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关于古人的天文思想
根据东汉的张衡在《灵宪》中的阐述,宇宙最初是一派无形无色的阴的精气,幽清寂寞。这是一个很长的阶段,称为"溟滓"。这一阶段乃是道之根。从道根产生道干,气也有了颜色。但是,"浑沌不分",看不出任何形状,也量不出它的运动速度。这种气叫做"太素"。这又是个很长的阶段,称为"庞鸿"
有了道干以后,开始产生物体。这时,"元气剖判,刚柔始分,清浊异位,天成于外,地定于内"。天地配合,产生万物。这一阶段叫做"太玄",也就是道之实。《灵宪》把宇宙演化三阶段称之为道根、道干、道实。在解释有浑沌不分的太素气时引了《道德经》里的话:"有物混成,先天地生。"这些都说明了《灵宪》的宇宙起源思想,其渊源是老子的道家哲学。《灵宪》的宇宙起源学说和《淮南子·天文训》的思想十分相像,不过《淮南子》认为在气分清浊之后"清阳者薄靡而为天,重浊者凝滞而为地"。天上地下,这是盖天说。而《灵宪》主张清气所成的天在外,浊气所成的地在内,这是浑天说。
《灵宪》把天描述成是恒星所在的地方,它是一个偏心率极小的椭球:"八极之维,径二亿三万二千三百里。南北则短减千里,东西则增广千里。通而度之,则是浑已。"天上有一个北极,枢星正好在这个位置上。日、月、五星都绕它旋转。天还有个南极,是在地底下,人不可见。人目所见的地表面是平的,正在天的中央,"自地至天,半于八极;则地之深亦如之"。可见,张衡心目中的地是个半球。在地面上来说,如以8尺高的表在同一天正午测量日影长度,则南北相距千里的两个地点所量得的表影长度相差1寸。
为什么把天地要设想成是个椭球结构?我们已无法了解,或许,一种可能是囿于传统。早在《吕氏春秋·有始览》中就提到:"凡四海之内,东西二万八千里,南北二万六千里",东西比南北长了二千里。《淮南子·坠形训》中也引了这两个数值。可见古人大概相当相信天、地的东西要比南北来得长。
地平说和"表影千里差1寸"的理论,过去人们曾以为是盖天说的内容。但若据此即认为《灵宪》的天地结构模形是盖天说,那就不当了。浑天模型和盖天模型最主要的不同在于:浑天的天是球状的,天可以转到地下去。天不仅有出于地上的北极,还有隐于地下的南极。盖天的天则或像一个盖子笼罩着平地(近人称之为第一次盖天说),或者和地构成二片平行的曲面(近人称之为第二次盖天说)。总之,天永远在地之上。天只有北极而不可能有南极。因此,从对天的结构认识来看,《灵宪》只能划入浑天说而不能视之为盖天说。关于地的问题,必须指出,历史上的浑盖之争,主要在于天而不在于地。直到唐代一行彻底否定了日影千里差1寸的旧说之前,水平大地的观念还一直存在于浑天说中。就是在一行之后,直到西方天文学传入之前,我国仍然未能建立起明确的球形大地的数理模型。反倒是《灵宪》中的那种"天圆地平"说仍然占有重要地位。
战国时代的《尸子》定义说,"上下四方曰宇,往古来今曰宙"。宇就是空间,宙就是时间。中国的传统思想是把空间和时间联系在一起的。这一点也和西方古代把二者看成是两个互相割裂的概念大不相同。但是,中国和西方一样,在二者是有限还是无限的问题上历来也有争论。《庄子》一书中就有宇宙在空间和时间上都是无限的说法。而西汉末年的扬雄却认为"阖天为宇,辟宇为宙",在空间上是有限的,在时间上是有起点的。张衡虽然长期研究扬雄的《太玄经》,并受到扬雄较深的影响,但在宇宙的无限性上却不愿遵循