張子信清河(今河北清河)人。生卒年不詳，主要活動於6世紀20年代到60年代。天文學。
關於張子信的生平，史籍記載很少，衹知道他經歷北魏、北齊兩個朝代，以“學藝博通，尤精歷數”(《隋書·天文志》)聞名於世。他在北齊時曾為“學士”。公元526—528年間，在華北一帶發生過一次以鮮於修禮和葛榮為首的農民起義，這次起義聲勢浩大，震動朝野，為了躲避這一次農民起義的影響，張子信跑到了某一海島隱居起來。在海島上，他製做了一架渾儀，專心緻志地測量日、月、五星的運動，探索其運動的規律。在這一相對安定的環境中，他孜孜不倦地工作了30多年。在取得大量第一手觀測資料的基礎上，張子信還結合他所能得到的前人的觀測成果，進行了綜合的分析研究。大約在公元565年前後，他敏銳地發現了關於太陽運動不均勻性、五星運動不均勻性和月亮視差對日食的影響的現象，同時提出了相應的計算方法，它們在中國古代天文學史上是具有劃時代意義的事件。經由張子信的學生張孟賓、劉孝孫等人的努力，這三大發現及其計算方法在孟賓歷和孝孫歷(公元576年)中大約已被應用，因為該二歷均已失傳，我們無由知其詳情。而在劉焯的皇極歷(公元604年)和張胄玄的大業歷(公元607年)中，這三大發現的具體應用均有明確的記載，此後各歷法無不遵從之，並不斷有所改進。張子信的三大發現以這樣快的速度為歷傢所承認和應用，可見他的工作是出色和令人信服的。
(1)發現太陽運動的不均勻性由於中國古代的渾儀主要以測量天體的赤道坐標為主，當用渾儀觀測太陽時，太陽每日行度的較小變化往往被赤道坐標與黃道坐標之間存在的變換關係所掩蓋，這是中國古代發現太陽運動不均勻的現象要比古希臘晚得多的主要原因。雖然東漢末年的劉洪在關於交食的研究中，實際上已經開創了發現太陽運動不均勻現象的獨特途徑，但劉洪並沒有意識到他的工作的重要含義，而且他的後繼者也不解其中奧妙，以致在其後的300餘年中漸被人們遺忘。張子信正是在這樣的歷史背景下，最先建立了太陽運動不均勻的概念，並給出了大體正確的描述。
張子信大約是經由二個不同的途徑發現太陽運動不均勻現象的。其一，我們知道，從鼕至到平春分和從夏至到平秋分均歷時91天多，而從鼕至到真春分(升交點)歷時88天多，從夏至到真秋分(降交點)歷時93天多，所以張子信用渾儀可以測算知：在平春分和平秋分時，太陽的去極度都比一個象限要小一度餘。由此便不難推知，自平春分到平秋分(時經半年)視太陽所走過的黃道宿度，應小於自平秋分到平春分(亦時經半年)視太陽所走過的黃道宿度；也就是說自平春分到平秋分視太陽的運動速度要小於自平秋分到平春分視太陽的運動速度，此即張子信所說的“日行春分後則遲，秋分後則速”(《隋書·天文志》)。
其二，在觀測、研究交食發生時刻的過程中，張子信發現，如果僅僅考慮月亮運動不均勻性的影響，所推算的交食時刻往往不夠準確，還必須加上另一修正值，才能使預推結果與由觀測而得實際交食時刻更好地吻合。經過認真的研究分析，他進一步發現這一修正值的正負、大小與交食發生所值的節氣早晚有着密切、穩定的關係，而節氣早晚是與太陽所處恆星間的特定位置相聯繫的，所以，張子信實際上是發現了修正值與交食所處的恆星背景密切相關。其實劉洪已經得到過這二個重要的結論，可惜，劉洪並未對此提供必要的天文解釋。張子信也許受到了劉洪的影響，但更大的可能是他獨立的再發現。更為重要的是，張子信以太陽的周年視運動有遲有疾，對這二個重要的結論作了理論上的說明，從而升華出了太陽視運動不均勻性的嶄新的天文概念。
不但如此，張子信還對太陽在一個回歸年內視運動的遲疾狀況作了定量的描述，他給出了二十四氣節時太陽實際運動速度與平均運動速度的差值，即所謂日行“入氣差”，這實際上就是我國古代最早的一份太陽運動不均勻性改正的數值表格(日躔表)。但據唐代天文學家一行說，張子信所測定的日行“入氣差”，“損益未得其正”(《新唐書·歷志三下》)，此說大約可信。即便如此，張子信關於太陽運動不均勻性的發現以及日躔表的編製，已經為後世歷法關於太陽運動不均勻性改正的計算方法，奠定了經典的形式，其貢獻是巨大的。
還要指出的是，早在公元前2世紀，古希臘天文學家依巴𠔌(hipparchus)由二分點不在二至點正中的事實，就已經發現了太陽視運動不均勻的現象。而張子信取得類似發現的第一個途徑所依據的事實大約與之相同，但揭示這一事實的具體手段則不一樣，更何況第二個途徑應是張子信取得和描述類似發現的更主要的方式。所以，張子信關於太陽運動不均勻性的發現和定量描述無疑是獨立於古希臘的再發現。
(2)發現五星運動的不均勻性關於五星運動不均勻的現象，張子信也是經由獨特的途徑發現的。在源於戰國時期的傳統的五星位置推算法中，五星會合周期和五星在一個會合周期內的動態，是最基本的數據和表格，前者指五星連續兩次晨見東方所經的時間，而後者指在該時間段內五星順行、留、逆行等不同運動狀態所經的時間長短和相應行度的多少。張子信發現五星位置的實際觀測結果與依傳統方法預推的位置之間經常存在偏差。這種偏差的一種可能解釋是，五星會合周期及其動態表不夠準確。我們猜想，張子信是在盡力提高五星會合周期及其動態表的精度，而仍不能有效地消除上述偏差的情況下，引發了他對更深層原因的探求。
經過長期的觀測和對觀測資料認真的分析研究，張子信終於發現上述偏差量的大小、正負與五星晨見東方所值的節氣也有着密切、穩定的關係。如前所述，節氣是與太陽所在的特定恆星背景相關聯的，而五星晨見東方時與太陽間的角距又分別存在特定的度值，所以，上述偏差量實際上也就與五星晨見東方時所處的恆星背景密切相關。張子信還進一步指出：當五星晨見東方值某一節氣時，偏差量為正某值；而在另一節氣時，偏差量為負某值，等等。欲求五星晨見東方的真實時間，需在傳統計算方法所得時間的基礎上，再加上或減去相應的偏差量。這些情況表明，張子信實際上發現了五星在各自運行的軌道上速度有快有慢的現象，即五星運動不均勻性的現象，而且給出了獨特的描述方法和計算五星位置的“入氣加減”法。這些都對後世歷法關於五星位置的傳統算法産生了巨大的影響，如同北宋天文學家周琮所說：“凡五星入氣加減，興於張子信，以後方士，各自增損，以求親密。”(《宋史·律歷志七》)
張子信還曾試圖對五星運動不均勻性現象作出理論上的說明。他以為五星與不同的恆星之間存在着一種相互感召的關係，二者之間各有所好惡，相好者相遇，五星則行遲；相惡者相逢，五星則行速，好惡程度不同，五星運行的遲速各異。當然這是一種十分幼稚的理論，但卻充分反映了張子信關於五星在各自運行的軌道上運動速度不同的認識。
(3)發現月亮視差對日食的影響在張子信以前，人們就早已知道：衹有當朔(或望)發生在黃白交點附近時纔會發生交食現象。東漢末劉洪最先對“附近”這一不定量詞，給出了明確的數量規定，這就是食限的概念和數值。在對交食現象作了長期認真的考察以後，張子信發現，對於日食而言，並不是日月合朔入食限就一定發生日食現象，入食限衹是發生日食的必要條件，還不是充分條件。他指出，衹有當這時月亮位於太陽之北時，纔發生日食；若這時月亮位於太陽之南，就不發生日食，即所謂“合朔月在日道裏則日食，若在日道外，雖交不虧”(《隋書·天文志中》)。我們知道，觀測者在地面上所觀測到的月亮視位置，總要比在地心看到的月亮真位置低，月亮視、真位置的高度差叫做月亮視差。同理，太陽視、真位置的高度差叫做太陽視差，但它要比月亮視差小得多，幾乎可以略而不計。當合朔時，若月亮位於太陽之北時，由於月亮視差的影響，月亮的視位置南移，使日、月視位置彼此接近；若月亮位於太陽之南，同理，將使日、月相對視位置增大。這些就是張子信所發現的上述現象的原因所在。所以，張子信的上述發現實際上就是關於月亮視差對日食是否發生所産生的影響的發現。其實，張子信在這一發現的基礎上，還發明了定量地計算月亮視差對日食食分影響的方法，正如一行所指出的：“舊歷考日食深淺，皆自張子信所傳。”(《新唐書·歷志三下》)即張子信已經奠定了後世歷法關於日食食分計算法的基石。
張子信的這三大發現，以及給出這三大發現具體的、定量的描述方法，把我國古代對於交食以及太陽與五星運動的認識推進到一個新階段，為一係列歷法問題計算的突破性進展開拓了道路。
張子信成功的秘訣，首先在於他勇於實踐的精神，他認識到盡量豐富的客觀素材對於獲取新知的重要性，堅持不懈地進行了30多年的觀測工作；其次，張子信還善於探索，他從表面上看來雜亂無章的客觀事實中，理出帶有規律性的東西；第三，他還勇於創新，大膽地追究這些帶規律性的現象的深層原因，作出理論上的說明，並且給出定量化的描述。張子信的三大發現均較好地體現了他關於科學研究的指導思想和方法。
文獻
原始文獻
(唐)魏徵、令狐德：隋書·天文志中，中華書局，1973。
(宋)歐陽修、宋祁：新唐書·歷志三下，中華書局，1975。
(元)脫脫：宋史·律歷志七、八，中華書局，1977。研究文獻
陳美東：中國古代五星運動不均勻性改正的早期方法，自然科學史研究，9(1990)，3，第208—218頁。 |
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