清初天文学家王锡阐

明清之际，苏州府吴江县出了一个奇人，天文历算学家王锡阐。王锡阐（1628-1682）字寅旭，号晓庵。 他出身于贫寒之家，生性聪明，爱好独立思考，但性格孤僻，不善与人交际，幼时从不与同龄孩童一起游玩嬉戏。与人相见往往面面相觑，终日不语；然而与志同道合的人讨论古今，却能滔滔不绝，没有停息。他自幼对天文历算痴心入迷，一般人对于数学上的割圜、勾股之术，大多如坠云里雾里，王锡阐却能手画口谈，黑白分明有如下棋。那时流行用的中、西两种历法，原理深奥，一般人不经专门传授，难以掌握，他却能“无师授自通大意”。因为家贫得不到很多书；但即使得到书，也不都读；读也不都记住；只是读书有所心得的时候，就会大喜雀跃。这种没有师法、注重心得的读书方法，对今天有志于自学成才的人们来说，不无借鉴和参考意义。

王锡阐17岁那年（1644），李自成起义军攻入北京，崇祯皇帝自缢身亡，大明王朝土崩瓦解；紧接着清军勾结明朝降将吴三桂击败李自成，进入北京，满清王朝正式入主中原。面对异族入侵，具有民族气节的知识分子无不悲愤，江南各地纷纷起而抗清，王锡阐一介书生，手无寸铁，为表示尽忠大明朝廷，他愤而投河自尽，但遇救而生；接着他绝食以求自杀殉国，七天之后在父母强迫之下不得已而重新进食。从此故国之思，亡国之恨，伴随他一生。他与世人格格不入，常常穿着明朝的衣服，鞋子也破得露出脚跟，一个人独往独来。他喜欢一个人漫步在田野上，向着南方怅望，显得特别忧伤，因为那时候南明桂王政权、郑成功等，还在南方坚持着抗清斗争，那里寄托着他心灵深处的一丝希望。乡里人不能理解他的这些奇怪举动，把他看作是一个“狂生”。他拒绝参加清朝的科举考试，隐居乡里，不求仕进，终身以明朝遗民自居，以教书为业，潜心学问。

面对明末清初的巨变，一些具有民族气节的汉族知识分子不能承受异族统治的政治现实，他们不与清朝统治者合作，依然尊奉明朝为正统，穿明朝的衣服，读古书，写古字，隐居治学，仍然把自己当作明朝的臣民，因此被称作“遗民”，意思是“明朝遗留下来的子民”。王锡阐交往的人群主要是当时著名的遗民学者，如顾炎武、潘柽章、吕留良、张履详、朱彝尊、万斯大等。王锡阐因矢志忠于故国而在明朝遗民里受到很大尊敬，成为清初东南遗民圈子中的重要人物，他在天文学上的高深造诣，则使遗民们引为自豪。

青年时代的王锡阐清贫如洗，但他的遗民情怀、治学精神受到同乡大户潘柽章的推崇，王锡阐曾客居潘家数年之久，在潘家开馆授徒，潘柽章的弟弟潘耒就曾向王锡阐学习过天文历算。

清顺治七年（1650），吴江一带文人成立了惊隐诗社，一帮遗民学者，以文会友，诗酒快意，往来于三江五湖。当时入社的有顾炎武、潘柽章、吴炎等诸多名流，王锡阐也是成员之一。潘柽章、吴炎两人精通史事，因念及明代还没有史书，他们模仿司马迁《史记》体例合著一部《明史记》，由王锡阐负责撰写其中的年表和天文历法部分。康熙二年（1663），清政府兴文字狱，发生庄廷龙明史案，庄氏被控“私刻明史，毁谤朝廷”而满门抄斩。因潘柽章、吴炎名重一时，庄氏就把他们列在明史参阅人员的名单中；虽然书刻成后潘、吴二人连看也没看过，但仍受株连而惨遭清廷杀害。这一怨案共杀死七十余人，牵连七百多家，家属都要戍边。潘柽章的夫人沈氏，原来准备自尽，因为身怀有孕而忍辱偷生；走到塞外生下儿子，不幸夭折，于当日饮药自尽。吴炎的夫人张氏也在流徙途中自尽。惊隐诗社遭此变故，大约在康熙三年（１６６４年），就无形中解散了。这件事对王锡阐影响极深，引为平生最为悲痛之事，更加激起他刻骨铭心的亡国之恨。潘柽章罹难后，王锡阐冒死收藏了他的部分书稿，担负起对其幼弟潘耒的教育，还在晚年参与了友人搜集潘柽章、吴炎遗稿的活动。

在大规模的军事反抗被镇压下去后，满清统治者开始采取一系列拉拢汉族知识分子的政策，任用汉人官吏，礼遇明朝遗民，开博学鸿词科，设馆修《明史》等，意在缓和民族矛盾，显示自己承继华夏道统的诚意与合理性，于是许多遗民子弟放弃非暴力不合作的消极抵抗立场，纷纷走上出仕当官的道路。少年即目睹兄嫂悲惨遭遇的潘耒，为了重兴家门，于康熙十七年（1678）以布衣身份参加朝廷主持的“博学鸿词”科考试而获重用，官授翰林院检讨，纂修明史。当翰林、修史书是许多古代知识分子梦寐以求的最高境界，王锡阐不仅不为学生有出息而高兴，反而多次致书潘耒加以劝阻和斥责，此时的王锡阐依然沉浸在亡国痛恨之中，不能自拔。

从中年起一直到晚年，王锡阐先后与张履祥、吕留良、钱澄之等一起讲授“濂洛之学”，即北宋周敦颐和二程（程灏、程颐）的哲学。在清初复兴古学的风气中，流行“宋学”、“汉学”之分，王锡阐属于宋学中的程朱（朱熹）学派。王锡阐一生以志节自励，忍饥挨饿，不出远门，几十余年如一日。晚年的王锡阐贫病交加，当他的朋友吕留良来看他时，连粗茶淡饭也招待不起，只有拿出自己的诗篇来作招待。

康熙21年（1682年）王锡阐在贫病交加去世，时年五十五岁。由于没有子嗣，其学问高深莫测，学生中没有人能够传承，加之他刻意复古，著作都用篆体字写成，人们大多不能认识，所以遗稿散失很多。直至几年后，弟子潘耒返回故里，才搜集其幸存的五十余种遗稿，出版刊行。其中代表王锡阐在天文、数学方面主要成就的有《晓庵新法》、《五星行度解》、《圜解》等著作。

当了翰林学士的潘耒遍行天下，到处寻找能够读懂他老师著作的高人，康熙25年（1686）他来到安徽宣城，终于找到了当时的天文历算大家梅文鼎。梅文鼎读了王氏遗书，倍加推崇，把他与北方的天算名家薛凤祚并称为“南王北薛”，对自己未能早知王氏其人同他研讨学问而深感惋惜。

明末清初，由西方传入中国的天文学有两路，一路由耶苏会士利马窦、汤若望、南怀仁等传入，立于明清官学；另一路由与汤若望同时入中国传教的穆尼阁在民间传播，传其学于山东淄川薛凤祚。王锡阐则无师自通，学贯中西，独树一帜，成为与梅文鼎、薛凤祚齐名的清初天文历法三大家。

西方天文学由于运用三角几何学知识、有明确的地球概念以及精密的观测仪器等，相比中国传统天文学显示出明显的先进性和优越性。如何对待西学，中国知识分子呈现出两种绝然不同的态度，一种全盘接受，如徐光启等；一种全盘否定，如杨光先等。康熙早期发生以汤若望、杨光先为代表的中西历学争讼，西学击败中学而获胜，于是西学优于中学几成定论。王锡阐并没有简单地去接受或者否定，而是深入研究中、西天文学的成果，批评地吸收二者的长处与精华，既不迷信洋人，也不迷信古人，因此能够有所创造和发明。

王锡阐指出一些西方天文学理论上的缺点和错误。如西学认为月食时的食分（月球被地影遮挡的程度）大小与月球视直径有关，人们见到月球最大时食分最小；见到月球最小时食分最大。王锡阐指出食分与月球视直径无关，而与月地距离有关：因为月球的实际直径并未变化，人们见到月球最大时，离地球最近，食分反而最大；月球最远、视直径最小时食分才最小。再如西方传教士在介绍三角学公式时，往往“但举其用而不详其理”，即只讲这些公式的应用，而不详细追究其原理，王锡阐批评西法虽能精确测量和验证，却未能“深知法意”，即不能深刻领会方法的基本原理。他亲自示范，独立给出三角函数中两角和、差的正弦、余弦公式的证明。又如当时传入的西方天文学并非哥白尼学说而是第谷体系，其说以行星绕太阳转、太阳绕地球转为特征，但第谷生前未能按其宇宙模式完成系统的行星运动理论，因此在实际计算中仍然保留有行星围绕地球转的模型，王锡阐指出这是自相矛盾。在今天看来王锡阐对西学的许多批评都是有道理的，这在当时是十分少见而难能可贵的。

王锡阐还举证论述“西学中源”说。例如屈原《天问》：“圜则九重，孰营度之？”意思是问：圜天分为九层，是怎样营建和度量的呢？王锡阐认为其中有天球分层的概念，是西方亚里斯多德水晶球宇宙模型的源头。王锡阐否定西洋人有独立创制西法的可能性，指出“西历源于《九执》”，认为西历剽窃了《九执历》的成果。《九执历》是唐朝和尚瞿昙悉达编译的印度天文学著作，其中有不少希腊天文学的内容，王锡阐能看出它与欧洲天文学的渊源关系，是颇具慧眼的，但他却把两者的源流关系颠倒了。王锡阐以这样的方式致力于推倒西学的神圣地位，反映了他的遗民情结。满清统治者本来以异族入主中国，又在体现君权神授的历法问题上引用更远的异族学说，这在中国传统知识分子尤其是明遗民们看来，是十足的“以夷变夏”，很难接受。王锡阐是遗民知识分子中贯通中西学问的第一人，他的说法产生很大影响。后来梅文鼎受到王锡阐的启发，广征博引，发挥想象，把许多西方天文学知识逐一贴上“中国造”的标签，反而受到康熙皇帝的赏识和重用。“西学中源”说在一定程度上打消了当时中国知识分子对西方近代科学的抵触情绪，在客观上有利于新知识的传播和普及。但也促使当时“会通中西”的大师们花很大精力去论证“西学中源”，而没有向赶上和超过西方天文学的方向去努力。

王锡阐不仅重视对中、西学理论知识的学习，还十分重视以天文观测验证历法理论。他说“人明于理而不习于测，犹未之明”，意思是说：长于理论而不熟悉观测，许多道理不能真正明白。他自己设计制造了一种叫做“三辰晷”的仪器，可以用来观测日、月、星辰。每遇晴朗的夜晚，他就爬上瓦房屋顶，坐卧在人字型屋脊旁仰观星象，通宵达旦，几十年如一日坚持不停。以至于白天无论坐着还是躺下，总觉得有一个浑天仪在面前，日月五星在其上横行。王锡阐去世的前一年（1681年）发生一次日食，事先王锡阐和徐发等五位民间天文学家各自作了推算，相约至期进行一次“五家法同测”，结果王锡阐的理论推算最为接近实测情形。

王锡阐还善于吸取西方天文学的精华并结合自己的观测实践，作出重大理论创新。他运用刚刚传入到中国的球面三角学知识，首创了准确计算日月食初亏和复圆方位的算法。他把日月圆体分为三百六十度，提出“月体光魄定向”（日月中心连线方向）的概念，计算出食甚时刻日月边缘亏缺多少度，从而把日月食的计算提高到前所未有的精度。

他的另一重大成果是首创金星、水星凌日和五星凌犯的算法。金星和水星是地内行星，它们有机会运行到正好位于太阳和地球之间的位置，此时人们看见太阳表面出现小黑点，就是金星或水星在日面上的投影，这种自然现象叫做“凌日”。对于在其它时间太阳表面出现的黑子，王锡阐作出水星以内的太阳附近存在其它行星的猜想，这与伽里略关于“水内行星”的猜想不约而同。“五星凌犯”是指五大行星互相遮掩的现象。长期以来无论中历还是西历，仅能对金水“凌日”现象进行粗略的推算，王锡阐巧妙地创立准确的计算方法。上述两大创新成就，后来都被清政府编入官方典籍《历象考成》，成为编算历法的重要手段。

王锡阐参照《崇祯历书》中的第谷体系建立了他自己的宇宙模型和行星运动理论。即地球在宇宙中心静止不动，行星绕日、日绕地球运行；与第谷体系行星均自西向东绕日旋转不同，王锡阐的金、水两星绕日右旋（由西向东），土、木、火三星则绕日左旋（由东向西）；并认为五星运行的圆周是“实体”（壳层），类似于古希腊的水晶球宇宙模型，但又认为太阳轨道不是“实体”，所以五星能在“日行规”（视运动轨道）内自由穿行。鉴于第谷体系没有统一的计算方法，王锡阐还在上述模型的基础上，推导出一组计算五星行度的公式，能够预报行星的位置。

他还考虑到日月行星运动的力学原因。当时近代科学的引力理论尚未出现，西方用磁石吸铁假说来解释太阳对诸星的吸引，受此启发王锡阐解释由于“宗动天”（恒星天层以外没有任何天体的最外层天球）的吸引致使日月五星呈环绕状运行。这是中国学者以引力解释行星运动物理机制的第一次尝试。

以“天下兴亡，匹夫有责”著称的清初爱国学者顾炎武，是王锡阐的挚友，他曾列出朋友中有过己之处者10人，王锡阐列为第一；但他没有能力评价王氏的天文历法成就。至梅文鼎始将他与天算名家薛凤祚并称“南王北薛”，并认为王氏识见在薛凤祚之上。1799年阮元撰《畴人传》又将王锡阐与梅文鼎并提，评论王氏精核，梅氏博大，各自登峰造极，不分高下。近代学者梁启超称赞王锡阐与梅文鼎首先冲破西洋新法的迷信，唤醒中国学者的觉醒意识与独立精神，所以清代治天文历算的学者必称“王梅”。1998年在王锡阐诞辰３７０周年纪念活动期间，中国科学院路甬祥院长题辞“锡阐天问学贯东西，晓庵新法书传古今”，高度概括了王锡阐一生的主要成就及其深远影响。