宋朝的天文地理发展如何？

异常天象与上天意志

就在宋朝朝野上下为了当朝皇帝的生父如何祭祀而争论不休、政局混乱的同时，遥远的西方有一个军团从欧洲大陆的诺曼底渡海进攻英格兰。侵略者进攻的前方天空出现耀眼的彗星，他们认为这个现象是上帝赞许自己征服大业的吉兆。这支军团的首领后来号称“征服王威廉公爵”。几百年后，征服世界七大海，给中国带来“西洋的冲击”的那个国家的基础，就是这时建立的。

同样的天文现象，宋朝也在治平三年（1066）观察到并记录到史书中。不用说，濮议中批判政府的一派把这作为自己批判的论据，强调这是天意。因为彗星出现，为了表示对上天的敬畏，英宗皇帝也不从正殿出行了，饮食也简素了。不用真刀实枪而用笔杆子争斗的政局，第二年因英宗的驾崩和参知政事欧阳修的下台而落下帷幕。由此可见，这个时期，不论中外，天体的异常现象都被看作是上天（神）意向的显现。

数百年后，高举理性旗帜启蒙后的欧洲人，开始嘲笑欧阳修的后人们见天变就变脸是迷信行为。学了一点儿西洋学问的东洋知识分子，也开始用无可奈何的表情看自己同类的窘相。天体的异常现象只能是万物之长的灵长类的观察对象，绝不是什么值得烦恼的事件。日蚀、月蚀、行星大接近而发出的异常光亮、雨一样降下的流星群等，所有的现象都只不过是我们灵长类可以预测的现象而已。认为那是什么凶兆的，只能是还没有被启蒙的“愚民”。如此这般，当年狂言“天变不足畏”的那位宰相，就被高度评价为罕有的先知先觉者。

但是，果真如此吗？中国远在古代就已经开始天文预测，实际上也一直在预测。但是，人们还是把那些现象看作上天的警告。就连王安石都在凶兆日蚀因阴天多云看不到时，向皇帝上奏“恭喜恭喜！”天体的运行难道真与人间社会毫无关系吗？西洋人看作军神的火星时隔六万年与地球大接近的那一年，发生了被称作“文明的冲突”的战争。我们知道这可是最近刚刚发生的事件。

61 宋代改历一览

中国人为什么对天体运行一直细心观察呢？科学史家强调中国的天文学特别具有公共性。天文学自古被作为朝廷的秘密学问代代相传，禁止民间人士随便学习。因为这是关乎王权存立的最重要事项。天命的推移如果通过天文观测能进行预测，或者有人那么主张的话，那么搞不好当代王朝就可能成为易姓革命的对象。自己就是靠这个手段获得禅让的现在的皇家，皇位到手后立场逆转，得时刻警惕别人效仿自己。宋王朝也没有什么不同。

天文学与历学

严密观测天象是为了通过各种手段对可以预料到的异常现象进行预测，尽量减少异常现象所可能带来的事件性，或者是为了制作正确预测异常现象中定时发生的日蚀和月蚀出现时日的历书。如表61所示，外行几乎看不出什么差异的历法改革在宋代频繁进行，其实主要原因就在于此。日蚀如果没有在该月初一预报的时刻发生那就麻烦了。相反的，那些误差正好是检证和确认历法精度的决定性要素。南宋初期，优秀天文官被劫持到北方去后，朝廷遂命令一位虽没有任何官位，但能正确预测日蚀、名叫陈得一的人做新历（统元历）。后来还进行过很多次改历，理由都是因为观测到的天体实际运行与正在使用的历法的理论数值有误差。

以观测为主的天文学与数理上的历学，在中国虽然是被划分成两个学问，但是却也是紧密结合的。中国自古就把恒星按位置排列在天空的坐标上，然后用线连接制作成星座图，称之为星宿图。

星宿图是平面图，其实中国人还制作了通过立体模型再现恒星位置的天球仪——读者可以想象小型天象仪，称作浑仪。宋代代表性星宿图是现在还保存在苏州的孔庙内的淳祐七年（1247）制作的石刻天文图，而代表性的浑仪是元祐七年（1092）苏颂等人受命制作的浑仪。苏颂等把他们制作浑仪和别的观测仪器的经过以及成果编写成三卷《新仪象法要》。《新仪象法要》收录有浑仪上的星座的平面图。令人注目的元祐浑仪是用水做动力的。

苏州的天文图和元祐时期的浑仪，都没有显示宋代的独特性，而且也不是宋代独一无二的。苏州的天文图的原图是绍熙年间初期（1190年前后）一个叫黄裳的人画的。据传苏州的天文图是仿照四川的图摹刻的。黄裳的图也不是他自己一个人画出来的，他是根据以前国立天文台的观测结果制作的。浑仪远在先秦时代就已经存在，宋代一共制作过六次，都在北宋时期。太宗时太平兴国五年（980）是第一次，第五次是熙宁七年（1074）沈括设计制作的。《梦溪笔谈》卷七和卷八有详细记载。

作为天文学基础的纯数学

可是，《梦溪笔谈》的这些记载却都在“象数”篇里。“象”（现象的类型）和“数”作为宇宙的构成要素自古就被中国人认识。最早解说象数原理的是《易经》。历法的数值总是摆脱不了易学影响的原因就在于此。被看作唐代历书最高杰作的僧一行的历也被用《易经》的术语称作“大衍历”，就是因为其理论背景是易学。沈括的《梦溪笔谈》的“象数”篇就是从介绍这个大衍历以来的改历经过开始，然后才是关于历、天文、占术、气象、病理、音响物理等的话题。这些都被划入“象数”一类。奠定了这些科学技术进步的纯数学，在宋朝也取得了伟大成果。

宋朝最有名的数学家是南宋末期的秦九韶。他其实并不是一个只会闭门造车的理论数学家，他对天文、音乐理论、建筑等都有很深的造诣。秦九韶所著《数书九章》（亦称《数学九章》）全十八卷，虽然是按中国数学书的惯例都是应用题及其解答，但是问题的类型却分为九类，各类九问，共计八十一题。这个构成充满了数的神秘主义思考（明眼的读者由本书的章节排列肯定已经看出了什么。易的筮竹数为五十根，司马光解释为“五乘十”）。

62 天文图（右）、地理图（中）、帝王绍云图（左）（内藤氏原藏 现京都大学人文科学研究所藏）　平江府（今苏州）所立石碑拓本

使秦九韶名垂青史的是他发现了高次方程的数值求法。而这个求法西洋人六百年后才发现，他们用发现者的名字命名为霍纳算法（Horner algorithm）。中国出版的科学史书籍为了宣扬民族主义，还给第一发现者正当权利，提倡应该称作“秦九韶算法”。这是一个合情合理的倡议。但是秦九韶发现这个求法运用的是易的理论，这点却是日本研究家们指出的。由此可见易学作为奠定所有自然科学基础的学术，君临于宋代人的意识形态中。

知贯天地人

我们把话题再返回现在苏州的那张天文图上。这张图其实是总四张图中的一张。四张图中的一张现已不存。另外两张为地理图和帝王绍运图。帝王绍运图其实就是历代皇帝一览。地理图就是大宋帝国的山川城郭图。现代日语还在使用的天文、地理，其实是一对具有古老历史的词汇。

既然有描绘天体状况的图，当然就应该有描绘地面状况的图。但是详细的地形图作为军事机密有泄漏给敌国的危险。前边介绍过的苏轼的忧虑就在于此。详细、正确的地图，是进军时必不可少的。

但是，我们这里想关注的是苏州地理图所描绘的范围。这里描绘的并不是宋国实际统治的南宋地区，而是理念上的宋国，也就是统治华北、势盖燕云十六州的理想中的中华帝国的全姿。