“量地测天”的僧人一行

赵之珩

在我国盛唐时期，出现了很多推动科学文化发展的僧人，他们有西天取经的玄奘、东渡日本的鉴真。不过，除了这些耳熟能详的文化传播者，今天，我们要介绍的主人公就是在自然科学方面做出了巨大贡献的僧人天文学家一行。

一行本名张遂，生于唐高宗永淳二年（公元683年）河南省南乐县的一个官僚家庭。曾祖父张公瑾是唐太宗李世民治下的开国元勋，父亲张撢（dǎn）官至“武功令”。在家人的熏陶下，一行自幼爱读诗书，除了阅读上古史书、《论语》等经典作品外，他还酷爱天文学和数学。

然而，在外连年征战的张撢不幸去世后，张家家道中落，一家人只能靠邻里的接济维持生活。看到这样的情形，一行只得更加用功地读书。一行听说长安城有藏书万卷的尹崇，就跑去拜访他，向他借阅了汉朝杨雄所著的《太玄经》。拿到书后，一行日夜苦读，从中学到了很多数学、天文学方面的知识，他还把学习心得写成两篇文章——《大衍玄图》和《义决》。七日后，一行到尹崇家还书，尹崇问他：“这本书我研究了许多年，对其中一些道理还没有完全理解，你怎么这么快就读完了？”一行毕恭毕敬地将自己写的两篇文章拿给尹崇，尹崇看完大吃一惊，说：“你可真是个天才呀！真可谓后生颜子！”从此以后，一行被冠名“后生颜子”的消息就传遍了京城。

一行的青年时期正是女皇武则天专权统治的时代。武则天的侄子武三思获得高官厚禄后，为了装点门面，派人请一行进京当官。一行听说武三思的名声很不好，于是拒绝了他的邀请。后来，他冷静思考了一下，为避免被打击报复，他连夜出走，出家做了和尚，法名即为“一行”。

颜回，孔子最好学的弟子。

一行在寺院里摆脱了世俗的干扰，专心研究佛学，苦学梵文，翻译了大量的印度佛学著作，同时他也更加深入地学习天文学和数学。一行听说在浙江天台山国清寺有位和尚精通天文历法，于是他步行很远前去求教。在那里他学到了观天的本领，认识了三垣、四象、二十八宿。为了观测更多的星象，他又跋山涉水到广东的海边建起了观测站、制作了天文仪器，看到许多在北方不曾看到的星宿。后来，他又辗转到湖北的玉泉山上，向悟真和尚学习“梵律”（数学运算），真正做到了“读万卷书，行万里路，交八方友”。

公元705年，武则天去世，朝廷想要再次招一行做官。但一行既不肯还俗，也不愿当官，只一心一意地钻研数学与天文学，取得了一个又一个成就。

利用黄道游仪，测定日月运行

古时候，我国是一个农业大国，人们从事农业生产就必须根据节令，适时地播种和收割。直到今天在黄河一带还流传着“白露早，寒露迟，秋分种麦正当时”的谚语，其中“秋分”“寒露”就是历法中规定的节气。“历”字的繁体是个会意字：在“天空”的笼罩下，上面两个“禾”，下面一个“日”，代表了“禾苗生长的日期”。在封建时期，历法不叫“日历”，而叫“皇历”，意思是“由皇家颁布的日历”。因为皇帝是“天子”，只有皇帝才能知道“天意”，也只有皇帝指派的官员——“太史令”才能研究天文历法。皇历在刚实行的时候还比较准确，但由于岁差等因素的影响，逐渐就会出现偏差。然而，节气的日期有误就会影响农业生产，于是开元九年（公元721年），唐玄宗李隆基颁发诏令，命一行重新编制精确的新历。

想要编制精确的历法，就必须掌握太阳在黄道上的运行规律。一行的好朋友——天文学家梁令瓒，参照张衡的“浑天仪”，制造了一架“黄道游仪”。他在天球仪上装了黄道环和白道环。这两个环都能根据岁差变化在天球上慢慢移动，与真实的星空保持一致。

有了黄道游仪，天文学家就能准确地测定太阳和月亮每天每时在天空中的位置，并由此编制出准确的日历。一行花费三年的时间，经历了一千多个日夜，准确地测定了日、月的运行情况，为编制《大衍历》打下了坚实的基础。

进行大地测量，测定子午线长度

从开元十二年开始，一行组织大量人力、物力，用了两年的时间，进行了一次大规模的天文大地测量工作，北至铁勒（今内蒙古乌兰巴托），南至林邑（今越南胡志明市），在从南到北的方向上，一共设立了13个测量点。在每个测量点竖起一根两米多的竿子，在同一天的正午时分，同时丈量13个竿影的长度。人们发现，越往北走，太阳越低，竿影越长;越往南走，太阳越高，竿影越短。

过去传统的说法是日影“千里差一寸”，是不是这样呢？一行选择了滑县、开封、扶沟、上蔡4个观测点，进行了多次精密测量，得到的结果是两地相距520里日影差2.1寸，两地差1000里日影差4寸，证明 “千里差一寸”的说法是错误的。

如此计算，一行所测量的子午线1度长129.22千米，与现代值1度长111.2千米仅相差18.02千米。这是在那个还没有精密的仪器的年代做出的最“精确”的测量。

一行在测定子午线长度的同时，还测量了13个观测点夜间的北极星高度。北极星停留在正北方，被称作“北辰”，它的地平高度随着南北距离的变化而变化——越往北走，北极星越高;越往南走，它就越低。这个测量结果在今天看来也是正确无误的。

编制《大衍历》

经过多年的观测和一系列的实验，在开元十三年，一行开始编制《大衍历》。这部历法极具创新性，既继承了古代历法的优点，又纠正了其中的错误，使得预报的节气更加精确，其中最为突出的是它在二十四节气中增添了“定气”。

古代历法把阳历一年365.2422天平均分为24等分，形成了24个节气，每个节气约15.218天，这种平均分配的方法叫作“平气”。一行经过长时间的观测发现，太阳并不是“匀速”地在黄道上运行的。在冬至前后，太阳运行得最快，不足15天就能过完一个节气，过了冬至，太阳运行的速度逐渐变慢，到了夏至前后，太阳运行速度达到最慢，过一个节气会超过15天。

太陽在每个节气走过的天数不同，但太阳走完一个节气运行的度数是相同的。因此，《大衍历》采用了刘焯提出的“定气法”，将太阳运行的黄道平均分为24等分，从春分点（0°）开始，太阳每走15°就过一个节气，这种方法就叫作“定气法”。一行按照太阳运行的速度变化，制定了每个节气的日期，提高了历法的精确度。

遗憾的是，由于工作繁忙，一行过于劳累，健康状况不佳。开元十五年，一行刚刚编完《大衍历》的草稿就去世了，年仅45岁。后来，经过宰相张说（shuì）和历法官员陈玄景等人的修编整理，《大衍历》才在两年后颁行。公元733年，《大衍历》传入日本，在那里使用了百年之久。