明安圖：一代科學(xué)巨擘

藍(lán)天

明安圖是我國18世紀(jì)杰出的蒙古族科學(xué)家，字靜庵，內(nèi)蒙古錫林郭勒盟正白旗人。生于1692年，故于1763年年底。

1644年，清朝建立，并設(shè)立了欽天監(jiān)。清代的歷書每年頒發(fā)一次，叫作《時憲書》。天文科主要是負(fù)責(zé)天文觀測和天文儀器制造等工作。漏刻科主要是利用自古傳下來的計時器“刻漏”，負(fù)責(zé)掌管政府的報時。西方鐘表傳到我國后，“刻漏”逐漸廢除。回回科主要研究元明時代傳入我國的阿拉伯天文歷法，但因其不切合我國實際，而且當(dāng)時內(nèi)容已經(jīng)陳舊，所以后來回回科被撤銷了。

1710年左右，明安圖被選入欽天監(jiān)（國家設(shè)立的專門研究天文歷法機(jī)構(gòu)）當(dāng)學(xué)生，當(dāng)時稱“官學(xué)生”。畢業(yè)后，明安圖被留在欽天監(jiān)擔(dān)任時憲科（主要負(fù)責(zé)歷書的編訂和“日月交食”的研究）五官正職務(wù)（清代欽天監(jiān)內(nèi)的分工有監(jiān)正、監(jiān)付、五官正、靈臺郎、保章正、挈壺正、司晨博士等）。

明安圖擔(dān)任欽天監(jiān)時憲科五官正的職務(wù)長達(dá)50年。滿族和蒙古族五官正的工作，除去日常工作外，還要把用漢文編寫的《時憲書》翻譯成滿文和蒙古文，以便向滿族和蒙古族頒發(fā)、使用。明安圖任職期間，本職之一就是翻譯《時憲書》。

明安圖的工作并沒有局限于本職，而是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出自己的職務(wù)范圍。就是在欽天監(jiān)范圍內(nèi)，明安圖的工作也是多方面的，經(jīng)常從事的有兩項。其一，與欽天監(jiān)監(jiān)正等一起頒發(fā)第二年的《時憲書》，每年一次，一般是先向朝廷進(jìn)呈《時憲書》式樣，批準(zhǔn)后印刷，頒行全國。《大清雍正元年時憲書》上署名欄中包括明安圖。此后的《時憲書》中，在明安圖的職銜介紹里，逐步晉級。其二，和監(jiān)正等向朝廷進(jìn)呈關(guān)于日月食等天文現(xiàn)象，先后兩次作了預(yù)報。

自康熙末年始，清政府多次組織人員主修天文學(xué)等自然科學(xué)書籍，每一次，明安圖都擔(dān)任主筆。這一時期，所編修的自然科學(xué)書籍中，第一部叫《律歷淵源》，用時10年。該書包括《歷象考成》《數(shù)理精蘊》和《律呂正義》三大部分，加起來整100卷。其中，《歷象考成》42卷，內(nèi)容是天文歷法；《律呂正義》5卷，內(nèi)容是講樂律理論；《數(shù)理精蘊》53卷，講數(shù)學(xué)的書。內(nèi)容極其豐富，包括代數(shù)、算數(shù)、幾何、三角，是融合中西數(shù)學(xué)的匯集，可以說是一部初等數(shù)學(xué)大全。

1730年，《律歷淵源》出版數(shù)年后，欽天監(jiān)說《歷象考成》“推算時憲七政，覺有微差”，呈請清政府編制《日躔》《月離》二表。《日躔》是關(guān)于太陽運行的表，《月離》是關(guān)于月亮運行的表，建議由洋人戴進(jìn)賢、徐懋德負(fù)責(zé)，編者中是否有明安圖，史書上無記載。乾隆二年（1737年），有人給皇帝“奏議”，說：《日躔》《月離》表除西洋人戴進(jìn)賢、徐懋德和明安圖三人外，“別無解者”。

從1713年到1752年，近40年時間，明安圖參加清政府多部大型天文歷法書籍的編撰，對祖國的天文歷法事業(yè)做出貢獻(xiàn)。

18世紀(jì)，我國的地圖測繪是測繪史上的創(chuàng)舉，我國第一次應(yīng)用了三角測量法。 隨著國家的統(tǒng)一和鞏固，在康熙的倡導(dǎo)和主持下，在全國范圍內(nèi)開始了大規(guī)模地圖測繪工程。雖然，早在唐朝以及元代進(jìn)行過測量，但那時采用的是古制，多以日影和極高的測量為主。而這次測量采用的是歐制，即引入地理經(jīng)緯度的概念，用經(jīng)緯儀來測量，以天文點和三角網(wǎng)為依據(jù)，采用經(jīng)緯度都為直線的梯形投影法。這是我國首次用近代科學(xué)方法進(jìn)行的大地測量。

這次測量形成的《皇輿全圖》是明安圖等人在實測的基礎(chǔ)上最后補全的。當(dāng)時，明安圖已是古稀老人，奔波于新疆?dāng)?shù)千里 地區(qū)，進(jìn)行野外測量。1760年春，回到北京后立即開始履行欽天監(jiān)的工作。這年6月13日，明安圖以監(jiān)正名義向乾隆皇帝進(jìn)呈了當(dāng)天日食分秒時刻與起復(fù)方向等內(nèi)容的題本。

明安圖擔(dān)任欽天監(jiān)監(jiān)正，是在出發(fā)測量之前清政府破例提升的。所以稱其破例，是因為在欽天監(jiān)的編制中，清政府沒有規(guī)定蒙古族監(jiān)正，這個職務(wù)只能由滿族和西洋人擔(dān)任，有時候由漢族人員監(jiān)管。到明安圖就任監(jiān)正時，還是一個滿族管理監(jiān)正事務(wù)的覺羅勒爾森和一個西洋人監(jiān)正劉松令，加上明安圖，就三個監(jiān)正。不過，明安圖比西洋人劉松令官低一品，但是署名卻在劉松令前面，只在覺羅勒爾森之后。不言而明，明安圖在欽天監(jiān)的地位之重要。

明安圖所從事的天文歷法和地圖測繪等工作，都需要大量數(shù)學(xué)知識，數(shù)學(xué)是時刻不能離開的重要工具，因此他深入研究數(shù)學(xué)，開發(fā)數(shù)學(xué)功能。正當(dāng)他在清朝政府參加《律歷淵源》一書的“考測”工作時，法國傳教士杜德美（1668—1720）把歐洲的三個無窮級數(shù)傳到我國。

明安圖斷斷續(xù)續(xù)花費30多年時間，去尋求那些無窮級數(shù)成立的道理，結(jié)果不僅獲得證明方法，而且又發(fā)現(xiàn)六個無窮級數(shù)。他著有《割圓密率捷法》四卷，然而，他只寫出了草稿，未及成書便與世長辭。在臨終時，他將數(shù)學(xué)手稿交給自己的兒子明新，并囑咐他說：讓自己的學(xué)生陳際新等將這部草稿“續(xù)而成之”。陳際新認(rèn)真整理了老師的遺著，與明新、同學(xué)張良亭反復(fù)進(jìn)行討論，明新、張良亭幫助推算和校對，直到1774年才得以定稿。

《割圓密率捷法》一書是我國18世紀(jì)優(yōu)秀數(shù)學(xué)著作之一，可這本書整理出來以后，因有“某氏所秘，未經(jīng)刊布”，以致當(dāng)時僅有抄本流傳。流傳多次后，形成了現(xiàn)在《割圓密率捷法》一書四版本的情況。

日本數(shù)學(xué)史家三上義夫、英國著名學(xué)者李約瑟對明安圖高度評價。明安圖的數(shù)學(xué)思想，對我國19世紀(jì)數(shù)學(xué)發(fā)展有很大影響，當(dāng)時有不少數(shù)學(xué)家繼續(xù)使用和發(fā)展了解析法，在西方微積分沒有在我國流傳的情況下，我們自己獨立獲得不少積分學(xué)方面的知識，形成了自己的學(xué)派。總的來說，我們的數(shù)學(xué)雖然不及西方先進(jìn)，但能夠獨立進(jìn)入近代的高等數(shù)學(xué)領(lǐng)域，是相當(dāng)難能可貴的。凡此種種，明安圖的研究成果確立了他在數(shù)學(xué)領(lǐng)域中不可替代的一代科學(xué)巨擘的地位。