中外科学家发明家丛书:明安图-第2章

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　　　　　第谷是丹麦天文学家，对天文学的发展有重大贡献，被称为近代天文学　

的始祖，但是，他的学说还是有错误的，他说：“地球居中，月环绕行动，　

而行星又各个绕月行动着。”这是一种地球中心说。当时，波兰的哥白尼（1473　

—1543）已经创立了太阳中心说，德国的开普勒（1571—1630）发现了行星　

运动三定律，英国的牛顿　（1642—1727）发现了万有引力定律，第谷体系在　

当时的世界上已不先进。而《西洋新法历书》只是提了一下哥白尼的名字和　

使用了哥白尼的某些天文计算方法，排斥和歪曲了地球围绕太阳转，太阳为　

太阳系的中心的革命思想。这种情况，不能满足当时社会实践的需要，因此，　

需要进行一定的实测，编写一部新的天文历法书籍，这部新书就是《历象考　

成》一书。　

　　　　　明安图是担任实测工作的人员之一。明安图在实测工作中使用了我国传　

统的天文观测方法，多次在夏至日正午时在平地立一标杆测量太阳“高度”　

　（即杆影长度，见图1），测定黄（道）赤（道）交角数据（地球中心说以　

为，黄道是太阳在天球上视运行的轨道，实际上就是地球绕太阳公转轨道平　

面和天球相交的大圆，赤道是和地球赤道重合的天球运行的轨道，黄赤交角　

就是黄道和赤道相交时所成的角度，见图2）。　



　　　　　明安图通过实测，在《历象考成》中采用的数据为23°29′30″，这个　

数据比《崇祯历书》中采用第谷的数据23°31′30″精密多了。　

　　　　　然而，《历象考成》一书仍然没有在体系上采用哥白尼的太阳中心说，　

观点还比较陈旧，基本上没跳出　《西洋新法历书》的圈子。　

　　　　　1722年，《律历渊源》成书。这部书系统地整理和总结了我国传统的天　

文历法和数学成就，也吸取了当时传入中国的西方天文、数学知识，是一部　

数学、天文和音律方面的百科全书。这部书成为天文推算和制定《时宪书》　

的理论根据。　

　　　　　　《律历渊源》出版后不久，在实践中出现了误差，钦天监提出了修改《历　

象考成》的建议。　

　　　　　1730年，钦天监呈请清政府编制《日躔》、《月离》二表。《日躔表》　

和《月离表》是关于太阳运行（日躔）和月亮运行（月离）的天文表。钦天　

监建议由西洋人戴进贤、徐懋德负责挑选熟练人员，详加校定整理。戴进贤　


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不久编出了《日躔月离表》。这个表只有钦天监监正戴进贤、钦副徐懋德和　

明安图三个人能够使用。　

　　　　　戴进贤的《日躔月离表》之所以只有上述三个人能够使用，其他人都不　

懂，最主要的原因是该表没有解释、说明和推算的方法，因此1737年5月，　

原任史部员外郎顾琮再次向清政府提请修改《日躔月离表》和《历象考成》　

一书。并推荐戴进贤为总裁、徐懋德、明安图为副总裁，这项请求很快得到　

了批准。　

　　　　　1737年6月开始全面的修改《历象考成》一书，后来又加上何国宗、梅　

瑴成等五人，共八人，同为“汇编”者。　

　　　　　1742年5月，《历象考成》的修改工作完成，定名为《历象考成后编》，　

把原来的《历象考成》改为《历象考成前编》。　

　　　　　　《历象考成后编》共十卷，比起《历象考成前编》有了许多改进与提高。　

主要改进之一是第一次在中国历法中正式采用了开普勒第二定律。　

　　　　　开普勒第一定律是说，行星沿椭圆形轨道运行，太阳在椭圆的一个焦点　

上，这条定律是在长期实测的基础上修改了哥白尼太阳中心说中行星沿圆形　

轨道运行的理论，而第二定律则是说行星与太阳的联线在相等的时间内于椭　

圆内扫过相等的面积，还有一条第三定律（见图3）　



　　　　　开普勒定律早已传到中国，但是没有在历法中采用。1730年7月发生了　

一次日食，日食前，钦天监分别用第谷方法和开普勒定律对食分进行了计算，　

第谷方法为9′22″；开普勒定律为8′10″。观测的结果证明，开普勒方法　

与实际食分完全密合。因此，清政府下决心采用开普勒定律，把开普勒第二　

定律写进了《历象考成后编》。但是，《历象考成后编》仍然没有抛弃第谷　

体系，他把太阳写成了在椭圆形轨道上运行，把地球写成了在椭圆的一个焦　

点上。　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　三、　《仪象考成》　



　　　　　1744年11月，钦天监发起编修《仪象考成》一书，明安图和他的学生　

们担任推算工作。　

　　　　　清朝初年，西洋人南怀仁和中国天文工作者制造了几件天文仪器，并写　

了一本叫做《灵台仪象志》的说明书，说明天文仪器的构造、原理和用法。　

因为间隔时间比较长了，用这些仪器测得的数据已经产生了很大误差，因此　

必须重新对这些天文数据进行测定，加以修改。　

　　　　　　《仪象考成》共32卷，前两卷介绍新制造的大型天文仪器玑衡抚辰仪的　

性能和用法，后30卷是星表。因为星表在全书中占的比重很大，所以数学计　

算任务十分繁重。　

　　　　　1676到1705年，英国天文学家弗拉姆斯蒂德　（1646—1719）在新建的　

格林尼治天文台进行了一次较大规模的恒星测量，1712年用拉丁文刊布了　

　《不列颠星表》，1725年修订再版。《仪象考成》星表是以1725年修订再　


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版的《不列颠星表》为底本，在实测和推算的基础上编成的。　

　　　　　　《仪象考成》星表共载录3083颗星，比过去的记载增加了1614颗，比　

　《不列颠星表》所载的2866颗多217颗。　

　　　　　在欧洲，英国格林尼治天文台第三任台长布拉德雷　（1693—1762）在他　

的晚年又领导进行了一次恒星观测工作。布拉德雷死后，1798年和1805年　

分两卷出版了星表。1818年，德国的白塞尔（1784—1846）根据布拉德雷的　

观测编了一个包括3000颗恒星的星表，比　《仪象考成》的星表还少83颗，　

所以说，《仪象考成》中的星表是当时世界上所载星数最多的星表。　

　　　　　　《仪象考成》的星表，有的星是经过验证之后采用了《不列颠星表》的　

数据，再加上岁差修正值；有的则是用自己测定的数据。整个星表达到了当　

时的世界先进水平。编纂《仪象考成》的数学计算特别是编制星表的计算任　

务十分繁重，其中凝聚了明安图的大量心血。　

　　　　　1752年，明安图被擢升为兵部郎中，但是因为钦天监的工作少不了他，　

因此他仍然是“留任钦天监五官正”。　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　四、第一次新疆地图测绘工作　



　　　　　1690年，清朝与沙皇俄国签订尼布楚条约后，康熙想了解俄国使团来华　

所经路线，但打开西方地图一看，他发现关于亚洲及中国部分简略不详，标　

绘粗漏。于是他决定用科学方法对中国版图进行了一次实际测量。这时康熙　

已经掌握了西方传入的实用几何学及大地测量学知识，在南北巡视时又实测　

过各地经纬度，积累了实际经验，有资格担任这次大规模测绘的决策者。　

　　　　　1708—1716年，康熙派出中西人士组成的测绘队伍分路至各地，在全国　

范围内，共测定了641个经纬点。　

　　　　　1717年，各路测绘队齐集京师，再进行汇总。经康熙审订后，绘制成历　

史上有名的《皇舆全览图》及各省分图。在这次科学测绘中统一了长度单位，　

但发现子午线　1°的长度南北不同，证实了地球为扁球形。这样大规模的测　

绘，在当时的世界上从来没有做过，可谓空前壮举。其后很长一段时间内，　

世界各国东方地图的绘制，大都以《皇舆全览图》为依据，只作微小修正，　

因而此图具有世界影响。　

　　　　　这次全国地图测绘工作的不足之处是完成的不够彻底，新疆哈密以西的　

地方没有进行测绘。　

　　　　　清初，新疆天山山脉以北地区由喀尔喀蒙古统治，天山山脉以南地区由　

厄鲁特蒙古统治。康熙时，喀尔喀蒙古的准噶尔部首领噶尔丹和他的后人，　

在沙俄支持下发动叛乱，哈密以西地区成了战场，无法进行测量工作。　

　　　　　1755年6月，乾隆皇帝派军队基本平定了准噶尔部在天山山脉以北地区　

的叛乱。　

　　　　　乾隆皇帝平定了准噶尔部的叛乱之后，认为新疆地区的山川部落等名　

称，以前的记载有不少错误，而且不是实地采访，仅据传闻，方言口授，轻　

重缓急，语音不同，所以许多地名不准确；同时还要把那里的地图补绘完成。　

　　　　　1756年2月，乾隆命努三为三等侍卫负责测量队的安全，3月13日，最　

后组成了测量队，对新疆西北部地区进行测绘。　

　　　　　这次测量主要有两个目的：　

　　　　　第一、把新疆一些地方的二十四节气的太阳出入时刻等列入《时宪书》　


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内，充实《时宪书》。　

　　　　　第二、补绘《皇舆全览图》的新疆部分。　

　　　　　这次测量的任务是：　

　　　　　第一、测量各地点的经纬度。　

　　　　　第二、测量方向和距离。　

　　　　　第三、测定各地昼夜长短和二十四节气日出入时刻。　

　　　　　第四、对于风土地形等进行采访。　

　　　　　这支测量队由何国宗领队，明安图以科技人员的身份，与何国宗一道完　

成测量任务。还有负责后勤工作的那海，负责保卫工作的努三、富德、哈清　

阿等人。　

　　　　　法国人蒋友仁　（1715—1774）、葡萄牙人高慎思也参加了这次测量。　

　　　　　蒋友仁于1744年来中国，曾向乾隆皇帝进增补《坤舆图说》，奉旨翻译　

图说，又在养心殿造水法。　

　　　　　二月末三月初，测量队开始出发。　

　　　　　测量队出发后，乾隆皇帝曾作《御制丙子春帖子》诗一首表示祝贺：　

　　　　　　　　　　　　　　岁纪重开子，　

　　　　　　　　　　　　　　星勺又指寅。　

　　　　　　　　　　　　　　天涯息征战，　

　　　　　　　　　　　　　　歌舞太平春。　



　　　　　　　　　　　　　　乌孙归去各封汉，　

　　　　　　　　　　　　　　协纪明时命五官。　

　　　　　　　　　　　　　　讹正从前珠露海，　

　　　　　　　　　　　　　　条风翘首向东看。　

　“珠露海”是蒙文，表示推算家的意思，也包括算命的人，乾隆皇帝命何国　

宗、明安图等“珠露海”用手提着仪器，前往新疆进行测量，用以修改《时　

宪书》和绘制地图。　

　　　　　5月7日，乾隆皇帝又向何国宗、明安图等人发出指令，让他们在巴里　

坤　（今新疆维吾尔自治区巴里坤哈萨克自治县城关镇）备足干粮，从容前往　

测量，等到冰雪严寒的冬天到来的时候，回巴里坤或哈密过冬，第二年春天，　

长出青草的时候再往前进，还特别要他们注意安全。　

　　　　　测量工作，从巴里坤开始分南、北两路展开。北路由努三带队，沿天山　

北麓至伊犁　（在今哈萨