北京時間4月10日21點整,事件視界望遠鏡(EHT)宣佈一項與超大質量黑洞照片有關的重大成果。在上海,EHT項目和中國科學院共同發佈這一重大成果,人類首張黑洞照片問世了。

  這張照片最大的價值,在於它和理論預測幾乎完全一致,充分證明了愛因斯坦相對論在極端條件下的正確性。

  圖:歐洲南方天文臺

  中國是世界上天文學起步最早、發展最快的國家之一,天文學也是中國古代最發達的四門自然科學之一,其他包括農學、醫學和數學,天文學方面屢有革新的優良曆法、令人驚羨的發明創造、卓有見識的宇宙觀等,在世界天文學發展史上,無不佔據重要的地位。

  從古代至現在的天文學家數不勝數,而在佛教也有着一位著名的天文學家,這位受到國內外佛教界尊崇的法師,不但在佛學方面有很高的成就,成一家之言,而且在我國天文曆法方面作出了傑出的貢獻,這位天文學家則是一行法師。

  一行法師,本名張遂,魏州昌樂(今河南省南樂)人,主持修編新曆、最主要的成就是編制《大衍曆》。他在製造天文儀器、觀測天象和主持天文大地測量方面有重大貢獻。

  張遂的曾祖是唐太宗李世民的功臣、襄州都督、郯國公張公謹。其父張擅爲武功縣令。張氏家族在武則天時代已經衰微。張遂自幼關中,刻苦學習曆象和陰陽五行之學。青年時代即以學識淵博聞名於長安。爲避開武則天侄的糾纏,剃度爲僧,取名一行。先後在嵩山、天台山、當陽山學習釋教經典和天文數學。曾翻譯過多種印度佛經,後成爲佛教一派——密宗的領袖

  製造黃道遊儀

  攝影:楊寶章

  黃道遊儀的發明人爲唐代天文儀器製造家、畫家樑令瓚,樑令瓚時任率府兵曹參軍,是天文業餘愛好者。他仔細研究了前人所制天文儀器,經過試驗、比較,按自己的設想,繪製了圖樣,又用木料製成模型,即黃道遊儀,經過常規演示,甚爲精密。唐玄宗派一行法師和樑令瓚主持,鑄成金屬黃道遊儀。

  開元九年(公元721年)鑄造,於開元十一年(公元723年)完成。這架儀器的黃道不是固定的,可以在赤道上移位,以符合歲差現象(當時認爲歲差是黃道沿赤道西退,實則相反)。用它測量28宿距天球極北的度數,在世界上第一次發現了恆星位置變動的現象,比歐洲要早約1000年。黃道遊儀的成功,解決了無由測候的矛盾。

  製造水運渾天儀

  攝影:黃i啓金

  後來,一行法師和樑令瓚等又設計製造水運渾象。這個以水力推動而運轉的渾象,附有報時裝置,可以自動報時,稱爲“水運渾天”或“開元水運渾天俯視圖”。

  水運渾天儀是一具依靠水力而使其運轉,能模仿天體運行的儀器,並可以測定時間。這個渾天儀改進了漢代科學家張衡的設計,注水激輪,令其自轉,晝夜一週,除了表現星宿的運動以外,還能表現日升月落,當然比張衡的水運渾象儀更加精巧、複雜了。所以,當水運渾天儀造成之後,置於武成殿前,文武百僚觀看後,無不爲其製作精妙,測定朔望、報告時辰準確而歎服,共稱其妙。

  我國古代的計時器,叫做刻漏,是讓水以均衡的速度滴出,看水量的多少,就可以知道時間的早晚。這種計時器不靠機械轉動,不是真正的鐘。一行法師和樑令攢製造的水運渾儀纔是一種驚人的天文鐘。它既能表示天象,又能計時。它的製作具有十分重要的歷史意義。

  世界上第一次子午線測量

  攝影:李樂

  子午線,又叫作經線,和緯線一樣是人類爲度量方便而假設出來的輔助線,爲地球表面連接南極和北極的半圓弧。任意兩根子午線的長度都是相等的,指示南北方向,且在南極和北極相交。每一根子午線都有數值與它相對應,這個數值就是經度。

  一行法師受詔改歷後組織發起了一次大規模的天文大地測量工作。這次測量,用實測數據徹底地否定了歷史上的“日影一寸,地差千里”的錯誤理論,提供了相當精確的地球子午線一度弧的長度。

  “日影一寸,地差千里”曾是中國天文史上的一個重要觀點,也就是說,同一經線上的南北兩個地方,在夏至這一天的中午,測得的日影長度相差一寸,那麼就說明兩地相距一千里。這個被很多數學、天文著作都視爲權威的觀點,其實一直縈繞着懷疑的聲音。隋代劉焯曾向煬帝建議一次大規模的天文測量,只可惜這一願望未能實現。

  一行法師行利用黃道遊儀、水運渾天儀等大型天文觀測儀器和演示儀器在全國13個測量點進行測量子午線上每一弧度的長度。

  整個測量工作得出的結論是:北極高度相差1度,南北距離就相差351裏80步,這就是子午線1度的長度,摺合爲現今的度量單位爲131.3千米。對比現代科技計算出的子午線1度爲111.2千米,雖然有20千米的誤差,但這是世界上首次對子午線的測量記錄,有非常寶貴的科研價值。此次測量也證明了“日影一寸,地差千里”的說法是不正確的。

  制定《大衍曆》

  攝影:妙雨

  一行法師於開元十三年(公元725年)開始制定新曆,取名《大衍曆》。

  四十四歲時,一行法師被唐玄宗請到京都長安做顧問。他在長安生活了十年,主要從事天文、曆法的研究工作,並取得了卓越的成就。在長安時,他奉命制定《大衍曆》。這是一部先進的歷法,分成七篇,包括平朔望和平氣,七十二候,太陽和月球每天的位置和運動,每天見到的星象和晝夜時刻,日食、月食和五大行星的位置。

  經過檢驗,《大衍曆》比唐代已有的其他曆法都更精密。開元二十一年傳入日本,行用近百年。中國古代曆法從東漢《四分曆》開始,就有各節氣初日晷影長度和太陽去極度的觀測記錄,漏刻、晷影成爲古代曆法的重要計算項目。隋朝劉焯發明二次等間距插值法之後,李淳風首先將二次插值法引入到漏刻計算中,由每氣初日的漏刻、晷影長度數求改氣各日的漏刻、晷影數。

  《大衍曆》在中國曆法史上所具有的承上啓下的歷史地位,它一面終結了數條糾葛百年的歷爭內容,一方面又奠立了後代曆法的基本模型。標誌着我國古代曆法體系走向了成熟。

  一行法師作爲佛教高僧,傳承胎藏和金剛兩大部密法,在密宗史上的作用,不只系統組織密教的教義教規,也把兩大部融合起來;作爲天文學家,在中國天文學史上具有重要的地位。集高僧與天文學家於一身這個特殊身份,後人爲了紀念他,把一顆小行星命名爲“一行小行星”。

  參考文獻:

  吳慧僧,一行研究——盛唐的天文、佛教與政治,2009.

  高照,一行禪師在天文曆法上的貢獻,法音,1984.

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