璀璨中华文化.天人合一.天文科技

中国古代独步天下的天文科技成就

作者:荏淑一
中华文明中的天文科学有什么优越性,有什么独步天下的内涵呢?(pixabay)
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中华文明中的天文科学有什么优越性,有什么独步天下的内涵呢?现代研究中国科技史的专家、英国王家学会(Royal Society)院士李约瑟教授作《中国的科学与文明》说:“中国人在阿拉伯人以前,是全世界最坚毅、最精确的天文观测者。有很长一段时间(约自公元前5世纪至10世纪)几乎只有中国的记录可供利用,现代天文学家在许多场合都曾求助于中国的天象记录,并得到良好的结果。”这样天文学的硕果,同步侧证了中国的天文学核心思想──“天人合一”宇宙观的优越性。就以集大成的东汉伟大天文科学家张衡为例,来看看古代中国独步天下的天文科学成就。

张衡星  张衡环形山

浩瀚星宇中有一小行星名唤“张衡星”,月球背面有一大撞击坑形成的环形山称为“张衡环形山”,纪念中国伟大的天文科学家张衡,同时彰显了二千前年的中国天文科技成就。张衡是东汉时杰出的太史令,才高于世、从容淡静,他在天文、数学、机械、阴阳、历算(推算岁时节候)和文学上都有极高的成就。

月球背面的大撞击坑周边的环形山,被命名为张衡环形山。(pixabay)

张衡出生于东汉章帝建初三年(公元78年),字平子,家乡在南阳西鄂(今河南省南阳县),祖父张堪为官清廉,曾任蜀郡太守。张衡自幼聪颖好学,多才多艺,善作文赋。他年轻轻就游学于长安、洛阳两京,细观太学教授的学问,精通五经六艺,二十多岁已经博学过人,然而他的志向不在为官,而在治学以经世济事。他拒绝了举孝廉和多次征召为官的机会,回到家乡深居简出潜心钻研扬雄《太玄经》、天文、历算。汉安帝得知张衡善于术学,特别征召他任官郎中,后来再迁为太史令。

张衡在太史令任内,融合宇宙观、天文学与机械的学识技能,贯通于“浑天仪”的制作,完成世界第一部利用水力运转的“浑天仪”,也称做“水运浑天仪”、“漏水转浑天仪”。它是张衡学以经世济事的具体发挥之一;同时也凝聚了上古中国历代天文学的成就。

古代中国天文科学的成就

在中国的神传文化中,天文科学是很早熟的科学,它和中国的治世思想是一脉相通的。《后汉书.天文上》记载了“轩辕始受河图,闿(鬬)苞授,规日月星辰之象”,《后汉书.张衡列传》记载了黄帝时“有风后者,是焉亮之,察三辰于上,迹祸福乎下”,这些史书载明了观察日月星辰的天文现象用以考察祸福的智慧是从黄帝时代就有了。中华民族在“天人合一”的宇宙哲学观的信仰与实践下,展开代代的历史。

中国历代都有太史令这个史官,太史令不仅是记录历史事件的文书,首先他们必须得是一个出色的天文学家,必备观察日月星辰等等各种天文现象的知识和技能。太史令仰占天象,“采祸福之原,睹成败之势”以佐时政,他们从天象微妙细微的变化中,洞察人间政治的成败祸乱之征象,并向皇帝报告,提出建言。那么中国古代的太史令除了目测天文,可有什么辅助仪器以了解天象呢?

南京紫金山天文台陈列的可以演示天象运转的浑天仪。(猫猫的日记本/维基百科

张衡的浑天仪就是能演示天象运转的仪器,并且具有日历功能。观察天文的仪器在尧舜时代就有,“唐尧即位,羲和立浑仪”,浑仪就是浑天仪。到了汉武帝太初年间,“落下闳、鲜于妄人、耿寿昌等造员仪以考历度。后至和帝时,贾逵系作,又加黄道”(《晋书.志第一.天文上.仪象》)。

东汉时,张衡于安帝、顺帝时二度任太史令,他专心致志于做好史官的工作,积淀多年潜心研究结晶,在前人的基础上做出创新,于顺帝永建五年(公元130年)制作了史上第一台能与天体同步运转的浑天仪(也称浑象、水运浑象),又留下著作《灵宪》、《浑天仪注》详细说明。此浑天仪的主体圆球的直径有四尺六寸,《晋书.志第一.天文上.仪象》记载它的构造“具内外规、南北极、黄赤道(*黄道和天体赤道),列二十四节气、二十八宿中外星官(*星宿)及日月五纬(*金木水火土五星)”。这仪器内装着漏壶和齿轮轴的机械装置,漏壶滴出的水推动齿轮系统转动浑天仪,能让浑天仪圆球同步对应星空的运转演示天象。三国时葛洪说张衡的浑天仪演示天象“与天皆合如符契也”,阐明了它的精妙和实用。

同时这浑天仪的机械装置还连接到阶下的一个自动日历装置上,可以显示浑天仪上的天象日期。这个自动日历有个既新颖又典雅的名字叫“瑞轮蓂荚”。“蓂荚”是生长在帝尧殿前土阶三尺下的植物,随着月的虚盈、盈亏而开落,从初一到满月,每天开一叶,过了满月,每天收合一叶。“瑞轮蓂荚”开落一周期就是一个月 。

张衡观察到了常明的一百二十四星官(*相当于星座的概念),有名称的三百二十星官,这些星官包含二千五百颗星,而那些个人们不察的微小星星,约有一万一千五百二十个(*从北半球的视野来看)。如今看来,这些观察发现既宏观又入微,发现的星星数量惊人。

他的《浑天仪注》说天如鸡蛋,地如蛋黄处于中,天的表里有水,天地各乘气而立,载水而行,“天转如车毂(*车轮)之运”(宇宙“浑天说”);又说“周天三百六十五度、四分度之一”。我们换个角度来说,从张衡的浑天仪观测到的周天一周的度数反映出地球体的形状并不是一个正圆形,而是接近正圆的椭圆形。地球乃椭球体的观点是近代德国的天文学家、数学家弗里德里希·威廉·贝塞尔(德语:Friedrich Wilhelm Bessel,公元1784~1846年)用大地测量学的方法提出的,那已经是十九世纪的事情。对比之下,张衡的天文与数学测量成就真让后人望尘莫及。

除了观星之外,张衡还提出月亮本身不发光,是反射了太阳光之见解,同时也解明了月食的形成原因等等天文现象。将近二千年的先进发现与见解令后人折服万分!张衡将中国古代天文学和造浑天仪的成就推上高峰,同时代的名学者崔瑗称赞他“数术穷天地,制作侔造化”!

中国天人合一的宇宙观认为,从日月星辰的天象运行变化,可以预见吉凶祸福之迹,了解天道。 (pixabay)

中国天人合一宇宙观的优越性

日月、北斗七星、二十八宿是中国天人合一宇宙观中天地人对应的焦点。张衡《灵宪》解说,观测日月星辰的天象运行变化,可以预见吉凶祸福之迹,了解天道(《灵宪》原文:“日月运行,历示吉凶,五纬(*五星)经次,用告祸福,则天心于是见矣。”)

中国古代的宇宙观是把人与天连系在一起的,这种“天人合一”的宇宙观坚信人的生命来自于神,宇宙的特性、宇宙的法则就是世间人唯一和最终的归依。世间违反了天道,历史就起动乱,人背离了善良的宇宙特性,就自受报应,而严重败坏道德、伤天害理,恶事作绝仍不悔改的,就要招致灭尽。

中国历代的一些像张衡这样杰出的史官、天文科学家们,秉承中国天人合一的宇宙哲学观、站在前代天文科学的成就上,继续探索宇宙天道,累积了丰富的天象纪录,再再实证了“天人合一”宇宙观的真实性。他们的努力成果给后人明示了一条回归“天道”之路,更显示了中华文明的优越性。@*#

参考书与资料

《后汉书.张衡列传》
《灵宪》
《浑天仪注》
《晋书.志第一.天文上.仪象》
《史记.天官书第五》
《史记.五帝本纪第一》
《幼学琼林.卷四.花木类》
李约瑟:《中国的科学与文明》
台湾 国立科学工艺博物馆网页

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责任编辑:王愉悦

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