「歷書」是按一定曆法排列年、月、日、節氣並提供有關數據的書。它反映了自然界的時間更替和氣象變化的客觀規律,對農業生產和人民日常生活有重要指導意義,在廣大百姓中得到廣泛應用已有1000多年的歷史了。
歷書,古時稱「通書」或「時憲書」。封建王朝時代,由於它是由皇帝頒布的,所以又稱「皇書」。我國古代設有專掌觀察天象、推算曆法的官職。秦漢有太史令,唐代設太史局,宋元有司天監,明清改名為欽天監。明代崇禎二年至七年(1629-1634年)在徐光啟等統領下的「歷局」組聘專業人士編纂了《崇禎歷書》。清初,傳教士又將《崇禎歷書》略作整理進呈給清帝,改書名為《西洋曆法新書》,在其後相當長一段時間內,它一直成為當時天文學家學習和研究西方天文學的主要著作,對我國天文學發展影響很大。
中國的陰陽合歷不僅考慮月亮的圓缺變化,而且要考慮到太陽的週年運動。據考證,中國大約從殷商時期就已經開始使用陰陽曆了。
陰陽曆的平年有6個30天的月,6個29天的月,加起來是354日,與一年的長度365日差11天。如果總是這樣安排的話,那麼,每三年就會差出一個多月。於是古人就想出了每三年加一個月的辦法,這個多加的月就叫作閏月。但是,後來人們發現三年加一個月太少,不能補上三年差出的33天;五年加兩個閏月太多,又超出了五年差出的55天,如果在19年中加上7個閏月就能得到滿意的結果。19個回歸年是6939.75日。19年有228月加7個閏月是235個月,235個月合計是6939.55日,與19個回歸年的日數6939.75只差0.2天,也就是差不到5個小時。
陰陽曆基本上能保持月份和氣候的冷暖相一致,不會像陰曆那樣,甚至在六月也可能出現下雪的天氣。在河南安陽殷墟出土的幾塊甲骨片上,整整齊齊地刻著六十干支表。這些甲骨片不像其他那樣有灼痕,顯然不是占卜用的,後人推測它們可能在殷商時期起著日曆的作用,是專門用來記日的。干支記日法就是用十個天干(甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸)和十二地支(子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥)依次相配,以六十為一週期。如果假設某一天為甲子日,那麼第二天就是乙丑日,第三天就是丙寅日,依此類推,循環往復。干支記日法是中國古人的一項重要創造。關於殷代曆法,人們普遍認為它是以干支記日、月亮的月相變化記月、太陽的週年運動記年。平年12個月,閏年13個月,閏月加在一年的年尾稱為十三月。月有大小之分,大月30天,小月29天,大小月間隔,有連大月。
從《春秋》一書中可以大概看出:春秋時期的一年有12個月。每個月以日月合朔那天為初一,稱為朔;最後一天稱為晦。春秋中期,古人就已經掌握了比較準確的朔望月長度,並能夠計算大致準確的朔日。春秋末期,出現了《四分歷》和19年7閏的閏周,古代曆法出現了新的進展。《四分歷》的年長為365.25日,並以19年7閏的規律置閏,也就是說235個朔望月和19年等長,從這裡我們可以推出朔望月的長度是29.53085日,比早先認識的一個朔望月長約為29.5日精確多了。
戰國初期,周天子權勢衰落,各諸侯國割據一方,不再聽命於中央,就連使用曆法都是各用各的。這一時期使用的曆法有夏、殷、周、魯、黃帝、顓頊歷,統稱古六歷。雖然名字各有千秋,但它們其實都是四分歷,只是有的把歲首放在十一月,有的放在十二月或是一月;另外一個不同點就是曆法的起算點和歷元也不同。
漢代建立之初,各種制度都沿襲了秦的做法,曆法也不例外,仍然使用秦的顓頊歷。但顓頊歷經過一百年的積累,誤差已經相當大了,經常是初一、三十都能看見月亮,十五晚上出現缺月的情況。漢武帝元封七年(公元前104年),一些天文學家測算到這年的十一月甲子日夜半,正好是日月合朔和發生冬至的時刻,是最理想的歷元。於是,太史令司馬遷上書漢武帝,要求下令改歷。漢武帝接受了司馬遷的建議,下詔書召集天文學家開始改歷,採用了鄧平和落下閎的改歷方案,並把元封七年改為太初元年。
《太初歷》用夏正,以寅月為正月;19年中加7個閏月,並把閏月安插在沒有中氣的月份之中。這種置閏方法能夠把月份和氣候的冷暖變化調節得更合理,被一直沿用到現在。此外,《太初歷》還給出了比較精確的五星會合週期和首次給出了交食週期。《太初歷》具備了曆法的基本要素,如二十四節氣、朔晦、閏周和置閏法則等,是中國現存第一部完整的曆法。
劉洪(約129-210年)字元卓,泰山蒙陰(今山東蒙陰)人。劉洪是東漢的王室子弟,從小對天文曆法特別感興趣。他對中國傳統曆法最傑出的貢獻就是編製了《乾象歷》。
在《乾象歷》中,劉洪取一個朔望月的長度是29.530542日,誤差從東漢四分歷的20秒降到4秒左右;回歸年長度365.246180日,誤差從660秒降到330秒。在劉洪以前的約600年中,這兩個資料的精度要麼和顓頊歷的精度差不多,要麼比顓頊歷還差。
《乾象歷》最主要的成就在月亮運動的研究上。早在劉洪之前,天文學家就認識到月亮的運動並不均勻,而是時快時慢,並且月亮軌道離地球最近點的位置也在不停地向前移動。雖然在東漢時期,天文學家就開始討論這個問題,但只有劉洪提出了近點月的概念和計算它的長度的方法。劉洪還創立了中國古代計算月亮不均勻性改正值的傳統方法,後世所有的歷算家都沿襲了劉洪的方法。月亮在白道上運行,白道與黃道的交點叫作黃白交點。劉洪不但首先發現黃白交點在沿黃道退行,並且給出了具體數值。
劉洪的《乾象歷》使傳統曆法的基本內容更加完備,它標誌著中國古代曆法體系已經形成。
祖沖之(429-500年),字文遠,范陽遒郡(今河北淶水)人,是中國南北朝時期偉大的數學家、天文學家和機械製造家。很多人知道祖沖之的名字,是因為他是世界上第一個正確地把圓周率推算到小數點後七位的人。但是,祖沖之對中國曆法的貢獻也是卓越的,這些貢獻集中體現在他編製的《大明歷》中。
《大明歷》採用的朔望月長度為29.5309日,這和利用現代天文手段測得的朔望月長度相差不到一秒鐘。在《大明歷》中,祖沖之提出了在391年插入144個閏月的新閏周。根據新的閏周和朔望月長度,我們可以求出《大明歷》的回歸年長度是365.2428日,與現代測得回歸年長度僅差萬分之六日,也就是說一年只差46秒,這是非常精確的資料了。冬至點是制定曆法的起算點,因此測定它在天空中的位置對於編算曆法來說非常重要。可是在祖沖之之前,歷算家們一直認為冬至點的位置是固定不變的,這就使得曆法制定從一開始就產生了誤差。為此,祖沖之把歲差概念引進曆法中之後,大大提高了曆法計算的精度。
到了隋代,劉焯在編製《皇極歷》時,重新考慮了前人的歲差概念。他發現過去人們認為歲差是由赤道不動、黃道沿著赤道向西滑動所造成的論點,其實並不正確。應該是黃道不動,赤道沿著黃道運動,因而要計算歲差應該沿著黃道進行。劉焯在歲差問題上的貢獻不亞於虞喜和祖沖之,可惜的是,《皇極歷》由於受人排擠未得頒布,劉焯提出的黃道歲差也沒有人採用。此後,歲差在中國古歷中猶如浪裡孤舟,若隱若現,唐初傅仁均在編製曆法時考慮了歲差,緊接著李淳風在編製他的《麟德歷》時又否定了歲差,直到僧一行才真正讓歲差在曆法中立住了腳。
《大衍歷》共有七章:《步氣朔》討論如何推算二十四節氣和朔望弦晦的時刻;《步發斂》內容包括七十二侯、六十四卦以及置閏法則等;《步日躔》討論如何計算太陽位置;《步月離》討論如何推算月亮位置;《步晷露》計算表影和晝夜漏刻的長度;《步交會》討論如何計算日月食;《步五星》介紹的是五大行星的位置計算。這七章編次結構合理、邏輯嚴密,成為後世曆法編次的經典模式。
人在地面上觀測天體位置和在地心觀測天體位置是不同的,兩者的差就是視差。對北半球的觀測者來說,當月亮在黃道北時,視差使月亮更加靠近黃道,從而更容易發生交食;而在黃道南時,情況則相反。這個現象南北朝時期北齊的張子信就發現了,但是歷算家們還不知道怎樣把它考慮到交食計算中。僧一行在編算《大衍歷》時發現視差對交食的影響同地理緯度、太陽和月亮在天空中的視位置有關係。他針對不同的地理緯度和太陽、月亮在天空中的位置創立了計算公式,雖然這些公式都是經驗性的,卻使日月食的推算向前邁了一大步。
《授時歷》是中國古代最優秀的曆法,也是行用時間最長的曆法。從元代頒布開始,歷經整個明代,一直到清初的360多年中,使用的曆法實際上都是《授時歷》,只是名稱有所變化而已。
《授時歷》之所以沿用這麼長時間,和它的計算精度非常高有很大關係。首先,它使用了當時世界上最為精確的天文資料,如它的回歸年的長度365.2425日,這和現行的西曆所採用的數值是一樣的;其次,它吸收了《統天歷》首先發現回歸年的長度在逐漸變小的觀點,規定一百年中回歸年的長度減小0.0001日,雖然這個數值有點大,但它與《統天歷》相比,還是要精確一些。
我國最早的歷書是裝裱成軸,用毛筆書寫,大約到唐太和九年(835年)已有木板刻印的歷書出現了。歷書發展演變至今,遠不能與昔日的歷書相提並論,它以完全嶄新的面貌呈現在人們面前,就其種類而言,就有年歷、月曆、日曆、農曆、懷歷、檯曆、掛歷、萬年曆等多種;隨著社會信息、科技文化不斷進步,其內容更是無所不涉,豐富多彩;設計形式不僅多樣化,且更富有文化藝術氣息,帶有名人書法、詩畫的歷書、年歷品種,往往就是一件收藏品,因此,時下重視收藏各類歷書、年歷的人愈來愈多。