天文历法·盖天说
盖天说是我国古代最古老的天地结构学说,相传起源于殷末周初。盖天说的基本特点是认为天在上,地在下,天像一把伞遮盖着大地。盖天说具体包括三种不同的说法,即周髀家说,《周髀算经》中的说法,平天说。
①周髀家说。又称为第一次盖天说。它的基本主张是“天圆如张盖,地方如棋局”“天形南高北下,日出高故见,日入下故不见”“极在天之中,而在人之北,所以知天之形如倚盖也”等等,这大概是最早的天圆地方说。总体来看,周髀家说比较简单、直观,还没有量的概念。这种说法很早便遭到人们的反对,如孔子的弟子曾参便提出了疑问,屈原在《天问》中也提出了怀疑。这种学说是在以大地为平面的假设的前提下提出的,很容易发现其错误,于是便又产生了新的盖天说。②《周髀算经》中的说法(见图)《周髀算经》成书于汉代。它认为“天象盖笠,地法复槃”“天地各中高外下,北极之下,为天地之中,其地最高,而滂沱四隤,三光隐映,以为昼夜”。“极下者其地高,人所居六万里,滂沱四隤而下,天之中央,亦高四旁六万里”“天离地八万里,冬至之日虽在外衡,常出极下地上二万里”。具体说来,它认为:天在上如盖笠,地在下如覆盘。天以北极为中心,地以正对北极的极下地为中心。天地相距恒为8万里,天北极高于冬至日道6万里,极下地也高于冬至日道下地6万里,冬至日道又高于极下地2万里。同时,它还指出,日照范围有限,太阳照射的地方为白昼,不照射的地方,则为黑夜。这种说法认为天地都是拱形的,对大地由平面到拱形的认识,是一大进步。但它仍然不能解释天体的运动,其理论经不起推敲。③平天说。由东汉王充提出。他认为:天地是两个平行平面,天平平,地也平平,且都是广阔无垠的。天盖每日绕北极与极下地的连线自转一周,日月星辰也随着转动,阳光与人的视力都只能达到有限的范围,太阳到北极的间距随季节不同会出现变化,冬天白昼日道短,夏天白昼日道长,所以白昼时间冬短夏长。我们仰观穹窿的天,会感到像盆一样,这并不是由于天的中央高四周低的缘故,而是由于人们的眼睛产生了错觉。平天说与《周髀算经》里的说法有许多共同点。主张盖天说的学者设计了七衡六间图,它是一个平面图,用以说明太阳每年的运行情况,季节的变化以及不同节气日出、日入的方向。七衡六间图由七个同心圆构成,即为七衡,圆心为北天极(也相当于“极下”),最内的圆称为内衡,是夏至日道,夏至日太阳沿内衡运行,半径为11.9万里,周长为71.4万里,最外的圆称为外衡,冬至日太阳沿外衡运行,即冬至日道,半径为23.8万里,周长为142.8万里。日中时,地平高度最高。春、秋分时,太阳沿当中的一个圆(中衡)运行。日中时,地平高度适中。各个不同的季节太阳都沿不同的“衡”运动。利用这个图,古人巧妙地解释了天象的变化。
盖天图
七衡六间图力图定量地表述宇宙体系,用以解释自然现象,这在科学不发达的情况下,实在是一项伟大的创举。当然,由于学说本身存在问题,它也有许多不完善的地方。