浅议沈括《十二气历》

杨凤瑞 郭建华

摘 要：中华文明以农起家，而农业又与天象自然联系紧密，因此历法从来都是关系社会民生的大问题，然传统阴阳合历常常存在算法复杂、岁政不合等问题。北宋沈括创制的具有开创性意义的纯阳历《十二气历》，不误农时，利于生产，克服了传统历法的缺陷，对于农业生产具有积极的指导意义，也对历法的发展做出了里程碑式的贡献。本文通过对《十二气历》的创制、影响和缺陷三个方面进行探讨，期待对《十二气历》的研究有所裨益并进一步认识中国古代历法文化，弘扬我国优秀传统科学技术。

关键词：沈括;十二气历;历法

历法作为中国古代一项极其重要的制度，在中华文化的传承过程中起到了不可或缺的作用，因此很多学者对其从各个角度进行了研究，如竺可桢先生的《谈谈阳历和阴历的合理化》[1]、万斗云先生的《中国古代天文历法》[2]、王霆钧先生的《解读中国历法》[3]、盖建民先生的《道教与中国古代历法》[4]、董煜宇先生的《从历法改革看北宋天文管理的成效与问题》[5]等，但是对于北宋沈括所创制的《十二气历》少有学者涉猎，仅有吉夏先生的《从沈括的<气历>到太平天国的<天历>》[6]、邵庆国先生主编的《宋代科技成就》[7]、徐晋先生的《数字解读中国通史》[8]、丁俊奎先生的《科技文化九讲》[9]等书中对此以较小篇幅略作描述，但不详尽。据李约瑟博士的研究，从公元前370年到公元1851年，中国所推行过的历法不少于102种[10]，然如此多的历法大多仍以阴阳合历为基础，或提高精度或精简算法，但《十二气历》是其中独树一帜的存在，它作为一种纯阳历，在某些方面甚至比现行公历都显得更为合理。因此，本文拟对《十二气历》综合背景、影响与缺陷等方面进行初步讨论，挖掘其在中国历法史中的重要价值并探索凝结于其中的智慧。

一、十二气历之溯源及创制背景

中国古代的历法，自有文字以来都是阴阳合历，太阳历只在一些少数民族的历法中可见一二，而沈括破天荒地提出的《十二气历》是一种比现行“格里高列历”（又作“格烈历”）还要合理的太阳历（即纯阳历），然在当时阴阳合历的大背景下，沈括何以提出《十二氣历》如此先进的历法呢？我们发现，沈括在他的百科著作《梦溪笔谈》中提到：

“朴能不用算推古今日月蚀，但口诵乘除，不差一算。凡大历悉是算数，令人就耳一读即能暗诵。旁通历则纵横诵之。尝令人写历书，写讫，令附耳读之，有差一算者，读至其处，则曰：‘此误某字。其精如此。”[11]

这段话中我们可以初步探索出两个原因。第一，太阳历的创新或与中国传统道教的历法思想有关。据李志超、祝亚平先生的研究，此处《旁通历》或与道教中存在的一种与官方历法不同的“太阳历”——《二十八宿旁通历》有关[13]（如表1所示）。

从表中可以看到，此表的星宿可“纵横诵之”。以五月一日到七日为例，横念为“井鬼柳星张翼轸”，纵向从左右两行交叉斜行向左念也可得，斜行错一至两字念亦得。如此有规律的排列自是可以让卫朴（引文中称“朴”）可知“此误某字”，由此推断，卫朴应精通《旁通历》，而他本人也是受此启发才提出太阳历的算法。

沈括提出的革命性的《十二气历》或受卫朴启发。卫朴，是沈括十分欣赏的一位平民天文历算家，自幼便表现出对天文历法浓厚的兴趣，每读到这方面的书籍时常常爱不释手，多年的知识积累和刻苦努力，使其历算水平达到很高的造诣，时人评之“三十六诸历通验者，不过得二十六，（僧）一行得二十七，朴乃得三十五，能不用算，推古今日月食”[12]。沈括在江浙一带考察水利、农业时发现了他，并举荐其入司天监，此后二人私交甚笃，这一点从沈括多次在《梦溪笔谈》中提到卫朴时的语言可以看出，沈有时为其叹息“朴之历术，今古未有，为群历人所沮，不能尽其艺，惜哉”[11]、有时赞其能力“卫朴造《奉元历》，始知旧蚀法止用日平度，故在疾者过之，在迟者不及”[11]……还有多次在行动上力保卫朴等都能体现沈括对卫朴的欣赏，尤其是对其历算才能的欣赏，这种欣赏使得沈括对卫朴关于历法上的一些思想和见解持有认可和赞同的态度，因此我们可以得知卫朴其人对沈括的历法思想影响很大，卫朴在《旁通历》的启发下了解了太阳历的算法，而沈括又因卫朴的历法思想创制出了《十二气历》，这样一来我们就能够理解沈括在阴阳合历的大背景下创制的《十二气历》并不是超脱时代的产物，而是其博大精深学识的体现。

再综合北宋的时代环境来看，北宋时期中央王朝权力并不十分集中，加上连年战乱，国家积贫积弱，通过天文星占来实现神道设教的目的成为王朝在政治上的重要需求之一，因此北宋王朝对历法十分重视，在其统治的167年时间里，前前后后诞生了十多部历法，并且还有一套十分严格的校验程序，如此一来，尽管是为了政治需要而创制的历法，却缘此不断提高了精度，也提高了天文学家们对日月天象的认识，因此作为这一时代杰出天文学家的沈括，拥有利用太阳做历法测算依据的先进认识，也就可以被人们所接受。此外，沈括为官时处在王安石变法（熙宁变法）时期，这一时期反对派常常利用“天变”和灾异攻击变法派。[5]所以对于提出“天变不足畏”口号并主持变法的王安石来说，他迫切需要改进前代的历法以减少变法的阻力，在这一特殊环境下，沈括受命创制历法时，需要打破某些惯例的创新性似乎也是自然合理的。

二、《十二气历》之内容及影响

我国古代制历，一般都以夜半为一日之始，朔旦为一月之始，冬至为一岁之始。因此冬至点在星空中的位置测定是一个很重要的课题，然而冬至点在星空中的位置并不是固定不变的，所以在测算的时候常常会出现偏差，但是历法做为中国古代各种天文活动中最重要的组成部分，是预测国家未来和命运的占星工作和国家礼仪工作的必要前提[5]，所以看起来微不足道的偏差却往往会带来很多不便，基于这种背景，沈括在创制《十二气历》时参考了前代多种历法，以“岂可胶于一定”[11]的开创性，克服了传统的阴阳合历存在的“四时失位，算数繁猥”[14]的缺陷，通过以节气定月，将一年分为十二个月，立春为元旦，大月三十一日，小月三十日的方法，使得历法“简单端平，上符天运”[14]，修正了中国传统阴阳合历中节气与月份的关系并不固定的弊端，使得每月中一定能含有两个节令，避免了“时已谓之春矣，而犹行肃杀之政”[14]或者“时尚谓之冬矣，而已行发生之令”[14]等问题的出现，令“四时之气常正，岁政不相陵夺”[14]，提供了一个有利于农事安排的可靠日程。

尽管沈括提出的《十二气历》拥有此前其他历法所不具备的科学性，但是在当时并没有受到应有的重视，甚至遭受了很多攻击，最终不但没能长期推行，而且在南宋时就已因战争等缘故亡佚。但是真正优秀的成果总是会被时间证明的，七百多年后，《十二气历》的原理被太平天国政权所采用。太平天国政权1852年颁布的《天历》同《十二气历》有很多相似之处，如《天历》亦从农业生产发展的实际需要出发，根据农民在长期生产斗争中积累的节气知识，以节气定月份，以立春为元旦，一年十二个月，节气为月首，中气为月中;小月三十日，大月三十一日，且大小月相间，不设置闰月，它的原理与沈括的《十二气历》原理基本一致。无独有偶，九百多年后在英国推行的《萧讷伯农历》也与《十二气历》十分相似[8]。《萧讷伯农历》由英国气象局局长萧讷伯制订，他在制订历法的时候将元旦放在阳历的十一月六号（立冬节），这一做法与沈括“以立春之日为孟春之一日，惊蛰为仲春之一日”[14]的想法相差无几。《萧讷伯农历》对于农业生产有很强的指导意义，此后英国气象局一直用它来统计农业气候和生产。尽管我们暂无法得知萧讷伯是否受《十二气历》启发，但是可以因此而发现沈括及其《十二气历》的先进性和合理性是经得起实践检验的。

历史上新的、正确的东西，在开始的时候常常得不到多数人的承认，只能在斗争中曲折地发展[16]。虽然如今人们已经认识到阳历之优于阴历，但是这一认识是人们经过不断探索得出的，而在当时，沈括就以一己之力，力排众议，提出“以立春之日为孟春之一日，惊蛰为仲春之一日，如此则四时之气常正”[14]此种独到的见解和“予今此历论，尤当取怪怒攻骂，然异时必有用予之说者”[11]的自信，委实值得我们敬佩。而且沈括很注重实际观察，例如，他曾为了测得北极星准确位置进行了连续三个月夜间观测，这种对观测工作一丝不苟的态度为后世天文观测者做出了表率。此外，沈括所创之历是深入农民生活的，他在《长兴集》中提到“百工、群有司、市井田野之人，莫不预焉”[15]，在制历中启用的卫朴也是平民出身，因为足够注重劳动人民的创造，所以他的《十二气历》能够合理地指导百姓春耕、夏种、秋收、冬藏的时间，这种科技要服务人民的科研态度也是他带给后世科技工作者的一笔财富。

三、《十二气历》之缺陷

据《宋史·律历志十五》记载：“熙宁九年（1076年）正月日食，《奉元历》遂不效。”[17]刚刚创制的新历法，在第二年预测日月食就失效，何故？《梦溪笔谈》中沈括对此略有解释：

“前世修历，多只增损旧历而已，未曾实考天度。而卫朴造历，既正气朔，又置五星候薄。其法须测验每夜昏晓夜半月及五星所在度秒置薄录之，满五年，其间剔去云阴及昼见数外，可得三年实行，然后以算术缀之，古所谓缀术者此也。是时司天历官，皆承世族，隶名食禄，本无知历者，恶朴之术过己，群沮之，屡起大狱。虽不能摇朴，而候薄至今不成。朴以无候薄，未能尽其术，但增损旧历，正其甚谬处，十得五六而已。”[11]

前代的历法制订时并没有完全客观的尊重天文数据，仅仅在旧历的基础上做了一些修改补充，所以一些天文数据并不正确，使得卫朴造历时没有足够的、可参考的数据，不得不完成很多繁杂的前期准备工作，这无形增加了造历的工作量。这是很客观的一点，但更深层次的原因沈括没有写出来，当时的司天监已经不是一个仅仅进行天文观测的机构了，它更像是权力的傀儡，所以在其中的很多人为了官位安全都选择了明哲保身的态度，不求有功但求无过，缘此，沈括在推进新历法的制订时，对于其中一些尸位素餐的官吏百般阻挠委实无能为力，对新造历法最重要校验修正工作也无法正常开展。由于被无形增大的工作量和无法进行的检验工作所阻碍，仓促实行的《十二气历》在预报日月食的问题上出现纰漏也就不足为奇。不过任何事情都具有两面性，也正是借这个机会，沈括得到皇帝许可后和技术人员用浑仪、浮漏、圭表重新观测了天象，提出把闰十二月改为闰正月、把历法的起始时间从午时改为子时的主张，并且通过实际的晷影长度测量的校验使司天监等部门最终不得不接受改历的建议。

然而走在时代前面的人毕竟是孤独的，《续资治通鉴长编》记载：“至元丰元年（1078年）闰正月甲午，神宗又下诏曰：又前闰正月，岁在戊子，今复闰于戊午，恐理亦不谬，亦更不须考究。其所差讲究新立官等并罢，卫朴给路费钱二十千。”[18]沈括倾注大量心力的《十二气历》修订工作，终究因一纸行政命令而终结，沈括自己也提到“正其甚谬处，十得五六而已”[11]，所以尽管《十二气历》相较先前历法精度有所提高，但在准确性方面仍有一定进步空间。

综上所述，我们认为，沈括晚年提出的《十二气历》，尽管由于时代的局限性不可避免的存在一些缺陷，但是毕竟瑕不掩瑜，为此我们从三个方面进一步对其进行了探讨，并且认为《十二气历》是他在变法时期支持新生力量并迎击守旧势力的斗争产物，也是他亲身参加天文观测并充分尊重劳动人民主体地位的必然结果。沈括的这一历法以古代先民在长期生产实践中总结出来的二十四节气为依据，用十二个节气来规定十二个月份，使得大小月相间排列、较为整齐，且做到了将历法上的季节气候变化与农事忙闲相统一，有效地指导了农事安排，是中国古代历法中的杰出代表，也是历法史上的一次重大创新和里程碑式飞跃。（指导老师：倪永明，周渡）

参考文献：

[1]竺可桢.谈谈阳历和阴历的合理化[J].文汇报，1962.

[2]万斗云.中国古代天文历法[J].贵州民族研究，1998（1）：71-79.

[3]王霆钧.解读中国历法[J].自然辩证法研究，2001（11）：37-40，47.

[4]盖建民.道教与中国古代历法[J].宗教学研究，2005（3）：20-24，6.

[5]董煜宇.从历法改革看北宋天文管理的成效与问题[J].上海交通大学学报（哲学社会科学版），2008（1）：56-61.

[6]吉夏.从沈括的《气历》到太平天国的《天历》[J].人民教育，1974（11）：26-28.

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[8]徐晋书.数字解读中国通史（图文版）[M].北京：现代出版社，2017.

[9]丁俊奎.中华文化公开课 科技文化九讲[M].北京：中国商业出版社，2018.

[10]李约瑟.中华科学文明史（2）[M].上海：上海人民出版社，2002：86.

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[16]毛泽东.关于正确处理人民内部矛盾的问题[N].人民日报，1957-06-19.

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