唐代的歷算與曆法機構
《大衍曆》彙集了唐代宮廷的觀測、儀器製作和數學工作。其主要設計者僧人一行與朝廷學者、技術專才合作,修訂天象計算。該曆於729年正式施行,當時一行已經去世。
一行在朝廷的工作
日月食預報失誤促使朝廷於721年下令編制新曆。一行於727年完成初稿,並在同年去世。隨後張說與曆官陳玄景整理相關材料。成書於728年進呈,自729年頒行使用。
一行是一位精通中國經典的僧人。他的改曆屬於唐玄宗復興國家禮制的工作,集賢院提供了重要的制度環境。724—725年的密集研究,與重大皇家祭祀的籌備相伴進行。觀測與禮儀共享人員和朝廷支持,成功的曆法則有助於朝廷宣示其順應天道的統治。
完成的著作把計算程序與對前代曆法及其不足的討論結合起來。新曆既需要其他專才能夠遵循的操作說明,也需要解釋其方法為何應取代現行方法。
儀器與天文計算
一行與梁令瓚合作製作儀器,包括725年完成的水運渾天儀。渾天儀以一組圓環表示天球上的各個圓圈。改曆還採用不同地點的觀測,研究晝夜長短的變化。這些工作把天體位置與觀測者的地點、季節聯繫起來。
表提供了測量季節週期的另一種方法。它的正午影長隨著太陽高度而變。不同觀測點之間要作比較,就必須知道儀器尺寸,並採用一致程序。反覆測量有助於確定二至,不同緯度的觀測則顯示同一季節節點在不同地點的表現。
大衍曆法區分幾種天文週期。下列數值是其歷史計算參數經過舍入後的表示。
| 大衍曆中的量 | 近似長度 | 所對應的週期 |
|---|---|---|
| 季節年,即迴歸年 | 365.24441天 | 季節循環 |
| 恆星年 | 365.25625天 | 太陽相對於恆星的週期 |
| 平均朔望月 | 29.530592天 | 相鄰兩次朔之間的平均間隔 |
前兩項數值的區別反映了歲差:季節參考點相對於恆星逐漸移動。在一行之前,中國曆家已經考慮過歲差,不過其間各套曆法並非一直都將其計入。《大衍曆》有助於確立歲差在後世曆算中的持久地位。
朔的計算也考慮太陽和月亮視運動的變化。平均朔望月給出兩次合朔之間的平均間隔。對不均勻運動的修正,會使某次合朔早於或晚於按平均序列推算的時刻,進而可能改變月初歸屬的日期。
《大衍曆》仍採用平氣,即在所取的季節年內按相等時間間隔劃分節氣。它對太陽運動的修正,並未擴展到按相等黃經間隔確定節氣。後一項變化直到17世紀才引入中國官方曆法。
施行與後世影響
《大衍曆》施行後受到批評。反對者指稱它未完整吸收源自印度的九執曆體系。官方將其與觀測記錄比較,結果有利於《大衍曆》,相關質疑遂被駁回。這場爭論將技術表現、不同專才之間的競爭與朝廷權威交織在一起。
該曆在中國正式使用於729年至761年。日本也採用了它,使用時期為764年至862年,其中一段時間與繼起曆法並用。其程序與解釋保存在唐代史書中,受到後世曆家研究,因此影響超出了實際施行的時期。
一行後世的聲望不限於曆算。身後有占星和法術著作託名於他,圍繞其名字也產生了傳說。這些較晚的歸名屬於聲望流傳的歷史,不應與能夠確證為《大衍曆》基礎的工作混為一談。