持续半个世纪的星空观测?清初少数民族科学家明安图(上)

在火星与木星之间,有一条长达2亿公里的小行星带,这里汇集着上百万颗小行星。其中一颗编号为28242的小行星,是国家天文台1999年观测发现的。2002年5月16日,经国际天文学联合会和中国科学院批准,此小行星被命名为“明安图星”,小行星模型由中国科学院赠送给内蒙古正镶白旗人民政府。此次命名主要是让后人永远记住清初蒙古族科学家明安图。中国天文学史上,这是第一次以少数民族科学家命名小行星,也是第一次用蒙古族人命名小行星。

位于火星与木星间的小行星带(网络图)

明安图何许人也?他的名字为何用来命名小行星?他为中国乃至世界科学做过哪些重要贡献……要解答这些问题,不妨从他的家乡说起。

康熙栽培的好学生

锡林郭勒盟是内蒙古三大盟之一,位于首都北京以北180多公里处,也是察哈尔蒙古人居住的核心地区。正镶白旗是锡林郭勒盟下辖的五大地区之一,察哈尔蒙元文化的发祥地。旗中心有一个叫察汗淖镇的地方,面积达2000多公里。几百年来,察汗淖镇人以牧业为主,安宁地生活着。

清初康熙年间,一个叫明安图的男孩出生在察汗淖镇。喝着浓烈的马乳酒,受宽容、博大的察哈尔文化熏陶,他成长为一个聪慧、勇敢的蒙古青年。

正镶白旗的察哈尔献哈达文化(网络图)

1710年,经正镶白旗推荐,18岁的明安图成了朝廷钦天监的“官学生”,学习天文、历法和算术。能有这样的机会,除了他自身努力外,最主要因为他遇到一个好时代。

清朝虽然是满族马背上建立的王朝,但统治者深知天文、历法等自然学科的作用,自立朝之初就设立钦天监,招收满、蒙、汉族等优秀学员进入其中。这些学员有个专门的名字,叫“官学生”。到康熙时,经济文化非常繁荣,天文、历法也更受重视。康熙帝不但引进西方自然科学的知识,还亲自参习天文、算术等。

明安图服务50余年的钦天监(网络图)

话说官学生明安图在钦天监认真学习,成绩优异,得到康熙的首肯和栽培。1712年农历五月,康熙巡游热河避暑山庄(今河北省承德市)。康熙对随行的明安图“亲临提命,许其问难,如师弟子”。同行的同学梅瑴成(数学家梅文鼎之孙)、何国柱(钦天监官员何君锡之子)等都无此殊荣。康熙的重视和鼓励,让明安图更加用心,积累的丰富知识为此后在科学领域创新打下了坚实的基础。

钦天监的好官员

1713年,明安图毕业,身份一跃从“官学生”转为钦天监时宪科的五官正。时宪科主要负责历书的编订和日月食的研究,为农业服务,是钦天监的主要科目之一。五官正是钦天监的中级官衔,以上分别是监付、监正,以下分别是灵台郎、保障正等。

从此,明安图在北京城的钦天监里日复一日、年复一年地观测星空,撰写报告,一干就是50年!

任五官正初期,明安图最主要的主要工作之一就是把汉文版《时宪书》翻译成满文和蒙文,以便向两族人民进行传播。这工作需要极强的满、蒙、汉文功底。翻译过后,他再协助钦天监监正向朝廷进献《时宪书》,经批准后印发全国。主要工作之二就是与监正等人一起向朝廷进呈日月食等天文现象的观测报告,报告经批准后交相关部门。从他报告里逐年晋级的职衔介绍里,可以看出这位钦天监官员的敬业。

康熙时的《时宪书》影印本(网络图)

朝廷看到了明安图的付出。1760年,明安图正式升任钦天监监正,作为一把手全面主持工作。本来按当时的规定,钦天监监正的编制是一名满族人,一名西洋人。朝廷破格任命,说明明安图50余年的钦天监工作得到充分认可,受到充分信任。

这一年,明安图68岁。

编撰历书的好主笔

话说明安图在钦天监任职期间,除了翻译《时宪书》和观测日月食外,做得最多的工作就是主笔编撰天文学类自然科学典籍。

1720年,康熙提议编撰大型典籍《律历渊源》。此书包括《历象考成》、《数理精蕴》、《律吕正义》三部,共100卷。《历象考成》共42卷,总结明末清初的天文历法成果,主要采用丹麦天文学家第谷的天文学体系,在当时有一定影响力。《历象考成》的主笔当然非既对天文学研究颇深,又精通满、蒙、汉文的明安图莫属。经过10年的辛勤撰写,明安图终于完成了此书的初稿,并协同其他人员一起修订。

《历象考成》影印本(网络图)

1737年,明安图有感于《历象考成》所涉及科学成果的时间跨度太小,又花5年时间与同事一起,编成10卷本《历象考成后编》。此书着重介绍明朝初、中期的天文历法成果,并首次引入西方关于行星运动的开普勒定律。清朝中后期的万年书、《时宪书》等多依据《历象考成后编》制定。正如《郑堂读书记》(清朝藏书家周中孚著)所说,“(该书)用意之精巧细密,有昔人所未及者。”

此后,明安图组织钦天监相关官员在五塔寺(今呼和浩特境内)的照壁上刻了一幅复杂的天文图。这是现存唯一用蒙古文标注的天文图。

内蒙古五塔寺天文图(部分,来源于网络)

同时,他主笔编写了一部天文学专著《仪象考成》。这部以星表为主的工具书最初由钦天监西洋监正、日耳曼人戴进贤奏议并担任主编,明安图担任全书主笔并修订。《仪象考成》共32卷,列有300个星座、3083颗星,对清中、后期的天文历法产生了极深的影响。明安图为我国近代的天文历法发展做出了重要贡献。

续记

18世纪中叶,随着国家的统一,康熙认识到地图的重要性,主持了几次全国范围内的地图测绘工程。宋明时期进行地图测绘用的是传统方法,以日影和极高为标准,准度稍差。随着西方科学的引入,康熙命人采用欧洲先进方法测绘,并引入经纬度的概念。这与现代科学测绘方法很接近。

作为钦天监的主要官员之一,明安图义不容辞地接受了实地勘测的重任。他来到各地的野外,现场测量并详细记录。通过这些工作,他不但深入了解了来自西方的先进科学知识,还增长了见识。这为他晚年完成测绘专著打下了坚实的基础。

正镶白旗政府门前广场的明安雕像(网络图)

明安图在从事天文历法和地图测绘的过程中,用到了大量的数学知识,他深深明白,数学是所有自然学科的基础,当朝的科学发展离不开数学。于是,他挤时间进行数学研究,其中重点是计算圆周率的无穷级数。正当他为没有无穷级数公式而苦恼时,法国传教士杜德美带来了西方的先进数学理论——三个圆周率的无穷级数公式。这让他顿时有了柳暗花明的感觉。

明安图为何对求圆周率的无穷级数公式感兴趣?他还进行了哪些数学研究写过哪些数学专著?欲知后事如何,且听下集分解。


【参考资料】

1、史论《明安图在钦天监五十余年工作记略》,作者史筠,《内蒙古大学学报》1963年。

2、论文《蒙古族爱国科学家明安图》,作者萨茹拉,《内蒙古统战研究》2010年。

作者:魏德勇