盖天说,大概是中国最早的宇宙观了,建立在天圆地方的认知基础上。起初,古人认为“天圆如张盖,地方如棋局”,天覆于方形大地上。后来,古人认为圆天与方形大地无法吻合,于是认为圆天犹如大伞悬于地上,八根柱子支撑圆天,主张“天象盖笠,地法覆盘”。
问题在于,古人凭什么提出“盖天说”?按照正常理解,古人见到天圆、地方这种现象,然后就产生了“盖天说”宇宙观。然而鲜为人知的是,古人提出“盖天说”,其实并不是随便看看,而是建立在大量数据的基础上,进而提出的一种宇宙观。

勾股定理:测天测地测宇宙
河南濮阳西水坡遗址,距今6500年,考古发现立表测影的“表”,说明当时已有“立表测影”技术。在此之后的山西陶寺遗址,考古发现木胎圭尺与观象台,反映当时先民已经掌握“圭表测影”。
所谓“圭表测影”,就是“表”垂直于地面,“圭”横放于地面,两者形成一个直角,然后通过“表”影投射的长短,以此来判断季节。在漫长的观测计算过程中,古人发现“勾三股四弦五”的规律。与勾股定理相比,毕达哥拉斯定理突然出现,其中原因耐人寻味。
更为重要的是,古人掌握勾股定理之后,将之发挥到了极致,几乎用之测量万物,测天测地测宇宙。测地可见下图,将“表”视为高山,影点之处到“表”底的距离,可以用步数测得,通过“勾三股四弦五”换算可得山高,下面重点谈谈如何测量太阳距地高度。

周髀算经记载:“周髀长八尺,夏至之日日晷一尺六寸。髀者,股也,正晷者,勾也,正南千里,勾一尺五寸,正北千里,勾一尺七寸,日益表南,晷日益长。”现代科学表明,陶寺遗址测影大致一尺六寸,嵩山测影大致一尺五寸,两地相距300多公里,因此“寸影千里”是古人粗略的认知。
既然一寸影子代表千里,那么一尺六寸的影子,代表该地距离“髀无影”(太阳直射点)之处应为1.6万里。由于太阳、“髀无影”之处、观测点,三者可以构成一个直角三角形,而其中一个直边已知,那么套用“勾三股四弦五”,就能推算出当时的“日高”。
当然,所得数据要达到勾股比例数值,才能进行“勾三股四弦五”计算,所以很多时候无法推算日高,故而周髀算经的记载是:“候勾六尺……从髀至日下六万里,而髀无影。从此以上至日,则八万里。”按照“勾三股四弦五”计算,勾为六万里时,股即为八万里,“邪至日”即周地到太阳的斜边距离就是10万里。

宇宙测算:古人建立宇宙模型
拥有“寸影千里”这把“量天尺”,再结合勾股定理,天体的测量就很简单了,中国古人开始建立宇宙模型。
在天圆地方的基础上,通过一系列的测算,周人算出北极星距地高度、璇玑的东西间距、南北游距北极星的半径、太阳照射极限距离、七衡六间的距离等等,最终周髀算经得出宇宙模型:“冬至昼,夏至夜。差数及日光所遝观之,四极径(宇宙直径)八十一万里,周二百四十三万里。从周南至日照处三十万二千里;周北至日照处,五十万八千里。天之中央亦高四旁六万里。”

同时通过一系列计算,周人认识到周地不在宇宙中心,而是“周在天中南十万三千里”,处于宇宙中心偏南十万三千里处。
让笔者汗颜的是,周髀算经中的天文计算,很多地方笔者没有搞懂,有兴趣有耐心的朋友可以读一读学者曹慧奇的《<周髀算经>从数学看先秦的天文观及地中问题》一文,上图出自该文。
周髀算经中,记载一系列计算出的数据后,否定了“天圆地方”,得出“天象盖笠,地法覆盘”的结论,也即“盖天说”。因此,盖天说的形成,不是随口说说,而是建立在大量数据基础上。
更为重要的是,随着古人对天象认知加深,后来又形成了宣夜说、浑天说等,甚至同一时代存在多种学说,但每一种的背后,都有大量观测支撑,不是随口说说就能让人相信的。很多人认为,中国古代的各种宇宙观,只是没有测算的空想,其实这是不正确的。

最后,关于盖天说,还有三点值得一提:
首先,盖天说并非一成不变,祖暅(祖冲之之子)在《天文录》说:“盖天之说,又有三体:一云天如车盖,游乎八极之中;一云天形如笠,中央高而四边下;一云天如欹车盖,南高北下。”因此,随着古人对天文认知的加深,盖天说自身也在发展、进化。
其次,以今天的眼光来看,盖天说肯定是错了,但以当时的情况来看,却符合时代的认知水平。更为重要的是,古人不是空谈盖天说,而是经过一系列的计算,得出各种数据之后,建立宇宙模型,从而才提出“盖天说”的宇宙观。
第三,中国古代有无科学,见仁见智,至今还有很大争议。但以盖天说、以及中国天文发展史来看,中国从8000年前就开始长期观测、总结,不断推翻前人认知,并提出新的学说,那么这种过程与精神,是不是朴素的科学思想与实践?返回搜狐,查看更多
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