淺議沈括《十二氣歷》

楊鳳瑞 郭建華

摘 要：中華文明以農起家，而農業又與天象自然聯系緊密，因此歷法從來都是關系社會民生的大問題，然傳統陰陽合歷常常存在算法復雜、歲政不合等問題。北宋沈括創制的具有開創性意義的純陽歷《十二氣歷》，不誤農時，利于生產，克服了傳統歷法的缺陷，對于農業生產具有積極的指導意義，也對歷法的發展做出了里程碑式的貢獻。本文通過對《十二氣歷》的創制、影響和缺陷三個方面進行探討，期待對《十二氣歷》的研究有所裨益并進一步認識中國古代歷法文化，弘揚我國優秀傳統科學技術。

關鍵詞：沈括;十二氣歷;歷法

歷法作為中國古代一項極其重要的制度，在中華文化的傳承過程中起到了不可或缺的作用，因此很多學者對其從各個角度進行了研究，如竺可楨先生的《談談陽歷和陰歷的合理化》[1]、萬斗云先生的《中國古代天文歷法》[2]、王霆鈞先生的《解讀中國歷法》[3]、蓋建民先生的《道教與中國古代歷法》[4]、董煜宇先生的《從歷法改革看北宋天文管理的成效與問題》[5]等，但是對于北宋沈括所創制的《十二氣歷》少有學者涉獵，僅有吉夏先生的《從沈括的<氣歷>到太平天國的<天歷>》[6]、邵慶國先生主編的《宋代科技成就》[7]、徐晉先生的《數字解讀中國通史》[8]、丁俊奎先生的《科技文化九講》[9]等書中對此以較小篇幅略作描述，但不詳盡。據李約瑟博士的研究，從公元前370年到公元1851年，中國所推行過的歷法不少于102種[10]，然如此多的歷法大多仍以陰陽合歷為基礎，或提高精度或精簡算法，但《十二氣歷》是其中獨樹一幟的存在，它作為一種純陽歷，在某些方面甚至比現行公歷都顯得更為合理。因此，本文擬對《十二氣歷》綜合背景、影響與缺陷等方面進行初步討論，挖掘其在中國歷法史中的重要價值并探索凝結于其中的智慧。

一、十二氣歷之溯源及創制背景

中國古代的歷法，自有文字以來都是陰陽合歷，太陽歷只在一些少數民族的歷法中可見一二，而沈括破天荒地提出的《十二氣歷》是一種比現行“格里高列歷”（又作“格烈歷”）還要合理的太陽歷（即純陽歷），然在當時陰陽合歷的大背景下，沈括何以提出《十二氣歷》如此先進的歷法呢？我們發現，沈括在他的百科著作《夢溪筆談》中提到：

“樸能不用算推古今日月蝕，但口誦乘除，不差一算。凡大歷悉是算數，令人就耳一讀即能暗誦。旁通歷則縱橫誦之。嘗令人寫歷書，寫訖，令附耳讀之，有差一算者，讀至其處，則曰：‘此誤某字。其精如此。”[11]

這段話中我們可以初步探索出兩個原因。第一，太陽歷的創新或與中國傳統道教的歷法思想有關。據李志超、祝亞平先生的研究，此處《旁通歷》或與道教中存在的一種與官方歷法不同的“太陽歷”——《二十八宿旁通歷》有關[13]（如表1所示）。

從表中可以看到，此表的星宿可“縱橫誦之”。以五月一日到七日為例，橫念為“井鬼柳星張翼軫”，縱向從左右兩行交叉斜行向左念也可得，斜行錯一至兩字念亦得。如此有規律的排列自是可以讓衛樸（引文中稱“樸”）可知“此誤某字”，由此推斷，衛樸應精通《旁通歷》，而他本人也是受此啟發才提出太陽歷的算法。

沈括提出的革命性的《十二氣歷》或受衛樸啟發。衛樸，是沈括十分欣賞的一位平民天文歷算家，自幼便表現出對天文歷法濃厚的興趣，每讀到這方面的書籍時常常愛不釋手，多年的知識積累和刻苦努力，使其歷算水平達到很高的造詣，時人評之“三十六諸歷通驗者，不過得二十六，（僧）一行得二十七，樸乃得三十五，能不用算，推古今日月食”[12]。沈括在江浙一帶考察水利、農業時發現了他，并舉薦其入司天監，此后二人私交甚篤，這一點從沈括多次在《夢溪筆談》中提到衛樸時的語言可以看出，沈有時為其嘆息“樸之歷術，今古未有，為群歷人所沮，不能盡其藝，惜哉”[11]、有時贊其能力“衛樸造《奉元歷》，始知舊蝕法止用日平度，故在疾者過之，在遲者不及”[11]……還有多次在行動上力保衛樸等都能體現沈括對衛樸的欣賞，尤其是對其歷算才能的欣賞，這種欣賞使得沈括對衛樸關于歷法上的一些思想和見解持有認可和贊同的態度，因此我們可以得知衛樸其人對沈括的歷法思想影響很大，衛樸在《旁通歷》的啟發下了解了太陽歷的算法，而沈括又因衛樸的歷法思想創制出了《十二氣歷》，這樣一來我們就能夠理解沈括在陰陽合歷的大背景下創制的《十二氣歷》并不是超脫時代的產物，而是其博大精深學識的體現。

再綜合北宋的時代環境來看，北宋時期中央王朝權力并不十分集中，加上連年戰亂，國家積貧積弱，通過天文星占來實現神道設教的目的成為王朝在政治上的重要需求之一，因此北宋王朝對歷法十分重視，在其統治的167年時間里，前前后后誕生了十多部歷法，并且還有一套十分嚴格的校驗程序，如此一來，盡管是為了政治需要而創制的歷法，卻緣此不斷提高了精度，也提高了天文學家們對日月天象的認識，因此作為這一時代杰出天文學家的沈括，擁有利用太陽做歷法測算依據的先進認識，也就可以被人們所接受。此外，沈括為官時處在王安石變法（熙寧變法）時期，這一時期反對派常常利用“天變”和災異攻擊變法派。[5]所以對于提出“天變不足畏”口號并主持變法的王安石來說，他迫切需要改進前代的歷法以減少變法的阻力，在這一特殊環境下，沈括受命創制歷法時，需要打破某些慣例的創新性似乎也是自然合理的。

二、《十二氣歷》之內容及影響

我國古代制歷，一般都以夜半為一日之始，朔旦為一月之始，冬至為一歲之始。因此冬至點在星空中的位置測定是一個很重要的課題，然而冬至點在星空中的位置并不是固定不變的，所以在測算的時候常常會出現偏差，但是歷法做為中國古代各種天文活動中最重要的組成部分，是預測國家未來和命運的占星工作和國家禮儀工作的必要前提[5]，所以看起來微不足道的偏差卻往往會帶來很多不便，基于這種背景，沈括在創制《十二氣歷》時參考了前代多種歷法，以“豈可膠于一定”[11]的開創性，克服了傳統的陰陽合歷存在的“四時失位，算數繁猥”[14]的缺陷，通過以節氣定月，將一年分為十二個月，立春為元旦，大月三十一日，小月三十日的方法，使得歷法“簡單端平，上符天運”[14]，修正了中國傳統陰陽合歷中節氣與月份的關系并不固定的弊端，使得每月中一定能含有兩個節令，避免了“時已謂之春矣，而猶行肅殺之政”[14]或者“時尚謂之冬矣，而已行發生之令”[14]等問題的出現，令“四時之氣常正，歲政不相陵奪”[14]，提供了一個有利于農事安排的可靠日程。

盡管沈括提出的《十二氣歷》擁有此前其他歷法所不具備的科學性，但是在當時并沒有受到應有的重視，甚至遭受了很多攻擊，最終不但沒能長期推行，而且在南宋時就已因戰爭等緣故亡佚。但是真正優秀的成果總是會被時間證明的，七百多年后，《十二氣歷》的原理被太平天國政權所采用。太平天國政權1852年頒布的《天歷》同《十二氣歷》有很多相似之處，如《天歷》亦從農業生產發展的實際需要出發，根據農民在長期生產斗爭中積累的節氣知識，以節氣定月份，以立春為元旦，一年十二個月，節氣為月首，中氣為月中;小月三十日，大月三十一日，且大小月相間，不設置閏月，它的原理與沈括的《十二氣歷》原理基本一致。無獨有偶，九百多年后在英國推行的《蕭訥伯農歷》也與《十二氣歷》十分相似[8]。《蕭訥伯農歷》由英國氣象局局長蕭訥伯制訂，他在制訂歷法的時候將元旦放在陽歷的十一月六號（立冬節），這一做法與沈括“以立春之日為孟春之一日，驚蟄為仲春之一日”[14]的想法相差無幾。《蕭訥伯農歷》對于農業生產有很強的指導意義，此后英國氣象局一直用它來統計農業氣候和生產。盡管我們暫無法得知蕭訥伯是否受《十二氣歷》啟發，但是可以因此而發現沈括及其《十二氣歷》的先進性和合理性是經得起實踐檢驗的。

歷史上新的、正確的東西，在開始的時候常常得不到多數人的承認，只能在斗爭中曲折地發展[16]。雖然如今人們已經認識到陽歷之優于陰歷，但是這一認識是人們經過不斷探索得出的，而在當時，沈括就以一己之力，力排眾議，提出“以立春之日為孟春之一日，驚蟄為仲春之一日，如此則四時之氣常正”[14]此種獨到的見解和“予今此歷論，尤當取怪怒攻罵，然異時必有用予之說者”[11]的自信，委實值得我們敬佩。而且沈括很注重實際觀察，例如，他曾為了測得北極星準確位置進行了連續三個月夜間觀測，這種對觀測工作一絲不茍的態度為后世天文觀測者做出了表率。此外，沈括所創之歷是深入農民生活的，他在《長興集》中提到“百工、群有司、市井田野之人，莫不預焉”[15]，在制歷中啟用的衛樸也是平民出身，因為足夠注重勞動人民的創造，所以他的《十二氣歷》能夠合理地指導百姓春耕、夏種、秋收、冬藏的時間，這種科技要服務人民的科研態度也是他帶給后世科技工作者的一筆財富。

三、《十二氣歷》之缺陷

據《宋史·律歷志十五》記載：“熙寧九年（1076年）正月日食，《奉元歷》遂不效。”[17]剛剛創制的新歷法，在第二年預測日月食就失效，何故？《夢溪筆談》中沈括對此略有解釋：

“前世修歷，多只增損舊歷而已，未曾實考天度。而衛樸造歷，既正氣朔，又置五星候薄。其法須測驗每夜昏曉夜半月及五星所在度秒置薄錄之，滿五年，其間剔去云陰及晝見數外，可得三年實行，然后以算術綴之，古所謂綴術者此也。是時司天歷官，皆承世族，隸名食祿，本無知歷者，惡樸之術過己，群沮之，屢起大獄。雖不能搖樸，而候薄至今不成。樸以無候薄，未能盡其術，但增損舊歷，正其甚謬處，十得五六而已。”[11]

前代的歷法制訂時并沒有完全客觀的尊重天文數據，僅僅在舊歷的基礎上做了一些修改補充，所以一些天文數據并不正確，使得衛樸造歷時沒有足夠的、可參考的數據，不得不完成很多繁雜的前期準備工作，這無形增加了造歷的工作量。這是很客觀的一點，但更深層次的原因沈括沒有寫出來，當時的司天監已經不是一個僅僅進行天文觀測的機構了，它更像是權力的傀儡，所以在其中的很多人為了官位安全都選擇了明哲保身的態度，不求有功但求無過，緣此，沈括在推進新歷法的制訂時，對于其中一些尸位素餐的官吏百般阻撓委實無能為力，對新造歷法最重要校驗修正工作也無法正常開展。由于被無形增大的工作量和無法進行的檢驗工作所阻礙，倉促實行的《十二氣歷》在預報日月食的問題上出現紕漏也就不足為奇。不過任何事情都具有兩面性，也正是借這個機會，沈括得到皇帝許可后和技術人員用渾儀、浮漏、圭表重新觀測了天象，提出把閏十二月改為閏正月、把歷法的起始時間從午時改為子時的主張，并且通過實際的晷影長度測量的校驗使司天監等部門最終不得不接受改歷的建議。

然而走在時代前面的人畢竟是孤獨的，《續資治通鑒長編》記載：“至元豐元年（1078年）閏正月甲午，神宗又下詔曰：又前閏正月，歲在戊子，今復閏于戊午，恐理亦不謬，亦更不須考究。其所差講究新立官等并罷，衛樸給路費錢二十千。”[18]沈括傾注大量心力的《十二氣歷》修訂工作，終究因一紙行政命令而終結，沈括自己也提到“正其甚謬處，十得五六而已”[11]，所以盡管《十二氣歷》相較先前歷法精度有所提高，但在準確性方面仍有一定進步空間。

綜上所述，我們認為，沈括晚年提出的《十二氣歷》，盡管由于時代的局限性不可避免的存在一些缺陷，但是畢竟瑕不掩瑜，為此我們從三個方面進一步對其進行了探討，并且認為《十二氣歷》是他在變法時期支持新生力量并迎擊守舊勢力的斗爭產物，也是他親身參加天文觀測并充分尊重勞動人民主體地位的必然結果。沈括的這一歷法以古代先民在長期生產實踐中總結出來的二十四節氣為依據，用十二個節氣來規定十二個月份，使得大小月相間排列、較為整齊，且做到了將歷法上的季節氣候變化與農事忙閑相統一，有效地指導了農事安排，是中國古代歷法中的杰出代表，也是歷法史上的一次重大創新和里程碑式飛躍。（指導老師：倪永明，周渡）

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