杨惟德及其科学成就述评_白欣

《自然科学史研究》第32卷第2期（2013年）：203—213StudiesintheHistoryofNaturalSciencesVol．32No．2（2013）

杨惟德及其科学成就述评白欣1王洛印2（1.首都师范大学物理系，北京100048；2.哈尔滨工业大学科技史与发展战略研究中心，哈尔滨150080）

摘要杨惟德是中国北宋时期科学家，一生在天文学、物理学等多个领域有重要贡献。文章首先对杨惟德生平进行了考订和述评，在此基础上对其科学成就进行了总结和探讨。他是1054年超新星的观测者和记录者，这对现代天体物理学研究具有重要意义。不仅如此，杨惟德还发现了地磁偏角并记下其具体数值。关键词杨惟德《景祐乾象新书》《杨惟德星表》1054超新星地磁偏角中图分类号N092∶K826.1文献标识码A文章编号1000-1224（2013）02-0203-11

收稿日期：2012-09-19；修回日期：2013-06-02作者简介：白欣，1975年生，内蒙古科右中旗人，副教授，主要从事力学史与物理学史研究；王洛印，1978年生，山东莒县人，博士，从事物理学史研究。

曾经担任过美国原子能委员会主席的麻省理工学院教授韦斯科夫（V.F.Wisskipf）说：“在人类历史上有两个7月4日值得永远纪念。一个是1776年7月4日美利坚合众国的成立；一个是1054年7月4日中国天文学家记录了金牛座超新星的爆发，这次爆发产生了蟹状星云。”［1］中国和日本的天文学家几乎同时发现了这颗超新星，而中国的纪录最详细。［2］天文学家将“蟹状星云”看成是宇宙中最稳定的高能辐射源之一。英国天文学家赫威斯（AntonyHewish，1924～）由于蟹状星云中央脉冲星的发现而获得1974年诺贝尔物理学奖。脉冲星的发现可与类星体和微波背景辐射的发现并列为近代天文学的三大发现之一。这颗在历史上被称为“1054超新星”的发现，是宋代司天监全体人员作出的重要贡献，是他们认真地观察、忠实地记录了1054超新星爆炸的全过程，为当代天体物理学研究留下了人间罕见的珍贵的科学史料。其中的观察者之一杨惟德是见证这一重大天文现象中唯一留下姓名的人，是他的相关奏疏引起了宋仁宗的重视和朝廷内百官称贺。本文特以杨惟德作为这一发现的观察者代表，叙述杨惟德的生平贡献。

1杨惟德其人

杨惟德，北宋著名星占学家、天文学家，生卒年月、籍贯均不详。杨惟德生活在真宗和仁宗年间（11世纪上半叶），关于他的生平，各类古籍中只有零星记载，《宋史》没有为其204自然科学史研究32卷

立传，只在《宋史·韩显符传》中提及，他是至道元年（995）春官正韩显符（940～1013）造铜质浑仪的年轻助手：大中祥符三年，诏显符择监官或子孙可以授浑仪法者。显符言长子监生承矩善察德度，次子保章正承规见知算造，又主簿杜贻范、保章正杨惟德皆可传其学。（［3］，13502页）这是韩显符去世前三年的事情，即宋真宗大中祥符三年（1010）。此时“春官正”韩显符已经是一位很有名望的天文学家，且受命制造至道浑仪。而杨惟德被韩显符指定为可以授业的四名学生之一，后来的成就也证明了他的确是韩显符学生中成就最高的一位。当时杨惟德在司天监官任“保章正”。“春官”与“保章”二官名源自《周礼》。《周礼》言及西周百官次序及其职掌范围，内

分天官、地官、夏官、秋官、冬官。其中，“春官”下属约70种官职，包括天文、占卜、乐舞、祭祀、典礼、大小各种分工，而以“春官”总其属。“保章”是“春官”下属之一。《周礼》载：“保章氏掌天星，以志星辰日月之变动，以观天下之迁，辨其吉凶”。除这一项，还有“以量

土辨九州之地所封”，“观天下之妖祥”，“以五云之物辨吉凶”，“以十有二风察天地之和”。这就是“保章氏”的五大职责。［4］可见，官“保章正”者有相应的观象经验和知识。宋代，这些天文官多属秘书省下之太史局。据《宋史·职官志》载：太史局，“掌测验天文，考察历法”，“其官有令，有正，有春官、夏官、中官、秋官、冬官正，有丞，有直长，有灵台郎，有保章正。其判局及同判，则选五官正以上业优考生者充。保章正五年，直长至令十年一迁。惟灵台郎试中乃迁，而挈壶中无迁法。”（［3］，3879页）假令杨惟德18岁入太史局任天文生，至少也需五年后，才能升迁保章正。他作为保章正，应有20余岁。杨惟德后来在天文历法领域所取得的成就，是有目共睹的。韩显符去世后，杨惟德成为宋代重要的天文学家之一。自1010年后的20余年间，杨惟德大约一直在司天监任职，职位逐级上升。天圣八年（1030）九月，燕肃制造“莲花漏”，首次采用了漫流原理，使水量均匀，巧妙地解决了水位

变化对漏壶流量的影响，又简化了漏壶系统，克服了补偿式漏壶过于庞大的缺陷，在中国古代漏刻史上占有十分重要的地位。但朝廷委派司天监王立等进行检验，认为其“不与崇天历合”，“不可施用，罢之”（［3］，9910页）。这里所说的“不与崇天历合”，是以理论上的崇天历来验证观测仪器莲花漏。过了四年，至景祐元年（1034）九月，燕肃“奉诏于资善堂，与司天少监杨惟德测验”，测验结果是“并合天道”（［5］，213页）。“资善堂”是东宫内太子读书之地，正是在这里，杨惟德与燕肃找到了正确的测验方法，并得出了正确的结论，即证明了莲花漏是“合天”的。两年后又解决了操作上的困难，莲花漏才正式被采用，成为包括司天监在内使用的最主要的计时仪器。［6］由此可知，莲花漏的采用，杨惟德起到了重要作用。后来，莲花漏的制造法式，不仅北宋十分流行，而且在以后几百年的时间里，成了漏壶的标准。杨惟德以其渊博的天文学知识肯定了燕肃的莲花漏，才使得这个具有科学价值的创造，没有在历史中被淹没。此时杨惟德任司天少监，已经颇具影响与声望。大概在资善堂制验莲花漏时与皇太子的接触，获得皇太子好感，不久杨惟德就进入东宫任职。景祐元年（1034），已身兼数职，是“太子洗马兼司天春官正权同判监”。太子洗2期白欣等：杨惟德及其科学成就述评205马是太子近身的东宫官之一。“洗马”或作“先马”，是太子出行时的秘书。“权同”即“暂时代理”。太子洗马、司天春官正二官官品都比司天监高。由高品官职代理较低官职，称为“判”。可见，此时杨惟德以太子洗马名义，已由司天少监晋升为监，为春官正了。该年，宋仁宗“乃命太子洗马兼司天春官正权同判监杨惟德、春官正王立、翰林天文李自正、何湛等，于资善堂将历代诸家天文占书，并自春秋至五代已来史书，采披撰集。又遣内侍任承亮、邓保信、皇甫继和、周惟德等总其工程。庀事数月书成”。这部书名为《景祐乾象新书》。宋陈振孙《直斋书录解题》历象类录杨惟德《景祐乾象新书》30卷，内云：“司天春官正杨惟德等撰。以历代占书及春秋至五代诸史采拾撰集。元年（景祐元年）七月成书赐名，仍御制序”［7］。在该书编撰过程中，杨惟德等人进行了一次周天恒星观测，测得了

二十八星宿的位置，以及周天星座的去极、入宿度。书中不仅包含前代的星占理论和占法著作，还包括杨惟德等人的新测成果。由于这一成果，杨惟德又升入“殿中省”为官。“以权判司天监杨惟德为殿中丞、少监，何湛为冬官正，以新书成也”。殿中省是管理皇帝生活诸事的官署，省内设监、少监、丞三官员（［3］，3880页）。此时杨惟德不仅官司天监，而且进入到皇帝近身并兼殿中丞、殿中少监多个要职。由于近天子之官品高于远离天子的“司天”官品，故有“权判司天监”之说。大约在奉诏编撰《景祐乾象新书》的同时，杨惟德还受命与王立等人编撰《景祐太一福应集要》，将历代“诸家言太一者编为一集”（［5］，60页），内容包含甚广。此外杨惟德还著有《景祐遁甲符应经》3卷、《六壬神定经》10卷、《三式日录》1卷等。这些著作大约都完稿于景祐年间（1034～1038年）。杨惟德不仅从事天文观测，他还负责编纂历法的任务。宋仁宗“景祐五年六月戊子，杨惟德等请移闰于庚辰岁，以避正旦月食。上不许，曰：‘惟有责可以答天变。’”（［5］，60页）当时所用的历法为崇天历，若以崇天历推算，次年会闰十二月，如果这样，将会有月食发生在后年的正月十五，因此杨惟德等人建议将闰月调整到后年。但是他们的建议并未被宋仁宗采纳。曲安京曾在《宋代太乙术数中的历法钩沉》中论证，《景祐太乙历》也应该是杨惟德的著作［8］。康定元年（1040），杨惟德又修订了《万年历》。由此表明，杨惟德在

中国传统历法史上也有一定贡献。此后十余年，杨惟德的科学活动在史书中鲜有提及。他在宋仁宗至和元年（1054年）向宋仁宗作了关于1054年客星的观测报告，从而引起朝廷重视，导致“百官称贺”的庆祝景象，使这一观测持续二年之久。这在世界天文学史上也是难得的壮举。关于杨惟德，在《全宋文》卷326中也有记载：“杨惟德，大中祥符间为司天监保章正，明道二年判司天监，位于四品班内。宝元元年权至司天少监。康定元年已修《万年历》成，除司天少监。至和元年守将作监致仕。”［9］《万年历》编成的1040年，辞司天监，改将

作监，到至和元年（1054）退休。然而，他始终不改其对天文观测的兴趣与爱好，任将作监时，仍在进行天文观测。作为一个名闻天下的占卜家，他也不会轻易放过对1054超新星的例日观测和占卜。由于他曾在太子和天子身旁为臣，他的观测与占卜奏疏才可能引起朝廷的重视。杨惟德不仅是个优秀勤勉的天文观测者，同时也是一个堪舆大家。康定元年撰《茔原总录》一书。该书是一本相地、相墓、相风水的堪舆著作。在古代人看来，占天、占地与