南來北往七百年_風聞
中国科学院国家天文台-中国科学院国家天文台官方账号-发布科研成果,普及天文知识2020-09-07 19:12
此文曾發表於《天文愛好者》,(2005,第3期),此次再見於國家天文台公眾號,作者對文字進行了修改。
當遊人遊覽南京紫金山天文台的時候,有兩件中國古代的天文儀器是不能不看的。這兩架稀世奇珍是由元代著名天文學家郭守敬(1231年-1316年)首創,於明朝正統年間仿其舊制而建造的渾儀和簡儀。雖然距今已有七百多年的歷史,可是當遊人走近它們,似乎還能感到龍柱上那叱吒風雲的雕龍隨時都可能騰空而去,似乎還能看到欽天監的官員們在晴朗的夜晚轉動儀器測量天穹的情景。
渾儀據説起源於一個叫做“璇璣玉衡”的赤道式裝置,西漢太初改歷的時候,天文學家落下閎(前156年—前87年)製造了它。早期的渾儀只有兩重環:外面的環固定,用於支撐整架儀器,裏面的環可以帶着窺管任意轉動,用於測量天體的位置。後來,隨着人們對日月五星運動認識水平以及儀器製作水平的提高,渾儀的測量精度和功能日益提高和增多,渾儀上的圈環也在逐漸增加,漢代增加了黃道環,唐代增加了白道環,宋代元祐渾儀上又多了天運環。這樣一來渾儀就形成了三重、八環的固定結構。層層嵌套的圈環帶來的弊病,不僅遮掩了大片天區,也增加了儀器製造和安裝的困難。
圖1.元太史院佈局(此圖乃天文學史家伊世同先生手繪,見於盧嘉錫主編;陳美東著. 中國科學技術史 天文學卷[M]. 北京:科學出版社, 2003.01, 第532頁)
渾儀的簡化從北宋就開始了。相傳在金章宗承安四年(1199年),一個化名“醜和尚”的人向朝廷進獻了簡儀的圖紙,朝廷也曾下令“依法造之”,結果如何,不得而知。至元十三年(1276年),郭守敬奉旨編修新曆。修歷伊始,郭守敬認為實際觀測是編制曆法的根本,而要進行觀測就需要先進的測天儀器。郭守敬一邊着手改造金人從汴京掠往北京的一架北宋渾儀,一邊思索如何建造新的儀器以克服渾儀的缺點。郭守敬首先把渾儀拆解成了兩個獨立的系統,一個用來測量天體的赤道座標,另外一個用來測量天體的地平座標。其次,他從渾儀上撤去了一些不必要的圈環,僅保留了其中的四遊環、赤道環和百刻環。另外,他改變了某些圈環的位置,以使它們在觀測的時候不再遮掩天區。這架簡儀於至元十六(1279年)建造完成,它代表着中國古代天文儀器的最高成就。郭守敬創制的簡儀、仰儀還有改造的渾儀安置在新建的元大都天文台上。
圖2.明制簡儀
明洪武元年(1368年),大將徐達攻克元大都,隨後將元大都天文台的所有天文儀器運往南京,其中就包括渾儀和簡儀。洪武十八年(1385年),明太祖朱元璋在南京雞鳴山建立觀象台,南遷的儀器被安裝在了觀象台上。1595年,耶穌會士利瑪竇(1552~1610年)曾經造訪雞鳴山觀象台,看到這些儀器不禁讚歎道:“鑄以青銅,製作精美,裝飾華麗,其宏偉雅緻非歐洲所能匹敵”。遺憾的是,渾儀、簡儀乃郭守敬依北京地理緯度建造,到了南京根本就無法觀測。渾儀經過一番改造之後,還勉強可用,而簡儀幾乎成了一架擺設。
圖3.明制渾儀
圖4.雞鳴山欽天監觀星台圖(圖片來自呂凌峯,李亮著. 明朝文化研究叢書 科技明朝[M]. 南京:南京出版社, 2015.07,第15頁)
永樂十九年(1421年)明成祖遷都北京,南京遂成了留都,原有的欽天監機構依然保留,並繼續進行天文觀測。而遷都北京之後的欽天監在14年內幾乎無儀象可用,只能在北京齊化門(今朝陽門)的城牆上用眼睛直接觀測。明英宗正統二年(1437年),北京的欽天監監正皇甫仲和等人奏請派一名欽天監前往南京,督視匠人按照郭守敬渾儀、簡儀的尺寸複製一套木質的,運往北京進行校驗,校準之後,再用銅料重新鑄造。正統七年(1442年),渾儀、簡儀鑄造完成,次年九月制觀天之器銘,以期複製的渾儀、簡儀能夠流傳千古。這就是安放在現在紫金山天文台上的兩架明制儀器的來歷。這兩架儀器,在明清中西曆法的幾次考驗中,和西方的望遠鏡、象限儀等儀器被一同用來觀測日月食。
圖5.明正統年間的北京觀象台模型圖
明清鼎革,新建的滿清王朝急需指定和頒佈新曆以昭示自己的正統地位,而參與崇禎改歷的耶穌會士湯若望(1591~ 1666年)乘機將《崇禎曆書》刪訂成《西洋新法曆書》呈獻清廷,並依據西洋新法為其編算每年的《時憲書》。清廷刊刻了《西洋新法曆書》,擢升湯若望為欽天監掌印,從此開始了中國曆法依據西方天文學編算的歷史。
由於清欽天監依據西學制定曆法,欽天監監正之位又由耶穌會士擔任,觀象台上中國傳統天文儀器的命運就變得岌岌可危。康熙七年(1668年),郭守敬所造渾儀、簡儀的原件從南京運回北京,被安裝在了修葺一新的觀象台上。康熙十一年(1672年),也就是渾儀、簡儀回到北京的第四年,比利時耶穌會士南懷仁(1623~1688年)仿照丹麥第谷(Tycho Brahe,1546~1601年)建造的六架西洋儀器完工,這就是北京古觀象台上現在的六架儀器。原來安放在台上的中國傳統天文儀器均被移到台下,其中包括郭守敬渾儀、簡儀的原件和明代複製件。
這些為中國古代傳統天文學發展起過重大作用,代表着中國測天儀器最高成就的儀器並未得到妥善保存。康熙五十四年(1715年),德國傳教士紀理安(1655~1720年)為了製造在當時看來都有落後之嫌的地平經緯儀,竟然把台下堆放的渾儀、簡儀當作廢銅加以熔燬,當有人想起奏請加以保護時,僅剩下了明制渾儀、簡儀和渾天象。時任蒙養齋錄編官梅瑴成(1681年~1764年)——著名歷算家梅文鼎(1633~1721)之孫,聞聽此事曾憤慨地説:“西人慾藉技術以行其教,故將盡滅古法,使後世無所考。彼益得以居奇,其心叵測。乃監臣無識,不思存十一於千百,而僅助其為虐,何哉?”亡羊之事已發,補牢之措未現,還是有人人打這幾架儀器的主意,時任禮部左侍郎張照(1691年-1745年)痛心上奏:“羲和以來,中國所存躔度遺規,惟此一線,良可愛重。豈宜銷燬?”張照的話讓古代碩果僅存的天文儀器躲過了一劫。乾隆三十六年(1771年),為了鑄造寧壽宮前的一對銅獅,渾天象被當作銅料熔化。這些中國古代天文儀器的銷燬是多麼令人痛心的損失!
圖6.清朝銅刻版畫中的古觀象台院落
1900年八國聯軍入侵北京,陳列於北京觀象台內的天文儀器,無論是中國古代的還是西洋的都未倖免遭搶劫的命運。法國搬走了簡儀和其他幾件西洋儀器,運送到了東交民巷的法國使館,光緒二十八年(1902年)歸還。德國搶走的明制渾儀被不遠萬里運到了德國。第一次世界大戰結束後,我國屬戰勝國一方,根據凡爾賽和約第一百三十一條,我國有權收回被德國搶走的天文儀器。1921年春,明制渾儀終於回到了中國。為了紀念儀器的迴歸,觀象台於當年十月舉行了規模宏大的公開展覽。
“九一八”事變,日本佔領東三省,並繼續向西進犯,佔領熱河,緊逼長城各口。南京政府緊急下令搶運北京古物,史語所所長傅斯年特意囑託搶運古觀象台上的天文儀器。渾儀、簡儀有榫頭連接的部分被拆開分別運送,無法拆開只有通過最原始的辦法,在底座下墊上圓木,用人推着一步步滾到了前門火車站。渾儀、簡儀底座太大,無法通過狹窄的衚衕,只有繞遠路。儀器運到浦口,傅斯年轉告中央研究院天文研究所所長餘青松,讓其設法渡江,把儀器運到紫金山。
當時已經有了能夠運送火車渡江的渡輪,只是還沒有大型起重機器,只有用三根木頭支成三腳架,再在上面裝上滑車,用來吊起渾儀、簡儀的底座。船過長江,裝載天文儀器的平板車停靠在了下關火車站,下關火車站出口巷道狹窄,大卡車無法通過,只有轉往太平門車站。但是,太平門車站沒有停車的岔道,段長又怕擔責任,死活不答應在此卸載儀器,後來禁不起軟磨硬泡,只得勉強答應在凌晨2點到4點,這段沒有車經過的時候讓運載儀器車輛停靠。這樣一來,運載儀器的車輛必須在兩個小時之內從下關車站開到太平門車站,卸下儀器後再開回下關車站。是夜,天降大雪,隔着尺餘深的積雪很難插穩三角架,等固定好三腳架,懸掛好滑車,時間已過近一小時。三點五十分,一輛過往列車即將進站,可第三件大物還沒有卸下來,搬運人員請求段長暫停來車,段長置之不理,只是一味催促。儀器終於都卸下來了,空車開往別站讓路,沒過幾分鐘,列車呼嘯而過。
要在當時的南京尋到能夠載重三噸半的大卡車不是容易的事情。天文所託本地人費了九牛二虎之力,花三百多大洋租到了一輛。即便如此,卡車還是禁不起簡儀底座的重量,剛裝上車後輪軸就被壓斷。司機連夜進城買來新輪軸換上,在十多人的死力助推下,卡車終於開出了太平門火車站。車到半路又遇一小橋,欄杆卡住簡儀底座不能通過。工人們當機立斷,鋸斷了欄杆讓車通過,卡車過後又對準鋸碴將欄杆接好,再刷上油漆瞞天過海。事後才知道,這座橋乃軍事機關修建,當日做法冒了很大風險。
雲南天文台陳展雲先生的回憶錄,為這次渾儀、簡儀的南遷留下了詳細的記錄,也是僅有的記錄。這次搬遷動用了火車、輪船、載重三噸多的大卡車等大型機器,而在明初、清初沒有大型機器的年代,渾儀、簡儀的南遷北運該有多麼困難。渾儀、簡儀的南遷是為了躲避戰火,可是沒過多久南京淪陷,天文所決定把用於近代天文研究的儀器拆裝運走,而古代儀器卻被留在了被日本人血洗的南京城內。
從郭守敬製造渾儀、簡儀到這兩架儀器最終在南京安家,已經過去了七百多年。七百年裏,渾儀、簡儀的原件從北京運到南京,又從南京運回到了北京;正統年間的複製品也從北京運到了南京。七百年裏,還有從元到明,從明到清,從清到民國,從民國到新中國的滄桑鉅變。渾儀、簡儀的每一次南遷北運,不是因為戰亂,就是因為朝代更迭、江山易主,多少的無價之寶被毀於戰亂兵火,多少承載中國文化的文物被湮滅。逝者已也,對於已經被銷燬的天文儀器,已經無法彌補缺憾,而對遺留下來的,只有倍加珍惜,才不會留下新的缺憾給後人。
作者簡介
寧曉玉,中國科學院大學人文學院教授,主要從事中國近現代天文學史、中西天文學交流與比較等研究。代表作有《經緯乾坤——葉叔華傳》、《20世紀中國天文學》、《中國古代天文學的獨特體系》、《The Development of Astronomy and Emergence of Astrophysics in China》,發表論文數十篇。