杨坚在夺取北周政权的时候,“欲以符命曜于天下”,在为他积极制造改朝换代舆论、宣扬符命征象的人士中,有一位略知历法的道士张宾。隋皇朝建立以后,最初沿用北周的《大象历》。为满足新朝改历的政治需要,张宾献上了对何承天《元嘉历》略加修改而成的《开皇历》,于开皇四年(584)颁行天下。但是曾担任过北齐历官的刘孝孙,以及名重一时的经学家和天文学家刘焯等都不赞成使用《开皇历》。他们清楚地看出《开皇历》的缺陷,如该历糟粕较多、术意不清、推算不准,特别是并未吸取《元嘉历》的优点,制历者不懂岁差,也不知道定朔,而这些问题早已分别为南朝的祖冲之和何承天所解决,因此,其历术明显地落后于当时天文历法的发展水平。张宾倚仗皇帝的宠信,不但不接受批评,反而攻击二刘“非毁天历,率意迂怪”,“妄相扶证,惑乱时人”,并将他们逐出京城。张宾死后,刘孝孙带着自己编的一部历法再次上京谋求改历,可是又受到与张宾一党的太史令刘晖的压制,后刘孝孙虽然进入司天监,却“累年不调,寓宿观台”,无法出头。后来孝孙抱书扶棺冒死上奏,于是引起隋文帝的注意,并命人经过实测比较后再决定是否改历。开皇十四年(594),经实测证明,刘孝孙的历法和参与实测的另一部张胄玄的历法,都比《开皇历》优越,孝孙提出先斩阻碍改历的刘晖,再议改历,但杨坚不肯,也不采用他的历法。不久后,刘孝孙去世。开皇十七年颁用了张胄玄的新历。
曾经看过孝孙历术的刘焯,对张胄玄的历法提出许多批评,指出其术文不少是抄袭刘孝孙的,历法也比较粗疏。他于开皇二十年(600)编成一部新的历法《皇极历》,希望能得到颁用。但张胄玄与太史令袁充编造了所谓“日长之瑞”的假天象,深得皇帝宠信,刘焯得不到支持,于大业四年(608)抱憾而终。大业六年,张胄玄修改了自己历法中的许多数据,颁布于世,为《大业历》。大业历的回归年长日,朔望月长日,采3651036342640296071144用破章法,在410年中设置151个闰月,定岁差为83年冬至点西行一度,考虑了太阳视运动的不均匀性和月球视差对交食的影响,其行星会合周期的数值也十分精确,例如所定金星的数值是583.922日,与今采用值相同,并将原定冬至点起虚五度改为起虚七度,使《大业历》成为隋代一部比较好的历法。事实上,没有得到颁行的刘焯的《皇极历》,是隋代出现的最好的一部历法。刘焯(544—610)字士元,信都昌亭(今河北冀县)人,是隋初著名学者和杰出的天文学家,著有论述历家同异的《稽极》10卷,《历书》10卷和《五经述议》等。他所创制的《皇极历》将张子信发现的太阳视运动的不均匀性引入历法,并提出不等间距二次差内插法的数学方法,解决了采用定气法的计算问题。《皇极历》计算定朔的方法也是我国古代最早同时考虑日、月视运动不均匀性的定朔法。《皇极历》采用的天文数据也相当精确,如定回归年长度为365.24454日,朔望月长度29.530596日,采用破章法,在676年中设置249个闰月。又如定岁差率约76.5年相差一度,与今采用值接近。行星会合周期也很准确,如水星采用值115.878日与今值相同。由于皇极历成就突出,《隋书》打破只收颁行过的历法的框框,破例将该历收入《隋书》的《律历志》中。
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