渾天說是西漢學者落下閎提出的,東漢張衡制作水運渾天儀,並撰《渾天儀注》,此文成為渾天說的代表作。地心說是古希臘天文學家托勒密在希帕克等人的研究成果基礎上創立的。東、西方這兩個天文學體系的產生時代及其結局都驚人的相似,不能厚此薄彼。歐洲對世界科學文明的貢獻應該充分肯定,而中國對世界科學文明的貢獻也不應該忽視。

在2,000多年前的漢代,天文學上有三家爭論,分別是蓋天說、渾天說和宣夜說。其中四川的兩位學者有舉足輕重的貢獻。渾天說是西漢時期四川學者落下閎首次提出的,一經提出便引起爭論。西漢時代成都著名學者揚雄最初支持蓋天說,後來又改為支持渾天說,他在《法言·重黎》中說道:“或問渾天,曰:‘……幾乎,幾乎!莫之能違也。’請問蓋天,曰:‘蓋哉,蓋哉!應難未幾也!”’意思是說,有許多問題,蓋天說都解決不了,渾天說是最精妙的。
揚雄談到渾天儀是西漢武帝時落下閎創制的,自己曾虛心向“作渾天老工”請教。那麼,他問的那個人究竟是不是落下閎呢?首先,從時間上看,漢武帝時的落下閎所制定的《太初曆》於公元前104年開始頒布實行。揚雄於公元前53年生於四川成都,那是《太初曆》頒布後51年。如果落下閎20歲參加制訂《太初曆》,到70歲時,揚雄尚未出生,何能相問?如果揚雄是在10歲少年時提問的話,那麼,這位70歲老人應該在不到10歲的時候就參與制訂《太初曆》了。如果真有這樣出奇的神通、天才,那他也不至於在少年時對渾天儀“殊不曉達其意”,等到70歲時才開始知道一點。再說,他如果對渾天儀還不曉達其意,那他還怎麼會制訂《太初曆》呢?
其次,渾天儀器是皇家壟斷的窺探天意的神秘物品,“綿代相傳,史官禁密”,這位作渾天老工自然只能在京師宮廷裡制造渾天儀。而揚雄生於四川,“年四十餘,自蜀來至遊京師”。揚雄30歲時,《太初曆》已頒布80多年了。制訂《太初曆》的人如果還活著的話,都應該是“百歲老人”了,不可能還只有“70歲”。因此那個70歲的老工自然不可能是《太初曆》的制訂者。
誠然,落下閎的老家據說也在四川,起先隱居於洛下,後來又“拜侍中不受”,可能有相當長的時間是在四川老家度過的。這樣,在揚雄未進京時,他們有可能在四川見面。但是,由於年齡的差距,正如上述,即使見面也不會有什麼特殊意義。能夠轉渾天於地下並能制訂《太初曆》的人怎麼會說對渾夫儀器“不曉達其意”呢?再說,如果揚雄問的正是落下閎,又知道他的技術是世代家傳的,那麼,當有人問到渾天時,揚雄就不會把落下閎擺在創制渾天儀的地位上。
揚雄當過“黃門郎”。這是什麼官呢?《漢書·霍光傳》載:“上乃使黃門畫者畫周公負成王朝諸侯以賜光。”顏師古注:“黃門之署,職任親近,以供天子,百物在焉,故亦有畫工。”可見,所謂黃門,就是離皇宮很近的一個機關,裡面有各種行業的人,隨時供天子使喚的。這裡面大概也分等級,起碼有兩等,一等是郎,主要是禦用文人;一等是工,多數是體力勞動者。揚雄當了黃門侍郎,於是有機會向黃門老工請教有關渾天儀的事。這時揚雄大概40歲左右,這位老工比揚雄約大20歲,生於公元前70年左右,那時《太初曆》已經頒行30年左右。因此,揚雄問的黃門老工根本就不是落下閎。
公元2世紀,中國東漢時代的天文學家張衡(78-139)於公元108年開始業餘研究天文學,公元115年後曾經兩度擔任太史令,專職研究天文學。他繼承西漢落下閎等人的渾天說思想,並發展成為完整的天文學體系。差不多同一時期,西方古希臘天文學家托勒密(85-165)繼承了希帕克等人的研究成果,於公元127 -151年間在亞歷山大里亞進行天文觀測,創立了地心說思想體系。

波蘭天文學家哥白尼(1473-1543)研究天文學30多年,撰成《天體運行論》,提出日心說,才推翻統治西方天文學界達1400多年之久的地心說。後來,日心說由傳教士傳到中國。清順治二年(1645),天主教耶穌會傳教士湯若望(1591-1666)任欽天監監正,負責天文曆法研究工作。他用日心說理論制定《時憲曆》,才宣告渾天說體系統治地位結束。渾天說在中國天文學界居統治地位達1500多年。東、西方這兩個天文學體系的產生時代及其結局都驚人的相似,原可以不分高低的。但是,有的人卻說:
公元1世紀前後,東、西方有兩位大天文學家同時在世。羅馬帝國的托勒密創立了他那偉大的地心說,而東方漢帝國的太史令張衡,創造了一台水運渾象,那簡直就是把托勒密的地心說變成了模型。但是,渾天說離地心說,畢竟還差一步。就這一步,中國人再沒能邁過去。
且不說西方地心說冠以“偉大的”而東方渾天說就不夠“偉大”,張衡逝世的時候,托勒密還不知道創立了地心說沒有,張衡的水運渾象怎麼成了托勒密地心說的“模型”?提出思想的人,與制作模型的人,是兩個層次的人。托勒密是提出思想的科學家,而張衡落到了制作模型的工匠。
另外,渾天說比地心說差一步,究竟在哪一方面差一步呢?這是需要詳細比較的。
西漢時期四川的落下閎提出渾天說,東漢張衡制作水運渾天儀,並撰《渾天儀注》,此文成為渾天說的代表作。文中說天地像一個雞蛋,天像蛋殼,地像蛋黃,居中央不動,天在外繞地旋轉。天有南北極,北極出地36度,可見;南極入地36度,不可見。星辰點綴在天球的內壁上。天球左旋(從東向西旋轉),日月五星右旋(從西向東旋轉)。根據這個學說,後代天文學家不斷地進行觀測、記錄、計算、研究,反複驗證,並發現月食是地影的掩蔽,發現歲差,實測子午線的長度。在這個學說指導下,所制定的曆法日益精確。元代郭守敬(1231-1316)等人制定《授時曆》,定一回歸年長度為365. 2425日,與實際周期相比,只差26秒。與現代實行的公曆相同,而早行用三百年。《授時曆》於公元1281年頒行。公曆於1582年行用。明代邢雲路提出回歸年長度為365. 242190日,同現代理論計算值只差了2.3秒。他還寫了《古今律曆考》,提出“星月之往來,皆太陽一氣之牽系也”,已經有了向日心說發展的趨勢。

天文學的實際應用主要是制定曆法,曆法的精確度是天文學水平的標志。渾天說指導下的曆法比西方地心說指導下的曆法精確,說明渾天說比地心說高明,怎麼還會差一步呢?
地心說用九層透明同心球層和80個左右的均輪、本輪體系來解釋日月五星的運行情況,計算複雜,准確性差。現代天文學已將它完全拋棄。而渾天說只用一層球面,完全符合以地球為參照物的觀測,成為現代球面天文學的基礎。這說明渾天說比地心說有更多的合理性,有更強的生命力。
渾天說認為宇宙是無限的,天地結構體系只是無限宇宙中一個有限的物質體系。這個體系之外是尚未認識的領域,存而不論,不做無根據的猜想。因此,渾天說是一個開放的體系,是允許討論的。唐代天文學家在新形勢下發現新現象,與渾天說有矛盾,對渾天說提出質疑,並寫入《舊唐書·天文志》。而地心說認為宇宙就是這麼大,地就處於宇宙的中心,而九層天上是上帝居住的地方。這個學說跟宗教教條一樣神聖,不容許任何懷疑。哥白尼創立日心說,《天體運行論》遲遲不敢發表。後來天文學家布魯諾、伽利略支持日心說,都受到宗教迫害,《天體運行論》也被羅馬教廷列為禁書。從此是否可以體味到二說的微妙差別呢?

創立地心說的托勒密是博學多才的,對文化貢獻頗多。渾天說的代表人物張衡也是多才多藝的,他制造了水運渾儀、候風地動儀,著有《渾天儀注》《靈憲》這類科學著作,又寫了《二京賦》《思玄賦》之類文學作品,還是著名的畫家。東漢學者崔瑗撰寫其墓碑,稱張衡“數術窮天地,制作侔造化”。1956年,郭沫若給張衡寫碑文說:“如此全面發展之人物,在世界史中亦所罕見。萬祀千齡,令人敬仰。”
無論從哪一方面比較,也看不到渾天說比地心說差一步。英國人丹皮爾的《科學史及其與哲學和宗教的關系》,在“古代世界的科學”中只寫地心說,不提渾天說。同是英國人的李約瑟在其《中國科學技術史》中不但介紹了渾天說,而且也介紹了蓋天說和宣夜說,還對宣夜說給予了很高的評價。他說:“這種宇宙觀的開明進步,同希臘的任何說法相比,的確都毫不遜色。亞里士多德和托勒密僵硬的同心水晶球概念,曾束縛歐洲天文學思想一千多年。中國這種在無限的空間中飄浮著稀疏的天體的看法,要比歐洲的水晶球概念先進得多。”(李約瑟:《中國科學技術史》,科學出版社.1990年,第278頁。)

“僵硬的同心水晶球概念”就是托勒密的地心說。可是,在中國人編寫的《自然科學概論》的“古代天文學”一節中,詳細介紹了托勒密的地心說,卻只字未提張衡的渾天說,更沒有介紹蓋天說和宣夜說。正如李約瑟所說:“中國科學工作者本身,也往往忽視了他們自己的祖先的貢獻。”(李約瑟:《中國科學技術史》,科學出版社.1990年,第5頁。)這裡是否存在民族虛無主義和歷史虛無主義的影響呢?我們認為,歐洲對世界科學文明的貢獻應該充分肯定,而中國對世界科學文明的貢獻也不應該忽視。
(原文來源:周桂鈿. 弘揚民族精神 堅定文化自信[A]. 天府文化研究院.天府文化研究(創新創造卷)[C]. 成都:巴蜀書社, 2018:404-414.)
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