宋朝的天文學成就輝煌,為什麼沒有誕生傑出的天文學傢?

導語

我國古代天文學長期以來領先全球,並在宋朝達到瞭一個新的高峰。宋朝在天文儀器制造、天象觀測記錄、恒星測量與星圖繪制上都取得瞭十分輝煌的成就,留下瞭許多珍貴的天文學資料。遺憾的是,盡管宋朝天文學成就斐然,卻沒有誕生一位真正傑出的天文學傢,也沒有促進天文學的深入發展。深入透析背後的隱藏因素,或許有助於理解我國天文學到明清時期落後於西方的原因所在。

宋朝的天文學成就輝煌,為什麼沒有誕生傑出的天文學傢?

古代星宿圖

宋朝的天文學成就

1、天文儀器制造

工欲善其事,必先利其器。天文學是一項高度依賴設備儀器的科學,它的研究對象是天上的日月繁星,遠在數百、數千甚至數萬光年之外,沒有精密先進的儀器,僅憑一雙肉眼,隻能和老祖宗們一樣,觀測記載一些顯著的天文現象,如日食、月食、彗星、流星等,無法取得實質上的進步。

宋朝制造過許多大型的天文儀器,宋太宗太平興國五年(980年),四川民間天文學愛好者張思訓設計制造瞭水轉渾天儀,又名“太平渾儀”,改傳統的水力驅動為水銀驅動,解決瞭冬天水結冰影響儀器運作的問題。另外,宋太宗至道年間的至道銅候儀、宋仁宗皇祐年間的皇祐渾儀、宋神宗熙寧的熙寧渾儀等,較以往的天文儀器在結構設計和測量精度上都有較大提高。

宋朝最先進的天文儀器,莫過於蘇頌在宋哲宗元祐年間領銜研制的水運儀象臺,又名“元祐渾天儀象”。這臺天文儀器總高12米,寬7米,以水力為動力,集渾儀、渾象和報時三大功能儀器於一體,底層為動力、傳動和報時裝置,中層為渾象,上層為渾儀,三部分儀器聯動並自動跟蹤天體運行。水運儀象臺的規制之宏偉、設計之精巧、構造之復雜、功能之完善,堪稱我國古代天文儀器之首,國際科學界對蘇頌發明的水運儀象臺有也著高度評價,認為它是現代鐘表的先祖。

宋朝的天文學成就輝煌,為什麼沒有誕生傑出的天文學傢?

蘇頌及其主持建造的水運儀象臺

2、天象觀測記錄

我國古代十分重視天象觀測,留下許多珍貴的觀測記錄。宋朝設置雙重天文機構,一個是司天監,一個是天文院,兩所機構職能相同,都負責天象觀測,但獨立進行觀測行動。司天監每天清晨上報前一天的觀測報告,天文院負責以自己的監測報告進行核對。若雙方報告不一致,說明至少有一方存在錯報、漏報甚至謊報現象。這一制度極大提高瞭天象觀測的準確性,使得觀測記錄具有重要科學價值。

宋朝的天象觀測與以往朝代沒有本質區別,以觀測日月星辰運行變化為主,但由於天文儀器的先進、觀測制度的嚴密,留下的觀測記錄比以往更全面、更豐富、更準確,也更有科學價值。世界公認古代中國擁有世界上最早最完整的天象記錄,這一點宋朝無疑做出瞭重要貢獻。

1054年曾發生過一次著名的超新星爆發,現代天文學稱之為SN1054超新星爆發,至今仍留有爆發遺跡(一個美麗的蟹狀星雲和中間的一顆中子星),當時整個歐洲都沒有留下記錄,宋朝史料卻留下瞭確切記載,將之稱為“天關客星”。《宋史天文志》的記錄是:

至和元年五月己醜(1054年7月4日),出天關東南可數寸,歲餘稍沒”。

《宋會要輯稿》的記錄更加詳細,明確記錄這次超新星爆發的現象至少持續瞭二十三天,其光芒之耀眼,白天都可以觀測到,夜晚可見時間從至和元年五月到嘉祐元年三月,持續一年十個月:

“至和元年七月二十二日,守將作監致仕楊維德言:伏睹客星出現,其星上微有光彩,黃色。……嘉祐元年三月,司天監言:客星沒,客去之兆也。初,至和元年五月,晨出東方,守天關,晝見如太白,芒角四出,色赤白,凡見二十三日。”

宋朝的天文學成就輝煌,為什麼沒有誕生傑出的天文學傢?

天關客星遺跡圖&《宋史》星象的記載

3、恒星測量與星圖繪制

偉大的哲學傢、天文學傢、星雲學說的創始人康德說過“有兩種東西,我對它們的思考越是深沉和持久,它們在我心靈中喚起的驚奇和敬畏就會日新月異,這就是我頭上的星空和心中的道德定律。”

恒星測量是天文學的基礎性工作,相當於勘察測繪;星圖則是觀測恒星的記錄和查找恒星的工具,相當於編制地圖。我國古代很早就進行瞭恒星測量和星圖編制,但宋朝是進行全天恒星觀測最多的時期,至少進行過七次有計劃的、大規模的恒星測量,每次測量都在前一次測量的基礎上,不斷改進測量精度,北宋崇寧年間的一次恒星測量中,二十八星宿的測量誤差絕對值平均隻有0.15度,在那個沒有天文望遠鏡的時代,這樣的精度領先全球,讓人嘆為觀止。

宋神宗元豐年間的恒星測量成果,被宋人繪制成星圖,並被刻石保存下來,共刻恒星1431顆,現存於蘇州博物館,是我國現存最為古老的星圖,而歐洲直到14世紀文藝復興以前,觀測的星數不過1022顆,部分西方科技史傢稱“從中世紀直到14世紀末,除中國的星圖以外,再也舉不出別的星圖瞭。”

盡管宋朝天文學取得瞭領先世界的成就,但令人稱奇的是,宋朝並沒有誕生一位真正傑出的天文學傢。以領銜制造水運儀象臺的蘇頌為例,一直被認為是宋朝最傑出的天文學傢,但實際上蘇頌的主業是做官,他的一生遍歷地方長官,在朝廷多個部門任職,並於宋哲宗元祐年間拜相,天文工作隻是他漫長職業生涯中一段短暫時光,而且他隻是水運儀象臺研制的領導者,並非設計師。

宋朝的天文學成就輝煌,為什麼沒有誕生傑出的天文學傢?

藏於蘇州博物館的石刻天文圖

究竟是什麼原因,使得天文學頂峰的宋朝,未能誕生一位真正傑出的天文學傢呢?

原因1:儒傢“天人感應”學說影響,缺乏深層次研究

歷朝歷代都十分重視天象觀測,設立專門機構,供養專職人員進行天象觀測,觀測之嚴密,記錄之完善,世所罕見。但古代統治者和士大夫重視天文學的根本目的,不是將其作為科學研究,探求天象運行背後的客觀規律,而是受儒傢“天人感應”理論影響,將“天變”與“人事”聯系起來,認為隻要國傢有不符合倫理禮儀的問題出現,天上就會出現某種變化來譴責和警告,如《漢書·董仲舒傳》記載:

“國傢將有失道之敗,而天乃先出災害以譴告之,不知自省,又出怪異以警懼之,尚不知變而傷敗乃至。”

北宋中後期出現瞭一個復興儒學的浪潮,儒學思想經歷唐朝五代的衰落後,重新崛起並占據統治地位,以皇帝為核心、士大夫為主體的統治集團深受儒學“天人感應”思想的影響,因此《宋史·天文志》開篇就開宗明義,指出天象變幻是警告君主的信號:

夫不言而信,天之道也。天於人君有告戒之道焉,示之以象而已。

受“天人感應”之說影響,一旦出現日食、月食、彗星、流星、隕石墜落等天文現象,宋朝統治集團就將之與皇帝失德、宦官專權、後宮幹政、奸人當道等建立某種聯系,皇帝就要很不情願地下罪己詔。據統計,現存宋朝史料記載的日食類罪己詔就有25道之多。在“天人感應”深入人心的背景下,沒人去探究天體運行的根本規律,因此宋朝的天文學僅停留在觀測現象層面,很難取得深層次成就。

宋朝的天文學成就輝煌,為什麼沒有誕生傑出的天文學傢?

提出“天人感應”學說的董仲舒

原因2:科舉制度“指揮棒”效應,天文學地位不高

在宋朝的官僚體系中,天文官員的地位很低。宰相、執政為帝王輔佐,臺諫、言官為帝王耳目,侍從、館閣為帝王智囊,而司天監這類天文機構的官員處於最邊緣的位置,平時無人理會,不僅毫無存在感,也缺乏仕途進步的空間,隻有出現異常天象時,他們才有一定發言權,被皇帝所註意,而發言內容仍不外乎“天人感應”那一套,因此《宋史·天文志》直接給天文官員定位說:

居是官(天文之官)者,專察天象之常變,而述天心告戒之意,進言於其君,以致交修之儆焉。

宋朝實行文官政治,重視科舉,科舉取士之多,空前絕後,官員待遇之好,人人羨慕,使得人們汲汲於科場仕途,將進士及第、入仕做官作為出人頭地的唯一途徑,儒學經義成為科舉考試的主要內容。在這樣的形勢下,無論官辦學校還是私塾教育,都把儒學作為根本之學、聖人之學,其他科學如數學、天文學都被認為是“末學”,“術數之學”,不登大雅之堂,宋真宗趙恒曾作《勸學篇》一首,詩雲:

富傢不用買良田,書中自有千鐘粟。安居不用架高堂,書中自有黃金屋。出門莫恨無人隨,書中車馬多如簇。娶妻莫恨無良媒,書中自有顏如玉。男兒欲遂平生志,五經勤向窗前讀。

萬般皆下品,惟有讀書高。在科舉“指揮棒”的導向作用下,大宋的有志有才男兒都被吸引到科場上埋頭苦讀,以期“一舉成名天下知”,投身到仕途上勾心鬥角,“十年身到鳳凰池”,有誰耐得住寂寞,願意數十年如一日地與天文儀器為伍,與日月星辰為友,蹉跎瞭大好的青春時光?

宋朝的天文學成就輝煌,為什麼沒有誕生傑出的天文學傢?

“水運儀象臺”結構復原圖

原因3:官辦天文模式限制,天文學缺乏群眾基礎

我國是世界上天文學起步最早、發展最快的國傢之一,“故自上古以來,天文有世掌之官,唐虞羲、和,夏昆吾,商巫咸,周史佚、甘德、石申之流。”每一個朝代都設太史局、司天監、天文院等名稱不一的天文機構,配備專職的天文官員,可謂要編制有編制,要人手有人手,要經費有經費,讓同時期的歐洲各國望塵莫及,也造就瞭我國天文學成就在文藝復興之前一直領先於歐洲。

但官辦模式也有弊端,就是禁止民間教習天文。我國歷朝歷代雖然重視天文,卻認為天文學是“術數之學”“讖緯之學”,禁止民間私自開展,宋朝也不例外,而且禁令比前朝更加廣泛、更加嚴格。宋太祖趙匡胤算是宋朝最開明的皇帝,仍於開寶五年(公元972年)下詔規定:

“禁玄象器物、天文、圖讖、七歷、太乙、雷公、六壬、遁甲等,不得私藏於傢,有者並送官。”

宋太宗頗為重視天文,曾下詔各地官府推薦民間精通天文的人才,送到司天監考校,考校合格就可以授予官職,在司天監上班,曾制造“太平渾儀”的張思訓、制造“至道銅候儀”的韓顯符,都是這樣從民間天文愛好者一舉成為國傢天文臺正式幹部的。從一介佈衣直接當上公務員,這可是一個千載難逢的機會,充分顯示出趙光義對天文學的重視,但他選拔天文人才的詔令中卻有如下規定:

太宗之世,召天下伎術有能明天文者,試隸司天臺;匿不以聞者幻罪論死。……禁天文、卜相等書,私習者斬。

原來,趙光義從民間選拔天文人才背後還有一個隱藏意圖,把精通天文之人籠絡到朝廷加以控制,避免他們在民間私習、傳播天文星象之術,搖動百姓民心,擾亂社會秩序。宋朝後來的皇帝對民間私習天文的禁令越來越嚴,不斷重申禁令,如宋真宗景德元年(公元1004年)正月下詔規定:

“圖緯、推步之書,舊章所禁私習尚多,其嚴申之。自民間應有天象器物,讖候禁書,並令首納,所在焚毀。”

如此嚴令禁止,三令五申,讓民間百姓不敢私習天文,畢竟誰也不敢冒著掉腦袋的風險,去學一門不能當飯吃、不能考試做官的學問。當一門科學缺乏廣泛的群眾基礎時,是很難出現傑出天文學傢的。

宋朝的天文學成就輝煌,為什麼沒有誕生傑出的天文學傢?

宋朝的司天監和天文官員

原因4:實用主義思想影響,難成理論體系

我國古代的天文學成就主要在天象和歷法兩大方面。如前所述,宋朝的天象觀測受儒傢“天人感應”思想影響,主要為統治集團服務,缺乏實用價值,不註重深層次的天體運行規律;而宋朝的歷法則受“實用主義”影響,主要為農業生產服務,註重實用價值,同樣導致不註重理論研究。

我國是農耕經濟為主的國傢,農業生產極度依賴於氣候,迫切需要一套能反映日月運行、氣候變化的歷法。在近兩千年的歷史上,我國先後實行過五次大的歷法改革,每次改革都比以前的歷法更加精確,但無論如何改革歷法,歷法的主要目的也是服務於農業生產,而不是探索宇宙。正因為歷法的實用性,使得人們僅僅將它作為指導農業生產的輔助工具,而不是一門獨立的科學,因此無論官方還是民間,都沒有把天文學作為科學進行深入研究,更沒有形成獨立的理論體系。

宋朝的天文學成就輝煌,為什麼沒有誕生傑出的天文學傢?

古代觀星臺遺址

結語

宋朝政府對天文學的重視促進天文學取得空前輝煌的成就,使得古代天文學在宋朝達到一個頂峰,但儒傢“天人感應”學說、科舉制度“指揮棒”效應、官辦天文模式限制、實用主義思想影響,這四大因素又束縛瞭天文學作為一門科學的深入發展,使得天文學始終未能形成獨立理論體系。其後的元明清時期,這四大因素的制約效應更加突出,我國古代天文學的發展也越來越遲緩,到14世紀到16世紀歐洲開始文藝復興時,我國天文學終於開始全面落後於西方。其中原因,至今值得我們深思。


參考資料:《宋史》《續資治通鑒長編》《宋會要輯稿》《中國通史》《中國科學技術史》


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