隋文帝兩次統一度量衡,有了良好的效果,他是如何做到的?

隋文帝兩次統一度量衡,既因勢利導,又順應民意民情,形成了行之有效、官民都能接受的「大小制」。

隋煬帝繼位後,因好古而下令復依古制,重製斛斗稱度,廢鐵尺律而以梁表尺(23.6厘米)調律。

隋書》記載,大業三年(公元607年)壬辰「改州為郡,改度量權衡,並依古式」,對日常用尺未有記載,當時是隋唐之小制,即宋氏尺(24.6厘米)。

隋煬帝復古之舉,未有創新,又無定製,而且當時官民早已習慣使用大制,因此實際上並未在民間推行。

由此可見,律尺、表尺不能任意變動,變動多了,音律就調不準,晷景也測不準,因其上下波動幅度有限,且南北有混一趨勢。

民間度量衡制也已形成習慣,不宜輕易改變。

至今仍藏於日本的一件隋代銅升,周緣有銘文:「大業三年五月十八日,太府寺造,司農司校。」容積為19.91毫升,即是這一改制的證據。

隋煬帝親歷了隋初「歷爭」,洞悉曆法改制真相,但礙於張胄玄等人在太子興廢問題上支持自己,以及袁充、張胄玄的極力反對,只採用了張胄玄所編的《大業歷》,而未採用劉焯所編的更加先進的《皇極曆》。

《中國通史》指出,開皇十七年(公元597年)頒用張胄玄新曆。

大業六年(公元610年)張胄玄修改了自己曆法中的許多數據並頒行於世,為《大業歷》。

《大業歷》定回歸年長為365又42640分之10363天,定朔望月長為29又1144分之607天

採用破章法,在410年中設置151個閏月,定歲差為83年冬至點西行一度,考慮了太陽視運動的不均勻性和月球視差對交食的影響;其行星會合周期的數值也十分精確。

例如所定金星的數值是583.922日,與現今採用值相同,並將原定冬至點起虛五度改為起虛七度。

對於張胄玄在曆法研究方面的貢獻,《隋書》分為「與古不同」及「超古獨異」兩類十事一併收錄。

當時,曆法多存謬誤,劉焯多次建議修改。

隋煬帝對劉焯曆法頗為欣賞,即位後重新啟用劉焯任太學博士。

公元600年,劉焯嘔心瀝血,編出了《皇極曆》,但由於袁充和張胄玄的反對,並未組織檢驗,也就未能採用。

《皇極曆》首次考慮到太陽視運動的不均勻性,創立「等間距二次差內插法公式」來計算日、月、五星的運行速度,推出日行盈縮、黃道月道損益、日月食的多少及出現的地點和時間,這些都比以往的諸歷精密。

「定朔法」「定氣法」也是劉焯的創見。

《皇極曆》推定的「每76.5年春分點在黃道上西移一度」的歲差,與現行數值非常接近。

劉焯對天文學的研究達到了很高的水平,唐初李淳風依據《皇極曆》編出的《麟德歷》被推為古代名歷之一。

劉焯還首次提出用天文大地測量的方法來檢驗「地中說」提出的「千里差一寸」學說是否正確。

劉焯認為,「地中說」是建立在「千里差一寸」學說之上的,而「千里差一寸」學說是否正確,則可以通過實測來判定,這是他提出要進行天文大地測量的根本原因。

由於各種緣故,劉焯的提議一開始並未被採納,等到大業三年(公元607年),隋煬帝開始要實行時,劉焯又因病去世,事情就此擱置。

在中國古代的宇宙結構學說中,不管是蓋天說,還是渾天說,在對大地形狀的認識上,佔主流地位的觀點都認為地是平的,大小有限。

由這兩個前提,很自然會得出一個結論:地面有個中心。古人稱這個中心為「地中」。

顯然,地中概念的存在,為古人提供了一個理想的天文觀測地點——天文觀測的坐標原點。

古代統治者在此基礎上又形成了「地之中」對應「天之中」的觀念,而且只有居於「天地之中」,才能無所偏倚地統治天下,從而達到和諧之治的目的。

根據《周禮》的定義,在夏至時,立八尺之表,測量正午時的表影長度,如果影長正好為一尺五寸,則立表之處即為地中。

古人用這種方法進行測量,認定陽城(今河南省登封市告成鎮)為地中之所在。

現在該地還保留有唐代張說和元代郭守敬在那裡建高台測影的遺存,被聯合國教科文組織認定為世界文化遺產

現代天文學告訴我們,按照《周禮》的定義是不可能測出「地中」這個點的。

滿足「日至之影,尺有五寸」這一條件的,是一條緯度線。

即,古人如果堅持進行這樣的測量,應該會發現他們所確定的地中是有著某種程度上的不確定性的。

在這裡,古代宇宙模型下定義的完備性與實際操作中的不確定性產生了矛盾。

正是由於實際操作中存在不確定性,古人想方設法試圖在《周禮》之外找到新的測定地中的方法。

劉焯提出了一個切實的解決辦法——進行天文大地測量,用實際測量來檢驗該說是否成立。

記載:「仁壽四年,河間劉焯造《皇極曆》,上啟於東宮。論渾天云:『……《周官》夏至日影,尺有五寸。張衡鄭玄王蕃陸績先儒等,皆以為影千里差一寸。……則天地無所匿其形,辰象無所逃其數,超前顯聖,效象除疑。請勿以人廢言。』不用。至大業三年,敕諸郡測影,而焯尋卒,事遂寢廢。」

劉焯提出的方法就是在黃河南北平原之地,正南正北方向相距數百里的不同地方,同日測影,準確測出兩地的距離和影長,即可校驗「千里差一寸」之說正謬。

這是一次完整的計劃,可惜尚未付諸實施,劉焯就去世了。