邢云路
中国明代天文学家
邢云路(1549年—17世纪初叶),字士登,号泽宇,安肃(今徐水区)人,明朝天文学家。
邢云路自幼聪慧,读书过目不忘,并先后为举茂材第一人和乡试举人。万历八年(公元1580年),邢云路中进士后,相继担任繁峙县河南省汲县(今河南省卫辉市卫辉古城内)和临汾市知县及兵部主事河南省事等职,并在各地都享有美誉。任地方官员期间,邢云路开始撰写《古今律历考》,并提出改历的建议,却遭到钦天监监正张应侯的奏诋。万历三十三年(公元1605年),邢云路任陕西省按察使副使,两年后转任兰州市(今甘肃兰州)观察,他在金城修建了一根六丈的高表,用以进行影测量。万历三十八年(1610年),邢云路先遭到吏科给事中曹于汴御史孔贞一等人参奏而被停职,后又因精于历法,而被召至北京主持历法的修正。邢云路曾两次参加改历运动(分别为1595年和1610年),是明末复兴天文学的重要人物。万历四十四年(公元1616年),邢云路向朝廷呈献了《七政真数》;五年后,又详述了新历法。邢云路去世后,被安葬在安肃县(今徐水区)城东八里处。
邢云路主要成就体现在回归年长度的测算,其精准度达到了当时中国乃至世界的最高水平;其次是对《授时历》立法原理的研究。邢云路写成《戊申立春考证》一卷、著《古今律历考》七十二卷,其中影响较大的是《古今律历考》,书中内容包含对古代各类文献中所记载的历法知识的研究,并对其中容易出现问题的地方进行了详尽的分析;他还在《古今律历考》中指出“星、月之往来皆太阳一气之牵系也”,这是一种朴素的行星运动受太阳吸引力支配的思想。邢云路的《古今律历考》对《授时历》的传承起到了重要的作用,后世历算家薛凤祚的《历学会通》及清代学者黄宗羲的《授时历故》中的许多重要算法均来源于此。
人物生平
邢云路是保定安肃(今徐水区)人,他自幼聪慧,读书过目不忘。十八岁时,邢云路举茂材第一人;之后又中乡试举人。明万历八年(公元1580年),邢云路中进士,初授繁峙县知县,后因母亲去世丁忧三年,期满后补任河南省汲县知县;不久后又遇父亲去世丁忧三年,期满后先后任临汾市知县、兵部主事。在担任临汾知县时,逢当地大旱,饿死百姓无数,邢云路不仅捐金捐米,还引高梁河水灌溉到焦堡、南孝、北孝、高河、坂下、郭家庄镇、后楼底、北关、西关等8村地亩,余水注入城内“莲花池”。
万历二十三年(1595年),邢云路由员外出任河南省佥事。在任期间,邢云路因通行历法停滞不前、推算月全食与实际相差甚远,而提改历的建议,但遭到了钦天监监正张应侯的奏诋,称他越分又狂妄。尽管如此,邢云路仍旧执着于对天文历法的研究,并着手撰写《古今律历考》。
万历二十四年(1596年),邢云路上言《大统历》得失。之后,邢云路被任命为陕西省按察使副使。万历三十五年(公元1607年),邢云路转任兰州市(今甘肃兰州)观察,他在金城修建了一根六丈的高表,用以进行晷影测量。
万历三十八年(1610年),邢云路遭到吏科给事中曹于汴御史孔贞一等人参奏不能尽忠职守而被停职。同年,因钦天监再次预报日食失误,朝廷终于决定着手进行改历,并委任精通历法的邢云路、范守己为京官,共同负责改历一事。万历三十九年(1611年),邢云路被召至北京,开始进行历法的修正。万历四十四年(公元1616年),邢云路向朝廷呈献了计算日月五星运动的《七政真数》;天启元年(1621年),他又以古今交食数例,向朝廷指出《授时历》的不足。邢云路去世时间不详,他死后被安葬在安肃县(今徐水区)城东八里处。
主要成就 
回归年长度的测算
回归年长度在中原地区古历中称为“岁实”,表示平均年长,是中国传统历法中最为关键的基本天文数据之一。回归年长度是由太阳运动决定的,指其从某一年冬至运动到次年冬至(或当年立春到次年立春)之间的时间长度。邢云路测算回归年长度采用了传统历法家所常用的方法,即先用在兰州市(今甘肃兰州)修建的六丈高表、通过立表测影法测出某年的冬至时刻,再取用历史上某个实测的冬至时刻,计算出两个冬至时刻之间的时间间隔,然后除以其间经过的回归年个数,从而求得回归年长度。
据《戊申立春考证》记载,邢云路实测了分别距冬至前后45日及后44日等三日的影长:
然后,根据南北朝天文学家祖冲之的计算方法,假设A、C分别为万历三十五年(1607年)九月十八日和十二月二十日到上一个甲子日的日数,M是冬至的日名时刻(即冬至到甲子日夜半0时的时间距离),根据《戊申立春考证》推得计算公式为:
其中,C-A为万历三十五年(1607年)九月十八日和十二月二十日到冬至日的日数之和,也就是这两日之间相距的日数90日。相关数据代入后,可得M=A+45.257060。
根据“命起戊申日算外”,又由于A戊申日距甲子日为44日,可得冬至日名时刻为89.257060日,再减去一个60干支周,推得冬至的最小日名时刻为29.257060日。经换算后取整数部分,可以得出冬至时刻发生在6时,也就是卯正时段。因此,邢云路所推万历三十五年(1607年)冬至时刻为十一月初四日癸已卯正初刻。
在推算次年岁前冬至时刻时,邢云路又取用了元朝天文学家郭守敬所测算的至元十八年(1281年)岁前冬至日期,先计算出万历三十六年(1608年)与元至元十八年(1281年)之间所积的日数,即两冬至前夜半之间的积日数,再将该值加上邢云路新测算出的冬至时刻(癸已日夜半后0.257060),再减去郭守敬测得的己未日夜半后六刻(即0.06日),即得出万历三十六年(1608年)岁前冬至与元至元十八年(1281年)辛已郭守敬所测冬至时刻之间的时间长度为119434.19706日;再用该数除以其间所经回归年个数(327个),即可获得回归年长度值,为365.2421928(邢云路取为365.242190)日。
邢云路所测算出来的回归年长度,若以365.242190日计,则与理论值相差仅2.3秒;若以365.2421928日计,与理论值仅相差2.1秒,是当时中国乃至世界的最高水平。
对《授时历》历法原理的研究与改革
明朝通行的《大统历》源于元代的《授时历》,从景泰年间就已经频繁出现交食预报错误的问题,但负责制定和颁布历法工作的钦天监却因循守旧,墨守成法,再加上明初国家推行禁止民间私习天文历法的严酷政策,致使天文历学在明朝发展出现近乎停滞的状态。到嘉靖万历年间,朝野改历的呼声越来越高,万历三十九年(1612年),钦天监历官推算交食时刻再次出现错误,礼部再次奏疏,荐举邢云路和范守己 “改授京卿,共理历事”。
邢云路主持的历法改革始于万历三十九年(1612年),止于天启元年(1621年)。万历四十四年(1616年)七月,邢云路进献其参与改历以来的第一部著作《七政真数》,阐述了自己的计算方法,并附有他推算的万历四十四年(1616年)七月十六日的月全食食分和食相时刻;万历四十六年(1618年)十月,邢云路进献了在改历期间的第二部著作 《历元》;泰昌元年(1620年)九月,邢云路完成《测止历数》,作为为改历活动的总结著作进献朝廷。
邢云路的改历思路是恢复《授时历》中有关算法的历法原理,找出其中的不足,然后通过弥补不足以实现历法改革。在《授时历》中,平立定三差法和弧矢割圆术是《授时历》算法的主要精髓,邢云路也正是从这两个算法入手,进行历法原理的修正。
邢云路在《古今律历考》中对《授时历》的平立定三差法的原理首先进行了恢复:针对平立定三差法,按照差分关系,推得平立定三差值,再将计算得到的平立定三差值在考虑符号和单位换算因素后,按照《授时历》中计算太阳冬至前后盈初缩末限盈缩差的公式即可推导得出公式。在恢复旧法以后,邢云路又立“新法”:旧法中,求解三差时要先进行降阶处理,再构造差分表;新法则不需要进行降阶处理直接采用三次差分入算的计算方法。
割圆求矢术是利用弧矢割圆术解决由太阳的极黄道经度,推算赤道经度和赤道纬度问题的关键步骤,其中涉及高次数值方程解法。在《古今律历考》中,邢云路采用了半弧背的方式建立了方程,又以“新法密率”阐释了割圆求矢术的立法原理和计算过程,并指出其中存在的错误。
由于邢云路进献的三部著作均已散佚,后世科学史博士王淼等人,通过《明实录》中关于邢云路上疏的几条日月交食测算的数据,对邢云路通过改历计算得出的数据测算进行了详细的考证和与《授时历》的对比:在月食食相时刻的推算上,邢云路新法的平均误差为2.78小时,《授时历》的平均误差为0.63小时;在日食食相时刻推算上,邢云路新法的平均误差为0.99小时,《授时历》的平均误差为0.32小时;邢云路推算日食和月全食的食相时刻的平均误差分别为0.99小时和2.78小时,可见其预报的精度不如《授时历》精确。 但邢云路在推算1620年12月9日月食食相时刻的预报上,其“新法”推算值的平均误差为先天0.26小时,而《授时历》的平均误差为后天0.73小时。之后,邢云路又使用同样的方法计算了1621年5月21日日食和1623年10月8日月食食分和食相时刻,除后者的食分较好于《授时历》推算结果外,其他的数据远不如《授时历》的推算结果精确。当时钦天监对邢云路预报交食工作进行的一次比较关键的检验,针对其利用“新法”推算的天启元年(1621年)四月壬申朔日食的结果,大统历法推算的结果的确与邢云路“新法”结果 “互异”,但均与天不合。因此王淼等人认为邢云路的改历是失败的。
天文思想
中原地区古代历家在描述天体运行规律时,逐渐形成了“先以密测,继以数推”的治历指导思想。邢云路则结合《授时历》和《大统历》中存在的问题,对此思想进行了阐述。邢云路所说《授时历》月亮、五星计算常数“俱仍旧贯”,是指《授时历》沿用了金《重修大明历》中的数据。邢云路是最早指出《授时历》五星运行周期“止录旧章”者,对历法的修正具有重要意义。
邢云路还在《古今律历考》指出,“太阳万象之宗,居君父之位,掌发敛之全,星月借其光,辰宿宣其气,故诸数壹禀于太阳,而星月之往来,皆太阳一气之牵系也。故日至一正,而月之闰、交、转,五星之率,皆由是出焉,此日为月与五星之原也”。在邢云路的天文思想中,首先认为太阳为万物、万象的根本;其次他认为行星和月亮一样,是因为反射太阳光而发光,同时他认为行星之所以能往来运动,是受到太阳发出的气的牵引控制。这一思想与同时代的德国天文学家约翰尼斯·开普勒所提出的行星运动受太阳吸引力支配的思想有着某些共同的因素。
主要著作
邢云路著有《古今律历考》《太一书》《戊申立春考证》等历法类著作,还有《庚物冬至正讹》《历元元》《七政真数》等有关天文著作,另有《泽宇先生集》十卷,《金鸡灵应》等,但这两本书今已散佚。
《古今律历考》
邢云路所著的《古今律历考》共有七十二卷,书中的内容包含对古代各类文献中所记载的历法知识的研究,并对其中容易出现问题的地方进行了详尽的分析,其中最主要的探讨内容体现在《授时历》以及《大统历》。
《太一书》
邢云路在博考了古今历象理数之后,以“太一”作为理数的本原,于万历三十九年(1611年)写成了《太一书》。在书中,邢云路将历学计算方面的一切问题归结于“太一”,认为常数是由“太一”生化而来,如“太一五行三才圆率”“太一两仪四象方率”“太一方圆动静生化率”等;接着论述了“太一”的概念;之后,又将“太一”应用到衍生的常数计算数学与天文问题;最后邢云路又对“太一”进行了总结,认为是万法之宗。
《戊申立春考证》
明万历三十六年(1608年),钦天监推演出立春时间为当年的十二月二十一日己卯子正时,邢云路利用高表测日影,推算出立春应在二十日戊寅亥初,于是写下此书。全书仅1卷,分别用元统大统历法和郭守敬的授时历法推步天正冬至、求立春。明代学者陶珽在《续说》中收录了此书,拟名为《立春考证》。《戊申立春考证》现通行版本有明刊广百川学海本、明刊宝颜堂秘本、续说郛本、辅丛书本、丛书集成本。
人物关系
人物影响
邢云路成功建立了中原地区古代最高的圭表,而且进行了有效的影测量,从而证明了大统历的失误和改历的必要,更重要的是,他取得了在当时中国乃至世界最高水平的高精度的回归年长度值,反映了中国传统历法的复苏。同时,邢云路的《古今律历考》为《授时历》的传承起到了重要的作用:清代历算家薛凤祚所著的《历学会通》“考验部”中关于《授时历》的许多讨论,取自于《古今律历考》;清朝学者黄宗羲所著的《授时历故》中的许多重要算法就来源于《古今律历考》中的《授时历》。
邢云路的天文学思想已经接近了近代天文学的大门,但由于他的思想并未建立在实证和实验的基础上,也没有详细的论述,因而对后世影响不大。
参考资料
目录
概述
人物生平
主要成就 
回归年长度的测算
对《授时历》历法原理的研究与改革
天文思想
主要著作
《古今律历考》
《太一书》
《戊申立春考证》
人物关系
人物影响
参考资料