名人大讲堂⑥｜孙小淳：经营浑天 运算转历——巴蜀天文学家落下闳

孙小淳教授讲解汉代改历背景

□孙小淳

编者按/

日躔南斗，律起黄钟。斗柄北指，天下皆冬。

立元正朔，汉历伊始。复归夏正，迎春送冬。

为推动中华优秀传统文化创造性转化、创新性发展，四川省于2017年开始组织实施四川历史名人文化传承创新工程，已推选大禹、李冰、落下闳、扬雄、诸葛亮、武则天、李白、杜甫、苏轼、杨慎10位首批四川历史名人。“名人大讲堂”公益活动是实施四川历史名人文化传承创新工程品牌重点活动之一。“名人大讲堂”每月设置一位四川历史名人“主题月”，邀请2至3位国内知名专家学者，于周一晚固定在四川省图书馆星光大厅开讲。

2月25日晚，“名人大讲堂”开启了农历春节之后的首场讲座。中国科学院大学人文学院常务副院长、教授，国际科学史学院院士孙小淳带领大家一起，仰望了2000年前的汉代星空，分享汉代天文学家落下闳的思想和成就。孙小淳以《经营浑天，运算转历》为题，在中国古代天文学的背景中，讲述了巴蜀天文学家落下闳的伟大之处，让更多人了解到这个来自四川阆中的天文学家为中国天文历法所做出的贡献。封面新闻、华西都市报根据讲座录音整理，全文刊载以飨读者。

孙小淳教授做客名人大讲堂

一、太初改历应河汉

落下闳何以成为四川乃至中国重要的名人？我觉得要放到中国汉代天文学，乃至世界天文学中来看，才能够显得落下闳的伟大。

落下闳（公元前156年—前87年），字长公，西汉时期天文学家，巴郡阆中（今四川阆中）人。他创制浑仪，进行天文测量，为宇宙学说“浑天说”奠定了基础；制定《太初历》，决定性地影响了中国古代的历法结构；；发明律历术及历法常数系统，影响中国天文数学2000年。

关于落下闳的历史记载很少，汉代主要的记载就三条：

（1）《史记·历书》：“至今上即位，招致方术唐都，分其天部；而巴落下闳运算转历，然后日辰之度与夏正同。乃改元，更官号，封泰山”。（《史记·索隐》引《益部耆旧传》：闳字长公，明晓天文，隐于落下，武帝时征待诏太史，于地中转浑天，改《颛顼历》为《太初历》，拜侍中不受。）

（2）《汉书·律历志》：“乃选治历邓平及长乐司马可、酒泉候宜君，侍郎尊及与民间治历者，凡二十余人，方士唐都、巴郡落下闳与焉。都分天部，而闳运算转历”。

（3）落下闳也是浑天说的创始人之一，谈到“浑天说”，涉及另一个四川历史文化名人扬雄，他在《法言·重黎》讲：或问“浑天”。曰：“落下闳营之，鲜于妄人度之，耿中丞象之，几乎！几乎！莫之能违也。”请问“盖天”。曰：“盖哉！盖哉！应难未几也。”

这是现今所知有关“浑天”最早的记载，这里面涉及三个人：落下闳，鲜于妄人，耿中丞（耿寿昌）。扬雄的意思是说，落下闳构建了“浑天说”，鲜于妄人（西汉昭帝时的天文学家）检验过落下闳的浑天说数据，而耿寿昌（汉宣帝时任大司农中丞）则用铜铸造了浑天仪观天象。

落下闳醉心于天象观察，后在家乡小有名气，经同乡、太常令谯隆和太史令司马迁推荐，被汉武帝征召入京，与当时的官家天文学家唐都、邓平一起研制历法。此历被汉武帝采用，于“太初元年”颁行，故称其为“太初历”。

太初历是我国历史上第一部有完整文字记载的历法，在历史上有着怎样重要的地位呢？

大家可能听说过荀子有一句话：“人，力不如牛，走不如马，而牛马为用，何也？”荀子的答案是人“能群”。就是说人是社会性的， 可以组织起来进行协调一致的行动。这是动物比不上人，为人所用的原因。 协调一致的行动需要有一个基本的条件，就是统一的时间。比如说，今天的活动时间是2019年2月25晚上7点30分，如果我们没有一部历法，没有一个统一的时间，今天的活动也组织就不起来。人类社会没有历法是不行的，过去农业社会，老百姓种地、收割，都要看时节。一个国家要组织社会活动、政治活动、宗教礼仪，都需要看时节，需要历法。所以，历代统治者都十分重视历法的编纂。

君权神授，受命于天。历法是天命的象征，也是帝王政治的要务。《史记·历书》中说：“王者易姓受命，必慎始初，改正朔，易服色，推本天元，顺承厥意”。“改正朔，易服色”，就是要改历法，同时伴随着一套制度都要改，包括穿什么样的衣服，崇尚什么样的颜色，都要改，比如秦崇尚黑色，汉开始也崇尚黑色，改历后要崇尚黄色。

这个传统实际上由来已久，有一本古书叫《尚书·尧典》，尧待天下太平后，尧帝说：“乃命羲和，钦若昊天，厤象日月星辰，敬授民时。分命羲仲，宅嵎夷，曰旸谷。寅宾出日，平秩东作。日中，星鸟，以殷仲春。厥民析，鸟兽孳尾。申命羲叔，宅南交。平秩南为，敬致。日永，星火，以正仲夏。

厥民因，鸟兽希革。分命和仲，宅西，曰昧谷。寅饯纳日，平秩西成。宵中，星虚，以殷仲秋。厥民夷，鸟兽毛毨。申命和叔，宅朔方，曰幽都。平在朔易。日短，星昴，以正仲冬。厥民隩，鸟兽鹬毛。

帝曰：“咨！汝羲暨和。期三百有六旬有六日，以闰月定四时，成岁。允厘百工，庶绩咸熙。”

这里，已经提到了历法一年有366天，以闰月定四时，把年岁安排好了，由于年岁安排好了，所有的事情治理得当，做所有的事情都很有成绩。可以看出，从远古传说中的帝王来看，对历法都非常重视，这当然是一个传说，但是这是不是毫无影子呢？

孙小淳教授

二、帝王将兴承德运

在山西省襄汾县陶寺有一个史前观象台的遗址，距今约4000年，是2003年中国考古人员在山西陶寺遗址考古发掘中发现的。它由13根夯土柱组成，呈半圆形，半径10.5米，弧长19.5米。从观测点通过土柱狭缝观测塔尔山日出方位，确定季节、节气，安排农耕。考古队在原址复制模型进行模拟实测，从第二个狭缝看到日出为冬至日，第12个狭缝看到日出为夏至日，第7个狭缝看到日出为春、秋分。“观象台”遗迹的发现，证实了《尚书·尧典》上所说的“历象日月星辰，敬授民时”的真实历史背景与社会现实。

我们再回到汉代的改历。有一个人讲道理和《史记·历书》所言差不多，这个人就是西汉思想家董仲舒，他在《春秋繁露》中说：“王者必受命而后王，王者必改正朔，易服色，制礼乐，一统于天下，所以明易姓，非继人，通以己受之于天也。王者受命而王，制此月以应变，故作科以奉天地，故谓之王正月也。”改正朔意思是要改历法。正就是岁首正月所在的月份，例如夏朝以第十三月为正月(即今夏历正月)，商朝以十二月为正月，周朝则以十一月为正月，秦则以十月为正月。我们知道，司马迁《史记·孔子世家》记载，先师孔子于鲁哀公十六年四月己丑日卒，这是用的周历，实际上按夏历计算是二月，因为夏历的正月要比周历晚两个月。根据董仲舒所言，所谓新王必改制，不是要改其道，也非变其理，而是受命于天，新王即位，一套新的礼仪制度也要跟上来。

说到此，我要给大家讲一个重要的观点，“五德终始说”。这是战国时期的阴阳家邹衍所主张的历史观念。“五德”是指五行木、火、土、金、水所代表的五种德性。“终始”指“五德”的周而复始的循环运转。邹衍常常以这个学说来为历史变迁、王朝兴衰作解释。邹衍说：“五德从所不胜，虞土、夏木、殷金、周火”，又说：“代火者必将水”“数备将徙于土”。他认为，虞（舜）、夏、殷、周的历史是一个胜负转化的发展过程。它按照土、木、金、火、水依次相胜而具有阶段性，又按照始于土、终于水、徙于土的循环往复而具有周期性。而这种五德相胜又是可以被预先知道的，“凡帝王者之将兴也,天必先见祥乎下民”，认为王朝的兴起必有天意符瑞作为象征和验证。这种天人感应论是为周秦之际的新兴统治势力服务的，故“邹衍以阴阳主运显于诸侯”。五德终始说具有深远的影响，明代有“奉天承运皇帝”一说，所谓“承运”，即继承某一“德”运。

按此理论推演，秦就是水德，水的颜色就是黑色，所以秦人的衣服旗帜都崇尚黑色，而汉把秦打败了，应该是土德，土克水，颜色就是黄的，一套政治礼仪制度也要做相应的改变。但是在汉朝建立的时候，缺点少人才，人民需要休养生息，文化的东西没有建立，历法也是沿用的秦代颛顼历。

孙小淳教授

三、改历之议屡遭挫

随着汉代统治的延长，改历也就势在必行，不断有人提出改历的事情。历法改革，其实包涵了诸多历史变数。我们今天用的是公历，就是西方的格里高律历，这是辛亥革命推翻了清政府后使用的历法，新中国成立后沿用。所以使用什么历法，包涵了重要的政治意味。 但是任何一部历法。使用久了就会出问题，因为天体的运动不是整齐划一的，历法采用的数据和推算，经过一段时间之后就要走偏。比如，日食本来应该是初一发生，结果日历上显示是在初二或者初三发生；再如望月，也就是说我们看到圆圆的月亮的时候，正常该是在十五，但历法说是在十三、十四或者十六。这此都说明历法不准了，理论上来说，任何历法，行用时间久了， 都会产生偏差，有改历的必要。

再说我们目前使用的历法，也不是很完美的。看一看我们现在的月份，一个月的日数有28天、29天、30天、31天不等。搞经济的人会说，28天到31天差了三天，每月利息差了十分之一，也是相当可观的数量。星期的排列也是相当不齐，有的月份星期一是1号，而到下一个月的星期一就不是1号了。正因历法的这种不完美，所以每年都有人提出来要改历，全国政协开会，差不多每年都有人提出改历的议案。但改历的代价非常大，所有的东西都要做相应的改变，不仅仅是一个科学上的问题。

在汉代，改历之议不断有人提出来。我们先讲少年才子贾谊的改历建议。

贾谊（前200—前168），洛阳（今河南洛阳东 ）人，西汉初年著名政论家、文学家，世称贾生。贾谊少有才名，十八岁时，以善文为郡人所称。文帝时任博士，颇受文帝信任，各种朝议都有他出。贾谊不到二十岁时就向文帝奏议，“以为汉兴至孝文二十余年，天下和洽，而固当改正朔，易服色，法制度，定官名， 兴礼乐，乃悉草具其事仪法，色尚黄，数用五。”可是这个事情提出来之后，周渤、灌婴等很多老臣就坚决反对，说“洛阳之人，年少初学，专欲擅权，纷乱诸事。”其实，反对的原因有很多，但最重要的原因恐怕是，这么一改制度，老臣们的政治地位就没有了。

到了汉文帝十三年（前167），鲁人公孙臣又上书说：“始秦得水德，今汉受之。推终始传，则汉当土德。土德之应黄龙见。宜改正朔，易服色，色上黄”。

公孙臣和贾谊讲的是一个道理。可这个时候老臣们又出来反对，其中包括丞相张苍。《史记·封禅书》如此记载：“丞相张苍好律历，以为汉乃水德之始，故河决金堤。其符也。年始冬十月，色外黑内赤，与德相应。如公孙臣言，非也。罢之。”

张苍是一位了不得的大人物，活了104岁。《史记》称之为张丞相，封北平侯。战国末期曾在荀子门下学习，与李斯、韩非等人是同门师兄弟。在秦朝时曾经当过御史。后归顺了刘邦，西汉王朝建立之后，他先后担任过代相、赵相、计相、主计等多种官职。最重要的是他从秦都接收很有关于天文律历的图书，精通秦朝使用的历法。这也是他主张用秦朝历法《颛顼历》的原因。

张苍不愿改历，就大力驳斥公孙臣的言论。但是三年以后，果然在天水这个地方，说有人看到“黄龙见”了。这种东西谁也说不清楚是什么，但“黄龙”就被认为是象征“土德”的祥瑞，改历就有了依据。这时张苍就受到文帝的批评，不得靠边站，为改历让路了。

可是偏偏此时，又出了新垣平欺诈事件。据《史记·封禅书》记载：赵人新垣平以望气见上，言“长安东北有神气，成五采，若人冠絻焉。或曰东北神明之舍，西方神明之墓也。天瑞下，宜立祠上帝，以合符应。”

这个新垣平其实是个方士，自称会望气，看天上的云彩就知道是不是祥瑞，会预示着什么。他因此得到皇帝宠信，官至上大夫。但是第二年，他又搞计谋，说我看有一个城阙里来的地方有宝气冲天，派人去看，果然有宝物，一个玉杯。“新垣平使人持玉杯，上书阙下献之。平言上曰：“阙下有宝玉气来者。”已视之；果有献玉杯者，刻曰“人主延寿。”平又言“臣候日再中。”居顷之，日却复中。于是始更以十七年为元年，令天下大酺。”

就在新垣平在汉文帝面前装神弄鬼，屡屡得逞，得意洋洋的时候，丞相张苍和廷尉张释之暗地里派人去监视新垣平，查出了那个在玉杯上刻字的工匠。张苍和张释之让人上书，告发新垣平欺诈，有凭有据，不得不叫汉文帝相信。于是新垣平被革职，灭三族。汉文帝经历这些折腾，对 “改正朔”的事也就失去的热情和兴趣。 改历之议又被搁置。

铜漏刻

四、汉武雄略开太初

到了汉武帝即位的时候，他觉得自己雄才大略，要做一点事情给天下看看。当时有赵绾、王臧一班儒生看准时机，又开始提议封禅、改正朔、易服色之事。本来雄心勃勃的汉武帝马上就要实行，没想到余威尚在的窦太皇太后偏偏喜好“黄老之言”而不接受儒术，结果赵、王被下狱，最后自杀。

一直到武帝建元六年（前135），窦太后去世，才重议改历。当时主张改历者有大中大夫公孙卿、壶遂，太史令司马迁；召集者有御史大兒宽；议论者有博士赐等；参与者有侍郎尊、大典星射姓。改历首先改元，确定“元封七年”为“太初元年”。但是随着改历工作的深入，“姓等奏不能为算，愿募治历者，更造密度，各自增减，以造汉太初历。”就是说改着改着就发现搞不下去，没法制定出历法来。这可是严重的问题，怎么办？都说“高手在民间”，汉代也不例外。于是皇帝就征召民间天文学家，“乃选治历邓平及长乐司马可、酒泉候宜君，侍郎尊及与民间治历者，凡二十余人，方士唐都、巴郡落下闳与焉。都分天部，而闳运算转历。”

后来这些改历者提出了18种历法，参与竞争，最后选用的是落下闳和邓平历所造之历。邓平是有官职的，就是“治历”，落下闳则完全是从民间召集过来的。他们的历法有两个特点，一是“以律起历”，采用“八十一分法”，即“日法”为81。什么叫以律呢？就是音律。 他们认为历法与宇宙的音律和谐一致。音律有黄钟、大吕等十二律，代表十二个月。，黄钟为六种阳律的第一律。大吕为六种阴律的第一律。我们测量的天地宇宙之气，必须要跟这个律能够协调。所以“以律起历”，说是要求提出的历法要以宇宙之音律相通，以律来定数， 以数来算历。其中一个非常关键的数据就是朔望月的长度，落下闳和邓平采用了二十九又八十一分之四十三日。这个分数显然不是直测测量而来，而是一种构造。当然构造的数据既要接近实测，又要符合律历相通的原则。 至于说构造就有很多办法和选择，为什么非要用八十一分之四十三不可？就是因为81这个数据非常神圣。黄钟律管的长度为九寸，九九八十一，就是黄钟之数自乘。

为了改历，他们也做了很多新的观测，观测天上恒星的位置，观测日月位置，月亮朔望等，最后制定历法说是“如闳、平法”。仔细品味一下《汉书律历志》中的记载很有意思。一开始说落下闳法如邓平法，最后说“闳、平法”，落下闳的名字排到邓平前面去了，由此可见，落下闳在制历中肯定是起了非常重要的作用。

大家对于古代天文历法可能还是有点生疏，我在这里趁机给大家科普一下古代的天文学。

最近科幻片《流浪地球》很流行。大家从中了解的天文学可能很神秘、很高端。其实，天文学离我们很近，是我们人类生活必不可少的部分，我们时时刻刻都在用着天文，只是我们不在意而已。

古代天文学做些什么测量？《汉书律历志》说，为了改历，“乃定东西，立晷仪，下漏刻，以追二十八宿相距于四方，举终以定朔晦分至，躔离弦望。”

“定东西，立晷仪”，说白了就是立杆测影的方法。立一竿子，在地面上以竿子画一圆。先看上午竿端的影子落在圆圈上的哪一点，再看下午影子落在圆圈上的哪一点。丙点连线就是东西向，中点与圆心的边线就是南北向。天文测量首先要做的事情就是把南北方位定下来。这就是“定东西，立晷仪”。为什么要用漏刻呢？这有关时间。做天文测量的时候，没有时间，就没法进行。现代天文学测量要有天文钟，古代就用漏刻。比如测量恒星的位置，可以用中星观测的方法， 就是在南北向立一个圈，叫“子午圈”。先看A星过子午圈，再看等多少时间B星过子午圈，这样A、B两星的赤经差就测出来了。测量的精度就看漏刻的精度，时间越准，天文测量也就越准。这就是“追二十八宿相距于四方”。 所谓“二十八宿”就是天上标定的二十八颗星，用了标志日月五星的位置。月亮一天走一宿，差不多二十八天走一周天。 这也好比城市的大街道，如成都的蜀都大道，必须设一些车站，才可以知道公共汽车的位置所在。 二十八宿就是中国古代天文学使用的天体位置坐标系统。

天文测量还涉及“朔晦分至，躔离弦望”等，就是春分、秋分、冬至、夏至等节气，还有太阳位置，月亮相位变化等，都是制定历法所需要的天文测量。

五、天上人间星相映

这里要特别讲讲中国古代的星空。天上有那么多星星，看起来乱七八糟，怎么分辨？大家更多知道的是西方的星座，狮子座，猎户座，年轻人谈恋爱都非常关注对方是哪个星座，性格合不合得来。

其实中国古代有自己的一套星座体系，有名的星座（中国古代叫“星官”）也非常多。记得小时候夏天乘凉，竹床放在外面，躺在上面看着星星，听爷爷奶奶讲牛郎、织女的故事。中国的星图上，二十八宿就像把整个星空像桔子瓣一样分开了，中间就是北极。我们要讲天上某某星在什么位置的时候，第一就是说它离开北极极有多少度，古代叫“去极度”，然后就说它进入某某宿多少度，叫做“入宿度”。落下闳对恒星也进行了这样的测量。

中国星空最大的特点，就是把人间社会、人间帝国在天上做了一个投影。大家知道北极星，如果有你观测的话，就会发现所有的星都会围绕北极星转。大家如果看过天文科普照片，经常可以看到一圈一圈以天极为中心的恒星运动轨迹图。孔子说：“为政以德，譬如北辰，居其所而众星共之。”是指以道德原则治理国家，就像北极星一样处在一定的位置，所有的星辰都会围绕着它。所以，北极星在中国古代地位非常高，所以就叫做“帝星”。皇帝旁边有什么人呢？有妃子，有三公，有四辅，有丞相、御史、将军等。中国古代就在北极附近构造了以这些官职人物命名的星官，如此就以北极为中心构造了一个天上的中央宫殿，也就是天上有的紫禁城。司马迁在《史记天官书》中就说：“中宫天极星，其一明者， 太一常居也。旁三星三公，或曰子属。后句四星，末大星正妃，余三星后宫之属也。环之匡卫十二星， 藩臣。皆曰紫宫。”“紫宫”后来也叫“紫微垣”。看紫宫后面的星官，还有华盖、阁道等，可以想象古代帝王巡游，从紫禁城出发，头顶“华盖”，由“王良”给他架车，越过“阁道”，巡游四方。

天上还有几个区域非常有意思。一个是“天市垣”，也就是天上的街市。 既然是天上的街市，当然就有各种商店，于是星官中就有像百货商店一样的“列肆”，还有卖布的“帛度”，还有卖肉的“屠肆”的，还有车行“车肆”，还有公平秤，各种标准器等等，你能想象的市场上有的东西，天上都有。再看秋天的星空，你看到的是一幅农民秋收的景象，有天仓、天菌、天庾等，都是跟农业丰收有关。甚至还有“天厕”，里边还有“天屎”。所以，中国星空是彻天彻尾的天上人间。

落下闳的恒星测量，主要就是测定二十八宿宽度（古代叫做“距度”）。有了北极星和二十八宿距度，天体的运动就有了坐标，就可以知道天体运行到什么位置，这就是落下闳要做的事情。落下闳测量的二十八宿距度就是《太初历》使用的数据。

圭表测量

六、经天纬地测宇宙

那么，古人测量天文是基于什么样的宇宙观呢？这里要讲讲“盖天说”和“浑天说”。盖天说的起源可能很早，它在发展过程中有几种不同的见解。早期的盖天说是所谓的“天圆地方”说，认为“天圆如张盖，地方如棋局”，穹隆状的天覆盖在呈正方形的平直大地上。但圆盖形的天与正方形的大地边缘无法吻合。于是又有人提出，天并不与地相接，而是像一把大伞一样高高悬在大地之上，地的周边有八根柱子支撑着，天和地的形状犹如一座顶部为圆穹形的凉亭。共工怒触不周山和女娲氏炼石补天的神话正是以持这种见解的盖天说为依据的。还有一种形成较晚的盖天说提出天是球穹状的，地也是球穹状的，两者间的间距是8万里，北极位于天穹的中央，日月星辰绕之旋转不息，盖天说通常把日月星辰的出没解释为它们运行时远近距离变化所致，离远了就看不见，离近了就看见它们照耀。

盖天说很直观，“天苍苍野茫茫，风吹草地见牛羊”，古人很容易想象盖天说的图景。但是要用盖天说解释天文现象，就会遇到很多困难和矛盾。比如，天永远在地上面，那太阳不是永远不落吗，怎么会有白昼黑夜之分呢？有一本书叫做《周髀算经》，就构造了一种盖天说的宇宙模，说太阳所照的范围是有限的，说是十六万七千里。太阳在天圆盘上运转，日光在地上，好比舞台上的追灯，光照所及即为白昼，之外就是黑夜。当然还要构造一些数据，解释日出方位，日落方位，日中影长等等。所有这些天文现象必须要有合理的解释，因而就要有合理的数据，既符合观测，又满足这套体系的自洽。

浑天说则是中国古代的另一种宇宙学说，在汉代得到了充分的发展，到东汉时由张衡进行了全面的论说。所谓“浑天如鸡子，地如鸡子中黄”。 地球不是孤零零地悬在空中的，而是浮在水上。 浑天说认为全天恒星都布于一个“天球”上，而日月五星则附丽于“天球”上运行，这与现代天文学的天球概念十分接近。

用这套体系解释天文现场当然比盖天说要先进得多，而对应的测量仪器就是落下闳创制的浑仪。其实天文仪器也是宇宙观的反映。你有什么样的宇宙观，就会设计什么样的仪器。宇宙结构中有一个地平圈，仪器也就有一个地平环；天上有天赤道，仪器上就有赤道环；天上有子午圈， 仪器上就有子午环。等于就是把天空大宇宙缩到仪器的小宇宙上来。然后把仪器调好，与星空对好，就可以读取测量数据了。所以看起来仅仅是测量的背后，实际上有一套宇宙观的支撑。

七、数字模型推天运

中国古代历法不仅仅是安排日子，还要推算日月五星的位置，预测日月食，还要推算自然和人类社会许多重要的事情。总的目的就是要达到天与人的和谐， 中国古代叫“天人合一”，而天文历法正是“究天人之际”的大学问。在合适的时节做合适的事情，是古代重要的“月令”思想，也是历法所要实践的思想。当然历法涵盖的东西也很广泛，有些现象在古人看来是非常重要，具有政治上的意义。

天体运动比较难把握的是行星的运动。古希腊的人认为天上的物质跟地上的物质是不一样的，地上的物质遵循的规律，运动的规律跟天上不一样，地上的物质由空气、土、火、水组成，天体则是第五种元素组成的，叫做“精质”。 精质是完美的，它的运行也必须是完美匀速圆周运动。比如，太阳每天东升西落，看起来就是完美的匀速圆周运动。但是对于行星来说，事情就不那么完美了。 以火星为例，我们看到火星在星空有顺行，有逆行，以有停止不前，这怎么解释呢？古希腊人很聪明，他们设计了这样的模型：火星不直接绕地球转动，而是带着火星转动的轮子（叫做“本轮”）的中心以一个更大的圆（叫做“均轮”）绕地球地运转。 两个运动的合成就形成了回转圆圈线，正好解释火星复杂质不完美的运动。当然这简单的模型与实际测量还有差距，于是希腊天文学家就可以将模型进一步精致化，轮子上再套轮子。理论上来说，只要轮子足够多，就可以无限逼近火星的真实运动。这就是古希腊解决天体运动的方案，是几何模型。

再来看看中国的，中国完全没有几何模型，用的是数字模型。按照《太初历》描述，火 星先是顺行，速度是多少，顺行多少天；然后就停下来了，停了多少天；然后开始逆行，逆行多少天，速度是多少；然后又停下来多少天；然后又顺行多少天，速度是多少。就是分段演示，在数学上可以写成分段函数。理论上来讲，分段越精细，各段运动速度加上变化， 也可以无限接近火星的真实运动。这就是中国古代天文学数字模型的功能。落下闳等制定的《太初历》，为中国古代推算天体运行确定了“范式”。后世不改进，推算行星运动越来越准确。

关于火星运动的推算，欧洲1551年出了一份星行表，已经是采用了哥白尼日心说的思想。它给出的火星运动，大部分时间误差在两度左右，有的时候达到5度。中国古代推算火星运动，自汉经唐到宋不断改进。北宋代有一部历法叫《纪元历》，其推算火星运动位置，误差也是两度左右，有时也有五度。这说明，推算火星运动，中国在12世纪初就达到了欧洲16世纪的水平。说中国古代天文学在世界上具有领先地位一点也不为夸张。 而这个天文历法传统的开端就是落下闳等人创造的《太初历》。

七衡六间 盖天说模型

八、“无中置闰”调阴阳

《太初历》中还有两个重要的内容，与大家关心的春节有关。大家提“春节老人”的说法，这是模仿西方的“圣诞老人”。我在这里则主要是想介绍两个天文历法概念：二十四节气和闰月。 24节气大家是知道的，“春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相连；秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒”。24节气实际上反映了太阳的运动，是中国古代历法的“太阳历”部分。一年365天多，平均一个节气15天多。《太初历》将原来以冬十月为岁首恢复为以夏历正月为岁首，并把二十四节气纳入历法计算。至于月份，还是朔望月，因此是中国古代历法的“太阴历”部份。历法如果一直用1年12个月，那要不了多少年就会造成阴阳历错位，本来在冬天过的节日跑到夏天去了。

怎么办？古人想到这阴阳两历必须协调，协调的办法就是“置闰”，即每过几年， 就在一年之中加上一个月，叫做“闰月”。闰月加在某月份之后，就叫“闰某月”。比如2017年就有闰5月。一有闰月之后，春节过年就跑到2月20日左右，然后一年一年地往回缩，快到1月底的时候，又加一个闰月。至于闰月加在什么月之后，则与24节气有关。《太初历》中提出的重要办法， 就是“无中置闰”。如果在某个朔望月里没有“中气”，则在闰此月。 这就是落下闳、邓平提出“中朔相求之术”， 协调中气与朔望月的原则是“朔不得中，是谓闰月。”

再说春节，也就是《太初历》的岁首。之前用《颛顼历》，以十月为岁首，现在改成正月为岁首。 在二十四节气中，就是立春“节”所代表的月，叫正月。这个正月既然是元日，是一年的开始，重要性就越来越大，后来演变为重要的节日--春节。 所以《太初历》这中国的春节文化奠定了科学的基础。

九、天文巨星隐阆中

落下闳的个人记载在历史文献中非常少，但是他做的天文工作，如果摆在中国古代的天文学中看，摆在世界的天文学中看，他真的是一个非常伟大的人物。汉代的太初改历，建立了中国古代天文学独特的体系。为什么独特？因为跟古希腊的那一套系统非常不一样，包括了宇宙观、盖天说、浑天说的争论，观测、理论、推算、仪器等，所以这些构成了中国古代天文学的“汉范式”，而落下闳是这个“汉范式”的主要缔造者之一，所以他的地位是非常非常高的。

汉代改历，是多么重要的事情，皇帝亲自组织，那么多人参与，最后大家做不了，反而是来自民间的一位学者，做出了重要的贡献。所以我们的创造力在什么地方？就在民间，往往制度会束缚人，制度之外反而有强大的创造力，这也是中华文明里始终存在的东西，不光是汉代，其他朝代也是如此。如元代的郭守敬，起初也是隐在民间研究天文学，后来做出举世瞩目的天文学成就。而且落下闳的风骨可敬，汉武帝拜侍中不授。我查了一下，整个西汉皇所拜侍中的也不过三四十人，因此是非常荣耀的一件事，但落下闳还是放弃了这些荣耀，选择归隐故里阆中，继续做一位民间人士。

落下闳，不仅是巴蜀文明的骄傲，而且是中国古代天文学的骄傲，在世界天文学史上占有突出的地位。许多学者对落下闳有很高评价，如已故原四川省委书记杨超同志就认为落下闳“是阆中的佼佼者，巴蜀的佼佼者，是中华的佼佼者，世界的佼佼者”，对此我非常赞同。 从天文学史的角度来看， 落下闳是中国天文学的先师，世界天文学的大家。