明代历法的计算机模拟分析与综合研究

论文摘要

本论文主要根据新发现的史料,采用计算机模拟分析的方法,结合明代的政治和社会背景,对明代历法的发展进行了新的探讨和研究。全文共分基本史料、精度分析、政治社会三篇。论文的基本史料篇逐一对大统系列和回回系列历法著作进行了内容比较和版本辨析,厘清了两大系列历法著作各自的特点以及两部历法的基本发展情况。揭示了大统系列历法和回回系列历法在发展过程中所形成的一些特有“传统”。论文的精度分析篇在解读历法算法的基础上,对大统历和回回历法进行了完整的计算机编程处理。通过计算机模拟推算,对大统历和回回历法在日月食预报、五星运动等方面的推算精度进行了分析。通过比较大统历各版本在交食算法上的差异,分析得出明代官方大统历推算中实际依据的是《大统历法通轨》,而并非是此前学者们一直认为的《明史》本大统历。研究还发现《授时历经》在计算交食时,会随着时间的推移而出现推算“后天”的现象,《大统历法通轨》则针对《授时历经》当时推算的误差,对“应数”和算法做了部分调整,使得交食预测精度有了明显的提高,这说明元统等人在明初所做的历法调整工作是卓有成效的,至少在授时历的框架内,使历法得到了明显的改善。但是由于元统等人在历法修订的过程中没有跳出授时历的基本框架,故依然无法摆脱授时历中交食推算“后天”这一缺陷所带来的影响,使得大统历在明末时也同样出现交食推算“后天”的现象。对此,明末的一些民间学者提出了相应的解决方案,经过对其进行计算机模拟计算证明,这种法案确实是有效的。此外,该篇通过对日本内阁文库藏明刊本《回回历法》的交食和日月运动情况进行计算机模拟推算和精度分析,表明虽然很多史料对回回历法给予了较高的评价,但回回历法在交食时刻的推算方面其实并不不理想,其精度远不及同时期的大统历,但在食分的推算上回回历法却比大统历具有一定的优势,这也使得回回历法在与大统历长期参用的过程中发挥了重要作用。该篇还通过计算机模拟推算,对大统历和回回历法行星运动的精度进行了分析,并对回回历法恒星星表中的各恒星进行了认证。在对《宣德十年月五星凌犯》进行分析时,还发现月五星凌犯的推算是回回历法在其使用过程中的一项重要功能。论文的政治社会篇对朱元璋时期的天文历法发展情况进行了讨论,认为由于朱元璋对天文和历法工作的重视和支持,使得明初的天文历法工作取得了良好的成效,这对整个明代天文和历法的发展也产生了很大影响。此外,根据最新发现的史料,对“正统已巳历日改革”事件进行了探究,表明由于“土木事变”的偶然发生,导致正统年间这次单纯的历法调整受到了政治事件和社会环境的干预和影响。由于中国历史上各个朝代天文历法的发展往往摆脱不了相关制度的制约及影响,所以该编还从明代钦天监的日常管理和制度方面,讨论了钦天监的日常工作,以及监内一些弊病对当时天文历法发展所造成的影响。该编的最后还从历法是否修?历法何人修?历法如何修?以及历法改革所需的环境和时机等方面对明代历法的改革过程进行了分析和讨论。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 序言
• 一、选题意义
• 二、前人的研究及本论文拟解决的问题
• 三、本文的技术路线
• 上篇：基本史料篇
• 第1章 大统系列历法著作辨析
• 1.1 元统《大统历法通轨》
• 1.2 朝鲜李朝《七政算内篇》
• 1.3 周相刊印《大明大统历法》
• 1.4 朱载堉《黄钟历法》和《圣寿万年历》
• 1.5 朱仲福《折中历法》
• 1.6 邢云路《古今律历考》
• 1.7 魏文魁《历元》、《历测》
• 1.8 梅文鼎《历学骈枝》和《大统历志》
• 1.9 王锡阐《大统历法启蒙》
• 1.10 明史系列《大统历》
• 1.11 小结
• 第2章 回回系列历法著作辨析
• 2.1 刘信《西域历法通径》
• 2.2 朝鲜李朝《七政算外篇》
• 2.3 贝琳版《回回历法》
• 2.4 袁黄《历法新书》
• 2.5 明史系列《回回历法》
• 2.6 小结
• 中篇：精度分析篇
• 第3章 大统历交食精度研究
• 3.1 官方各版本的交食算法差异比较
• 3.1.1 月食时差观点及算法的差异
• 3.1.2 月食定用分与既内分的差异
• 3.2 大统历交食推算与精度分析
• 3.2.1 食甚时刻误差分析
• 3.2.2 食分大小误差分析
• 3.3 交食推算与“应数”调整问题
• 3.4 从交食推算看明代大统历的版本
• 3.5 结论
• 第4章 回回历法交食精度研究
• 4.1 回回历法和大统历交食精度比较与分析
• 4.2 对《明实录》中回回历法交食史料分析
• 4.3 回回历法太阳、太阴黄道经纬度的误差
• 4.4 结论与讨论
• 第5章 明代历法的行星和恒星研究
• 5.1 大统历的行星精度计算分析
• 5.2 授时历和大统历四余的差异
• 5.3 回回历法行星精度计算分析
• 5.4 回回历法恒星星表初步研究
• 5.5 回回历法月五星凌犯的研究
• 5.5.1 《宣德十年月五星凌犯》简介
• 5.5.2 《回回历法》月五星凌犯推算
• 下篇：政治社会篇
• 第6章 朱元璋与明代天文历法
• 6.1 朱元璋对天文历法的需求和态度
• 6.1.1 朱元璋对军事星占的重视
• 6.1.2 朱元璋对天文历法的态度
• 6.1.3 朱元璋对日中黑子的担忧
• 6.2 朱元璋时期开展的天文历法工作
• 6.2.1 搜揽天文历法及相关人才
• 6.2.2 观象台及天文仪器的建造
• 6.2.3 组织编修天文和星占书籍
• 6.2.4 支持大统和回回历法编修
• 6.3 朱元璋天文教育对其子孙的影响
• 6.4 结语
• 第7章 正统已巳历日改革探究
• 7.1 正史对“正统已巳改历”的记载
• 7.2 正统年间昼夜时刻调整原因分析
• 7.3 景泰年间改回昼夜时刻原因探究
• 7.4 后世对“正统已巳改历”的看法
• 7.5 结语
• 第8章 明代钦天监人事及管理探赜
• 8.1 明代钦天监的贪污徇私
• 8.2 明代钦天监中的传奉官
• 8.3 明代钦天监的人员规模
• 8.4 明代钦天监与科举制度
• 8.5 明代钦天监的天象观测
• 第9章 明代历法的争论和改革
• 9.1 历法是否修？
• 9.2 历法何人修？
• 9.3 历法如何修？
• 9.4 改历的环境和时机
• 附录：本文计算机模拟分析方法的介绍
• 一、计算机模拟分析在天文学史研究中的应用
• 二、本论文对历法进行计算机模拟分析的实现
• 三、程序界面及相关说明
• 四、对程序可靠性的校验
• 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果