题名观测、理论和推算:从《三统历》到《皇极历》的火星运动推算
作者杨帆
答辩日期2014-05
文献子类硕士
授予单位中国科学院大学
授予地点北京
导师孙小淳
关键词历法 火星运动 会合周期 推算 观测
学位名称理学硕士
其他题名Observation, Theory, and Computation: The Calculation of Martian Motion from the Triple Concordance Calendar to the Sovereign Pole Calendar
学位专业科学史
英文摘要五星运动的推算是中国古代历法一个重要的部分,现存第一部历法汉代的《三统历》(《太初历》)中就包括了推算五星运动的内容,并且确立了一个典范,后世历法皆因循了《三统历》确立的描述推算行星运动的样式,不断改进。自汉代“太初改历”至隋代《皇极历》的制定这600多年之间,天文仪器和观测技术逐渐改进,行星天象的观测记录大量累积,最终导致6世纪时南北朝的张子信发现了太阳运动和五星运动的不均匀性。这些技术改进和理论发现被运用到五星运动的推算之中,使得历法构造的行星运动计算模型愈加精密。本文以火星运动为例,探讨从《三统历》到《皇极历》对火星运动的推算,探讨其观测、理论和推算方法之间的关系。首先,火星运动推算是一个逐步精致化的过程。与古希腊采用几何模型的方法不同,中国古代采取相当于分段函数的数值方法推算火星运动。其描述会合运动过程的基本方式是把火星的会合运动分成若干段,并给出各段的视运动速度。精致化的过程表现为:增加会合周期中所划分的段数,调整调整每一段的起始点时间及视速度大小,引入“合”的概念,增加或删去一些常数项使形式上更加统一以方便计算等。其次,本文探讨了历法构造的推算模型与观测之间的关系。历法中有关火星会合运动周期的常数是根据什么样的观测数据?何时观测,精度如何?通过对《三统历》的分析,发现用于构造《三统历》火星运动的数据最可能是在公元前100年左右观测,正是太初改历前后的观测数据。行星会合运动周期中的“留”是指认为行星停止不动的阶段,这个段的天数恰恰反映了观测的精度。火星在“留”期间位置实际上有0.37°的变化,这只能说明当时观测的精度在这个水平。最后,分析了《皇极历》火星运动推算和行星运动不均匀性是如何体现在历法中的。《皇极历》中给出了更加精致化的火星运动,本文通过分析了《皇极历》会合周期表发现:会合周期表动态变化而不再是固定不变的、起始速度随着晨始见时间在一年中不同时间而变化,以及行星运动不均匀性改正算法第一次被引入。本文还比较前人了对起始速度术文的不同解读,并给出了自己的解释,改进了前人关于行星运动不均匀性的算法。关键词:历法,火星运动,会合周期,推算,观测
语种中文
页码53
内容类型学位论文
源URL[http://ir.ihns.ac.cn/handle/311051/9402]  
专题研究生_学位论文_硕士论文
作者单位中国科学院自然科学史研究所
推荐引用方式
GB/T 7714
杨帆. 观测、理论和推算:从《三统历》到《皇极历》的火星运动推算[D]. 北京. 中国科学院大学. 2014.
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