»  科學家  2010-03-01 耿寿昌

 

耿寿昌〈删补九章算术〉江铭辉五梦网
 
图:耿寿昌(Geng Shouchang,中国人,约公元前100年)
耿寿昌,生卒年月不详,汉宣帝(公元前73至48年)时,因善于计算,能商功利,长于运筹,被任命为大司农中丞(中承:汉代御史大夫,分御中丞、中丞,中丞为执法者,掌管图籍、秘书,受公卿奏章,弹劾不法事件,大司农中丞即管钱财、粮食的长管)。
耿寿昌把精通计算的长才运用到一般人民生计,成效颇着。譬如:他于边境中储藏粮谷,羌人不敢侵犯,又在边郡筑粮仓储谷,谷价跌时加价买进,谷价上涨时减价出售,称为”常平仓”,人民感到非常便利,皇上于是赐他为关内侯。除了商功外,他也利用其算数长才,主持土木工程,汉宣帝的陵墓就是他主持修建的。
耿寿昌不但在数学方面很有成就,在天文方面也颇有造诣。他在数学及天文学的贡献如下:
一、删补<九章算术>
他继张苍后,继续整理及补充<九章算术>,使该书更加完整。
二、     历史上记载制造中国最早的浑象,并使用浑仪观测日、月运行
“浑”字在中国古代有圆球的意思,汉代张衡(Zhang Heng)说:「立圆为浑」。浑仪是由许多同心环组成观测星球位置及其他天文数据的仪器,浑象是一种用来表演天体视运动的仪器,它是在一个圆球上刻画或镶嵌星座、赤道、黄道、恒隐圈、恒显圈等,它可绕极轴转动,以演示天体的东升西落和现代的天球仪相似。
盖天说是中国最古老的一种讨论天地结构的体系,最早记载盖天学说的书是<周髀算经>,它是中国一本古老的数学书,大概是战国时代的作品,内容叙述周公与商高的问答,其中涉及一些天文方面思想,盖天说主张天是圆形,像一个大锅盖,地是方形像棋盘,三国演义,诸葛亮说:「苍天如圆盖,陆地如棋局,世人分黑白,往来争荣辱……。」就是受盖天说的影响(图1),盖天说更进一步指出,天顶离地的高度是八万里,四边下垂,而地则是每边八十一万里,同时日月星辰也都在这半圆盖上运动,不会没到大地下面。诚然,盖天说有其缺失,例如:1. 天盖是否直接盖住地面,如何盖?这一点,天盖说的专家说:「天的圆盖并不直接连到大地上,而是像大伞似的悬在地的上空,有绳子绑住它的枢纽,周围有八根柱子撑着。所谓八根天柱,指的是地面大山,至于绳子就只好凭空想象,战国时代名诗人屈原(Qu Yuan,公元前340至278年),就对八柱提出质疑」;2.日月星辰是如何出没在天地之间?专家又说:「日月星辰并无所谓出没,譬如太阳的出没,只是因太阳离得远,人看不见,谓之”日没”,离得近,称之”日出”」,但这也说不通,因为我们平常观察日没日出,明明是看它从地平面升起,又向地平面沉下,如果因为远近的原因,则应该看见日出时太阳越来越大,日末时太阳越来越小。
 
  
图1:盖天说的示意图
由于盖天理论的缺失,为了实际的需要,到了西汉一些知名的天文学家就开始摸索想出了「浑天说」,浑天的思想其实早在战国时期就已萌芽,到了西汉名天文学家如杨雄(Yuang Xiong,汉成都人,公元前53至公元18年,为人口吃博学,着有甘泉赋、河东赋、法言、太玄经等)、落下闳(中国民间天文学家,活动于公元前100年,他发扬了中国的浑天说,也是太初历作者之一)、耿寿昌皆支持此学说。浑天说认为天是一整球,一半在地上,一半在地下,日月星辰随天球而运动,有时看不见是因为它们转到地面下去了。浑天说虽然是汉朝天文学家为了更好解释天文现象,避开盖天说所遭遇困难而产生的,但浑天说亦有其无法解释之处,譬如:大地究竟是属于平坦或是圆形?且大地如何悬浮在中央,而不坠落(因为那时并不知道万有引力这完意),浑天说的学者(譬如张衡)有人认为:宇宙像一颗鸡蛋,上天像蛋壳,大地像蛋黄,而大地之所以不会坠落是由于大地四周有水,它被水支撑着。
  
 
图2:张衡与其制造的侯风地动仪
张衡(东汉西鄂人,公元78至139年,通晓天文历算,所制的浑天仪及侯风地动仪,为当代最精良仪器,着有”两京赋”,内容多讥讽社会的奢靡)
 
 
由于盖天说早已深植人心,支持者亦不少,因此从此就与浑天说展开千年的争论。浑天说学者一方面举出其理论根据,即:全部天球的星星不能同时被看见,每次只能看到部分,28星宿总是半隐半现,同时日月星辰总是从地下升起,又从地下没落。
同时,为实验证明浑天说的正确性,他们进一步发明了浑象仪,以实物来证明浑天说的理论。
杨雄他原先是相信盖天说的,但后来发现盖天说有许多问题,提出八个问题质疑盖天说,即所谓的「离盖天八事」,并改信浑天说。他对落下闳及耿寿昌在浑天说所作的努力,推崇备至,他说:「或问落下闳对浑天学说的努力,没有人不称赞,至于耿中丞所制造的浑象仪之巧妙,没有一个人能达到」。
耿寿昌为了解释浑天理论所发明的铜制浑象,可能是历史上记载最早可查的浑象仪了。时至东汉张衡(Zhang Heng,中国东汉西鄂人,公元78至139年)(图2)进一步制造了更精密用水力来推动的”水运浑象仪”,它一日刚好转一圈,仪器装置在密室内,另外派人在外面直接观测夜空,当浑象转到某一位置时,密室内的仪器会标出夜空中间的星球,且显示某星刚从地平面升起或某星刚落下地平面,这时外面的人从实际夜空也看到同样的天象,这个表演轰动了整个京城。

至于浑仪在中国也已有悠久的历史,它一直是中国人观测天象最有力的工具,耿寿昌据说曾将它增加一个赤道环(亦有人说是落下闳改进的),用来观测太阳及月球的运动情形,他也将此成果写成<月行帛图>232卷,<月行度>2卷。

網站負責人

會員作品

最新消息

意見箱

忘記密碼

會員作品

數學

化學

生物(健康)

物理

氣象與地震

環保與能源

工程

花的故事

國旗、國徽

萬事起源

幽默與趣譚

傳說與神話

佛教、道教

基督教、天主教

股票(財經)漫談

財經資訊

商場策略

投資、理財

你知道嗎?

似是而非?

你夠聰明嗎?

你該怎麼辦?

科學家

文學家

藝術家

台灣名人

名人軼事

名人幽默

政治與軍事

歷史不會倒退

談諾貝爾精神

論六道輪迴

历史不会倒退(简体)

谈诺贝尔精神(简体)

论六道轮回(简体)

世界文選

世界寓言

中國文選

中國寓言

偵探小說