明清之际西法交食理论的传播与影响

European astronomy introduced during the late Ming period profoundly influenced subsequent development of Chinese astronomy. As one of the most important parts of ancient Chinese astronomy, the eclipse theory was widely concerned at that time. However, the eclipse theory in the Chongzhen lishu (Chongzhen-reign Treatises on Calendrical Astronomy, CZLS) was not clear and complete enough. Not only was the method for calculating the astronomical tables not explained in the part of the theoretical fundamentals, but also it failed to provide a detailed procedure for calculating a solar or lunar eclipse by using the astronomical tables. In this context, the early Qing astronomers started to discuss and use European eclipse theory, and tried to make their own comments and adjustments. This project will collect the astronomical works connected to European eclipse theory in the late Ming and early Qing China thoroughly, and analyze the theories in these works from the perspective of mathematical astronomy. Then we will reconstruct the exact and complete methods for calculating a solar or lunar eclipse by using geometric models and the astronomical tables in the CZLS. By performing a computer simulation of the reconstructed method, we will analyze the accuracy of European eclipse theory contained in the CZLS. We will also investigate the early Qing astronomers’ discussions and applications of European eclipse theory, especially their adjustments and improvements. Then we will explore the validity of these alterations, as well as the factors caused them, and their influence on Chinese astronomy in the early Qing period. This project would help us to understand the development of astronomy during the Ming and Qing dynasties better.

明末传入的欧洲天文学对中国天文学的发展产生了重要影响。作为中国古代天文学的核心主题之一，交食理论在当时受到了广泛的关注。然而，《崇祯历书》中的交食理论却不够清晰和完整，不仅原理部分没有解释算表的算法，而且缺失运用算表来计算日月食的详细步骤。在此背景下，清初天文学家对西法交食理论进行讨论与运用，并提出自己的批评和改进。本项目将全面搜集明清之际与西法交食理论相关的著作，从数理天文学的角度对这些文献进行分析，复原《崇祯历书》中的交食计算原理以及运用算表计算交食的详细方法，并利用计算机模拟编程的方法对《崇祯历书》交食理论的精度进行分析。然后，再以此为基础来考察清初学者对西法交食理论的讨论与运用，重点关注他们的调试与改进，分析这些改动的合理性及其出现的原因，并探讨这些改动对清初天文学发展的影响。这些工作有助于进一步加深对明清时期天文学发展的认识。

明末来华传教士引介的欧洲天文学对后来中国天文学的发展产生了重要影响。作为中国古代天文学的核心主题之一，交食理论在明清时期备受关注。本项目首先全面收集了明清之际西法交食理论的相关文献。通过对原始文献的梳理、比对与分析论证，厘清了《崇祯历书•交食表》各表的算法，并以此为基础复原了传教士使用算表推算交食的实际算法。之后，借助计算机模拟编程的方法分析了《崇祯历书》交食算法的精度，发现其误差随时间逐渐增大，但推算结果明显优于明代官方使用的《大统历》和《回回历法》。在此过程中，不仅明确了《崇祯历书》交食算法基本于崇祯八年左右定型，还发现了传教士未言明的诸多事实。例如，传教士在崇祯改历初期所用的视半径参数其实取自第谷的《新编天文学初阶》，至崇祯七年八月左右才开始使用《交食表》中的“视半径表”。再如，《崇祯历书》中的日食食分计算公式只在改历初期使用过，之后传教士在观测数据的基础上对该公式进行了微小调整，并从崇祯八年左右开始用于实际推算中。最后，以梅文鼎和王锡阐为代表考察了清初学者对西法交食理论的接受情况。其中，梅文鼎基本上接受了传教士所传入的西法交食理论，但他同时指出《崇祯历书》交食部分存在的一些问题，给出了自己的修正之法，还提出了对日食算法的改进，即通过加减黄白交角，将日食视差从以黄道为准改为以白道为准。这些都被后来官方编撰的《历象考成》所吸收。王锡阐则以中国传统交食术语阐述其对西法交食理论的理解，在中西会通方面走得更远。虽然其初亏和复圆方位角的计算方法也被《历象考成》所采用，但相比于梅文鼎，他对官方交食理论的发展和影响作用稍小一些。总得来看，明末清初西法交食理论不仅被官方所沿用，而且受到了清初学者的广泛关注。官方在对交食理论继承和改进的同时又吸收了清初学者的合理见解，从而共同促进西法交食理论的发展。