把宇宙作为一个整体,探讨我们所居住的大地在其中所处的位置,即天和地的关系,叫做宇宙结构理论。
在中国古代,天体学说有所谓论天六家:盖天说、浑天说、宣夜说、昕天说、穹天说、安天说。
其中主要有三家:盖天说、浑天说、宣夜说。“昕天说”基本上属于“盖天说”体系,“穹天说”是“盖天说”的翻版,“安天说”则是“宣夜说”的发展。
论天三大家之一:盖天说
“盖天说”出现于殷末周初,其主要观点为天在上,地在下,天为一个半球形的大罩子。
南北朝时期鲜卑族歌手斛律金的《敕勒歌》中有“天似穹庐,笼盖四野”两句词,这是对“盖天说”的形象化说明。“盖天说”一共有两种:
第一种“盖天说”即“天圆地方说”。《晋书·天文志》中说:“周髀家云:‘天员(圆)如张盖,地方如棋局。’”
关于方形的大地,战国时代阴阳家齐人邹衍解释说,上有九个州,中国是其中之一,叫做赤县神州,每个州四周环绕着一个稗海。
九州之外,还有一个大瀛海包围着,一直与下垂的天的四周相连接。穹庐般的天穹有一个“极”(这个极实际上是地球自转轴正对这一点),天就像车轱辘一样绕着这个“极”旋转不息。
“天圆地方说”的最大破绽,就是半球形的天穹和方形大地之间不能吻合。
这迫使人们将其修改为:天并不与地相接,而是像一把大伞一样,高悬在大地上空,有绳子缚住它的枢纽,周围有八根柱子支撑着。天空有如一座顶部为圆拱的凉亭。
《列子·汤问》篇中所说的共工触倒的那个不周山,就是八根擎天柱之一,所以女娲便出来炼石补天。
“天圆地方说”提出的宇宙模型,只是凭感性的观察,又掺入了许多假想规定。
但在我国历史上却有广泛影响,因为它符合儒家关于“天尊地卑”的说教,在封建王朝的天地理论体系中占据正统地位。
如北京的天坛,是圆形的;地坛,是方形的。这是“天圆地方”的象征性模型。
第二种“盖天说”将方形大地改为了拱表大地,即《晋书·天文志》中所说的“天象盖笠,地法覆盘”。
第二种“盖天说”已经有了拱形大地的设想,为以后球形大地的认识奠定了基础。但它仍然不能解释天体的运行,如太阳的东升西落和月亮的盈亏等问题。
论天三大家之二:浑天说
“浑天说”主张大地是个球形,外裹着一个球形的天穹,地球浮于天表内的水上。
汉代天文学家张衡在其《浑天仪图注》中说:“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。天地各乘气而立,载水而浮……天转如车毂之运也,周旋无端。其形浑浑,故曰浑天。”
“浑天说”始于战国时期,战国人慎到、惠施都提出过关于球形大地的设想。
关于球形大地如何悬在空中,最早的“浑天说”认为天球里盛满水,地球浮在水面。半边天在地上,半边天在地下。日月星辰附在天壳上,随天周日旋转。后来一些浑天论者纷纷反对地球浮于水面的说法。
明代章潢的《图书编·天地总论》中说:“《隋书》谓日入水中,妄也。水由地中行,不离乎地,地之四表皆天,安得有水?谓水浮天载地,尤妄也。”
随着“元气体论”的发展,“浑天说”改为地球浮于气中,与气天相似。宋代张载的《正蒙·参两篇》中说“地在气中”。
“浑天说”比起“盖天说”来,无疑要进步得多。“浑天说”与球面天文学的基本出发点完全一致,对于观测天文学来说,也能充分满足要求。
但是,作为宇宙结构理论来说,“浑天说”则是不符合事实的。天球的概念完全是个臆想的概念。
论天三大家之三:宣夜说
“宣夜说”认为“天”并没有一个固定的天穹,而只不过是无边无涯的气体,日月星辰就在气体中飘浮游动。
关于“宣夜说”的得名,是因为观测到星星常常闹到夜半不睡觉。如清代邹伯奇说:“宣劳午夜,斯为谈天家之宣夜乎?”但“宣夜说”的历史渊源,可上溯到战国时代的庄子。
《庄子·逍遥游》即有:“天之苍苍,其正色邪?其远而无所有至极邪?”用提问的方式表达了自己对宇宙无限的猜测。“宣夜说”自然观的基础是“元气”学说。
战国时代的宋尹学派,把宇宙万事万物的本源归结为“气”,这“气”可以上为日月星辰,下为山川草木。在这方面,“宣夜说”有重大发展。
三国时代的“宣夜说”学者杨泉在其《物理论》中说:“夫天,元气也,皓然而已,无他物焉。”他还进一步论证说:“夫地有形而天无全。譬如灰焉,烟在上,灰在下也。”
“宣夜说”的进一步发展,还牵涉到天体的物理性质问题。据《列子·天瑞》篇记载,有位杞国人听说日月星辰是在天空飘浮的,便“忧天地崩坠,身无所寄,废寝食者。”
这便是成语“杞人忧天”的由来。为此,劝杞人的人,提出了不但天空充满气体,连日月星辰也是气体,只不过是发光的气体。
后来的“宣夜说”学者又进而提出地球会坏,天地也会坏,但是用不着担忧。
就宇宙结构理论来说,“宣夜说”确实达到了较高水平,它提出了一个朴素的无限宇宙观。
但是,从观测天文学的角度来看,“宣夜说”却不如“浑天说”的价值大。“浑天说”能够近似地说明太阳和月亮的运行,“宣夜说”只能指出它们运行的不同,却没有探讨其运行的规律性。
古人修订历法时,“浑天说”有很重要的实用意义,“宣夜说”却仅仅具有理论意义。但在人类认识宇宙的历史上,“宣夜说”无疑也有其重要意义。
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