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顺治元年十一月,命掌钦天监事。次年,他将《崇祯历书》压缩成《西洋新法历书》一百零三卷,进呈摄政王多尔衮,封太常寺少卿。
顺治七年,清政府赐地在宣武门内原天主堂侧重建教堂。汤若望将利马窦建的一座经堂扩大,建成了北京城内的第一座大教堂(南堂),此处成为汤若望等神父的起居地。汤若望工作的地点则是在北京建国门附近的古观象台。在古观象台工作的传教士有50多人,汤若望是其中最主要的传教士,还担任台长,即钦天监监正。
顺治八年顺治帝亲政后,汤若望经常出入宫廷,对朝政得失多所建言,先后上奏章三百余封。顺治帝临终议立嗣皇,曾征求汤若望意见。当时顺治帝因得天花,而当时朝廷中只有汤若望一人知道天花如果流行会造成什么样的后果,于是他就说一定要找一位得过天花的皇子来继王位,于是便有了后来的康熙大帝。
中西历法之争,由来已久,吴明煊早在顺治十六年便上疏举报汤若望天算错误,结果反落了个“诈不以实“的罪名,险些被判了死刑。顺治十五年(1658)汤若望受一品封典,耶稣会传教士影响因而扩大,一时各地教徒增至十万人,终于引起冲突。康熙三年(1664),杨光先复上《请诛邪教状》,经议政王会议,翌年以数条罪名判处汤若望等人凌迟处斩。杨光先言汤若望等传教士有罪三条:潜谋造反;邪说惑众;历法荒谬。
康熙三年九月二十六日,清廷“会审汤若望,以及钦天监官员,翌年三月十六日,廷议将钦天监监正汤若望,刻漏科杜如预,五官挈壶正杨弘量,历科李祖白,春官正宋可成,秋官正宋发,冬官正朱光显,中官正刘有泰等皆凌迟处死。已故刘有庆子刘必远,贾良琦子贾文郁,宋可成子宋哲,李祖白子李实,汤若望义子潘尽孝俱斩立决。“
后因京师地震,汤若望遇赦,只杀了李祖白等5名钦天监官员,“时宪历“亦遭废止。杨光先乃出任钦天监正,吴明煊(明炫之弟)为监副,“复用大统旧术“。行之数年,误差日大。持新法之比利时传教士南怀仁等与持旧法之杨光先等交争不已,康熙七年(1668)十一月,特派员察勘两造实际观测,证明新法优于旧法。杨光先被革职,任南怀仁为钦天监副,于康熙九年(1670)复行时宪历。经过这场斗争,新法终于战胜旧法。
中国古代,制定历法和颁布历法是皇权的象征,列为朝廷的要政。历代王朝都在政府机构中设有专门司天的天文机构,称为太史局、司天监、司天局、钦天监等,配备一定数量的具有专门知识的学者进行天文研究和历书编算。历法在中国的功能除了为农业生产和社会生活授时服务外,更要为王朝沟通天意、趋吉避凶。日、月食和各种异常天象的出现,常被看做是上天出示的警告。所谓“天垂象,示吉凶,圣人则之“。
明代,历法年久失修、故经常出现舛谬,修历迫在眉睫。1629年(崇祯二年)11月6日,历局成立,历局是个临时的研究改历的机构,其任务就是编纂一部《崇祯历书》,实际就是编纂一部西方的数理天文学知识集成。历局的成立意味着西方古典天文学系统传入中国,中西天文学交流沟通的开始。
历局在徐光启主持下,经过十多年的辛勤工作,终于1634年12月完成了卷帙浩繁的《崇祯历书》,共计46种一百三十七卷。内容分“五目“、“六次“。
“五目“指的是:法原,即天文学基本理论,包括球面天文学原理;法数,即天文数表,附有使用说明;法算,即天文计算必备的数学知识,包括平面和球面三角学几何学;法器,天文仪器知识;会通,指中国传统方法和西历度量单位的换算。
“六次“指的是:日躔历、恒星历、月离历、日月交会历、五纬星历、五星交会历六种。包括日月五星运动,恒星方位,日月交食,节气,朔望等的中西换算。《交食历指》四卷,《交食历表》二卷、《交食历指》三卷、《交食诸表用法》二卷、《交食蒙求》一卷、《古今交食考》一卷,《恒星出没表》二卷和《交食表》四卷。
此外,经汤若望翻译编著的有关书籍还有:《测天约说》二卷、《测日略》二卷、《学历小辨》一卷、《浑天仪说》五卷、《日躔历指》一指、《日躔表》二卷、《黄赤正球》一卷、《月离历指》四卷、《月离表》四卷、《五纬历指》九卷、《五纬表说》一卷、《五纬表》十卷、《恒星历指》三卷、《恒星表》二卷、《恒星经纬图说》一卷、《交食》九卷、《八线表》二卷、《新法历引》一卷、《历法西传》二卷、《新法表异》二卷。此外还有《西洋测日历》、《新历晓惑》各一卷,以及《赤道南北两动星图》、《恒星屏障》等书与图。汤若望还分别为罗雅谷等人撰写的文学方面的著作做过校订,如《比例规解》、《测量全义》、《筹算》等书。
《崇祯历书》是对中国传统历法的重大改革,其特点有:其一重视理论基础,法原部分约四十卷,占全书的三分之一左右,总体上采用了第谷体系;其二引入本轮、均轮等整套小轮系统解释天统解释天体运动的速度变化,计算须采用几何学;其三引入地球概念和经纬度及其有关的测定计算方法;其四引入球面和平面三角学,大大简化了计算手续,提供了准确的计算公式;其五引入蒙气差的数值改正,区别了冬至点和日行最速点(即近地点)的不同;其六引进了欧洲天文学中的一些度量制度,如分圆周为三百六十度,分一日为九十六刻,采用六十进位制等等;其七引进了严格的黄道坐标系,采用从赤道起算的九十纬度制和十二次系统的经度制;其八在历日制度上,彻底采用定朔、定气注历,并以无定中气之月为闰月。
《崇祯历书》的编撰完成,标志着中国天文学从此纳入世界天文学发展的共同轨道。尽管这部历书还有不完善之处,但在中国历法发展史上是一次划时代的进步。
崇祯十四年末,他完成了《崇祯十五年》新历,并将其进呈皇上。
汤若望在此次修历过程中,还负责制造仪器,培养人才,给历局的具体工作人员上课,讲授历法知识,指导他们进行数据测算,使用仪器、绘制天文表格等。
崇祯皇帝对汤若望等人的治历工作十分赞赏,1638年底,曾亲赐御匾一方,上面亲书“钦保天学“四个大字。
1644年,明亡清兴,其间还有短命的“大顺王朝“。汤若望处世不惊,留守北京、守护圣器圣物及天文仪器和历书刻板。清兵入主北京之时,汤若望冒死自荐。得以取得新统治者的信任和重用。
1644年7月,汤若望向清廷进呈了三件仪器:浑天星球一架,地平日晷一件,望远望镜一台。他还呈递了历书范本一册,有根有据地指出了旧历的七大谬误之处,并准确预测了8月1日的日食。汤若望所阐述的天学道理得到清廷的认可,朝廷决定采用汤依新编制的新历,定名为《时究历》,并在册面上印有“依西洋新法“五个字,颁行天下。并任命他为钦天监监正,这是中国历史上的第一个洋监正,开创了清朝任用耶稣会传教士掌管钦天监的将近二百年之久的传统。
1645年,汤若望下了很大功夫,对卷帙庞杂的《崇祯历书》进行删繁去芜,整理修改,增补内容,使之更为精练划一。在修改中,他对原历书的理论部分几乎原封未动,而对表格部分做了重大删节,将原来的137卷压缩成70卷。另增补了《学历小辨》、《远镜说》、《新法历引》、《新法表异》、《历法西传》、《测食略》、《新历晓惑》、《黄赤正球》、《浑天仪说》、《筹算》、《几何要法》、《治历缘起》等十几种30卷。合成30种100卷,取名《两洋新法历书》,呈送朝廷刻印行,作为每年推算时宪历书的根据。新增补的内容都是新法历书中很重要的成分。
《新法表异》和《历法西传》二书,是他为沟通中西天文学,介绍西学所写的两本著作。前书叙述了中国天文学的发展概况,介绍中国历代历法不下70种,及同一种历法的不同版本。介绍了新历法的优点,比较了新旧历法42个不同之处,从各方面解释新法为什么比旧法先进的道理。《历法西传》2卷是汤若望1640年为介绍欧洲天文天文学界前辈而写。书中介绍了托勒密的《天文学大成》,哥白尼的《天体运行论》,对伽利略的新发现介绍较多。
汤若望在传播西学上,的确如其本人所说“总想立于欧洲科学的高峰“,尽其所能,将欧洲的科学知识介绍给中国。
1645年12月,他将这部100卷的《西洋新法历书》进呈清朝,刊刻印行,通行全国,从此成为每年编制历书和各种天文推步的依据,直以今天也是中国编制农历的基础。
由于汤若望制定的历书“考据精祥,理明数著““创立新法,勤劳懋著“,1646年清廷加授他太常寺少卿衔,官阶为正四品。
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