科学家明安图生平资料

姓氏整理

明安图，字静庵。是历史上少有的多学科科学家之一。他学识渊博，研究领域广，不仅在数学研究中有重大突破，而且在天文历法、地图测绘等方面都做出了巨大贡献。他是著名的数学家、天文历法学家和测绘学家。
个人简介
明安图(1692——1765) 清代蒙古族杰出数学家、天文学家。字静庵。蒙古正白旗(今内蒙古锡林郭勒盟正镶白旗)人，为蒙古族人。康熙四十九年(1710)，被选入钦天监学习天文、历象和数学。康熙五十一年(1712)，因才华出众，成为得宠的官学生，并从康熙在皇宫听西方传教士讲授测量、天文、数学。初任钦天监时宪科五官正。乾隆二十五年(1760)后，升任钦天监监正，执掌钦天监工作。通过长期科学实践，成为我国杰出的天文学家、数学家和地理测绘学家，乾隆二十一年(1756)、二十四年(1759)，两次参加对新疆西北地区的地理测量工作，获得大量科学资料，为绘制《乾隆内府舆图》和《皇舆西域图志》提供了重要依据，在天文学工作中也成绩卓著，对天文、历法、气象进行实地观测，进行科学研究。在钦天监任时宪科五官正时，每年将汉文本的《时宪书》译成蒙文，呈清廷颁行，供蒙古使用。雍正八年(1730)，修订编出《日躔月离表》，从乾隆二年至七年(1737——1742)，参加编成《历象考成后编》十卷，反映了中西天文历象科学的新成果，成为清代编制历法的依据，从乾隆九年至十七年(1744一一1752)，参加《仪象考成》一书的推算工作。亦是杰出的数学家。以中国传统的数学，结合西方数学的成果，论证了三角函数幂级数展开式和圆周率的无穷级数表示式等九个公式，成功地解析了九个求圆周率的公式，写成《割圆密率捷法》一书。在清代数学界被誉为“明氏新法”，在我国数学史上占有重要地位。
明安图，生活在清初康熙、雍正、乾隆年间，具体生年不详，大约在乾隆三十年（公元1765年）前后逝世。是清代著名的科学家。
所做贡献
他青年时期曾经在钦天监以官学生的名义参加过著名天文算法巨著《律历渊源》的编纂工作。这部书共有一百卷，包括历法、数学和音律三大部分，花了近十年时间，于康熙六十年（公元1721年）完成。
明安图在研究工作中运用了严密的逻辑推理，思路清晰，方法严谨，在中国古代数学史上是罕见的。他一共提出了九个基本方程，列出三角函数和反三角函数的幂级数表达式，并且计算出展开式的各项系数，为三角函数和反三角函数的解析研究开辟了新的途径。明安图在数学研究上的这一丰硕成果在中国数学史上占有重要地位，被清朝学者称为“明氏新法”、“弧矢不祧之祖”。他在数学上的贡献对中国近代数学发展产生了深远的影响。
明安图在钦天监工作期间，除参加编纂《律历渊源》之外，还参加过《历象考成后编》、《仪象考成》和《日躔月离表》等天文历书的编修工作，在天文学上也做出了一定的贡献。
历史条件
明安图之所以能够成为这样一位既是蒙古少数民族又是中华民族的杰出科学家，并非是偶然的。除他自身主观因素起了决定作用之外，当时特定的历史条件同他所得的成就也应当说有着密切联系的。
国家在政治上空前的统一，为出身于蒙古族的明安图创造了加入先进科学技术队伍的条件。在这一时期里，清朝统治者，在国内先后平定了“三藩”即吴三桂、尚之信、耿精忠的叛乱；平定了厄鲁特蒙古准噶尔部上层分裂势力的叛乱；平定了西藏、青海大农奴主和四川大、小金川土司的叛乱；平定了“回部”布那敦、霍集占集团的叛乱；解决并统一了郑氏孤悬海岛的台湾割据政权。对外则击退了沙皇俄国对我国北部和西北部边境的继续蚕食；同时也制止了来自英国殖民主义者和罗马教皇对我国内政的干涉。从而在政治上出现了一个空前统一的局面，使我国统一多民族的封建国家，在过去发展的基础之上，获得了进一步巩固和发展。诚然，这种封建性的统一，有着它巩固封建统治和加强对人民剥削压迫的一面。但是，这个统一局面，对于加强国内各地区各民族间的联系及进一步发展社会经济和科学文化；对于维护国家的统一和巩固祖国的边疆；对于防御西方资本主义国家的侵略保卫领土完全整，毫无疑义都是起到了积极作用的。
对于上述统一局面所产生的积极意义，此处不拟作全面的论述，想就其中一点稍加说明，即这种政治上空前统一的局面对社会经济和科学技术发展所起的作用，说明的目的在于导出它为少数民族科学技术人才的成长所提供的前提条件。关于这个方面的道理，是显而易见的。众所周知，在我国清代所以能够出现这样政治上空前统一的局面，它自然是社会经济发展的一个积极的政治后果，而作为这种政治后果的空前统一局面，也必然进一步促进国内各地区各民族间的经济、文化联系和交流。在这种经济、文化联系和交流的不断扩大和深入之中，也就促进了整个社会经济的更进一步发展，其中包括对边疆地区的开发。在这种社会经济进一步发展的要求之下，自然会加强各地区各民族之间在科学技术上的相互学习、相互吸收和相互渗透的历史趋势，尤其是汉族的先进科学技术对边疆地区少数民族的影响会更迅速地加强起来。在这种社会历史条件之下，自然会扩大少数民族成员参与科学技术活动的机会和条件，因而也就使一些少数民族的优秀青少年在这个统一的国家里有条件有可能把自己锻炼成为一代出色的科学家。历史事实正是这样，由于时代所惠于少数民族的这一不可忽视的社会环境，确实使在当时的少数民族之中，涌现出一些有成就的科学家，如满族水利工具家麟庆、数学家博启等。明安图就是当中的杰出者之一。
前行的科学研究成就，为明安图提供了较高的科学研究的起点。在这一时期里，从世界上看，欧洲一些先进国家的历史发展，已经走到了封建社会的尽头，开始进入资本原始积累阶段，并逐步向资本主义社会飞跃。当时中国的历史条件的特殊性，业已发展两千余年的封建制度却仍然顽固地统治着古老的中国。资本主义萌芽虽然于明代中叶以后就已经产生，但它的发展极为缓慢，这一新萌发的社会力量，尚不足以突破旧封建制度的桎桔而使中国社会发生质变。在当时的那种社会历史条件之下，清朝统治者从社会实际条件出发，采取了诸如“更名地”、“垦荒令”、“地丁制”和废除“贱民”籍及匠籍等一些调整生产关系的措施。同时还采取了诸如兴修水利，改进生产技术、生产工具和推广高产农作物等一些发展生产的措施。这样，就在一定程度上促进了社会生产的发展，也促进了商品经济和资本主义萌芽的某些发展。在农业、纺织业、矿冶业、陶瓷业等许多生产部门的生产，都比过去有所发展。这种社会经济的发展，自然要求不断地进行总结和提高生产经验与科学技术的水平。尽管当时科学技术的发展仍然受到封建制度的严重束缚，它的发展呈现着一种缓慢的状态。但在这一时期里，科学技术毕竟在前代的基础之上仍有一些新的发展。如在天文学、数学、农学、水利学、医学等许多科学领域里，都相对地取得一些新成就。这种科学有所发展的形势，它就为从事进一步科学技术研究活动的一些科学家们，积累和准备了可作为进一步研究起点的科学成果与资料，并为之提供了必要的物质的和技术的条件。从而也就促使了科学技术在前代发展的基础之上有所前进。同时在这种科学技术的发展过程之中，一些科学家在扬弃前行科学成果的基础之上，进一步取得新成就，而使自己成长起来。如王锡阐、梅文鼎等。明安图也正是在前行科学成就为其提供较高的科学研究起点之上发扬光大的。
西学传入中国，为明安图中西兼学采长补短，能以在科学技术上获得新突破提供了条件。在这一时期里，东西交往日臻频繁。随着这一交往的日益扩大，继之而来的是西方进步的科学技术，通过西方传教士断续地传到中国。自耶稣会教士意大利人利马窦在明代来到中国后西方传教士接踵而来。他们不遗余力地宣传耶稣教的教义并广为吸收教徒。为了打开中国大门，他们传播科学技术作为敲门砖。虽然他们传播科学技术的主观目的是为了侵略，但在客观上却使中国人扩大了眼界，同时也冲击了中国传统的科学技术的保守性。当时就有某些先进人物主动地去了解世界，开始向西方学习先进的科学技术，因而出现一些以中国传统科学技术为主，中西兼学、采长补短的科学家。明安图就是在当时的那种形势下，在精通中国传统科学技术的基础之上，勇于学习和探索西方科学技术，从而进一步做出成绩的一个人。
清统治者提倡发展科学的政策，为明安图创造了良好的机遇。在这一时期里，中国的统治者是康熙、雍正、乾隆，他们在中国历史上都是较有作为的皇帝。康熙皇帝比较开明而且有些远见。他一方面重视中国的传统科学技术，同时也颇热心于学习和运用西方的科学技术。康熙皇帝所推行的提倡科学技术的政策，尽管不及同一时代俄国彼得大帝改革的那样全面和彻底，因为各有自己的不同国情。但他的政策，在中国的具体历史条件之下，确实为发展当时的科学技术创造了较为良好的条件，并为其前进奠定了一定的基础。康熙皇帝经常召集在中国的一些西方传教士，如徐日升、张诚、白晋、安多等到皇宫里轮班讲解一些自然科学。当时所晋讲的科目，有数学、天文学、人体解剖、物理学、机械学、地理测绘学以及制炮术等。与此同时，西方传教士也经常为康熙皇帝作些实验和进行一定规模的实地演习。康熙皇帝也颇注意科学技术的应用。自己也常常进行一些实验。即使在每次外出巡狩的时候，也总在自己的身边带着一些精通科学技术的官员，备作顾问，随时咨询，以及时地解决他所遇到的科学技术上的问题。康熙皇帝尤为重视培育科学技术人才。他曾多次下令，挑选汉人及八旗优秀子弟送到国子监学习，同时也送一些到钦天监去学习算学和天文学等自然科学。国家的最高统治者多次颁发选拔培育科学技术人才的敕令，这就为汉族同时也为满、蒙古等少数民族青少年提供了学习科学技术的机会和条件。明安图就是于康熙年间，在康熙皇帝所颁发的在八旗子弟中选拔天文生的敕令之下，使他能够获得一个机会走进钦天监里学习天文历法的。
在这里特别指出的是，作为少数民族出身的科学家明安图，若非时代冲破了民族地区的政治、经济上的闭塞，他势将被排斥在科学研究队伍之外。因此，上述时代所给予他的种种条件和机遇，毫无疑义，是他所以能够成长为一名杰出科学家的重要客观因素——很有意思，难道少数民族科学家做出杰出成就就得有外部条件，汉族科学家做出成就就是理所当然的？什么叫排除在科学研究队伍之外，科学研究面前人人平等，岂是某个人说排除就可以排除的？民族地区政治经济就一定闭塞？对不起，中国历史上最开放的唐朝和元朝，统统都是少数民族建立的朝代，总不能说少数民族的统治者把自己的龙兴之地闭塞起来，专注于内地开发吧？
优异学业
明安图自康熙四十八年至五十二年（公元1709～1713年）在钦天监里学习，在这一学习期间，由于自己的勤学苦练，而成为一名成绩优异的天文生。
关于明安图的家世出身的问题，至今仍不得详考。我们设想如果他出身于蒙古王公显宦家庭的话，对他的门第当会有不少歌功颂德的记录，史家对此也一定是会多挥洒一些笔墨的。从他身世记载的简略，可以推知，他大概出身于一般家庭，不过是一名普通的蒙古族子弟。如果是这样，他就得不到父祖辈的余荫，也不会得到什么贵戚亲友的抻携。他所以在青少年时期，能够得到良好的学习机会，并在学习上不断有所长进，这完全是来自他自身的刻苦学习。
明安图在少年时期，由于自己的勤奋苦学，通过“院试”一级的考试，使自己以得了生员 （俗称秀才）的资格。他所取得的这个生员资格，显然和那些由恩荫、捐纳得来的什么恩监生、荫监生和例监生是有所不同的，他是需要花费许多力气，使自己学识达到一定水平时才可以取得的。根据清朝的考试制度，首先是童生参加县级的考试，在县级考试合格之后，参加府级考试，只有通过县、府两级考试合格，才有资格参加院试。通过院试合格之后，称为“入学”，合格的童生就为生员。取得生员资格之后则由国家发放一定的“禄俸”，这时就居为国家所养的士人了。可见明安图在取得生员资格之前，显然是经过了县、府两级考试合格的。至于明安图之所以能够被选入钦天监学习，也应当是在他院试合格之后，在“岁考”中成绩优秀被选为贡生，然后以贡生的资格才将其送入国子监学习的。看来，明安图能进入钦天监学习，并不是一件容易的事情。他自18岁起来到了钦天监学习，从此他就作为一名天文生开始专门攻读天文历法。
钦大监是清政府专门管理和研究天文历法的中央机构，也是培养天文历法人才的学校。监里是天文历法人才荟萃的地方，其中有著名的中国天文历法家，也有掌握近代科学知识的西方传教士在那里任职；监里收藏着丰富的天文历法以及数学等图书和资料；还设有当时国家水平的各种天文仪器。这些就为明安图在从事天文历法的学习和研究时，提供了丰富的图书资料和作为观测的仪器，并可直接向监内的西方传教士学习近代科学知识。这种环境对明安图的学习来说是非常有利的。明安图就是在这样一个环境中，以强烈的求知欲望和坚韧不拔的毅力，把书本知识和对天象的实地观测结合起来，进行了学习和研究，使自己学业日有所进。
当时康熙皇帝热心学习西方科学技术。常在宫廷中开设西方自然科学的专题讲筵。明安图又经常以官学生的身份到皇宫里去听讲。对此，明安图的弟子陈际新在回忆他的师长时曾说：“明静庵先生自童年亲受数学于圣祖仁皇帝，至老不倦”。可见他亲自得到过康熙皇帝的教诲。
由于明安图在钦天监学习成绩十分突出，深得康熙皇帝的赏识。康熙五十一年（公元1712年），康熙帝曾陪同皇太后去热河避暑山庄。在临行时组织了一个随行队伍，其中包括著名历算学家，如梅文鼎之子梅觳成，苏州府教授陈厚耀，钦天监五官正何君锡之子何国柱、何国宗，钦天监监副成德等人。当时明安图也在随行人员之中。在那个队伍当中，只有他是一个无名小辈，是仅有的一名官学生。可见当时他在钦天监中，无疑是一位出类拔萃的高材生了。
当时人们称道明安图的学识，“精奥异人”。正因如此，在康熙五十二年 （公元1713年），当他22岁学习期满时，就被留在钦天监任职了。
勤于本职
明安图自康熙五十二年至乾隆二十八年一直在钦天监任职。他热心于本职工作，认真观测天象和编制《时宪书》，使自己的科学技术水平与日俱增。在天文历法的实践和理论研究上，都取得了突出的成就。
明安图在钦天监任职整整51个春秋。其间前47年里一直是任钦天监时宪科的五官正。直到乾隆二十四年（公元一七五九年），他已经是68岁了，由于赴新疆测绘任务的需要，才被破格提升为钦天监的监正。此后，他仅作了为时5年的本监长官，就因为病离职了。乾隆三十年（公元1765年），不幸与世长辞。
钦天监设有监正和监副为本监的长官，统辖和管理监内的政务和技术工作。在监内设有时宪科、天文科、漏刻科、主簿厅等部门机构，分别掌管监内的各种业务和行政管理工作。时宪科掌：编制《时宪书》，推算日月食，选择祭祀的吉日；天文科掌：观测天象，测量日月五星的形体，汇录纪注晴雨风雷和流星；漏刻科掌：用漏刻报时报更，选择各项典礼的吉日，选择营建都邑、宫室的地形；主簿厅掌：钦天监的奏章、文移、颁发各项应用物品，保管图书，大文生的升补，吏员的任用和工役的管理等。在科、厅之中，根据职掌不同，分别设有五官、灵台郎、保章正、挈壶正、司晨博士等职。
当年明安图是在钦天监时宪科里任职。他所担任的五官正一职，工作内容是非常繁重和复杂的。明安图以勤奋的工作态度，渊博的学识和高超的技艺，几十年如一日，年复一年地出色地完成自己的本职工作。在晚年被提升为监正的五年当中，他除了负责监内全面工作作为一名精通专业技术的本部门长官之外，其所从事的科学技术活动，大体仍是他任五官正时的那些工作内容。
明安图经常性的本职工作，可以把它概括为三个方面：（一）参与一年一度刊出的《时宪书》的编制工作。《时宪书》是一种历书，俗称黄历、也叫皇历。其中着重记入有关天文历法和农时节气等，这些对于指导生产特别是农事有着重要意义；书中宣扬皇恩浩荡及封建道德等忠孝思想。其外，还有迷信的“宜忌”、“宜迎”等，如某日忌出行，某日宜祭祀，某日某时在何方迎财神或喜神等。当时，对 《时宪书》的制定，皇帝是非常重视的。钦天监首先要把所制定出的《时宪书》样式晋呈给皇帝审批，经过皇帝审批之后，正式定稿印刷，然后将正式出版的《时宪书》颁行全国。明安图从事这项工作的最早记载，是在《大清康熙六十一年时宪法》上，有“食员外郎俸五官正明安图”的字样。在这以前的《时宪书》上都没有他的署名。这很可能是因为他在钦天监任职的最初几年，即奉命参加了编写《律历渊源》一书，似乎在那段时间里他还没有参与这一编制 《时宪书》的工作。其后，在历年的《时宪书》上，几乎都有他的署名，直至他离监那年所编成的《大清乾隆二十九年岁次甲申时宪书》上，也还有他的名字。可见编制《时宪书》一事，是他一生当中的一项经常性的工作。（二）明安图参与汇制题本的工作。明安图要经常参与把他们观测的各种天文现象的结果汇制成为题本进呈给朝廷。这也是他经常性的业务活动的内容。在这些题本中，除进呈上述《时宪书》样式的题本之外，大量是预报“日月食”或“观候事”的题本。这类题本上呈的次数很多，有时进呈之频，一年之中竟是月连月，甚至一月之内日连日。这项工作既是琐碎又是科学性很强的，稍有不慎就会出现错误。要做好它，非勤奋精明之人，是难以胜任的。就预报日月食来说，在当时科学技术的条件下，能够把这种预报作得准确无误，确实是一件非常不易的事情。特别是在当时君主专制的下面，要担负着很大风险。雍正七年正月十七日（公元1729年2月14日），发生了月食。在这次月食发生之前，在监正明安图的主持下，共同进呈了两次预报月食的题本。在题本中，预报了这次月食在北京地区的初亏和复圆的时刻，同时绘制了在北京地区月食的起复方位图像，还预报了在各省月食初亏先后的不同时刻。可见要准确地预报一次月食，其中涉及到许多科学性和技术性的问题，它是要花费很多精力的。明安图就是这样一次又一次的预报了日、月食以及其他一些天文现象的。由于他技术纯熟和工作细心谨慎，几十年中没有出现过什么大的错误，大都出色的完成了任务。（三）明安图另外还参与将《时宪书》翻译成蒙古文的工作。我国是个一多民族的国家，所制定的《时宪书》是面向全国的，汉文版之外，还要翻印成几种民族文字的版本，颁发到少数民族地区。明安图出身于蒙古族，将 《时宪书》翻译成蒙古文的任务，就成为他责无旁贷的一件事。由于明安图对这项翻译工作做得出色，乾隆皇帝曾赐他“翻译进士出身”的荣誉。
明安图一生的时光和精力，几乎全部都是在钦天监里度过和耗尽的。其间虽然有几次奉命调出参与编书和测绘地图，尽管在这些方面所做出的成绩甚至超越了他的本职工作，然而那些工作对他来讲毕竟是暂时性的工作。明安图常年在钦天监里孜孜不倦的埋头于本职工作，是一名勤于本职工作的天文官。虽然关于他在理论建树方面不见记载，但从实践角度上看，他在天文历法方面所从事的活动，确实为当时社会生产和生活的实际需要，一次又一次地作出自己的贡献，他在这一方面的功绩是不可磨灭的。