Thẩm Quát
Thành tựu học thuật > Thiên văn học

Thẩm Quát đảm nhiệm chức vụ đứng đầu cơ quan thiên văn, ông cũng là một học giả thiên văn thời trung cổ đầy tham vọng. Ông đã cải tiến thiết kế của một số thiết bị thiên văn. Thẩm Quát được ghi nhận là người cải tiến thiết kế của quỹ châm, hỗn thiên nghi và khắc lậu (đồng hồ nước). Nhằm cải tiến mẫu ống vọng đồng thiên văn có từ thế kỷ 5, Thẩm Quát đã mở rộng đường kính để có thể quan sát sao Bắc cực tốt hơn. Sự thay đổi này là cần thiết vì vị trí của sao cực so với thời Tổ Hằng (con trai Tổ Xung Chi) vào thế kỷ 5 đã có sự dịch chuyển. Chính vì vậy, Thẩm Quát cần mẫn quan sát chuyển động của sao cực trong suốt ba tháng, thu thập dữ liệu về sự chuyển động và đi đến kết luận rằng sao cực đã dịch chuyển hơn ba độ một chút. Dễ thấy phát hiện này đã tác động đến giới trí thức Trung Hoa thời đó. Ngay cả Tô Tụng, nhà thiên văn sống cùng thời và là đối thủ chính trị của Thẩm Quát, cũng sửa lại vị trí của sao cực (nằm giữa sao Thiên Khu, ở vị trí -350 độ, và sao Polaris hiện tại) trong tờ bản đồ sao thứ tư của bộ bản đồ bầu trời do ông biên soạn.
Hiện tượng nhật thực và nguyệt thực đã được hai nhà thiên văn Cam Đức và Thạch Thân quan sát vào thế kỷ 4 TCN. Thạch Thân còn đưa ra chỉ dẫn giúp dự báo thiên thực dựa trên vị trí tương đối của Mặt Trăng và Mặt Trời. Triết gia Vương Sung (王充, 27 – khoảng 97) phản đối thuyết "ảnh hưởng tỏa sáng" của Kinh Phòng (京房), viết vào thế kỷ 1 TCN, và của Trương Hành – hai người đã đúng khi đưa ra giả thuyết rằng ánh sáng của Mặt Trăng đơn thuần chỉ là phản xạ lại ánh sáng mặt trời. Vào thế kỷ 1 TCN, Kinh Phòng đã đặt bút lý giải việc người Trung Quốc từ lâu đã chấp nhận rằng Mặt Trời và Mặt Trăng có hình cầu chứ không phải dạng phẳng. Thẩm Quát cũng viết về nhật thực và nguyệt thực dựa trên quan niệm này, nhưng ông đẩy vấn đề đi xa hơn để lý giải tại sao các thiên thể hình cầu, đi ngược lại với thuyết "trái đất phẳng" áp dụng cho các thiên thể. Tuy nhiên, không có bằng chứng cho thấy Thẩm Quát ủng hộ thuyết trái đất tròn (cầu), vốn phải đến thế kỷ 17 mới được Matteo Ricci và Từ Quang Khải giới thiệu vào nền khoa học Trung Quốc.
Khi người đứng đầu đài thiên văn hỏi Thẩm Quát xem hình dạng của Mặt Trời và Mặt Trăng là hình tròn (cầu) như quả bóng hay phẳng như chiếc quạt, Thẩm Quát giải thích rằng các thiên thể có hình cầu dựa trên bằng chứng là hiện tượng tròn khuyết của Mặt Trăng. Giống như Trương Hành, Thẩm Quát cũng hình dung Mặt Trăng như là quả bóng bạc, không phát sáng mà đơn giản là phản xạ lại ánh sáng nhận được từ nguồn khác (Mặt Trời). Ông lý giải rằng khi ánh sáng mặt trời chiếu xiên, Trăng sẽ tròn. Ông tiếp tục giảng, nếu ai đó che một phần quả cầu bằng bột trắng rồi nhìn từ bên cạnh, Trăng sẽ có hình lưỡi liềm. Từ đó, ông cho rằng các thiên thể đều có hình cầu. Thẩm Quát cũng viết rằng, việc Mặt Trăng và Mặt Trời giao hội và trực đối với nhau mỗi tháng một lần không có nghĩa Mặt Trời sẽ bị che khuất mỗi lần đường đi của chúng cắt nhau, bởi vì đường chuyển động của hai thiên thể lệch nhau đôi chút.
Thẩm Quát cũng được biết đến với những giả thuyết lý giải các biến động trong chuyển động của hành tinh, bao gồm cả hiện tượng nghịch hành. Vệ Phiêu (衛朴), đồng nghiệp của Thẩm Quát, nhận ra rằng phương pháp tính toán Mặt Trời trung bình cũ không chính xác so với Mặt Trời biểu kiến, bởi vì Mặt Trời biểu kiến tiến nhanh hơn trong pha chuyển động tăng tốc, và tụt lại trong pha giảm tốc. Các giả thuyết của Thẩm Quát tương tự như khái niệm ngoại luân (epicycle) của nền văn hóa truyền thống Hy Lạp – La Mã.
Cùng với đồng nghiệp Vệ Phiêu ở cơ quan thiên văn, Thẩm Quát lập kế hoạch xác định tọa độ chính xác của Mặt Trăng và các hành tinh trên chu kỳ chuyển động bằng cách ghi lại quan sát thiên văn ba lần mỗi đêm, liên tục trong suốt năm năm. Các nhà thiên văn Tống triều thời Thẩm Quát vẫn sử dụng học thuyết và tọa độ của Mặt Trăng của tiền bối Nhất Hạnh, vốn đã bắt đầu biểu hiện nhiều sai sót sau 350 năm sử dụng. Thẩm Quát phê phán các nhà thiên văn Trung Hoa thời trước vì không mô tả được chuyển động bầu trời theo các khái niệm không gian, nhưng ông cũng không cố đưa ra lời giải thích nào về cơ chế chuyển động của các hành tinh và chuyển động bầu trời khác. Thẩm Quát và Vệ Phiêu bắt đầu thực hiện các quan sát thiên văn đối với Mặt Trăng và các hành tinh bằng việc xác định vị trí của chúng ba lần mỗi đêm trong năm năm liên tục. Quan lại và các nhà thiên văn trong triều đình cực lực phản đối công trình của Thẩm Quát và Vệ Phiêu , họ cảm thấy bị sỉ nhục vì hai nhà thiên văn cứ khăng khăng rằng tọa độ do nhà thiên văn lừng danh Nhất Hạnh tính toán là không chính xác. Họ cũng phỉ báng Vệ Phiêu, phẫn nộ vì một thường dân như ông dám vượt mặt họ. Sau khi Vệ Phiêu và Thẩm Quát công khai thực hiện một thí nghiệm với quỹ châm để chứng tỏ quan điểm của họ là đúng, các quan lại khác miễn cưỡng chấp nhận tu chỉnh lỗi sai liên quan tới Mặt Trời và Mặt Trăng. Dẫu vậy cuối cùng họ vẫn loại bỏ bảng tính toán chuyển động hành tinh của Thẩm Quát và Vệ Phiêu. Vì thế, chỉ những lỗi sai tệ hại nhất và rõ ràng nhất liên quan tới hành tinh được sửa chữa, còn các lỗi khác vẫn được giữ nguyên.