解释天文现象。朱熹所采用的这一方法与中国古代科学家普遍采用的研究方法是一致的。

    其三,运用推类获取新知。朱熹经常运用“以类而推”的方法,用已知的东西、直观的东西,对天文现象进行类推解释。

    其四,阐发前人的天文学研究成果。朱熹研读过包括沈括《梦溪笔谈》在内的大量科学论着,对前人的天文学观点均予以评述,并提出自己的看法。

    从现代科学的角度看,朱熹的天文学研究方法,固然有其不足之处,这主要是由于古代科学所处的阶段而导致的。在古代科学的范畴中,朱熹的天文学研究方法应当属于合理。更为重要的是,朱熹运用这些方法在天文学上取得了重要的成就。

    朱熹在天文学方面的科学成就主要反映在他最后十年里有关的言论中。概括起来主要有三个方面:

    第一,提出了以“气”为起点的宇宙演化学说。朱熹曾经说:“天地初间只是阴阳之气。这一个气运行,磨来磨去,磨得急了便拶许多渣滓;里面无处出,便结成个地在中央。气之清者便为天,为日月,为星辰,只在外,常周环运转。地便只在中央不动。不是在下。”[ ]这里描绘了一幅宇宙演化途径的图景。

    在朱熹看来,宇宙的初始是由阴阳之气构成的气团。阴阳之气的气团作旋转运动;由于内部相互磨擦发生分化;其中“清刚者为天,重浊者为地”[ ],重浊之气聚合为“渣滓”,为地,清刚之气则在地的周围形成天和日月星辰。朱熹还明确说:“天地始初混沌未分时,想只有水火二者。水之滓脚便成地。今登高而望,群山皆为波浪之状,便是水泛如此。只不知因什么时凝了。初间极软,后来方凝得硬。……水之极浊便成地,火之极轻便成风霆雷电日星之属。”[ ]他根据直观的经验推断认为,大地是在水的作用下通过沉积而形成的,日月星辰是由火而形成的。

    将宇宙的初始看作是运动的气,这一思想与近代天文学关于太阳系起源的星云说有某些相似之处。1755年,德国哲学家康德提出了太阳系起源的星云说;1796年,法国天文学家拉普拉斯也独立地提出星云说。星云说认为,太阳系内的所有天体都是由同一团原始星云形成的。然而,在他们500多年之前,朱熹就提出了类似之说;尽管尚缺乏科学依据和定量的推算,但其通过思辩而获得的结果则是超前的。

    对此,英国科学史家梅森在其《自然科学史》一书中予以记述:“宋朝最出名的新儒家是朱熹。他认为,在太初,宇宙只是在运动中的一团浑沌的物质。这种运动是漩涡的运动,而由于这种运动,重浊物质与清刚物质就分离开来,重浊者趋向宇宙大旋涡的中心而成为地,清刚者则居于上而成为天。……”[ ]

    第二,提出了地以“气”悬空于宇宙之中的宇宙结构学说。朱熹赞同早期的浑天说,但作了重大的修改和发展。早期的浑天说认为:“天如鸡子,地如鸡中黄,孤居于天内,天大而地小。天表里有水,天地各乘气而立,载水而行”[ ]但是,当天半绕地下时,日月星辰如何从水中通过?这是困扰古代天文学家的一大难题。朱熹不赞同地载水而浮的说法,他说:“天以气而依地之形,地以形而附天之气。天包乎地,地特天中之一物尔。天以气而运乎外,故地搉在中间,隤然不动。”[ ]这就是说,地以“气”悬空在宇宙之中。

    至于地如何以“气”悬空在宇宙中央,朱熹说:“天运不息,昼夜辗转,故地搉在中间。使天有一息之停,则地须陷下。惟天运转之急,故凝结得许多渣滓在中间。”[ ]又说:“地则气之渣滓,聚成形质者;但以其束于劲风旋转之中,故得以兀然浮空,甚久而不坠耳。”[ ]朱熹认为,宇宙中“气”的旋转使得地能够悬空于宇宙中央。朱熹的解释克服了以往天文学家关于宇宙结构学说的弱点,把传统的浑天说发展到了一个新水平。[ ]

    关于地之外的天,朱熹说:“天之形,……亦无形质。……天体,而实非有体也。”[ ]“天无体,只二十八宿便是天体。”[ ]又说:“星不是贴天。天是阴阳之气在上面”;“天积气,上面劲,只中间空,为日月来往。地在天中,不甚大,四边空,”[ ]这显然是吸取了传统宣夜说所谓“天了无质,……日月众星,自然浮生虚空之中,其行无止,皆须气也”[ ]的思想。

    第三,提出了天有九重和天体运行轨道的思想。朱熹认为,屈原《天问》的“圜则九重”就是指“九天”,指天有九重。事实上,在朱熹之前,关于“九天”的说法可见《吕氏春秋?有始览》:中央曰钧天,东方曰苍天,东北曰变天,北方曰玄天,西北曰幽天,西方曰颢天,西南曰朱天,南方曰炎天,东南曰阳天;后来的《淮南子?天文训》等也有类似的说法;直到北宋末年洪兴祖撰《楚辞补注》,其中《天文章句》对“九天”的解释是:东方皞天,东南方阳天,南方赤天,西南方朱天,西方成天,西北方幽天,北方玄天,东北方变天,中央钧天。显然,这些解释都不包括天有九重的思想。

    朱熹则明确地提出天有九重的观点,并且还说“自地之外,气之旋转,益远益大,益清益刚,究阳之数,而至于九,则极清极刚,而无复有涯矣”[ ];同时,朱熹赞同张载所谓“日月五星顺天左旋”的说法。他进一步解释说:“盖天行甚健,一日一夜周三百六十五度四分度之一,又进过一度。日行速,健次于天,一日一夜周三百六十五度四分度之一,正恰好。比天进一度,则日为退一度。二日天进二度,则日为退二度。积至三百六十五日四分日之一,则天所进过之度,又恰周得本数;而日所退之度,亦恰退尽本数,遂与天会而成一年。月行迟,一日一夜三百六十五度四分度之一行不尽,比天为退了十三度有奇。进数为顺天而左,退数为逆天而右。”[ ]《朱子语类》卷二朱熹的门人在阐释所谓“天左旋,日月亦左旋”时说:“此亦易见。如以一大轮在外,一小轮载日月在内,大轮转急,小轮转慢。虽都是左转,只有急有慢,便觉日月似右转了。”朱熹赞同此说。[ ]

    对此,英国着名科学史家李约瑟说:“这位哲学家曾谈到‘大轮’和‘小轮’,也就是日、月的小‘轨道’以及行星和恒星的大‘轨道’。特别有趣的是,他已经认识到,‘逆行’不过是由于天体相对速度不同而产生的一种视现象。”[ ]因此李约瑟认为,不能匆忙假定中国天文学家从未理解行星的运动轨道。

    在天文学研究中,朱熹除了提出以上新见外,还对沈括有关天文学的观点做过详细的阐述。例如:沈括曾说:“月本无光,犹银丸,日耀之乃光耳。光之初生,日在其傍,故光侧,而所见才如钩;日渐远,则斜照,而光稍满。如一弹丸,以粉涂其半,侧视之,则粉处如钩;对视之,则正圆。”[ ]朱熹赞同此说,并接着说:“以此观之则知月光常满,但自人所立处视之,有偏有正,故见其光有盈有亏。”[ ]他还说:“月体常圆无阙,但常受日光为明。初三、四是日在下照,月在西边明,人在这边望,只见在弦光。十五、六则日在地下,其光由地四边而射出,月被其光而明。……月,古今人皆言有阙,惟沈存中云无阙。”[ ]

    三. 对后世的影响

    中国古代的天文学大致包括宇宙结构理论和历法两大主要部分,尤以历法最为突出。宇宙结构理论自汉代形成盖天说、浑天说和宣夜说之后,也经历了不断的发展,主要表现为占主导地位的浑天说不断吸取各家学说之长而逐步得到完善。

    朱熹的天文学研究侧重于对宇宙结构理论的研究。他通过自己的天文观测和科学研究,以浑天说为主干,吸取了盖天说和宣夜说的某些观点,提出了较以往更加完善的宇宙结构理论,把古代的浑天说推到一个新的阶段,这应当是朱熹对于古代天文学发展的一大贡献。

    但是,由于朱熹的天文学研究只是专注于宇宙的结构,对于当时在天文观测和历法方面的研究进展关注不够,在这些方面的研究稍显不足。因此,他的宇宙结构理论在某些具体的细节方面,尤其是定量方面,尚有一些不足之处,有些见解和解释是欠妥当的。

    然而,他毕竟对宇宙结构等天文学问题作了纯科学意义上的研究,代表了宋代以至后来相当长一段时期中国古代天文学在宇宙结构理论研究方面的水平。而且,朱熹的宇宙结构理论在后来直至清代一直受到了不少学者的重视和引述。

    朱熹之后宋末的重要学者王应麟(1223~1296年,字伯厚,号深宁居士)撰《六经天文编》六卷,记述了儒家经典中大量有关天文学方面的重要论述,《四库全书?六经天文编》“提要”说:“是编裒六经之言天文者,以易、书、诗所载为上卷,周礼、礼记、春秋所载为下卷。”该着作也记述了朱熹的许多有关天文学方面的论述。

    元代之后科举考试以“四书五经”为官定教科书。其中《尚书》以蔡沈的《书集传》为主。蔡沈(1167~1230年,字仲默,号九峰)曾随其父蔡元定从学于朱熹。他的《书集传》是承朱熹之命而作,其中包含了朱熹所注《尚书》之《尧典》、《舜典》等内容,涉及不少有关天文学方面的论述。另有元代学者史伯璿(生卒不详)着《管窥外篇》;《四库全书?管窥外篇》“提要”说:该书中“于天文、历学、地理、田制言之颇详,多能有所阐发。”在论及天文学时,该书对朱熹的言论多有引述,并认为“天以极健至劲之气运乎外,而束水与地于其中”。这与朱熹的宇宙结构理论是一致的。

    明初的胡广等纂修《性理大全》,其中辑录了大量朱熹有关天文学的论述。明末清初的天文学家游艺(生卒不详,字子六,号岱峰)融中西天文学于一体,撰天文学着作《天经或问》,后被收入《四库全书》,并流传于日本。该书在回答地球何以“能浮空而不坠”时说:“天虚昼夜运旋于外,地实确然不动于中……天裹着地,运旋之气升降不息,四面紧塞不容展侧,地不得不凝于中以自守也。”这里吸取了朱熹关于气的旋转支撑地球悬于空中的宇宙结构理论;在解释地震的原因时,该书又明确运用了朱熹的这一观点,说:“地本气之渣滓聚成形质者,束于元气旋转之中,故兀然浮空而不坠为极重亘中心以镇定也。”在论及日月五星的运行方向和速度时,该书说道:“日月之行,宋儒言之甚详”,并且还直接引述朱熹关于五星运行方向和速度的观点予以说明。

    清代着名学者李光地(1642~1718年,字晋卿,号榕村)曾奉命主编《朱子大全》,其中“卷四十九理气一”有“总论、太极、天地、阴阳、时令”,“卷五十理气二”有“天文、天度、地理、雷电、风雨雪雹霜露”,收录了朱熹有关天文学的不少论述。李光地所着的《历象本要》引述了朱熹所谓“地在中央不动,不是在下”,“天包乎地”以及“天有九重”等,用以说明朱熹的天文学思想中包含了西方天文学有关宇宙结构的知识[ ]。他在所撰的《理气》篇说:“朱子言天,天不宜以恒星为体,当立有定之度数记之。天乃动物,仍当于天外立一太虚不动之天以测之,此说即今西历之宗动天也。其言九层之天。近人者最和暖故能生人物。远得一层,运转得较紧似一层。至第九层则紧不可言。与今西历所云九层一 一吻合。”[ ]他的《御定星历考原》六卷,也引述了朱熹有关宇宙结构的言论,并且认为,朱熹所说的“天包乎地,地特天中之一物尔”就是指“天浑圆地亦浑圆”,而与西方天文学的宇宙结构理论相一致。

    李光地与被誉为清初“历算第一名家”的梅文鼎(1633~1721年,字定九,号勿庵)[ ]交往甚密,并且对当时的西方科学都持“西学中源”说。梅文鼎在所着《历学疑问》中多处引用朱熹有关宇宙结构的言论。该书认为,朱熹已经具有西方天文学所谓“动天之外有静天”、“天有重数”和“以轮载日月”的观点,并且说:“朱子以轮载日月之喻,兼可施诸黄、赤,与西说之言层次者实相通贯。”[ ]

    除此之外,清代还有黄鼎(生卒不详)的《天文大成管窥辑要》八十卷,其中也包括朱熹有关天文学的不少论述。

    朱熹是古代的大哲学家,代表了中国古代哲学发展的一座高峰。也许正是这个原因,他在天文学上所取得的成就一直没有能引起人们足够的注意。但是,这并不能否认他在天文学上确实做出过卓越的贡献,他的宇宙结构理论对后世产生过重大的影响。

    注释:

    [ ] 李约瑟:《中国科学技术史》第四卷《天学》,北京:科学出版社1975年版,第2页。

    [ ] 〔宋〕黎靖德编:《朱子语类》,北京:中华书局1986年版,卷第九十四。

    [ ] 《朱子语类》,卷第一百四。

    [ ] 陈来:《朱子书信编年考证》,上海人民出版社1989年版。

    [ ] 《答林择之》,《晦庵先生朱文公文集》(四部丛刊初编),以下简称《文集》,卷四十三。

    [ ] 《答蔡季通》,《文集》续集卷二。

    [ ] 《答吕子约》,《文集》卷四十七。

    [ ] 胡道静:《朱子对沈括科学学说的钻研与发展》,《朱熹与中国文化》,学林出版社1989年版。

    [ ] 《答蔡季通》,《文集》卷四十四。

    [ ] 《答蔡伯静》,《文集》续集卷三。

    [ ] 《答廖子晦》,《文集》卷四十五。

    [ ] 《答蔡季通》,《文集》续集卷二。

    [ ] 《朱子语类》,卷第二。

    [ ] 《朱子语类》,卷第二十三。

    [ ] 乐爱国、高令印《朱熹格物致知论的科学精神及其历史作用》,《厦门大学学报》,1997年第1期。

    [ ] 《朱子语类》,卷第一。

    [ ] 《朱子语类》,卷第一。

    [ ] 《朱子语类》,卷第一。

    [ ] 梅森:《自然科学史》,上海译文出版社1980年版,第75页。

    [ ] 《晋书?天文志上》。

    [ ] 《朱子语类》,卷第一。

    [ ] 《朱子语类》,卷第一。

    [ ] 朱熹:《楚辞集注》,上海古籍出版社1979年版,第51页。

    [ ] 杜石然等:《中国科学技术史稿》(下),科学出版社1982年版,第106页。

    [ ] 朱熹:《楚辞集注》,第51页。

    [ ] 《朱子语类》,卷第二。

    [ ] 《朱子语类》,卷第二。

    [ ] 《晋书?天文志上》。

    [ ] 朱熹:《楚辞集注》,第51页。

    [ ] 《朱子语类》,卷第二。

    [ ] 《朱子语类》,卷第二。

    [ ] 李约瑟:《中国科学技术史》第4卷,科学出版社1975年版,第547页。

    [ ] 沈括:《梦溪笔谈》卷七《象数一》。

    [ ] 朱熹:《楚辞集注》,第53页。

    [ ] 《朱子语类》,卷第二。

    [ ] 乐爱国:《李光地的中西科技观述评》,载《李光地研究》,厦门大学出版社1993年版。

篇（11）

    安卿问北辰。曰:“北辰是那中间无星处,这些子不动,是天之枢纽。北辰无星……”义刚问:“极星动不动?”曰:“极星也动。只是它近那辰后,虽动而不觉。……今人以管去窥那极星,见其动来动去,只在管里面,不动出去。向来人说北极便是北辰,皆只说北极不动。至本朝人方去推得是北极只是北辰头边,而极星依旧动。又一说,那空无星处皆谓之辰……”又曰:“天转,也非东而西,也非循环磨转,却是侧转。”义刚言:“楼上浑仪可见。”曰:“是。”……又曰:“南极在地下中处,南北极相对。天虽转,极却在中不动。”[iii]

    黄义刚所说“楼上浑仪可见”,当是指朱熹家的楼上有浑仪。

    朱熹很小就开始对天文感兴趣,据朱熹门人黄义刚“癸丑(1193年,朱熹63岁)以后所闻”和林蘷孙“丁巳(1197年,朱熹67岁)以后所闻”,朱熹曾回忆说:“某自五、六岁,便烦恼道:‘天地四边之外,是什么物事?’见人说四方无边,某思量也须有个尽处。如这壁相似,壁后也须有什么物事。其时思量得几乎成病。到而今也未知那壁后是何物?”[iv]据《朱文公文集》以及当今学者陈来先生所着《朱子书信编年考证》[v]朱熹在乾道七年(1171年,朱熹41岁)的《答蔡季通》中写道:

    历法恐亦只可略说大概规模,盖欲其详,即须仰观俯察乃可验。今无其器,殆亦难尽究也。[vi]

    可见,这时朱熹家中尚无浑仪。然而,朱熹在淳熙十六年(1189年,朱熹59岁)的《答蔡季通》中则写道:

    极星出地之度,赵君云福州只廿四度,不知何故自福州至此已差四度,而自此至岳台,却只差八度也。子半之说尤可疑,岂非天旋地转,闽浙却是天地之中也耶?[[vii]]

    显然,朱熹在这时已用浑仪观测过北极星的位置与地面所构成的夹角。当然,朱熹家开始有浑仪的确切时间尚待进一步考证。而且,朱熹家的浑仪,是怎么来的,是自制的,或是他人送的,目前也尚无可靠资料可据。

    至于朱熹家的浑仪的结构,还是有一些资料。庆元四年(1198年,朱熹68岁),朱熹注释《尚书》的《尧典》与《舜典》。在所注的《舜典》中,朱熹对当时的浑仪结构作了详细的记录:

    (浑仪)为仪三重,其在外者曰六合仪。平置单环,上刻十二辰八十四偶在地之位以准地,而面定四方。侧立黑双环,具刻去极度数,以中分天脊,直跨地平,使其半出地上,半入地下,而结于其子午,以为天经。斜倚赤单环,具刻赤道度数,以平分天腹,横绕天经,亦使半出地上,半入地下,而结于其卯酉,以为天纬。二环表里相结不动。其天经之环,则南北二极皆为圆轴,虚中而内向,以挈三辰四游之环。以其上下四方于是可考,故曰六合。次其内曰三辰仪,侧立黑双环,亦刻去极度数,外贯天经之轴,内挈黄、赤二道。其赤道则为赤单环,外依天纬,亦刻宿度,而结于黑双环之卯酉。其黄道则为黄双环,亦刻宿度,而又斜倚于赤道之腹,以交结于卯酉。而半入其内,以为春分后之日轨,半出其外,以为秋分后之日轨。又为白单环以承其交,使不倾垫。下设机轮,以水激之,使其日夜随天东西运转,以为象天行。以其日月星辰于是可考,故曰三辰。其最在内者曰四游仪,亦为黑双环,如三辰仪之制,以贯天经之轴。其环之内则两面当中各施直距,外跬指两轴,而当其要中之内,又为小窾,以受玉衡要中之小轴,使衡既得随环东西运转,又可随处南北低昂,以待占候者之仰窥焉。以其东西南北无不周徧,故曰四游。此其法之大略也。[viii]

    虽然朱熹并没有明确指出这里所描述的浑仪就是他家的浑仪,但是,朱熹在描述浑仪的结构时肯定参照了他自己家中的浑仪,这应当是没有问题的。需要一提的是,后来朱熹的弟子蔡沈作《书集传》,收入了以上朱熹对于浑仪结构的描述,而《书集传》是宋代以后科举考试的重要教科书之一。