书城童书充满智慧的中国科技
5210500000066

第66章 天文学发展的新阶段

张子信,生卒年不详,清河(今河北清河县)人,北魏、北齐间著名的天文学家。

526年至528年间,在华北一带曾发生过一次以鲜于修礼和葛荣为首的农民起义,这次起义声势浩大,震动朝野,为了躲避这次农民起义的影响,张子信跑到了一个海岛上隐居了起来。在海岛上,他制做了一架浑仪,专心致志地测量日、月、五星的运动,探索其运动的规律。在这一相对安定的环境中,他孜孜不倦地工作了30多年。在取得大量第一手观测资料的基础上,张子信还结合他所能得到的前人的观测成果,进行了综合的分析研究。

565年前后,张子信敏锐地发现了关于太阳运动不均匀性、五星运动不均匀性和月亮视差对日食的影响的现象,同时提出了相应的计算方法,它们在中国古代天文学史上是具有划时代意义的事件。

太阳视运动不均匀性的发现

据后人猜测,张子信大约是通过两个不同的途径发现太阳运动不均匀现象的。其一,我们知道太阳视运动从平春分到平秋分(时经半年)所历的黄道度数,要比从平秋分到平春分(亦时经半年)所历度数少若干度,于是,前半年太阳视运动的速度自然要比后半年来得慢,即张子信所说的“日行春分后则迟,秋分后则速”(《隋书·天文志》)。

其二,张子信发现,如果仅仅考虑月亮运动不均匀性的影响,所推算的交食时刻往往不够准确,还必须加上另一修正值,才能使预推结果与由观测而得实际交食时刻更好地吻合。该值的正负、大小与二十四节气有密切和稳定的关系。更重要的是,张子信由此升华出太阳视运动不均匀性的结论,给予“入气差”以合理的解释。他还推算出了二十四节气“入气差”的具体数值,这是我国古代对太阳视运动不均匀性现象所作的最早的明确的定量描述。

五星运动不均匀性的发现

经过长期的观测,张子信发现,依据传统的方法推算得出的五星晨见东方的时刻,往往与实际天象不相符,常有应见而不见,或不应见而见的情况发生。由进一步的考察,他确认五星晨见东方时刻的这种超前或滞后及其时间的长短,也与二十四节气有紧密的、稳定的关系。张子信认为,这正是五星运动不均匀性的具体反映。同样,他也推算出了五星二十四节气“入气加减”的明确数值,从而实现了五星运动不均匀性的初始的定量描述。

食差的发现

食差的发现,是关于交食研究的一大进展。张子信认识到对于日食而言,并不是日月合朔入食限就一定发生日食现象,入食限只是发生日食的必要条件,还不是充分条件。他指出,只有当这时月亮位于太阳之北时,才发生日食;若这时月亮位于太阳之南,就不发生日食,即所谓“合朔月在日道里则日食,若在日道外,虽交不亏”(《隋书·天文志中》)。这就是张子信关于食差的发现的真实天文含义。