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[转帖]中国古代的宇宙构造学

中国古代的宇宙构造学说
中国古代有3个关于宇宙构造的学说. 浑天，盖天和渲铘.
说到盖天，不得不提起《周髀算经》. 此书一向被人们视为盖天说的经典.《周髀算经》写于公元前1世纪左右，书中对天地的描写为: 天以北极为中心，地以正对北极的极下为中心.天地都是中心高，四周渐底的曲面.在《周髀算经》所述盖天宇宙模型中，天与地的形状如何，现代学者们有着普遍一致的看法，这里 举出叙述最为简洁易懂的一种作为代表:
《周髀》又认为，“天象盖笠，地法覆盘”，天和地是两个相互平行的穹形曲面。天北极比冬至日道所在的天高60，000里，冬至日道又比天北极下的地面高20，000里。同样，极下地面也比冬至日道下的地面高60，000里。然而，同样普遍一致地，这种看法的论述者总是在同时指出∶上述天地形状与《周髀算经》中有关计算所 暗含的假设相互矛盾。仍举出一例为代表:天高于地八万里，在《周髀》卷上之二，陈子已经说过，他假定地面是平的；这和极下地面高于四旁地面六万里，显然是矛盾的。……它不以地是平的， 而说地如覆盘。《周髀算经》中的盖天学说是一个公理化体系，其中的宇宙模型有明确的几何结构，由这一结构进 行推理演绎时又有具体的、绝大部分能够自洽的数理。“日影千里差一寸”正是在一个不证自明的前提、 亦即公理————“天地为平行平面”————之下推论出来的定理。这个定理且能推广其应用，即所谓“勾之损益 寸千里”。
然而，认定《周髀算经》是“自相矛盾”的论者，总是勇于指出“天地为平行平面”这一前提之谬误， 却不去注意这条公理在《周髀算经》体系中的地位。“天地为平行平面”固然不符合今天的常识，却未 必不符合古人的常识。更重要的是，在“天地为平行平面”与“日影千里差一寸”这对公理-定理之间， 有严密的数学推理所支持，并无任何矛盾.冯时先生在其《河南濮阳西水坡45号墓的天文学研究》（以下简称《研究》）中，结合Ｍ45号墓的考古事实，提出了关于盖天说及二十八宿的新见解，将这项研究推到一个新阶段。他认为：墓形为一盖图；墓南的圆弧形墓壁为春秋分日道，即《周髀》所谓的『中衡』；东西两侧的蚌龙和蚌虎，为星空东宫苍龙和西宫白虎之象；并将盖天说及二十八宿的『滥觞期』推到公元前四千年代(可参阅《河南濮阳西水坡45号墓的天文学研究》)

浑天说的代表作是张衡的《浑天仪》. 浑天说认为天是一个自闭的球壳，地为天所包，天球每天绕极轴一周，而且可以带动日月绕行.浑天如鸡子。天体圆如弹丸，地如鸡子中黄，孤居于天内，天大而地小。天表里有水，天之包地，犹壳之裹黄。”即天和地的关系就像鸡蛋中蛋白和蛋黄的关系一样，地被天包在当中。浑天说中天的形状，不像盖天说所说的那样是半球形的，而是一个南北短、东西长的椭圆球。大地也是一个球，这个球浮在水上，回旋漂荡；后来又有人认为地球是浮于气上的，因此有可能回旋浮动，这就是“地有四游”的朴素地动说的先河。浑天说认为全天恒星都布于一个“天球”上，而日月五星则附丽于“天球”上运行，这与现代天文学的天球概念十分接近。因而浑天说采用球面坐标系，如赤道坐标系，来量度天体的位置，计量天体的运动。浑天说提出后，并未能立即取代盖天说，而是两家各执一端，争论不休。但是，在宇宙结构的认识上，浑天说显然要比盖天说进步得多，能更好地解放许多天象。 相对于盖天说，浑天说更精确的解释了常见的天文现象，并为中国古代较准确的预报天体运动提供了依据.所以自东汉以后，浑天说成为中国古代天文学的主要学派.到了唐代，天文学家一行等人通过大地测量彻底否定了盖天说，使浑天说在中国古代天文领域称雄了上千年。


宣夜说是我国历史上最有卓见的宇宙无限论思想。它最早出现于战国时期，到汉代则已明确提出。“宣夜”是说天文学家们观测星辰常常喧闹到半夜还不睡觉。据此推想，宣夜说是天文学家们在对星辰日月的辛勤观察中得出的。不论是中国古代的盖天说、浑天说，还是西方古代的地心说，乃至哥白尼的日心说，无不把天看作一个坚硬的球竞，星星都固定在这个球壳上。宣夜说否定这种看法，认为宇宙是无限的，宇宙中充满着气体，所有天体都在气体中漂浮运动。星辰日月的运动规律是由它们各自的特性所决定的，决没有坚硬的天球或是什么本轮、均轮来束缚它们。宣夜说打破了固体天球的观念，这在古代众多的宇宙学说中是非常难得的。这种宇宙无限的思想出现于两千多年前，是非常可贵的.另一方面，宣夜说创造了天体漂浮于气体中的理论，并且在它的进一步发展中认为连天体自身、包括遥远的恒星和银河都是由气体组成。这种十分令人惊异的思想，竟和现代天文学的许多结论一致。宣夜说不仅认为宇宙在空间上是无边无际的，而且还进一步提出宇宙在时间上也是无始无终的、无限的思想。它在人类认只史上写下了光辉的一页。可惜，宣夜说的卓越思想，在中国古代没有受到重视，几至失传。