05中国古代天文学思想
来自科学有故事
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中国人在古代创造了世界上最精确的历法之一，不过，历法仅仅是天文学的很小一部分，而且历法和对宇宙的认识基本上没有直接的关系。什么是历法呢？从本质上说，历法就是我们人类对太阳、月亮详细观测记录的大综合，越是精确的历法越能体现历法制定者对天体运动位置的观测精度。在这一点上，古代中国人无疑是走在世界最前列的。古代中国拥有世界上最成建制的天象观测机构，并且对负责人有着极为严苛的要求，如果耽误了天象观测的记录，最严重的甚至会被砍头。因而，在历朝历代都极为重视天象记录的传统文化下，中国人的天文观测记录是世界上最详细、最整齐、最规范的，没有之一。按照道理，中国人没有理由不率先认识到太阳系的真相，可惜遗憾的是，一直到明清时期，在中国的知识分子阶层中，最主流的思想依然认为天圆地平，依然认为所有天体都绕着地球转。
古代中国，主要流行着三种关于天地结构的思想。他们分别是盖天说、宣夜说和浑天说。我给你简单地介绍一下这三种思想。
盖天说认为天圆地方，也就是“天圆如张盖，地方如棋局”。这也是最早的有关天地结构的文字记录，这最符合人们的直观视觉体验，与全世界人民最初的想法都是一样的
宣夜说解释起来稍微麻烦一点，这个派别认为天就是由无尽的气组成的，日月星辰全都漂浮在无边无垠的气体中。但是我查遍资料，也没查到宣夜说是怎么描述天地关系以及大地的形状。我权且认为宣夜说不太关心地，只关心天。
浑天说则是中国古代流传最广、影响也最深的一种天地观。代表人物之一是张衡，他在《浑天仪注》这本书中这样写道：“浑天如鸡子。地如蛋中黄，孤居于内，天大而地小。”有很多人误以为张衡的这句话表明他已经认识到大地是圆形的。实际上在学术界这种误解是不存在的。比如，在南京大学出版社的《图解天文学史》的第63页，写道“还须指出，中国古代在天地结构图像上盖天说和浑天说两派都没有明确认识到地球是球形的”。另外一本由中国科学技术出版社出版的学术专著《中国古代天文学思想》的第132页中，作者写道：“从张衡以后到元代以前很长的年代中，几乎没有人明确从张衡的上述比喻引出地球是圆球体的结论，张衡自己大约也不曾将鸡蛋黄形状直接作为地形的比喻，因为他仅是说地如蛋中黄，而不是说地形如蛋中黄”。在这本学术专著中，作者详细地把张衡以及所有浑天学派的文字记载详细地列出，并逐一做出了具体的考证，最后给出了一副浑天说对天地结构描述的示意图。
从这幅图我们可以看到，大地是漂浮在水面上的一个半球形，水面上的部分是平的，水面下的部分是个半球形，日月星辰绕着大地旋转，日月星辰时而挂在天上，时而落入水下。是的，古代中国人确实认为日月星辰都是可以在水中穿梭的。
如果把我们现在已知的天地结构作为标准答案，那么浑天说似乎更接近真相一些。但在我看来，从科学精神的角度而言，这三种学说其实并无高下之分，因为它们基本上都是从最基本的观察体验出发，然后用哲学思辨的方式去研究问题、解决问题。与古希腊的那些先哲们相比，中国的古人没有萌发出几何学的思想，也没有建立最基本的数学模型概念。我们的历法对日食、月食以及五星运动的预测基本上都是建立在统计规律之上的，并不是建立在几何学模型之上的，因而我们的对天体运动的预测误差很大，尤其是在预测五星运动上，基本上都不太靠谱。我知道我这样说又会让不少人心里不舒服了，我这不是长他人威风，灭自己志气嘛。说实话，我也跟你一样爱国，我也希望咱们中国人能在天文学史上露脸，但是我实在找不到让咱露脸的可靠证据啊。我在网上也找到过一些文章把中国古人的天文学成就大大地夸赞一番，有的甚至说的天花乱坠，但科学精神中最重要的一项就是求真的精神，凡事要讲证据、讲逻辑、经得起考证和推敲。我自己看了一些严肃的出版物，除了前面提到的那两本书之外，还有一本陈方正教授的学术专著《继承与叛逆——现代科学为何出现于西方》，基本的结论也大致是差不多的。即承认中国古代的历法和天文观测记录是全世界同期里面最厉害的，但同时也承认现代天文学的发展基本上跟咱中国人没有什么关系。如果要正儿八经地讲人类天文学史，注意有一个“学”字，也就是把天文作为一门学科的话，那只能从古希腊开始，然后讲到文艺复兴时期的欧洲，中间有一些旁支可以延伸到古阿拉伯和古印度，但很难拐到中华文明上来。不过呢，虽然作为学科发展史来说，我们没啥可以自豪的，但中国古代的天文观测记录却对现代天文学的研究有着不小的贡献，很多历史上的一些特殊天象的记录咱们都是独一份。
为什么中国人无法像古希腊那样发展出以几何学为基础的天文学呢？我认为，究其根本原因，是政治和文化决定了这一切。在皇权主宰下的天朝，一切朝廷机构都是为皇权服务的，天文观测机构当然也不能例外。在中国的传统文化中，天象是人间祸福的启示，皇帝是真命天子，而天象则是“玉帝”（也就是皇帝他老爸）给天子传达旨意，没有人会怀疑也没有人敢怀疑这一点。但为啥玉帝给他儿子传达旨意不用明确的文书，而非要用含糊不清，可以被任意解读的星星的排列方式来达到目的，就没有人去深究了。总之，古代中国人相信凡是老祖宗流传下来的东西总是对的（这似乎并不是古人的专利，现在依然有很多人这么想）。
在这样的政治和文化背景下，中国人自然不需要去思考为什么火星会时而顺行时而逆行这种问题，哪怕火星今天晚上在东边，明天晚上突然跑西边去了，这也不会引起中国人的困惑。很简单，五大行星是上天的旨意，它们在任何位置都是由上天自行决定的，我们要做的只是去认真解读它们的含义，而不是去想为什么。古代中国人的宇宙观非常的朴素和恒定，5000来几乎没有变化。我们认为大地是平的，天就像一个穹顶，恒星固定在穹顶上，每天绕大地转一圈；穹顶的上面住着仙界的神仙；月亮是嫦娥的宫殿；太阳也是玉帝造出来给凡人带来光明和温暖的（最早的时候有9个，被后羿射了8个下来）；而五大行星则是“天象”的基本构成要件，玉帝就用这些星星的位置，还有偶尔放出的一些“信号”，例如扫帚星（彗星）、客星（新星、超新星）、流星等来给天子传达上天的旨意。所以，皇帝要专门安排一个机构每天晚上接受旨意，要是胆敢哪一天漏掉了玉帝的旨意，那可是相当严重的渎职，如果因此产生了严重的后果，比如灾荒随之而来，那么这个天文记录官就要被砍头的。因此，你想想就明白了，在这样的背景之下，我天朝的天文官员怎么可能还会去思考柏拉图、托勒密们思考的东西呢？
再来说说每个中国人一讲起古代中国的天文学，都会在脑中冒出的一个词“浑天仪”，但到底“浑天仪”是干嘛用的，科技含量到底高不高，这些问题恐怕大多数人都是不知道的。实际上，从来没有一个仪器叫做“浑天仪”，只有叫做“简仪”、“浑仪”、“浑像”这样的装置，他们被一些非专业类的书籍统称为“浑天仪”。这些装置都是只有一个目的，那就是为了标明天上恒星的位置，装置根据复杂程度和精度的不同取不同的名字。换句话说，中国人为了要能够给天上所有的“星宿”画一副“天图”，就得发明一种装置能够准确一点的测量出星宿与星宿之间的相对“距离”（准确地说是角度）。我们现在都知道，从地球上看过去，恒星的视运动是每天绕北极星一圈和每年绕地一周的运动合成，因此古代中国的这些“浑天仪”装置，最复杂的就是能同时模拟这两种视运动，并且与观测记录基本相符。而所有的“浑天仪”装置都不会去标五大行星的位置，因为五大行星的位置在所有的历法中，都推不准，更不要说去模拟他们的运动了。每当皇上提出对历法的质疑时，大臣们基本上都是这样解释的：“此皆上天佑德之应，非历法之可测也”。诚恳地说，这个装置的科技含量并不高，因为恒星之所以称之为恒星，那就是因为它们几乎是挂在天穹上固定不动的，非常容易模拟它们的视运动。
关于中国人的天文学思想我就蜻蜓点水的讲到这里，我们回到正题上来。
托勒密的宇宙模型建立之后，欧洲就进入到了黑暗的中世纪，这段黑暗的时期整整持续了长达1500年之久，天文学的发展基本上就处于了停滞状态。托勒密的宇宙模型可以简称为“地心说”。顾名思义，这个宇宙模型的核心点是地球是宇宙的中心，日月星辰全部绕着地球转。在整整15个世纪中，欧洲的所有大学中的天文学教科书就没有变过，一代又一代的教授在讲台上向学生们传授着托勒密的宇宙模型和繁琐的天文计算方法。今天的人们，就是幼儿园的小朋友也都知道托勒密的地心说是错误的，然而地心体系的崩溃绝不是一件轻松和简单的事情。公元1473年2月19日，此时的中国正处于大明王朝成化年间，明成祖朱棣正在慎重考虑是否要终止郑和下西洋的远航，而在波兰的维斯特拉河畔的小城托伦，在一个富有的商人家庭中，一名男婴呱呱坠地，正是这名男婴日后敲响了托勒密地心说的丧钟。他就是——哥白尼。
