中國(guó)古人對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)（2）

霍菲菲

三、渾天說(shuō)

渾天說(shuō)，也經(jīng)過(guò)了古代很多人的探索與傳承。到春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，屈原的《天問(wèn)》曾提及：“圜則九重，孰營(yíng)度之？”這里的“圜”（環(huán)，即圓）有天球的意思。

西漢末年的天文學(xué)家楊雄，在解說(shuō)《天問(wèn)》時(shí)，提到了“渾天”這個(gè)詞，這是現(xiàn)今所知的最早記載。他說(shuō)，“或問(wèn)渾天。曰：落下閎營(yíng)之，鮮于妄人度之，耿中丞象之。”此處涉及三個(gè)人：落下閎（漢武帝時(shí)期天文學(xué)家）構(gòu)建了“渾天說(shuō)”，鮮于妄人（漢昭帝時(shí)期天文學(xué)家）檢驗(yàn)過(guò)落下閎的渾天說(shuō)數(shù)據(jù)，而耿壽昌（漢宣帝時(shí)任大司農(nóng)中丞）則用銅鑄造了渾儀觀察天象。由此可見(jiàn)，西漢末年已有較為完善的渾天說(shuō)，而且還制造了渾儀觀測(cè)天象。

渾天說(shuō)提出后，未能立即取代蓋天說(shuō)，而是兩家爭(zhēng)論不休。但是，在宇宙結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)上，渾天說(shuō)要比蓋天說(shuō)進(jìn)步得多，能更好地解釋許多天象。

因?yàn)闇喬煺f(shuō)者手中有兩大法寶：一是當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的觀天儀——渾儀，借助于它，渾天說(shuō)學(xué)派可以用精確的觀測(cè)事實(shí)來(lái)論證渾天說(shuō)，這是蓋天說(shuō)無(wú)法比擬的；另一大法寶就是渾象，利用它可以形象地演示天體運(yùn)行，使人們不得不折服渾天說(shuō)的卓越思想。因此，渾天說(shuō)逐漸取得了優(yōu)勢(shì)地位。到了唐代，天文學(xué)家一行等人通過(guò)天地實(shí)測(cè)，糾正了蓋天說(shuō)的一些數(shù)據(jù)，使渾天說(shuō)在中國(guó)古代天文領(lǐng)域稱雄了上千年。

渾天儀是渾儀（測(cè)量?jī)x器）和渾象（演示儀器）的總稱，可以準(zhǔn)確測(cè)量和模擬天體運(yùn)行的規(guī)律，可謂是最早的宇宙模型了。這是因?yàn)闇喬煺f(shuō)的理論接近現(xiàn)代球面天文學(xué)的概念，有一定的正確性。

渾天說(shuō)的代表作——張衡的《渾儀注》中說(shuō)：“渾天如雞子。天體圓如彈丸，地如雞子中黃，孤居于天內(nèi)，天大而地小……天轉(zhuǎn)如車轂之運(yùn)也，周旋無(wú)端，其形渾渾，故曰渾天。” 這個(gè)說(shuō)法非常接近我們現(xiàn)代天球的概念。

可見(jiàn)渾天說(shuō)比蓋天說(shuō)進(jìn)了一步，它認(rèn)為天不是一個(gè)半球形，而是一整個(gè)圓球；大地在其中，就如雞蛋黃在雞蛋內(nèi)部一樣。日月星辰繞著大地旋轉(zhuǎn)，日月星辰時(shí)而掛在天上，時(shí)而落入水下。

漢代著名天文學(xué)家張衡將渾天進(jìn)一步完善，并撰寫(xiě)了渾天說(shuō)的著作（這些著作并沒(méi)有留下原文，而是被后人引用后，才為我們現(xiàn)代人所知）。按張衡的解釋，所謂渾天，就是天是圓的。但地是不是圓的，研究學(xué)者們一直不能確認(rèn)。

很多人誤以為張衡已經(jīng)認(rèn)識(shí)到大地是圓形的，但在南京大學(xué)出版社的《圖解天文學(xué)史》和中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社的學(xué)術(shù)專著《中國(guó)古代天文學(xué)思想》，以及很多研究中國(guó)古天文史的專家都認(rèn)為，渾天說(shuō)并沒(méi)有明確認(rèn)識(shí)到地球是圓形的，他們甚至詳細(xì)地把張衡以及所有渾天學(xué)派的文字記載詳細(xì)地列出，并逐一做出了具體考證，給出了一幅渾天說(shuō)對(duì)天地結(jié)構(gòu)描述的示意圖（如下）

所以說(shuō)，渾天說(shuō)并沒(méi)有明確指出地的形狀，只是說(shuō)天地的關(guān)系。而且歷代渾天說(shuō)的大家包括張衡，在計(jì)算的時(shí)候也是拿地當(dāng)平地，代入勾股定理來(lái)算的，而不是當(dāng)成球面。甚至長(zhǎng)時(shí)期以來(lái)，渾天說(shuō)也一直保留著蓋天說(shuō)的“凡日景于地，千里而差一寸”（《晉書(shū)·天文志》） 這個(gè)先驗(yàn)的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。后代朱熹等人發(fā)展了“新渾天說(shuō)”的主張，也有人明確提出過(guò)地是球形的論點(diǎn)，但都沒(méi)有形成主流。

雖然在唐開(kāi)元十二年（公元724年），由一行、南宮說(shuō)等領(lǐng)導(dǎo)的真正的科學(xué)實(shí)測(cè)工作（世界上第一次針對(duì)子午線1 度長(zhǎng)度的測(cè)量），取得了子午線1度長(zhǎng)度等于三百五十八里八十步（合今131.11千米）的重要成果，糾正了蓋天說(shuō)“千里而差一寸”的臆測(cè)數(shù)據(jù)。但非常遺憾的是，一行等人沒(méi)有認(rèn)識(shí)到這項(xiàng)工作的重要科學(xué)含義，未能進(jìn)一步用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)推算出地球的形狀和大小，白白放過(guò)了發(fā)現(xiàn)地球大小的機(jī)會(huì)。

由于長(zhǎng)期受中國(guó)的傳統(tǒng)文化影響，中國(guó)古代天文學(xué)家多數(shù)是觀察現(xiàn)象，總結(jié)規(guī)律，但并不去思考為什么，也沒(méi)有去刨根問(wèn)底地探索原因。所以，非常可惜的是，中國(guó)古代科學(xué)家?guī)缀踅咏胬恚筒钅敲匆稽c(diǎn)點(diǎn)沒(méi)有去探索和驗(yàn)證。這也是我們了解科學(xué)發(fā)展史，吸取前輩經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，今后更好學(xué)習(xí)和掌握科學(xué)探究方法的意義所在。

問(wèn)題：為什么一行的測(cè)量能夠推算出地球的形狀和大小？