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《周易》和天文学
李申
1.中国古代天文学概貌
《尚书》上说,尧“乃命羲和,钦若昊天。历象日月星辰,敬授人时”(《尚书·尧典》)。尧的事迹已不可考,但这段话至少说明,在很古的时候,我国天文学就有了高度发展。
据有关专家研究,在商朝,就已经有了相当完备的历法,懂得了置闰,而且有世界上最早的关于日蚀的记录。春秋战国时代,天文学有了飞快发展,那时至少有五六种历法并行,天文学家们已掌握了五大行星的运动周期,天文观测的记录也更加丰富。汉代,奠定了以后两千年间我国古代的历法体制,掌握了日食周期,早于西欧一千多年发现了太阳黑子,创制了测天的浑仪和模拟天象运动的天球仪(浑象),观测到月亮运动的不均匀性,并把它引入历法,提高了推算日月食的精度。晋代,发现了岁差。南北朝时,发现太阳运动不均匀。唐代,一行主持了世界上最早的大地测量,制订了当时最先进的历法。元代,郭守敬等人制订的授时历,总结了我国古代天文学的积极成果;达到了很高的水平。上述这些,有许多在世界上都处于领先的地位。
古代天文学可说包括三个部分:
①天文观测:
②制订历法,
③天体理论。
天文观测和天体理论与《周易》无关,所谓《周易》与天文学,主要是和历法的关系。
《尚书·尧典》说尧命令羲和观测天象,告诉人们如何计时,这是历法的根本目的。但是实际上,后来的历法都把推测日食作为自己的首要任务;而推测日食的目的则是为了探测天意,占卜吉凶。天意如何,与当时的国家政治有非常密切的关系。据统计,中国古代由国家颁布的历法有七十种左右。说明历史上每隔三四十年就要改革一次历法。而改历的基本原因就是因为日食预报不准。
记时,对于每一个人类社会都是必要的。对于一个农业社会,更是生产的必要条件。农业生产对气候的要求有时非常严格,早一天晚一天就会影响一年的收成。但这种要求严格的情况只是需要掌握即时的天气变化,与历法关系不大。历法上错一两天甚至三五天,并不影响人们的生产和生活。但是,只要错上一天甚至一个时辰,就会影响日食预报的准确性,从而给国家的政治生活造成混乱。
至少从汉代开始,太阳成了君主的象征。日食,表示君主受到了侵犯,或是说明有人搞阴谋诡计,在皇帝背后捣鬼。能够这么做的人往往是亲近大臣,所以汉代常常为日食免去宰相一级官员的职务,甚至把他们处死。大约从曹操的儿子曹丕开始,才免去了这一条,说,日食是因为自己不好,与大臣们无关。
远古的人们认为,日食就是太阳被某种动物吞食,就象猛兽食人一样,所以叫日食。后来也写作“日蚀”,也是食字旁,与食有关。所以他们每逢这时就进行救援,敲锣打鼓,弄出各种声响,就象要吓退野兽一样。后来,这种远古的习俗成为国家的一项制度。每到这一天,就在国家举行重大祭祀的场所敲锣打鼓,向神献祭。假若正在举行重要会议,也必须停止,因为这是一个危难时刻。东汉末年,一天预报有月食,大家议论还上不上朝。刘劭说,假如正在朝见天子,遇有日食应该停止。现在日食还未发生,应该照常上朝,或许会预报错,也或许会因为皇上的德行感动上天,日食不发生了呢。从此以后,人们才慢慢地不因为预报日食而停止重大的政治活动。
日食是上天对皇帝的某种警告。这或许是因为大臣捣鬼,也或许是因为皇帝自己有什么错误。如有过错,就要认真反省,改正错误。假如历法预报的日食没有发生,人们就会说那是因为皇上的德行感动了上天,于是就要庆贺。唐玄宗时有两次预报的日食没有发生。一次是因为在中国看不到,一次是刚开始日食,太阳就落山了。但天文学家一行告诉玄宗说:这是皇上的德行感动了上天。
后来,人们已经清楚,日食是日月的正常运动所致,但仍然坚持过去的制度。宋徽宗曾下了一道诏书,说,日食不过是月亮挡住了太阳的正常现象。但因为日为阳,是人君的象征,老的制度还要坚持。所以在宋代;每逢预报的日食没有发生,还是要举行庆祝活动。明代邢云路考察了宋代的历法之后说,什么没有发生!不过是天阴看不到罢了。但直到清朝灭亡以前,这套制度一直没有废除。这给历法涂上了一层神圣的色彩。
历法的根据,是对日月五星运动的观测。观测的方法有两种:一是用特制的天文仪器观测日月五星在星空背景上的运动和位置,二是观测日影,以确定回归年的长度。
《周髀算经》记载:竖一直杆,叫表,高八尺。测量它的影子,最长的那一天为冬至,最短的那一天为夏至。两次冬至或两次夏至之间的天数就是一年的天数。连续观测四年,发现有三年为365天,一年为366天。于是知道每年为:(365×3+366)÷4=365天
实际情况并不这么简单,有时要进行十几年,甚至几十年的观测。南朝时何承天制订历法,不仅利用了他舅父徐广几十年的观测资料,而且自己又进行了几十年的观测,观测的方法也并不简单:假如冬至这天天阴怎么办?量影子的长短也不简单,由于日光漫射影子顶端往往很模糊,一点小小的误差就可能给以后的推算造成大的失误。所以历代的天文学家不断地改进着观测的工具和观测的方法。其中最大的改进是元代郭守敬在河南登封县造的一个观测日影的仪器。这是一个碑柱形的高表,高40尺。顶端有一个直径三寸的横梁,上刻水槽,以校正横梁是否水平。量度影长的是一个水平放置的刻度尺,叫“圭”。郭守敬在圭上加了一个可以活动,带有小孔,可以斜撑起来的装置,叫“影符”。当太阳、横梁,小孔在一直线上时,由于小孔成象的原理,圭面上就有一个米粒大小的太阳象,中间是细而清晰的梁影。误差可缩小到2毫米以内。
为了观测日月五星在星空背景上的运动,至少从汉代起就创制了浑仪。不仅需要高超的技术,而且也需要大量的铜。有时候,国家竟因为设有铜而造不出来。从汉代以后,浑仪也有了许多改进。现在北京建国门立交桥旁古观象台所陈列的那些仪器,还可以使我们想见当时的人们夜观天象的景况。
这些观测所提供的数据,是制订历法的基本依据,《尚书·尧典》,《周髀算经》的记载,汉武帝组织的改历活动,以及后来每一个认真的天文学家,在历法中使用的基本数据,归根到底依赖于这些天文观测。但是,由于历法的神圣性质,从汉代起,就有人给这些数据蒙上了神秘的色彩。
2.“律历一体”说
把历法数据神秘化,第一步还没有涉及到《周易》,只是说它依据于音律学的律数。《史记,律书》说:
王者制事立法,物度轨则,壹禀于六律,六律为万事根本焉。
当然,也是历法的根本。从《汉书》开始,把历法和音律学合在一起叙述,称《律历志》。《汉书·律历志》载,汉武帝召集天文学家制订新的历法,巴郡的落下闳“以律起历”,并且说道:
律容一仑,积八十一寸,则一日之分也,与长相终。律长九寸,百七十一分而终复,三复而得甲子。夫律阴阳九六,爻象所从出也,故黄钟纪元气之谓律。律,法也。莫不取法焉。
依落下闳说,律,就是法,所以一切与数有关的事物都以它为根据。音律数为什么有如此崇高的地位?据《史记、律书》说:天地间阴阳二气在运行,天通过音律使阴阳二气的运动畅通,和谐。音律有十二个,分别表示阴阳二气运动的不同状态,和一年十二个月二十四节气互相对应:
黄钟律,十一月,冬至。这时,万物在地下滋长,阳气潜藏地下,滋养着万物。“黄钟”的意思,是说阳气“踵”黄泉而出。
大吕律,十二月。表示阳气牵引万物而出。
太蔟律,正月。表示万物蔟生。
夹钟律,二月。表示阴阳二气相“夹厕”,即并行。
姑洗律,三月。表示“万物洗生”。
中吕律,四月。表示“阳气之已尽”。
蕤宾律,五月。表示“阳气下注”,“阴气幼少”。
林钟律,六月。表示“万物就死气林林然”。
夷则律,七月。表示阴气贼害万物。
南吕律,八月。表示阳气开始潜藏。
无射律,九月。表示阴气盛,阳气无余。
应钟律,十月。表示“阳气之应”,“阳气藏于下”。
音律和月份相对应,主要是由于不同的月份刮不同的风。春风和煦,秋风萧瑟,夏风狂暴,冬天的北风凛冽。不同的风有不同的声音,但是否和十二音律相匹配?古人认为是匹配的。
风是阴阳气的运动,阴阳气的运动表现为十二音律。阴阳气的运动决定着十二月,音律也决定着十二月。描述月份是历法的任务,自然应以音律为本。我们从这里看到了古人如何倒因为果的思维运动。
要一一说明历法和音律的对应是不可能的,因为它们本来不是一回事。司马迁也只是原则地讲了“六律为万事根本”,但并没有具体地说明律数如何成了历法的根本,他的《史记·历书》也仅是一部历书。到《汉书,律历志》,采用刘歆的说法,开始具体地说明律数和历数的关系。也不是每一个历法数据都和律数对应,对应的只是用作分母的那个81。
汉武帝以前,中国古代所用的历法是“四分历”,即每年日数为365日。每年12个月,实际不足365日,所以隔一二年就要设置一个闰月。这个历法认为,每19年恰好有7个闰月,共19×12+7=235个月,这235个月的天数与19年的天数恰好相等。设一月为x天,则:
235X=19×365(日)
X=29(日)
这就是每月的天数。
据《汉书·律历志》记载,汉武帝命令邓平、落下闳等人改历,改革以后的历法每月为29日,所以称为“八十一—分历”。
四川吕子方先生著《三统历历意及其数源》,认为这个是用连分数的方法从得来的。其步骤是:将分子分母都除以499,得:再将尾数上下各除以441,得
此时如舍去尾数,则得近似值。
如将尾数上下各除以58,得:此时如将尾数 舍去,则得近似值 。依此类推,依次可得近似值:
因此,新历每年的天数,也多于365日,现在较为精确的数值约为365.2425日。365 日就大于现在的精确值,新历每年的天数离精确值就更远。所以汉以后的天文学家经常攻击这个历法粗疏。但是由于考虑到日蚀周期为135月,在运算中可以和81契合,所以新历还是采用每月为29 日。
有些科学史家不同意吕子方的意见,认为 未必是来自的连分。况且邓平、落下宏等人,当时也进行了长时期的观测。然而,不论吕子方的解释是否符合历史实际、有一点可以相信,这个数据的根源是日月运行的客观实际。
然而刘歆说,这个数据来源于十二音律中黄钟的律数。十二音律中,黄钟律是个基音,其它各律则通过依次乘以或得出,称为“三分损益法”。律是用竹合作成。黄钟律管长9寸,其他律管按精确值依次为6寸,8寸;5寸,7寸……。假若设黄钟律为1,其他各律与黄钟的比例依次为:
依刘歆说,黄钟律管长自乘:9×9,就是新历的分母。
谁愿意相信刘歆的这个解释,就让他相信吧。
刘歆对于 ……这个数字系统的分母还作了一种解释,说它是阴阳之气化生万物的过程。宋代沈括谈到刘歆的这种解释时说道:某甲拣到了一段朽腐的捣帛杵,不知何物。一位书生告诉他,这是防风氏的胫骨。防风氏和伏羲、神农一样,都是古代的帝王,防风氏的胫骨自然也是圣物,于是那人就建了一座“胫庙”,把这段朽木供起来。沈括说,刘歆关于这个数字系统的议论,和那人建胫庙差不多。
真是辛辣而又贴切的讽刺!
刘歆把历法数字附会于律数,只是他承袭的旧观念。汉武帝那个时代,人们都相信,律数是一切数据的根本,包括易数,也来源于律数。《汉书,律历志》载落下闳的话说:
夫律阴阳九六,爻象所从出也。
人们把十二音律分成两组:一组叫律;属阳;一组叫吕,属阴,律以黄钟为首,长9寸,吕以林钟为首,长6寸。落下闳说,这个九、六也是从音律上来的。后来郑玄注《周礼·大师职》说,黄钟这个九,就是易卦的阳爻初九;林钟的六,就是阴爻的初六。依次类推下去,产生乾卦的六阳,坤卦的六阴。其他各卦,当然也可以据音律得出。
郑玄是东汉末年人,他的注解,只是对一种古老思想的阐述,虽然郑玄以后几百年中,历史学家还把律历合在一起,称“律历志”,但在郑玄以前,人们已开始把易数作为一切数据(包括律数在内)的根据。其创始人是刘歆。
3.易数和历数
《周易·系辞传》说:
大衍之数五十,其用四十有九。
又说:
天一,地二,天三,地四,天五,地六,天七,地八,天九,地十。
天数五,地数五。
五位相得而各有合;天数二十有五,地数三十。
凡天地之数五十有五。
此所以成变化而行鬼神也。
平常所说的易数,就是上面说的这些。如果译成白话,大意是:
用来占筮的草棒五十根,可是只用四十九根。
天数有五个:1,3,5,7,9,地数有五个:12,4,6,8,10,天数相加得25,地数相加得30,天地之数相加得55。
这些数能够表现天地间的一切变化,传达着鬼神的意思。
如果我告诉现在的青年,中学生或是大学生,对他们说,从1到10,这10个自然数中包含善无穷无尽的奥秘。这无疑会象指着一只小乌龟对他们说,它能知道他们的前途命运,能知道他们能否考上大学,能否出国、发财一样,使他们感到我不是在说梦话,就是发了疯。但在古代,这却是确凿无疑的事实。这呆头呆脑自己也不知自己是怎么回事的乌龟,和这从1到10的10个自然数,都充当过人们前途命运的引路人。
对于数字的神秘观念,可说是古代人的一种通病,不论是东方人还是西方人,都象小孩一样,经过了这么一个穿开裆裤的阶段。古希腊有个毕达哥拉斯派,据说他们发现,音乐的和谐优美,是由于发音物体的大小或长短不同,于是认为,是数与数之间的和谐决定着音乐的和谐,进而推论,数与数的和谐决定着世界的和谐。为了认识世界;他们特别注意研究数与数的关系,结果倒是推动了数学的发展,比如他们发现了毕达哥拉斯定理,发现了无理数等等。他们似乎特别崇拜10,认为10是完美的象征。他们发现五大行星加上地球月亮太阳才8个天体,但天体应该有10个,所以他们不仅设想了这8个天体的中心是一团火,还设想了一个与地球对应的“对地”,认为这样世界才显得完美无缺。
有的民族特别喜欢7,有的特别喜欢6,据报道说,西方的青年特别喜欢8,认为88年8月8日登记结婚一定会恩爱白头。假若是中国人,就不会喜欢8,因为汉文中它写作八,并且把离婚叫“打八刀”(分)。(注:我没有想到,今天的中国人也喜欢8了。起因不过是因为广东人发音不准!)
事实上,任何简单的数字都会使人想起与它相关的事物,引起人们的崇拜,并且数字越是简单,与它相关的事物就越多,就越易引起人们的崇拜。最简单的数字大概就是10以内的这几个自然数。它们不仅可以象征许多事物,而且还是其他自然数的基础。所以《易传》中就认为它们一半是天数,一半是地数,象天地交合化生万物一样,它们的相互配合会产生其他一切数字。在《周易》中,它们相互配合的第一个结果就是产生那象征事物、预知吉凶的卦象。卦象是如此神圣,产生它们的那些数字就更加神圣。
“天地之数五十有五”,占筮时就应用55根草棒。为什么又说“大衍之数五十,其用四十有九”呢?有人说,大衍之数也应该是“五十有五”,《易传》上漏掉了“有五”两个字。但也有人认为,用于占筮的并不是神圣的五十有五,而是五十。五十也有神圣的意义。有人说它代表十日十二辰加上二十八宿;有人说它代表太极加两仪加日月加四时加五行加十二月二十四气。大家共同的观点只有两点:这些数字是神圣的,占筮时只能用49根草棒。
五十五也好,五十也好,是否有什么神圣性,这是个不言自明的问题。从49根中再取出1根,用其它48根进行计数,是否也有什么神秘意义,也是不言自明的问题。依《易传》四个一组的计数规则,如用50根或49根,分成两堆,第一次只能剔出6或5根,第二、第三次才能剔出4或8根,这样三变以后,只能剔出6(或5)、4、4;6(或5),8、8;6(或5)、4、8根,即14(或13),18(或17),22(或19)根。得36、32、28三种情况,不能保证阴爻和阳爻的概率相同。只有用48根,才能得到四种情况,保证所谓七、八、九、六之变。
从《左转》、《国语》等历史资料中透露的消息看,当时还有其它筮法。所以我们相信,《易传》中所说的情况只是实践对这些筮法进行筛选的结果。
其实,占筮时无论用多少草捧都是可以的,只要定出相应的规则。比如用100根,而且100是个满数,比50更有神圣意义。其一不用,挂三,揲八,三变以后,可得48、56、64、72四种结果,除以8,就是6,7、8、9。还可以用40根,60根等等。宋代有人依据《尚书,洪范》,另造了一个占筮系统,用75根草棒进行占筮,规则也不一样。
草棒、数字,都是光着身子来到我们这个世界上的,它赤裸裸的,一丝不挂,也毫无具体内容。至于把它涂成什么颜色,赋予什么意义,那是人们自己的事情。
刘歆以前,对易数的崇拜大约还未波及到历法领域,所以人们用历数附会于律数。刘歆首先用易数来附会历法,认为易数是历数,也是律数的根据。《汉书、律历志》说;制订律历,统一度量衡,首要的任务是计算,即“备数”。数就是一、十、百、千、万,它们的作用是“算数事物,顺性命之理”。数起于黄钟之数,从1到177147,一、十、百、千、万都具备了。但黄钟之数起于易数:
其数以易“大衍之数五十,其用四十九”,成阳六爻,得“周流六虚”之象也。夫推历生律制器,规圆矩方,权重衡平,准绳嘉量,探赜索隐,钩深致远,莫不用焉。
权衡绳量、探赜索隐之事我们且不管它,我们注意的是“推历生律”,用的都是“大衍之数”。比如黄钟律为什么是九寸?《汉书,律历志》说:
乾之初九,阳气伏于地下,始著为一。万物萌动,钟于太阴,故黄钟为天统,律长九寸。
林钟为什么是六寸?《汉书、律历志》说:
坤之初六,阴气受任于太阳,继养化柔,万物生长……故林钟为地统,律长六寸。
同理:
太蔟为人统,律长八寸,象八卦,宓戏氏所以顺天地,通神明,类万物之情也。
其他各律都根据黄钟得出。弄清了黄钟律的来源,就弄清了一切律数的来源。黄钟九寸是由于乾卦的初九,而初九、初六云云都是大衍之数推衍的结果。
刘歆把自己改进后的历法叫做“三统历”。所谓“三统”,就是统于天、地,人,而天,地,人又统于乾、坤、八卦。因此,所谓“三统历”,就是乾坤八卦历。刘歆说,那个81是黄钟自乘,而黄钟又源于大衍之数,所以那个81,归根结底,是从大衍之数推来的。
不仅如此,三统历中许多基本数据都是从易数推来的。比如说,十九年七闰,为什么呢?《汉书·律历志》说;
合天地终数,得闰法。
天数即1、3、5、7、9,终数为9,地数终数自然是10:
9+10=19
这样就确定了十九年该有七个闰月。那么,为什么不用“天地始数”或天地第二个、第四个数呢?
又比如,每月29天,分母为81,就等于申明,这个历法将每天分为81等分,所以81叫“日法”。那么,每月将有:
29×81+43=2392(等分),2392就叫作“月法”。这个月法是如何得来的呢?《汉书·律历志》说:
推大衍象,得月法。
具体说来,就是:
元始有象,一也。春秋,二也。三统,三也。四时;四也。
合而为十,成五体。以五乘十,大衍之数也。而道据其一。其余四十九,所当用也,故蓍以为数。以象两两之,又以象三三之,又以象四四之,又归奇象闰十九及所据一加之,因而再劫两之,是为月法之实。
用现在的算术式表示,就是:
1+2+3+4=10
10×5=50
这就是大衍之数。因为“道据其一”,所以
50-1=49
用49推出“月法之率”。其步骤为:
49×2=9898×3=294
294×4=1176
“归奇象闰十九及所据一加之”,即加19和1:
1176+19+1=1196
“再扐两之”,即乘以2:
1196×2=2392
这里每一步有什么道理,只有天晓得!这是一种什么算术啊!用这样的方法,任何一个整数都可以从易数(天地之数或大衍之数)推导出来。比如当时所知日食周期为135月,即135月中有23次交食,这个周期怎么来的呢?《汉书·律历志》说:
参天数二十五,两地数三十,是为朔望之会。
即:1+3+5+7+9=25
75×3=75
2+4+6+8+10=30
30×2=60
75+60=135
用这样的方法,刘歆还能推出五星运动的各种数据
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