第二节 日影观测与康熙研习西学之开端

历法之争的转机正是康熙七年（1668），皇帝命南怀仁、杨光先在午门前测验日影，以决定西法、旧法的优劣，这直接导致了他对西学的兴趣。在进入正题之前，我们先回顾一下传统中国对晷影观测的认识。

圭表是中国古代最古老的测量仪器，主要通过测量正午日影的长短来确定节气，并测定方向。它由表、圭两部分组成，立表用于投射日影，圭是水平安放的标尺，用于测量影长。由于太阳正午高度随季节变化，日影长短也随之变化，夏至时最短，冬至时最长。日影观测已有悠久的历史，传说中周公在阳城（今河南登封）观测日影，以定地中。《周礼·地官·大司徒》：“以土圭之法，测土深，正日景，以求地中。”元代郭守敬用四丈高表观测，同时使用景符来调整，成为中国历史上最重要、最精确的测量，屡为后世所称道，还受到传教士的赞扬，享誉欧洲。明清时期，钦天监设有晷影堂，用来观测日影。明代在仪器方面因循守旧，在晷影观测方面鲜有进步。

欧洲也有晷影观测的传统，或在教堂，或在天文台。日影观测在欧洲之所以重要，教会之所以重视，是因为复活节的确定和计算，都需借助日影观测。晚明耶稣会士来到中国之时，传入了很多西方仪器，如自鸣钟、三棱镜、望远镜，还传入了星晷（盘）、日晷等记时仪器，特别是日晷，成为耶稣会士笼络汉人士大夫的重要工具。耶稣会士因此翻译了《浑盖通宪图说》《简平仪》等著作，国人陆仲玉也撰写了《日月星晷式》。在钟表没有普及的时代，相对于昂贵的钟表来说，这些简单的记时和测量仪器比较价廉，满足了一般人掌握时间的需求。

万历年间，在钦天监工作的周子愚曾与利玛窦谈及“律吕之学”，觉得西学可以补中国传统学问之缺，于是请其传授，利氏“慨然许之”，但不久利氏故去，合作没有成功。周子愚觉得中国古代虽有日影观测，而没有专书介绍，并注意到西方在圭表方面的成就，任意立表取景，“西国之法为尽善矣”，于是向龙华民、熊三拔等人学习，因此有《表度说》之作，详细介绍了欧洲圭表观测的方法。崇祯改历时，介绍了不少新传入的仪器（如望远镜，或称窥筒），也提到了西方测量日影的知识：“三曰表臬者，即周礼匠人置槷之法，识日出入之景，参诸日中之景，以正方位，今法置小表于地平，午正前后累测日景，以求相等之两长景，即为东西，因得中间最短之景，即为真子午，其术更为简便也。”在谈到郭守敬用高表观测日影后，《明史》引用梅文鼎之语，也谈到了西方的方法：“西洋之法又有进焉。谓地半径居日天半径千余分之一，则地面所测太阳之高，必少于地心之实高，于是有地半径差之加。近地有清蒙气，能升卑为高，则晷影所推太阳之高，或多于天上之实高，于是又有清蒙差之减。是二差者，皆近地多而渐高渐减，以至于无，地半径差至天顶而无，清蒙差至四十五度而无也。”西法考虑了地半径差、蒙气差等因素对日影观测的影响，使得观测精度有所提高。

明代的历法改革，主要因日月食的预测不准所引起。而耶稣会士的到来，正好满足了这方面的需要。天启年间，耶稣会士因准确预测月食，深得明朝士人的佩服。龙华民在《地震解》（1626）中曾生动记载了这个故事：“甲子（1624）谷雨日，谒李崧毓先生。坐次，蒙奖借曰：贵学所算二月月食，时刻分秒不差，真得推步之奇，想其师承诀法，必极奥妙。”《崇祯历书》奏疏中对日月食的预测和推算也有详细的介绍。

回头来看康熙初年的历法之争，日影观测却起到了决定性的作用。康熙四年至七年间（1665—1668），南怀仁等四人因“历狱”被软禁在东堂，闭门虔修，杜绝一切与外界往来。七年十一月廿一日，康熙帝突然派四大臣到东堂，询问所颁历法是否合天。于是，耶稣会士南怀仁与杨光先、吴明炫受康熙之命在午门前进行日影观测，后又观测金星、水星，结果南怀仁因测算精确而取胜。次年，历法争讼始得翻案。西法取得最后胜利，才重新树立了西洋历法的主导地位。

少年康熙亲眼目睹了南怀仁和杨光先等人的日影观测，深受震动。后来当皇子们逐渐懂事，康熙对他们进行“庭训”时，又回忆起这段往事：

尔等惟知朕算术之精，却不知我学算之故。朕幼时，钦天监汉官与西洋人不睦，互相参劾，几至大辟。杨光先、汤若望（按：汤若望当为南怀仁）于午门外九卿前当面赌测日影，奈九卿中无一知其法者。朕思己不知，焉能断人之是非，因自愤而学焉。

可以说，历法之争是康熙学习西方科学的直接原因，而置闰问题在当时也引起了很大反响，康熙对钦天监颁历置闰之争也记忆深刻。在《御制三角形推算法论》中，他道出了学习西方历算的原因：

康熙初年，因历法争讼，互为讦告，至于死者，不知其几。康熙七年，闰月颁历之后，钦天监再题，欲加十二月又闰，因而众论纷纷，人心不服，皆谓从古有历以来，未闻一岁中再闰，因而诸王九卿等再三考察，举朝无有知历者，朕目睹其事，心中痛恨，凡万几余暇，即专志于天文历法一十余载，所以略知其大概，不至于混乱也。

置闰问题在民间造成了很大的混乱，南怀仁在信中曾道出置闰错误所引起的严重后果：

教难后第四年，我们的历法已经恢复原来的地位，钦天监已委我职掌，我担任了监正，就上疏皇帝，指出本年度的《时宪历》原为某某所编，置有闰月，实与星辰运行不合，请朝廷纠正（天意使仇视我们的人犯了一种过去未闻的错误：不应置闰而置闰月，而历书已颁行全国，即使依照中国旧历法，也应于明年置闰）。皇帝发交部议，各部大臣，尤其汉大臣，对于要把已经郑重公布的时宪书除去一年中整个一月，感觉非常难堪，因为一切契约及公牍，如果同今年的期限有关，都必须加以更改，全国各省以及奉行中国正朔的藩邦，所有公文，也应随之更改。中国人遵用阴历，而且任何一书，不像时宪历那样郑重公布，历书首载皇帝的上谕，任何人不能改易一字，违者处死。全国亿万人中，几乎没有一人不购置每年的新历本，时宪书之末，有我南怀仁的名字，因我身为钦天监监正，即为时宪书的编者。部臣纷纷上章，抗论我的奏折，但没有用处；部臣又屡次召集钦天监的全部司员——都是我的学生——约一百六十人，询以此事，却没有一人肯反对我，也不可能反对我。最后，负责此事的汉籍某尚书，以朝廷全体大臣的名义，邀我单独到他府中，他低声要求我仔细考虑，是否有隐瞒这一错误的办法，因为——他说——奉中国正朔的各国，如果知悉编制历书竟然如此舛误，以致必须在今年除去一个月，这是奇耻大辱，我国的威信将大受影响。该大臣虽则如此说，然亦仍无用处。皇帝下诏取消闰月，完全照我奏章中所请的施行。

这场争论使康熙幼小的心灵深受触动，有感于“举朝无有知历者”，“心中痛恨”，若自己不懂历算，“焉能断人之是非，因自愤而学焉”。1669年教案平反后，传教士重新受到重视，康熙开始热衷西学，以南怀仁等人为师，学习欧几里得几何学和地理等科学知识，孜孜不倦，保持了长期的兴趣。