中国唐宋时期五星盈缩差算法的演变轨迹——从爻象历到盈缩历

一行在《大衍历》中修正行星的不均匀运动时,放弃了隋代及初唐历法中的五星入气加减差算法,首创表格形式的五星爻象历,并设计了与此相应的五星盈缩差算法。文章在前人研究基础上,通过详细解读《大衍历》术文,指出《大衍历》中五星爻象历相当于行星中心差表,进退变率相当于宋代历法中的五星盈缩差,二者之间的转化系数由一组常数"乘数"和"除数"决定。《五纪历》沿着《大衍历》的思路,大大简化了乘数和除数的设置,《宣明历》不再设乘数和除数,其五星平见加减历已演变为宋代五星盈缩历的雏形,由此勾勒出唐宋时期五星盈缩差算法演变的历史脉络。此外,文章还利用《大衍历》火星爻象历构造了火星盈缩历,并讨论了《大衍历》以后各历中火星盈缩历的精度。

《大衍历》行星算法及精度分析

行星理论是中国传统数理天文学的核心内容之一,我国第一部保存较为完整的历法《三统历》中就有比较完整的记载,此后各历中均有相关内容。在中国行星理论发展史上,《大衍历》因为有诸多创新而占有非常重要的地位。本文全面梳理了《大衍历》中的行星算法,并用Python语言对《大衍历》行星算法进行模拟,讨论了《大衍历》制定和颁行期间35年内的行星位置计算精度。研究结果表明,《大衍历》推算木星、火星、土星、金星和水星黄经的最大误差依次为3.93°、36.96°、7.99°、18.52°、32.5°。进一步的分析表明,《大衍历》中“五星爻象历”和“五星动态表”的设计及其误差、五星近日点黄经的测算误差和定合日期的推算误差,是影响《大衍历》行星计算误差的主要因素。