第二百八十八章 代数天文(1/1)

首发：~第二百八十八章 代数天文

中国的天文算法，就突出一个代数强行求解。

虽然没有“日心说”作为天文模型的理论基础，依靠代数计算也很难归纳出完整的太阳系轨迹模型，但也因为华夏文明的时间线太长，好歹也是位列四大文明古国。

相比起另外三个“兄弟”，华夏文明算是唯一幸存下来的，并且在长达几千年的时间长河里，都始终没有遗忘撰写史书这个良好的习惯。

什么古印度、古巴比伦、古埃及……

三个文明古国灭了一个，名存实亡了两个，别看埃及、印度还在，但光是明初时空的埃及、印度，都早就不是当年的那个文明了。

林煜接着说道：“因为华夏文明几千年的传承下来，有着众多史书可以作为记录依据，比如有关日食这种天文现象的记录，最早的可以追溯到《尚书·胤征》中的夏仲康王，距离我大明都快三千五百多年了……”

嗯，根据后世更确切的推算，应该是公元前2137年10月22日，可以说这是世界上最早的日食记录。

不仅有日食的记录，还有着极为古老的观象台遗址——陶寺古观象台（距今约4700年）。

这是一组由13根夯土柱组成的半圆形阵列，通过观测太阳在夯土柱狭缝中的起落，可以确定夏至、冬至、春分、秋分，并以此确定四季（可能和英国的巨石阵功能类似）。

《尚书·尧典》中的记录“历象日月星辰，敬授人时”正好可以与陶寺古观象台相互佐证。

这就是华夏文明传承了几千年，所积攒下来的天文学底蕴。

“有着这些天文学的底蕴遗留，再加上历朝归纳总结的天文数据，哪怕历朝所制定的历法实际并没有以太阳为中心依据，而是以地球为中心，观测的日月定历，但依靠着不断记录传承下来的天文观测数据……那么时间一长，总能得到近似解。”

“换言之，就好比太阳总会日出日落，月亮总会每年重复性呈现阴、晴、圆、缺四种状态，而就连日食这种不祥之兆，在历法中也是能够被预测到的。”

“只要我们统计的数据足够多，再利用代数方程转化为数学模型，那么只要这些代数模型足够多，就能够强行进行开平方，取近似解……”

“为什么宋朝历法改得那么频繁？而包括宋朝在内，历朝的历法也都进行过多次重复的修改更正？”

“原因便出在此处！”

林煜尽可能用四人能够理解的方式，进行了认真解答。

说得再直白通俗一点，就是大数据推测的办法。

只要数据足够多，那总能摸到里面的一些规律，再加上这还是自然界的天文现象。

就跟太阳必定是从东边升起，西边落下一样。

这是大自然运行存在的规律，天文学也有这个规律。

收集记录足够多的数据，进行归纳总结，转化为代数方程式，再进行求解取值。

那么中国古代的历法也就出来了！

汉武帝时期，落下闳、邓平始制太初历，通过实际观测确定历法的依据，囊括二十四节气、五星、交食周期、闰法、朔晦等，并采用19年7闰的置闰法。

又以36525天为回归年（太阳中心连续两次经过春分点所需的时间）长度，以29又43/81（29530864）天为朔望月周期，这已经和后世的观测数据非常接近了。

在这之后，刘歆进一步改进的三统历，完善了日月食和五星运行周期，也正式开创后世历法的制定标准。

在三统历中，为了推算日月和五星轨迹，刘歆设置了一个理想起点（历元）作为运算基准，从历元往上推，得出一个日月合璧，五星连珠的时刻，而这个时刻就称为上元。

刘歆将这一23639040年的大周期称为太极上元，从上元到编历年份的年数称为积年，通称上元积年。

（太极上元：五星在138240年之内各循环往复若干周与4617年周期配合起来，在2363904年里，相当于15360统，这个周期的起点就是所谓的“太极上元”，所有的周期在这时都统一了，即：138240年171=23639040年；4617年5120=23639040年）

汉代以后，随着天文计算方法不断精进，再加上观测方式的进步，历法精度也在不断提高。

两宋历法修改频繁达到历朝之最，既是他们的历法在不断发展进步，也是民间私历的不禁止，给了民间数学发展极大的发挥空间。

到了南宋时期杨忠辅的统天历，就已经以3652425天为回归年长度，和后世通行的公历回归年长度相同（早了三百多年）。

统天历还废除了繁杂的上元积年计算，提出了回归年长度有变化的观点，不过这些改革，直到元代郭守敬、王恂、许衡等编制的《授时历》才得以实施。

对了，这段时期最厉害的，当属《测圆海镜》（李冶）、《四元玉鉴》（朱世杰）等数学奇书了。

前者讲的是天元术，后者说的是四元术。

什么是天元术和四元术？

通俗点来说，天元术就是代数方程式，即一元二次、三次……高次方程，而四元术便是天元术的进阶版本。

怎么样？

是不是很惊讶，早在元代时期，我国就已经整出一元高次方程式了，比西方整整早了五百多年。

只可惜，李冶是金人，而朱世杰则是大都人，所以天元术理所当然很快便失传了。

天元术重新被解析出来，还是螨清时期的天文数学家梅瑴成，在参与编纂《明史·天文志》的时候，发现欧洲同时期的借根方比例与天元术有异曲同工之妙。

这才从中得到启发，通过不断演算，终于是把天元术给重新开了出来，并著作《赤水遗珍》进行论述证明。

也不好说到底算是好事，还是坏事。

天元术重见天日，对中国数学发展肯定有好处，但因为政治原因，加上中国数学发展没有成体系的逻辑基础，就如同无本之木、无水之萍。

开创者死了，要不了多久就会失传。

祖冲之用来算出圆周率31415926的算法，到如今也就剩个圆周率数值了。

怎么算的？

不知道。

为什么要算？

全凭兴趣使然。

这怎么能行……