1．幾種宇宙模型之評價(jià)

中國古代相傳有6種宇宙學(xué)說(shuō)，其中有初步理論綱要者為“渾天”、“蓋天”、“宣夜”三說(shuō)。

三說(shuō)中，“宣夜”說(shuō)一直得到國內對許多論者的高度評價(jià)，其說(shuō)實(shí)始于李約瑟。李氏在《中國科學(xué)技術(shù)史》的天學(xué)卷中，為“宣夜說(shuō)”專(zhuān)設一節。他熱情贊頌這種宇宙模式：“這種宇宙觀(guān)的開(kāi)明進(jìn)步，同希臘的任何說(shuō)法相比，的確都毫不遜色?！袊@種在無(wú)限的空間中飄浮著(zhù)稀疏的天體的看法，要比歐洲的水晶球概念先進(jìn)得多?！薄靶埂闭f(shuō)的歷史資料見(jiàn)《晉書(shū)·天文志》：

宣夜之書(shū)亡，惟漢秘書(shū)郎郗萌記先師相傳云：天性了無(wú)質(zhì)，仰而瞻之，高遠無(wú)極，眼瞀精絕，故蒼蒼然也。譬之旁望遠道之黃山而皆青，俯察千仞之深谷而窈黑，夫青非真色，而黑非有體也。日月眾星，自然浮生虛空之中，其行其止皆須氣焉。是以七曜或逝或住，或順或逆，伏現無(wú)常，進(jìn)退不同，由乎無(wú)所根系，故各異也。故辰極常居其所，而北斗不與眾星西沒(méi)也。攝提、填星皆東行。日行一度，月行十三度，遲疾任情，其無(wú)所系著(zhù)可知矣。若綴附天體，不得爾也。

首先，這段話(huà)中其實(shí)并無(wú)宇宙無(wú)限的含義?！案哌h無(wú)極”明顯是指人目遠望之極限而言。其次，斷言七曜（日、月、五大行星）“伏現無(wú)常，進(jìn)退不同”，卻未能對七曜的運行進(jìn)行哪怕是最簡(jiǎn)單的描述，造成這種致命缺陷的原因被認為是“由乎無(wú)所根系”，這就表明這種宇宙模式無(wú)法導出任何稍有實(shí)際意義的結論。相比之下，西方在哥白尼之前的宇宙模式——哪怕就是亞里士多德學(xué)說(shuō)中的水晶球體系，也能導出經(jīng)得起精確觀(guān)測檢驗的七政運行軌道。前者雖然在某一方面比較接近今天我們所認識的宇宙，終究只是哲人思辨的產(chǎn)物；后者雖然與今天我們所認識的宇宙頗有不合，卻是實(shí)證的、科學(xué)的產(chǎn)物。

“宣夜”說(shuō)未能引導出哪怕只是非常初步的數理天文學(xué)系統——即對日常天象的解釋和數學(xué)描述，以及對未來(lái)天象的推算。從這個(gè)意義上來(lái)看，“宣夜”說(shuō)（更不用說(shuō)“昕天”、“穹天”、“安天”等說(shuō)）根本沒(méi)有資格與“蓋天”說(shuō)和“渾天”說(shuō)相提并論。真正在古代中國產(chǎn)生過(guò)重大影響和作用的宇宙模式，是蓋天與渾天兩家。

《周髀算經(jīng)》中的蓋天學(xué)說(shuō)，作為一個(gè)用公理化方法構造出來(lái)的幾何宇宙模型，和早于它及約略與它同時(shí)代的古希臘同類(lèi)模型相比，在“說(shuō)明現象”方面固然稍遜一籌，然而確實(shí)可以明顯感受到古希臘科學(xué)的氣息。從科學(xué)思想史的角度來(lái)說(shuō)，公理化方法在2000年前的遙遠東方，畢竟也嘗試了，也實(shí)踐了，這是意味深長(cháng)的。

《周髀算經(jīng)》之后，構造幾何模型的公理化方法就在古代中國絕響了。特別令人疑惑的是，《周髀算經(jīng)》的幾何宇宙模型究竟是某種外來(lái)影響的結果，還是中國本土科學(xué)中某種隨機出現的變異？而且，不論是上述哪一種情形，為何它曇花一現之后就歸于絕響？這些都是令人非常感興趣的問(wèn)題，可惜還不能得到解答。

與“蓋天”說(shuō)相比，“渾天”說(shuō)在古代中國的地位要高得多——事實(shí)上它是在中國古代占統治地位的主流宇宙學(xué)說(shuō)，但是它卻沒(méi)有一部像《周髀算經(jīng)》那樣系統陳述其學(xué)說(shuō)的著(zhù)作。通常將《開(kāi)元占經(jīng)》卷一所引《張衡渾儀注》視為渾天說(shuō)的綱領(lǐng)性文獻。這段引文很短，全文如下：

渾天如雞子。天體（這里意為“天的形體”）圓如彈丸，地如雞子中黃，孤居于內。天大而地小。天表里有水，水之包地，猶殼之裹黃。天地各乘氣而立，載水而浮。周天三百六十五度又四分度之一，又中分之，則一百八十二分之五覆地上，一百八十二分之五繞地下。故二十八宿半見(jiàn)半隱。其兩端謂之南北極。北極乃天之中也，在正北，出地上三十六度。然則北極上規徑七十二度，常見(jiàn)不隱；南極天之中也，在南入地三十六度，南極下規徑七十二度，常伏不見(jiàn)。兩極相去一百八十二度半強。天轉如車(chē)轂之運也，周旋無(wú)端，其形渾渾，故曰渾天也。

這就是“渾天”說(shuō)的基本理論。其內容沒(méi)有《周髀算經(jīng)》中蓋天理論那樣豐富詳細。但是這個(gè)宇宙模型和中國最主要的傳統天文觀(guān)測儀器“渾儀”有著(zhù)直接對應的關(guān)系，而那些演示天象的儀器如“渾象”、“渾天儀”等等，也是直接模擬這個(gè)宇宙模型的，所以三家宇宙學(xué)說(shuō)中，確實(shí)只有“渾天”說(shuō)能夠和此后2000年中國的數理天文學(xué)相容。

2．天球坐標

西方之黃道坐標。在西方天文學(xué)傳統中，一直使用黃道坐標，即以太陽(yáng)在天球上的周年視運動(dòng)軌道（實(shí)際上就是地球圍繞太陽(yáng)公轉的軌道）面為基準的坐標系。直到公元16世紀后期，第谷（Tycho）革新天文儀器，才開(kāi)始使用赤道坐標系統。今天國際天文學(xué)界使用的大部分儀器都已經(jīng)是赤道式裝置了。

中國之赤道坐標。古代中國一直使用赤道坐標，即以地球赤道面在天球上的投影為基準的坐標系。這個(gè)基準面可以通過(guò)觀(guān)測特定恒星圍繞北天極的周日視運動(dòng)（實(shí)際上是地球自轉造成的）來(lái)確定。中國傳統的天球坐標系統即“二十八宿”體系，其中“入宿度”相當于現代的赤經(jīng)，“去極度”對應于現代的赤緯。

圖1　天球做標系

3．中國二十八宿天球坐標體系及其起源問(wèn)題

中國古代的“偽黃道坐標”。傳統中國天學(xué)雖一直使用赤道坐標體系，但并非不知道黃道。黃道作為日月運行的軌道，只要天文學(xué)知識積累到一定程度，不可能不被知道。但是古代中國人卻一直使用一種與西方不同的黃道坐標（如圖1所示），現代學(xué)者稱(chēng)之為“偽黃道”?！皞吸S道”雖然有著(zhù)符合實(shí)際情況的黃道平面，卻從來(lái)未能定義黃極?！皞吸S道”利用從天球北極向南方延伸的赤經(jīng)線(xiàn)與黃道面的相交點(diǎn)，來(lái)量度天體位置，這樣所得之值與正確的黃經(jīng)、黃緯都不相同。這一現象的深層原因是古代中國在幾何學(xué)方面不夠發(fā)達。

對于二十八宿體系的起源問(wèn)題，李約瑟持巴比倫起源說(shuō)甚力，他認為二十八宿“是中國人、印度人和阿拉伯人的天文學(xué)所共有的?！怂薜陌l(fā)源地可能不是這幾個(gè)地方當中的任何一個(gè)，它們關(guān)于二十八宿的概念統統是從巴比倫傳去而衍生的”。當代中國學(xué)者中涉及二十八宿起源問(wèn)題而其論述又值得注意者為郭沫若和竺可楨。郭沫若雖主張以黃道十二宮為特征的巴比倫天學(xué)早在殷初或此前已輸入中土，并成為上古中國天學(xué)的重要組成部分，但相信二十八宿體系起源于中國；竺可楨就二十八宿起源問(wèn)題先后至少發(fā)表過(guò)4篇專(zhuān)題論文。初時(shí)他主張中國起源說(shuō)，但后來(lái)觀(guān)點(diǎn)有所改變，傾向于接受巴比倫起源說(shuō)。

圖2　塞琉古（Seleucid）王朝時(shí)期三十一標準星系統

如果不拘泥于“二十八”這一數字，則類(lèi)似中國二十八宿之天球坐標系統在巴比倫天學(xué)中確實(shí)是存在的。在塞琉古（Seleucid）王朝時(shí)期，一直有兩套天球坐標同時(shí)并存于巴比倫天學(xué)中。一套即眾所周知之黃道十二宮，另一套則不太被注意。其法以31顆恒星構成參照系（如圖2所示），以描述月球及行星位置，謂之“標準星”。該坐標系統有如下幾點(diǎn)特別值得注意：

（1）黃經(jīng)分布很不均勻。

（2）黃緯分布范圍：—7°30′，10°。

（3）三十一星多為著(zhù)名亮星。

（4）三十一星中有6顆與中國二十八宿之距星重合，列出如次：

βAri（婁），

μGem（井），

θCnc（鬼），

χVir（角），

αLib（氐），

βCaP（牛）。

（5）在使用該系統描述天體位置時(shí)，不用角距離，而是給出長(cháng)度單位“腕”（cubif）和“指”（finger）。30指為1腕，與角度之對應關(guān)系則為：12指=1度。

可簡(jiǎn)要討論如下：

經(jīng)度分布不均勻，此恰為中國二十八宿系統最顯著(zhù)之特點(diǎn)，三十一標準星系統同樣有此特點(diǎn)，不能不說(shuō)是意味深長(cháng)的。

緯度分布問(wèn)題。很多學(xué)者都相信中國的二十八宿是以赤道為準，但就二十八宿各宿的“距星”（每一宿的基準星）的分布而言，與黃道的吻合情況明顯優(yōu)于赤道。例如：胃宿距星赤緯達27°有余，尾宿距星赤緯更達—37°有余，而諸距星之黃緯則絕無(wú)如此大者。即使以公元前2400年的赤道來(lái)參照，吻合程度稍好一些，但仍與黃道情況不相上下。況且二十八宿在中國的歷史能否追溯到如此之早，還大成問(wèn)題。與三十一標準星的黃緯分布相比，二十八宿諸距星的黃緯分布更彌散些。

三十一標準星多為著(zhù)名亮星，這與二十八宿諸距星的情況不同。

三十一標準星與二十八宿距星中有6顆重合，約占20％左右。如純以偶然巧合解釋之，這個(gè)百分比似乎偏大；作其他解釋無(wú)疑也可以，但這一百分比又顯得稍小了一些。此點(diǎn)大有進(jìn)一步研究的余地。

圖3　湖北隨縣擂鼓墩戰國曾侯乙墓出土漆箱

中國二十八宿系統確立年代的下限，目前已由實(shí)物史料定為公元前430年（1978年湖北隨縣擂鼓墩戰國曾侯乙墓出土漆箱（如圖3所示），上書(shū)全部二十八宿名稱(chēng)。注意此與前述竺可楨最后對二十八宿體系在中國出現年代的推定僅差30年）。而其上限，不確定因素很多，目前還難以確定。

至此，在邏輯上將有3種結論可供選擇：

三十一標準星源于二十八宿，

二十八宿源于三十一標準星，

兩系統各自獨立起源。

迄今為止在這方面的研究，還遠不足以使我們能在上面3種結論中斷然作出選擇。

——摘自 江曉原《中國科學(xué)技術(shù)通史2：經(jīng)天緯地》

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