月食來了，古人如何預報和應對？

今人不見古時月,今月曾經照古人

今天晚上將出現難得一見的月全食奇觀，本次月食預計初虧19時48分，食甚21時30分，我國全境均可見到。時光穿越一下，倘若讓四百年前的明朝人使用大統歷預報這次月食，結果將是初虧22時11分，食甚23時45分（北京地方時）。由於幾百年來不斷的誤差積累，大統歷的月食預報誤差目前已經達到一個多小時。不過，如果預報當時的月食，精度可要比現在好的多。那麼問題來了，古人是如何預報和應對月食的呢？

日食和月食都是很普遍的自然現象，但在中國古代傳統中，它們卻是極為兇險的天象。發生日食，說明帝王「失德」；發生月食，說明國家刑律混亂。為應對這些所謂的天變，皇帝必須採取措施，糾正自己的過失，即「日食修德，月食修刑」，否則就會遭到上天的懲罰。既然日月食如此兇險，其觀測和預報在古代也就顯得格外重要了。

中國是最早記錄日月食的國家之一，甚至在商代甲骨卜辭中就有不少關於日食和月食的記錄，此後歷代也都有官方觀察並記錄日月食的傳統。

商代牛骨上的月全食記錄

1973年河南安陽小屯南地出土牛骨上刻有「壬寅貞月又戠」的文字，這是商代實際觀測月食的記錄。據推算，此次月全食出現在商王武乙時期，時間為公元前1173年7月2日。

古代發生日月食時，通常會有一套系統的救護活動，以此來攘災拯救君王。從漢代時起，天文學家就能夠藉助於交食周期和日月位置的來簡單地推算預報日月食發生的時刻。所以在日月食發生之前，人們就已經大致知道，以便提前應對。

雖然日月食的原理並不複雜，但由於太陽和月亮在天空的視運行速度並不均勻，所以日月食的預報在古代是一項極為複雜的問題。在漢代，人們通過計算，基本已經能夠判斷日月食發生在哪一天。到了唐代，日月食的預測誤差已經在幾個小時之內。到了元明時期，日月食的預測誤差基本控制在一刻至兩刻左右，清代的誤差則進一步縮小到一刻以內，預報已經相當的精確了。

月食原理圖

在明朝初期，開國皇帝朱元璋曾下令改革曆法，一方面使用改良自元代授時歷的大統曆法，另一方面組織翻譯西域的回回曆法，這兩種曆法中都有明確計算日月食的方法。當時的日月食推算有著固定的程式和步驟，需要通過幾十步嚴密地計算才能得出日月食發生的具體時刻和食分。

《大統歷》推算宣德五年（1431年）閏十二月月食程式

到了明末，大統歷和回回曆法推算日月食的誤差越來越大，於是在崇禎年間又開始了新的一輪曆法改革。這次改歷，在徐光啟的主持下以及在來華傳教士的協助下，開始嘗試採用西方天文學，並且組織編撰了系統介紹當時西方天文學知識的《崇禎曆書》。然而，在改歷之初，中法和西法的日月食預報較量中，西法並沒有取得明顯的優勢，以至於《崇禎曆書》的編纂過程並非一帆風順。直到崇禎十六年（1643年）八月崇禎皇帝才下令，「朔望日月食，如新法得再密合，著即改為大統歷通行天下」。隨後不久，明朝政權便告覆滅，歷局上下苦心完成的新曆最終讓清朝坐享其成。

入清之後，服務於欽天監的傳教士又在《崇禎曆書》的基礎上，多次試圖完善新法。最終，曆法的精度得到了一定的提升，但同時推算過程也愈加複雜。當時，日月食的計算不但是門技術活，也是門體力活，這項繁重的工作，甚至讓傳教士們心有餘悸。如南懷仁在其《歐洲天文學》中就提到：「還有一項不輕鬆且帶有危險性的工作，這就是計算日、月交食。因為這個龐大的帝國被劃分成十七個行省，每一次日、月交食的預報都必須計算出不同地點的數據，匯總在一起就是厚厚的一大本」。此外，每次日月食的預測報告都必須提前六個月呈報給皇帝，以便這些推算結果能夠及時地傳到哪怕是最遙遠的省份。

月食預測報告

這是欽天監負責人南懷仁向康熙皇帝進呈的月食預測報告，這份月食圖中繪製了康熙十年二月月食北京及各省份的時刻和食分大小情況。

交食算式草稿

這是清代晚期交食算式草稿當中的一頁，該頁只是計算北京一處位置所需十幾個大步驟當中的一個步驟。如果完整的推算一次日月食，甚至需要進行幾百頁這樣的計算。

除了月食的推算和預測，關於月食的救護歷朝也有相應的規定。例如順治二年定製，發生月食時，需在中軍都督府救護。康熙七年定製，月食救護改在太常寺衙門進行。月食發生時，由禮部派一名司官前往觀象台，督同欽天監官員測驗所食分秒，並由欽天監奏復占驗結果。如果因為天氣原因，月食無法觀測，則不做占驗，例如：

雍正十年十月十五日欽天監監正明圖題觀候月食本：

欽天監監正加太常寺正卿銜臣明圖等謹題，為觀候月食事。本年十月十五日己巳望月食分秒並初虧帶食方位已經具題外。臣等會同禮部祠祭清吏司員外郎鄂善、主事傅元甡齊赴觀象台，公同天文科該值五官靈台郎劉國安等，候得自寅初三刻六分至辰初一刻四分，俱陰雲遮蔽，不得考測，例無占驗。

雍正十一年四月十六日欽天監監正明圖題觀候月食本：

欽天監監正加太常寺正卿銜臣明圖等謹題，為觀候月食事。本年四月十六日丁卯望月食分秒時刻並起複方位已經具題外。臣等會同禮部祠祭清吏司員外郎七什、主事周人驥齊赴觀象台，公同天文科該值五官靈台郎明倫等，候得丑初刻十三分左偏下初虧，寅初初刻三分食甚，寅正二刻七分下偏右復圓。

臣等謹按占書日：四月月食，魏國大旱；在心宿食，大臣有黜者；丁日食，年豐；月食後三日內，有雨則災解。

雍正十年十月十五日月食圖

雍正十一年四月十六日月食圖

日月食救護期間，由禮部官員帶領上香、跪拜，行三跪九叩救護禮，並作樂伐鼓。廷臣所行救護之禮，表面上為救日月，實則是象徵救君。與此同時，帝王們也要做出謙遜的姿態，表現為不御正殿等。

雖然到了清代，皇帝們已然明確了日月食的成因，知道它們的發生其實有著「定數」，但日月食救護這一禮儀並未因此廢止，反而得到繼承並發展到規模空前的程度。

「月食救護」版畫

這是十九世紀英國人繪製的一幅關於中國古代月食救護的版畫，畫中描繪了皇帝和大臣們使用望遠鏡觀測月食，皇帝身後的大臣們通過跪拜來救護。

由於日月食整個過程從初虧至復圓的時間有時長達數個小時，當時許多官員由於不願久跪，常常以有事為由不參加救護，清廷認為，「事關典禮，豈容褻越」，對託故不至和怠玩失儀的官員，照例議處。參加救護時，還要求官員按照吏、戶、兵、刑、工五部列為五班，文武各衙門也各自分配附於五部，由禮部堂官各領一班祗跪。如果官員中確實有年老體弱者身體不支者，在救護進行當中則改為蹲坐，或者就近倚靠。待初虧行禮後，年老不能久跪者就可以退立，其餘官員則繼續輪替行禮。

來源：中國科學院自然科學史研究所

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