宋元嘉中,用何承天所制历,比古十一家为密,冲之以为尚疏,乃更造新法。上表曰:
臣博访前坟,远稽昔典,五帝躔次,三王交分,《春秋》朔气,《纪年》薄食,谈、迁载述,彪、固列志,魏世注历,晋代《起居》,探异今古,观要华戎。书契以降,二千余稔,日月离会之徵,星度疏密之验。专功沉思,咸可得而言也。加以亲量圭尺,躬察仪漏,目尽毫厘,心穷筹,考课推移,又曲备其详矣。
然而古历疏舛,类不精密,群氏纠纷,莫审其会。寻何承天所上,意存改革,而置法简略,今已乖远。以臣校之,三睹厥谬,日月所在,差觉三度,二至晷影,几失一日,五星见伏,至差四旬,留逆进退,或移两宿。分至失实,则节闰非正;宿度违天,则伺察无准。臣生属圣辰,询逮在运,敢率愚瞽,更创新历。
谨立改易之意有二,设法之情有三。改易者一:以旧法一章,十九岁有七闰,闰数为多,经二百年辄差一日。节闰既移,则应改法,历纪屡迁,实由此条。今改章法三百九十一年有一百四十四闰,令却合周、汉,则将来永用,无复差动。其二:以《尧典》云“日短星昴,以正仲冬”。以此推之,唐尧世冬至日,在今宿之左五十许度。汉代之初,即用秦历,冬至日在牵牛六度。汉武改立《太初历》,冬至日在牛初。后汉四分法,冬至日在斗二十二。晋世姜岌以月蚀检日,知冬至在斗十七。今参以中星,课以蚀望,冬至之日,在斗十一。通而计之,未盈百载,所差二度。旧法并令冬至日有定处,天数既差,则七曜宿度,渐与舛讹。乖谬既著,辄应改易。仅合一时,莫能通远。迁革不已,又由此条。今令冬至所在岁岁微差,却检汉注,并皆审密,将来久用,无烦屡改。又设法者,其一:以子为辰首,位在正北,爻应初九升气之端,虚为北方列宿之中。元气肇初,宜在此次。前儒虞喜,备论其义。今历上元日度,发自虚一。其二:以日辰之号,甲子为先,历法设元,应在此岁。而黄帝以来,世代所用,凡十一历,上元之岁,莫值此名。今历上元岁在甲子。其三:以上元之岁,历中众条,并应以此为始。而《景初历》交会迟疾,元首有差。又承天法,日月五星,各自有元,交会迟疾,亦并置差,裁得朔气合而已,条序纷错,不及古意,今设法日月五纬交会迟疾,悉以上元岁首为始,群流共源,庶无乖误。
若夫测以定形,据以实效。悬象著明,尺表之验可推;动气幽微,寸管之候不忒。今臣所立,易以取信。但综覆始终,大存缓密,革新变旧,有约有繁。用约之条,理不自惧,用繁之意,顾非谬然。何者?夫纪闰参差,数各有分,分之为体,非不细密,臣是用深惜毫厘,以全求妙之准,不辞积累,以成永定之制,非为思而莫知,悟而弗改也。若所上万一可采,伏愿颁宣群司,赐垂详究。
事奏。孝武令朝士善历者难之,不能屈。会帝崩,不施行。出为娄县令,谒者仆射。
初,宋孝武平关中,得姚兴指南车,有外形而无机巧,每行,使人于内转之。升明中,太祖辅政,使冲之追修古法。冲之改造铜机,圆转不穷,而司方如一,马钓以来未有也。时有北人索驭麟者,亦云能造指南车,太祖使与冲之各造,使于乐游苑对共校试,而颇有差僻,乃毁焚之。永明中,竟陵王子良好古,冲之造欹器献之。
文惠太子在东宫,见冲之历法,启世祖施行,文惠寻薨,事又寝。转长水校尉,领本职。冲之造《安边论》,欲开屯田,广农殖。建武中,明帝使冲之巡行四方,兴造大业,可以利百姓者,会连有军事,事竟不行。
冲之解钟律,博塞当时独绝,莫能对者。以诸葛亮有木牛流马,乃造一器,不因风水,施机自运,不劳人力。又造千里船,于新亭江试之,日行百余里。于乐游苑造水碓磨,世祖亲自临视,又特善算。永元二年,冲之卒。年七十二。著《易》、《老》、《庄》义,释《论语》、《孝经》,注《九章》,造《缀述》数十篇。
【译文】
祖冲之字文远,范阳郡蓟县人。祖父名昌,在刘宋时担任过大匠卿。父亲名朔之,做一散官奉朝请。
冲之少年时代就研习古事,思想机敏。刘宋孝武帝把他安排在华林园省察工作,赐给他住宅、车马和衣物。又派他到南徐州任从事史,走上仕途,后来被调回中央任公府参军。
刘宋元嘉年间,所使用的历法为何承天所制《元嘉历》,比古代十一家历法大为精密,可祖冲之认为还是粗疏,于是更造新的历法。给皇帝上奏说:
我广泛搜访前人书籍,深入研究古代经典,五帝时的躔次,三王时的交分,《春秋》中的气朔,《竹书纪年》中的薄蚀,司马谈、司马迁的载述,班彪、班固的列志,曹魏时的注历,晋代的《起居注》,以寻求古今的不同,考察总结了中原和少数民族的历法。有文字以来,二千多年,日、月相离相会的迹象,五星行度疏密之验证。我专门下功夫深入地思考,都是能够考证得到并且可以讲述。特别是自己亲自测量圭尺,观察仪器和计时器漏,眼睛看到了所有的毫厘小数,心中进行计算,考查变迁,深入掌握了历法的详情。
然而古代历法粗疏错误,大都不够精密,各家互相矛盾,他们未能达成共识。得到何承天所献上的历法,他愿望是要改革,可是设置的法则简略,现在已经差远了。根据我的校验,看到它的三个错误:日月所在位置,发觉其差误有三度;冬至、夏至晷影长度几乎失误一天;五星见伏的日期,误差达到四十天,留逆进退,有的推移了两个星宿。春分、秋分、夏至、冬至失去真实,那么节气置闰就不正确;宿度不与天象实际相符,则等侯观察就失去标准。我生逢圣明的时候,又赶上好运气,敢于直率愚盲,再次创造新的历法。
谨慎树立更改历法的思想有二个原因,设置法则的情况则有三点。更改历法的第一个原因:按旧法一章,为十九年设有七闰,闰数过多了,经过二百年就相差一天。节气置闰既然变动,则相应改变闰法,日月运行轨道的分纪就屡次迁改,是由于这一条。现在改章法为三百九十一年设有一百四十四闰,令其往前符合周代、汉代,那么将来就能永远使用,不会再出现差误变动。第二个原因:根据《尚书·尧典》所说“日短星昴,以正仲冬”。以此推之唐尧之世的冬至日,在现在星宿的左边差不多五十度。汉代初期,仍用秦代历法,冬至日在牵牛六度。汉武帝改革建立《太初历》,冬至日在牵牛初度。后汉的四分历,冬至日在斗宿二十二度。晋代的姜岌用月蚀检验日之所在,知道冬至日在斗宿十七度。现在以中星做为参考,按蚀、望之日为标准考核,冬至日在斗宿十一度。通而计之,不满一百年,就差了二度。旧法都令冬至日有固定位置,天文数据既然差错,则日月五星的宿度,就逐渐出现错误。乖谬既然显著就相应改变。这样做只能符合一时,而不能通行长久。改来改去不可遏抑,又是由于这条。现在使冬至所在位置年年都有微差,回过头检验汉代历注,都很审密,将来永久施用,不必烦劳屡次修改。还有设置法则,其一,以子时为时辰之首,(从方向来说)子位在正北,卦爻应在初九为升气的开始,虚的北方七宿之中宿。元气的发端,应当在这个“次”。前代学者虞喜,详细讨论了其意义。我的历法上元度日,发端于虚宿。其二,用日辰之号子,甲子日为前导,历法设起算年(上元),应当在此年。但是黄帝以来,世代所用,总共有十一种历法,“上元”之年,没有相当于这个名称的。我的历法上元那年在甲子。其三,以上元之年,历法中的众多条款,都应以此为(计算的)起点。可是《景初历》的变会迟疾,历元的开始参差不齐。又如何承天的历法,日月五星,各自有各自的历元,交会迟疾,也都设置不同起点,剪裁使得朔气相合而已,条件次序纷繁错误,未达到古代的意境。现在设法使日月五星交会迟疾,都是以上元岁首为起点,众多支流有共同的源泉,大多没有错误。
如果进行测量来定其形,就得到真实效果。悬挂的星象显著明亮,用天表等仪器测验可推算,变动的气虽不明显而微弱,可用径寸的竹管候测不会有差错。现在我所建立的,容易使人取信。但是综合研究始终,大多存在不精密,革新变旧,有简有繁。用简的条款,道理上不必自我恐惧;用较繁的意思,看上去亦没有谬误。为什么?就是记闰不整齐,数据各有分数,把分数做为主体,并非不细密,我这样做是特别珍惜毫厘之类的小数,以完成求解出美妙之则,不去掉累积,以成就永久固定的著述,不是经思考还不知道,也不是明白了还不改。如果所献上的历法万一可以采用,我愿意由皇帝向各部门宣传,给予详细考究。
上奏到皇帝那儿。孝武帝令朝廷的官员们懂得历法的提出质难,都不能驳倒他。赶上孝武帝去世而未能施行。祖冲之被派出去担任娄县令,后又调回任谒者仆射。
当初,在刘宋孝武帝平关年间,得到后秦姚兴时制作的指南车,有外部形状而没有机巧,每当行走,使人在车内旋转指向。到宋升明年间,齐太祖肖道成辅佐朝政,让祖冲之按古法修造指南车。祖冲之改用铜制机械,圆转不穷,而指示方向保持不变,是三国时马钧以来所没有的。当时有一位北方人索驭麟,也说能制造指南车,肖道成就让他与祖冲之各造一辆,让他们在京城的乐游苑相对同时进行校对试验,结果索驭麟的颇有偏差,于是折毁烧掉了。齐永明(483-493)年间,竟陵王肖子良爱好古物,祖冲之制造了一件欹器献给他。
文惠太子肖长懋在东宫,看到了祖冲之的历法,启奏给齐武帝施行,文惠太子不久死去,事情又被搁置。祖冲之转任长水校尉,领本职。他写作《安边论》奏章,想要开屯田,发展农殖。齐建武(494-498)年间,明帝肖鸾派祖冲之巡行四方,兴造大业,可以有利于百姓的,恰逢连年有战争,事情终于没有实行。
祖冲之懂得乐律学,博塞游戏当时独绝,没有能和他匹敌的。他认为诸葛亮有木牛流马,于是制造一件器械,不依靠风、水,施用机关能自己运行,不靠人力。又造千里船,在长江的新亭江段试验,一日能走一百多里。在乐游苑造水碓磨,齐世祖即武帝亲自到场观看。又特别精通数学。永元二年,祖冲之去世,享年七十二岁。著《易经》、《老子》、《庄子》义,注释《论语》、《孝经》,注解《九章算术》,著《缀术》数十篇。