中国古代的宇宙结构学说

  把宇宙作为一个整体,探讨我们所居住的大地在其中所处的位置,即天和地的关系,叫宇宙结构理论。在中国古代,天体学说有所谓论天六家:即盖天、浑天、宣夜、昕天、穹天、安天。其中主要有三家:即盖天、浑天、宣夜。昕天基本上属于盖天体系,穹天是盖天说的翻版,安天则是宣夜的发展。
  盖天说出现于殷末周初。主要观点为天在上,地在下,天为一个半球形的大罩子。南北朝时代鲜卑族歌手斛律金《敕勒歌》中天似穹庐,笼盖四野两句诗,是对盖天说的形象化说明。盖天说一共有两种。
  第一种盖天说即天圆地方说。《晋书·天文志》中说:周髀家云:'天员(圆)如张盖,地方如棋局。'关于方形的大地,战国时代阴阳家齐人邹衍解释说,上有九个州,中国是其中之一,叫赤县神州,每个州四周环绕着一个稗海。九州之外,还有一个大瀛海包围着,一直与下垂的天的四周相连接。穹庐般的天穹有一个极(这个极实际上是地球自转轴正对这一点),天就象车轱辘一样绕着这个极旋转不息。天圆地方说的最大破绽,就是半球形的天穹和方形大地之间不能吻合。迫使其修改为:天并不与地相接,而是象一把大伞一样,高悬在大地上空,有绳子缚住它的枢钮,周围有八根在柱子支撑着。天空有如一座顶部为圆拱的凉亭。《列子·汤问》篇中所说的共工触倒的那个不周山,就是八根擎天柱之一,所以女娲便出来炼石补天。天圆地方说提出的宇宙模型,只是凭感性的观察,又掺入了许多规定的。但在我国历史上却有广泛影响,符合儒家关于天尊地卑的说教,在封建王朝的天地理论体系中占据正统地位。如北京的天坛,是圆形的;地坛,是方形的。这是天圆地方的象征性模型。


  第二种盖天说将方形大地改为拱表大地,即《晋书.天文志》中所说的天象盖笠,地法覆盘。第二种盖天说已经有了拱形大地的设想,为以后球形大地的认识奠定了基础。便它仍然不能解释天体的运行,如太阳的东升西落和月亮的盈亏等问题。
浑天说主张大地是个球形,外裹着一个球形的天穹,地球浮于天表内的水上。汉代天文学家张衡在《浑天仪图注》中说:浑天如鸡子,天体圆如弹丸,地如鸡子中黄,孤居于天内,天大而地小。天表里有水,天之包地,犹壳之裹黄。天地各乘气而立,载水而浮……天转如车毂之运也,周旋无端。其形浑浑,故曰浑天。浑天说始于战国时期,战国人慎到、惠施都提出过关于球形大地的设想。关于球形大地如何悬在空中,最早的浑天说认为天球里盛满水,地球浮在水面。半边天在地上,半边天在地下。日月星辰附在天壳上,随天周日旋转。后来一些浑天论者纷纷反对地球浮于水面的说法。明代章潢《图书编·天地总论》中说:《隋书》谓日入水中,妄也。水由地中行,不离乎地,地之四表皆天,安得有水?谓水浮天载地,尤妄也。
  随着元气体论的发展,浑天说改为地球浮于气中,与气天相似。宋张载《正蒙.参两篇》中说地在气中。浑天说比起盖天说来,无疑要进步得多。浑天说与球面天文学的基本出发点完全一致,对于观测天文学来说,也能充分满足要求。但是,作为宇宙结构理论来说,浑天说则是不符合事实的。天球的概念完全是个臆想的概念。
  宣夜说认为天并没有一固定的天穹,而只不过是无边无涯的气体,日月星辰就在气体中飘浮游动。关于宣夜说的命名,清代邹伯奇说:宣劳午夜,斯为谈天家之宣夜乎?宣夜说之得名,是因为观测星星常常闹到夜半不睡觉。宣夜说的历史渊源,可上溯到战国时代的庄子。《庄子·逍遥游》:天之苍苍,其正色邪?其远而无所有至极邪?用提问的方式表达了自己对宇宙无限的猜测。宣夜说自然观的基础是元气学说。战国时代宇宙无限的猜测。宣夜自然观的基础是元气学说。战国时代道有中的宋尹学派,把宇宙万事万物的本源归结为气。这气可以上为日月星辰,下为山川草木。在这方面,宣夜说有重大发展。三国时代的宣夜说学者杨泉在《物理论》中说:夫天,元气也,皓然而已,无他物焉。他还进一步论证说:夫地有形而天无全。譬如灰焉,烟在上,灰在下也。
  宣夜说的进一步发展,还牵涉到天体的物理性质问题。据《列子·天瑞》篇记载,有位杞国人听说日月星辰是在天空飘浮的,便忧天地崩坠,身无所寄,废寝食者。这便是成语故事札人忧天的由来。劝札人的人,还提出了不但天空充满气体,连日月星辰也是气体,只不过是发光的气体。后来的宣夜说学者又进而提出地球会坏,天地也会坏,但是用不着担忧。就其宇宙结构理论来说,宣夜说确实达到了较高水平,它提出了一个朴素的无限宇宙观。但是,从观测天文学的角度来看,宣夜说却不如浑天说的价值大。浑天说能够近似地说明太阳和月亮的运行,宣夜说只能指出它们运行的不同,却没有探讨其运行的规律性。修订历法时,浑天说有很重要的实用意义,宣夜说却仅仅具有理论意义。但在人类认识宇宙的历史上,宣夜说无疑应有重要意义。

天坛始建于明永乐十八年(1420年),清乾隆、光绪时曾重修改建。为明、清两代帝王祭祀皇天、祈五谷丰登之场所。? 天坛是圜丘、祈谷两坛的总称,有坛墙两重,形成内外坛,坛墙南方北圆,象征天圆地方。主要建筑在内坛,圜丘坛在南、祈谷坛在北,二坛同在一条南北轴线上,中间有墙相隔。圜丘坛内主要建筑有圜丘坛、皇穹宇等,祈谷坛内主要建筑有祈年殿、皇乾殿、祈年门等。

 浑仪是我国古代测量天体位置的一种仪器,随着天文学的发展,观测项目越来越多,浑仪的结构也就越来越复杂。从北宋开始,就有人对浑仪进行改革;到了元代,又经过郭守敬(1231—1316 年)的大胆革新和发展,终于于至元十三年(1276 年)富有创造性地制造了简仪,即现存简仪的仿制蓝本。简仪从复杂的环圈交错中解放了出来,而且分解为彼此独立的赤道装置
和地平装置两部分,既简化了仪器的结构,又使得观测的时候各环圈之间不再互相遮挡视线。特别值得一提的是,简仪的窥衡两端各有一条细丝,用来更精确地确定视线方向和瞄准所要观测的天体,这样的巧妙构思已被现代望远镜普遍仿照使用;简仪的赤道装置是后来望远镜赤道装置的鼻祖