《唐朝科学家李淳风传》由会员分享，可在线阅读，更多相关《唐朝科学家李淳风传（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、唐朝科学家李淳风传天算世家李淳风，岐州雍（治今陕西凤翔）人。其父李播在隋朝任高唐尉，因“秩卑不得志， 弃官为道士，颇有文学，自号黄冠子”。对天文学多有研究，写过天文大象赋，注 释老子，撰方志图，有文集 10 卷行于世。李淳风自幼博涉群书，尤明天文、历算、 阴阳等学问。旧唐书李淳风传言李淳风年六十九卒，未及生卒年月。今据其所著乙 巳占中“余于大业九年在江都，时年十三”之句，考得李淳风生于隋仁寿二年（602）, 卒于唐咸亨元年（670）。唐贞观（627649）初年，傅仁均所造戊寅元历预报日食屡出误差，李淳风上疏驳 傅仁均历，所论十八条意见，经过辩论和检验，其中七条被采纳，由此得到唐太宗赏识。“授
2、将仕郎，直太史局”。贞观七年（633），制造浑仪，并著法象志七卷奏呈唐太宗，“太宗 称善，置其仪于凝晖阁，加授承务郎”。贞观十五年升为太常博士，后转太史丞。贞观二十 二年出任太史令。显庆元年（656），因修订国史有功，被封为昌乐县男。龙朔二年（662） 改授秘阁郎中，咸亨（670673）初，唐官制复旧，李淳风还为太史令。李淳风的学术研 究涉及到天文、数学、历法、星占、气象、仪器制造各个方面。他对浑仪作出重大改革；编 制麟德历，撰写晋书、隋书中的天文志、律历志、五行志；主持编定与注释十部 算经。他的著作还有典章文物志、乙巳占、秘阁录、法象志、乾坤变异录，并 演齐民要术等凡十余部。十部算经的整理李
3、淳风在数学方面的主要贡献是编定和注释著名的十部算经。这十部算经后被用作唐代 国子监算学馆的数学教材。隋书百官志记载：“国子寺祭酒统国子、太学、四门、书 （学）、算学，各置博士，助教、学生等员。”这是国家专门数学教育的开始，唐代在隋的基 础上继续举办数学教育，并以算取士。显庆元年（656）于国子监内设算学馆，同时着手 选编算学教科书。据旧唐书卷七九李淳风传载：“先是，太史监侯王思辩表称五 曹、孙子十部算经，理多踳驳，淳风复与国子监算学博士梁述、太学助教王真儒等受诏 注五曹、孙子十部算经。书成，高宗令国学行用。”唐会要卷一六称：“显庆元年 十二月十九日，尚书左仆射于志宁奏置，令习李淳风等注释五曹、
4、孙子等十部算经， 分为二十卷行用。” 乾隆岐山县志：唐昌乐县男李淳风墓在县东北五里，墓旁有祠。 旧唐书卷七九李淳风传。 瞿良士辑铁琴铜剑楼藏书题跋集录“天文大象赋”条，上海古籍出版社1985 年版，第 147 页。 李淳风：乙巳占卷二。 旧唐书卷七九李淳风传。 新唐书卷四四选举志上：其科之目，有秀才，有明经，有进士，有明法，有明字，有明算。十部算经又称算经十书，是指周髀算经、九章算术、海岛算经、孙子算经、 夏侯阳算经、张丘建算经、缀术、五曹算经、五经算术、缉古算术这十部数 学著作。它们是唐代以前的主要数学著作，代表了我国古代数学的光辉成就。传本周髀算经，有赵爽注、甄鸾注等，当时虽被称为“算经”
5、，但原文与赵爽、甄鸾 的注文都有不尽完美之处。李淳风的工作纠正了这部书存在的缺点，使这部书趋近于完美。 李淳风的注释指出了周髀中的三点重要错误：一是周髀作者以为南北相去一千里， 日中测量八尺高标竿的影子常相差一寸，并以此作为算法的根据，这是脱离实际的；二是赵 爽用等差级数插值法，来推算二十四气的表影尺寸，不符合实际测量的结果；三是甄鸾对赵 爽的“勾股圆方图说”有种种误解。李淳风对以上错误逐条加以校正，并提出了自己的正确 见解。更为重要的是，李淳风在批评周髀中的日高公式与“盖天说”不相符合的同时， 重新依斜面大地的假设进行修正，从而成功地将不同高度上的重差测望问题转化为平面上一 般的日高公式去处
6、理，并且首次使中算典籍中出现了一般相似形问题，发展了刘徽的重差理 论，使得“盖天说”的数学模型在当时的认识条件下接近“完善”。并在麟德历中重 新测定二十四气日中影长，首次引入二次内插算法，以计算每日影长。李淳风注释九章 算术，是以刘徽的注本为底本的，但李淳风与刘徽作注的背景、环境都不相同。李注的目 的是为明算科提供适当的教科书，注释以初学者为对象，重点在于解说题意与算法，对于刘 徽注文中意义很明确的地方，就不再补注。如盈不足、方程两章就没有他的注文。但也有人 认为是由于后人抄书残缺所致，如南宋鲍澣之说：“李淳风之注见于唐志凡九卷，而今之盈 不足、方程之篇咸阙淳风注文。意者，此书岁久传录，不无错
7、漏。”李淳风等在注释九 章算术少广章开立圆术时，引用了祖暅提出的球体积的正确计算公式，介绍了球体积公式 的理论基础，即“幂势既同，则积不容异”，这就是著名的“祖暅原理”。在缀术失传之 后，祖冲之父子的这一出色研究成果靠李淳风的征引，才得以流传至今。海岛算经是刘徽数学研究的独创成果，但刘徽著作的原文、解题方法和文字非常简 括，颇难理解。李淳风等人的注释详细列出了演算步骤，从而给初学者打开了方便之门。李淳风等对“算经十书”的注释也有不足之处。如在理解圆周率时，轻视了刘徽割圆术 的伟大意义，是不公正的。十部算经成为唐以后各朝代的数学教科书，对唐朝以后数学的发展产生了巨大的影响， 特别是为宋元时期数学
8、的高度发展创造了条件。在十部算经以后，唐朝的韩延算术、宋 朝贾宪的黄帝九章算法细草、杨辉的九章算术纂类、秦九韶的数书九章等，都引 用了十部算经中的问题，并在十部算经的基础上发展了新的数学理论和方法。后人对李淳风 编定和注释十部算经的功绩，给予很高的评价，如英国的著名学者李约瑟博士就说过：“他 大概是整个中国历史上最伟大的数学著作注释家。” 曲安京：李淳风等人盖天说日高公式修正案研究，自然科学史研究第 12 卷第 1 期（1993 ）， 第 42 51 页。 纪志刚：麟德历晷影计算方法研究，自然科学史研究第 13 卷第 4 期（1994 ），第 316325 页。 鲍澣之：九章算术后序，宋刻算经
9、六种。麟德历唐高祖武德二年（619），颁行了傅仁均的戊寅元历。戊寅元历首次采 用定朔，是我国历法史上的一次大改革。在戊寅元历之前，历法都用平朔，即用日月相 合周期的平均数值来定朔望月。戊寅元历首先考虑月行迟疾，用日月相合的真实时刻来 定朔日，从而定朔望月，要求做到“月行晦不东见，朔不西眺”。由于戊寅元历的一些 计算方法有问题，颁行一年后，对日月食就屡报不准。武德六年，由吏部郎中祖孝孙“略去 尤疏阔者”，后又经大理卿崔善为与算历博士王孝通加以校正。贞观初年，李淳风上疏论戊 寅元历十有八事。唐太宗诏崔善为考核二家得失，结果李淳风的七条意见被采纳。李淳 风为改进戊寅元历作出贡献，被授予将仕郎。贞观十
10、四年（640），李淳风上言：戊寅 元历术“减余稍多”，合朔时刻较实际提前了，建议加以改正，这个意见又被采纳。贞观 十八年，李淳风又指出：戊寅元历规定月有三大、三小，但按傅仁均的算法，贞观十九 年九月以后，会出现连续四个大月，认为这是历法上不应有的现象。于是唐太宗不得不下诏 恢复平朔。改用平朔后，戊寅元历的问题更多，改革势在必行。李淳风根据他对天文历法的多年研究和长期观测，于麟德二年（665）编成新的历法。经司历南宫子明、太史令薛颐、国子祭酒孔颖达参议推荐，唐高宗下诏颁行，并命名为麟 德历。麟德历的主要贡献有二：第一，在我国历法史上首次废除章蔀纪元之法，立 “总法” 1340 作为计算各种周期（
11、如回归年、朔望月、近点月等）的奇零部分的公共分母。我国古历的“日”从夜半算起，“月”以朔日为始，而“岁”以冬至为始。古历把冬至 与合朔同在一日的周期叫做“章”，把合朔与冬至交节时刻同在一日之夜半的周期叫做“蔀”。 古历以十“天干”与十二“地支”纪年、日，如果冬至与合朔同在一日的夜半，纪日干支也 复原了，则这个周期叫做“纪”；如果连纪年的干支也复原了，则这个周期叫做“元”。古代 制历都要计算这些周期，但这些周期对历法计算并非必要，反而成为历法的累赘，李淳风毅 然把它废除了。麟德历以前的各种历法都用分母各不相同的分数来表示各种周期的整数 以下的奇零部分。这些周期，如期周（回归年）、月法（朔望月）、
12、月周法（近点月）、交周 法（交点月）等，都是历法计算必须预先测定和推算的重要数据。因为这些周期参差不齐， 计算十分繁琐，比较各种数据也很不方便，李淳风就立“总法”1340 作为各种周期奇零部 分 JosephNeedham, Scienceand CivilisationinChina, Vol.III, CambridgeUniversityPress, 1959.新唐书卷二五历志一：贞观初，直太史李淳风又上疏论十有八事，复诏善 为课二家得失,其七条改从淳风。新唐书卷二五历志一：司历南宫子明、太史令薛颐等言:“子初及半，日月 未离。淳风之法,较春秋已来晷度薄蚀,事皆符合。”国子祭酒孔颖达及尚
13、书八座参议,请 从淳风。 宋敏求编：唐大诏令集颁行麟德历诏：“昔落下闳造汉历云后八百载，当 有圣人定之。自火德洎我,年将八百,事合当仁,朕亦何让！宜即宣布,永为昭范。可名 曰麟德历，起来年行之。”的公共分母，这样，数字计算就比以前的历法简便得多。畴 人传对此给予了高度评价：“盖会通其理，固与古不殊，而运算省约，则此为最善，术家 遵用，沿及宋元，而三统四分以来，章蔀纪元之法，于是尽废。斯其立法巧捷，胜于古人之 一大端也。第二，重新采用定朔。戊寅元历虽首次采用定朔，但因为有关的计算方法 未完全解决，又倒退到用平朔。为了使定朔法能站得住脚，麟德历改进了推算定朔的方 法。李淳风早年仔细地研究过隋朝刘焯
14、的皇极历，并撰写皇极历又一卷。刘焯在北齐张 子信关于日行盈缩的观测结果的基础上，创造了推算日月五星行度的“招差术”，即二次函 数的内插公式。李淳风总结了刘焯的内插公式，用它来推算月行迟疾、日行盈缩的校正数， 从而推算定朔时刻的校正数。为了避免历法上出现连续四个大月的现象，他还创造了“进朔 迁就”的方法。新唐书卷二六所载的麟德历经说：“定朔日名与次朔同者大，不同者 小。”这里日名指纪日干支中的“干”。还规定：“其元日有交、加时应见者，消息前后一两 个月，以定大小，令亏在晦、二，弦、望亦随消息。”消息是消减与增长的意思。按这一规 定，就可以做到“月朔盈朒之极，不过频三。其或过者，观定小余近夜半者量
15、之”。这就是 说，用改变一月中未满一日的分数（即小余）的进位方法，来避免历法上出现连续四个大月 或小月。但应指出，这种“进朔”法是为了避免历书上出现连续四个大月而人为迁就之法， 并不是日月运动规律的正确反映。按近代的推算方法，采用定朔就有可能连续出现四个大月。麟德历 为完成中国历史上采用定朔这一改革作出了重要贡献。“近代精数者，皆以淳风、一行 之法，历千古而无差，后人更之，要立异耳，无逾其精密也”。此说虽有溢美之辞，但由 此可见麟德历对后世历法的重大影响。它作为唐代优秀历法之一，行用达六十四年（665 年至 728 年）之久。麟德历还曾东传日本，并于天武天皇五年（667）被采用，改称为仪凤历。麟德历的最大缺点是不考虑岁差。晋代虞喜发现岁差后，祖冲之首先把它用于制历， 大大提高了历法的精密度。此后，隋朝张胄玄的大业历、刘焯的皇极历、唐初傅仁均 戊寅元历都考虑了岁差。但李淳风却利用尧典四仲中星的内在矛盾，根本否认岁差 存在。他与数学家王孝通一起责难戊寅元历考虑岁差，致使“岁差之术，由此不行”。 后在 728 年张遂（一行）在编制大衍历时，才重新考虑岁差。改革浑仪浑仪是古代观测天体位置和运动
