古代中國宇宙有希臘影子嗎？

(2015-06-09 08:42:22)轉載▼

江曉原

古代中國宇宙有希臘影子嗎？

古代中國宇宙理論中的一個謎案
　　古代中國的宇宙學說，雖有所謂六家之說，但其中的「昕天說」、「穹天說」、「安天說」，其實基本上徒有其名；即使是李約瑟極力推崇的「宣夜說」，也未能引導出哪怕非常初步的數理天文學系統，即對日常天象的解釋和數學描述，以及對未來天象的推算。所以真正稱得上「宇宙學說」的，不過兩家而已，即「蓋天說」和「渾天說」。
　　《周髀算經》中的蓋天學說，是中國古代天學中唯一的公理化幾何體系。儘管比較粗糙幼稚，但其中的宇宙模型有明確的幾何結構，由這一結構進行推理演繹時，也有具體的、絕大部分能夠自洽的數理。所以蓋天說不失為中國古代一個初具規模的數理天文學體系，但是它的構成中有明顯的印度和希臘來源（參見本專欄2007年第6、第7期）。
　　與蓋天說相比，渾天說在中國天學史上的地位要高得多——事實上它是在中國古代占統治地位的主流學說。然而它卻沒有一部象《周髀算經》那樣系統陳述其學說的著作。渾天說的綱領性文獻，居然只流傳下來一段二百來字的記載，即唐代瞿曇悉達編的《開元占經》卷一所引《張衡渾儀注》，全文如下：
　　渾天如雞子。天體（這裡意為「天的形體」）圓如彈丸，地如雞子中黃，孤居於內。天大而地小。天表裡有水，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。兩極相去一百八十二度半強。天轉如車轂之運也，周旋無端，其形渾渾，故曰渾天也。
　　這段二百來字的記載中，還因為「排比」而浪費了好幾句的篇幅。難道這就是統治中國天學兩三千年的渾天說的基本理論？如果和《周髀算經》中的蓋天理論相比，這未免也太簡陋、太「山寨」了吧？但問題還遠遠不止於此。在上面那段文獻中，還有一個非常關鍵的細節，很長時間一直沒有被學者們注意到。
　　這個關鍵細節就是上文中的北極「出地上三十六度」。意思是說，北天極的地平高度是三十六度。
　　球面天文學常識告訴我們，北天極的地平高度並不是一個常數，它是隨著觀測者所在的地理緯度而變的——它在數值上恰好等於當地的地理緯度。因此對於一個宇宙模型來說，北天極的地平高度並不是一個必要的參數。但是在上面那段文獻中，作者顯然不是這樣認為的，所以他一本正經地將北天極的地平高度當作一個重要的基本數據來陳述。
　　這個費解的細節提示了什麼呢？
　　上面這段文獻有可能並非全璧，而只是殘剩下來的一部分。從內容上看，它很像是在描述某個演示渾天理論的儀器——中國古代將這樣的儀器稱為「渾儀」或「渾象」。一個很容易設想的、合乎常情的解釋是，在上述文獻所描述的這個儀器上，北天極是被裝置成地平高度為三十六度的。而我們根據天文學常識可以肯定的是，任何依據渾天理論建造的天象觀測儀器或天象演示儀器，當它是在緯度為三十六度的地區使用時，它的北天極就會被裝置成地平高度為三十六度。
　　所以，這個費解的細節很可能提示了：渾天說來自一個緯度為三十六度的地方。

神秘的北極出地三十六度
　　渾天說在古代中國的起源，一直是個未解之謎。可能的起源時間，大抵在西漢初至東漢之間，最晚也就到東漢張衡的時代。認為西漢初年已有渾天說，主要依據兩漢之際揚雄《法言·重黎》中的一段話：
　　或問渾天，曰：落下閎營之，鮮於妄人度之，耿中丞象之。
　　一些學者認為，這表明落下閎（活動於漢武帝時）的時代已經有了渾儀和渾天說，因為渾儀就是依據渾天說而設計的。也有學者強烈否認那時已有渾儀，但仍然相信是落下閎創始了渾天說。迄今未有公認的結論。在《法言》這段話中，「營之」可以理解為「建構了理論」或「設計了結構」；「度之」可以理解為「確定了參數」；「象之」則顯然就是「造了一個儀器來演示它」。
　　如果我們打開地圖尋求印證，來推斷渾天說創立的地點，那麼在上述兩段歷史文獻中，可能與渾天說創立有關係的地點只有三個：
　　長安，落下閎等天學家被召來此地進行改歷活動；
　　洛陽，張衡在此處兩次任太史令；
　　巴蜀，落下閎的故鄉。
　　在我們檢查上述三個地點的地理緯度之前，還有一個枝節問題需要注意：在《張衡渾儀注》中提到的「度」，都是指「中國古度」，中國古度與西方的360°圓周之間有如下的換算關係：1中國古度＝360/365.25＝0.9856°
　　因此北極「出地上三十六度」轉換成現代的說法就是：北極的地平高度為35.48°。
　　現在讓我們來看長安、洛陽、巴蜀的地理緯度。考慮到在本文的問題中，並不需要非常高的精度，所以我們不妨用今天西安、洛陽、巴中三個城市的地理緯度來代表：
　　西安：北緯34.17°
　　洛陽：北緯34.41°
　　巴中：北緯31.51°
　　它們和《張衡渾儀注》中「北極出地三十六度」所要求的北緯35.48°都有1°以上的差別。綜合考慮中國漢代的天文觀測水準，觀測誤差超過1°是難以想象的，何況是作為基本參數的數值，誤差不可能如此之大。
　　這樣一來問題就大了——渾天說到底是在什麼地方創立的呢？創立地點一旦沒有著落，創立時間會不會也跟著出問題呢？

向西向西再向西
　　既然地圖已經鋪開，那我們乾脆劃一條北緯36°或35.48°的等緯度線，由中土向西一直劃過去，看看我們會遇到什麼特殊的地點？
　　這番富有浪漫主義色彩的地圖作業，真的會將我們帶到一個特殊的地點！
　　那個地方是希臘東部的羅得島（Rhodes），緯度恰為北緯36°。這個島曾以「世界七大奇迹」之一的太陽神雕像著稱，但是使它在世界天文學史上佔有特殊地位的，則是古希臘偉大的天文學家希帕恰斯（常見的希臘文拉丁轉寫為Hipparchus），因為希帕恰斯長期在這個島上工作，這裡有他的天文台。
　　我的博士研究生毛丹是一個希臘迷，他為這番地圖作業提供了新的進展。羅得島的革彌諾斯（Geminus）活躍於公元前後，著有《天文學導論》18章，其中論述往往以羅得島為參照點，他在第五章中寫道：
　　……關於天球儀的描繪，子午線劃分如下，整個子午圈被分為60等份時，北極圈（北天極附近的恆顯圈）被描繪成距離北極點6/60（36°）
　　也就是說，當時革彌諾斯所見的天球儀的「北極出地」就是36°，這恰好就是羅得島的地理緯度。
　　為什麼這時候可以不考慮35.48°了呢？理由是這樣的：如果在公元前後或稍後的某個年代，有人向某個中國人（比方說那段傳世的《張衡渾儀注》的作者或記錄者）描述或轉述一架羅得島上的天球儀，那天球儀上的北極出地36°，對於一個不是非常專業的聽眾或轉述者來說，都很容易將它和中國古度的三十六度視同等價。
　　上面這個故事，並非十分異想天開，我們不難找到一些旁證。例如，在《周髀算經》的蓋天學說中，就包含了古希臘人所知道的地球寒暑五帶知識，而這樣的知識完全不是中國本土的——在漢代趙爽為《周髀算經》作注時，他仍明確表示無法相信。
　　看來，在古代中國的宇宙模型中，早就有古希臘的影子若隱若現了。