[摘要]中国人是什么时候才知道地球是圆的?古人很早就知道,但是太矛盾,无法用于历法;其实全世界各地人们基本上都在很早就意识到大地是圆的,并且衍生出很多问题。产生很多矛盾...
中国人是什么时候才知道地球是圆的?
古人很早就知道,但是太矛盾,无法用于历法;
其实全世界各地人们基本上都在很早就意识到大地是圆的,并且衍生出很多问题。产生很多矛盾。
《周髀算经》《灵宪》《开元占经》等等里不但告诉你地球是球,还告诉我们月亮不发光,而是反射的太阳光;
最有意思的是《新唐书·志第二十一·天文一》里记载了一套完整的通过测影法计算纬度,并通过纬度对应弧长估算中国各个地区之间距离(地球弧长)的方法和测量记录。其原理符合科学,方法严谨,结果也已经和现代计算结果相差无几。
但是吧受限于古人的计时手段,以及观测手段,要想计算准确,就需要更高的量天尺,但是量天尺更高,影子就虚。
这个问题,一直到到有元代的郭守敬才解决,他制造的量天尺在今天河南的登封。
郭守敬建立在河南登封的观星台
他用了一个很巧妙的小孔解决了影子虚的问题。郭守敬搞了四年,搞出了《授时历》,但是这个立法并不是现代的农历,运行多少年后还会出现问题。不过这已经是古代最好的立法。
在元代郭守敬之前,元代最夸张的就是到了中秋八月十五那一天,竟然月亮不是圆的,尴尬了。
所以,古人是知道地球是圆的,并且根据海边出现船,先发现船的桅杆这件事,也能具体算出大地的大小。
但是有个问题,那就是如果地球是圆的,为啥不会掉下去?
在明朝出版的《西洋奇器图说》里是用磁铁作比喻的。
当然在牛顿万有引力之前,西方亚里士多德是这么解读的:
物质由四大元素混合构成,所有的元素都会朝宇宙中心做直线运动,集中到一点形成地球,土为重、水气次之,火为轻。人体为四大元素混合物,所以朝地心作直线运动,但因为比土轻(混合物),故停在土上。比火更轻为乙太,乙太没有重量不生不灭自在永在,故以宇宙中心为圆心做完美均速圆周运动,乙太构成的物质为精质,形成天体,天体被乙太包裹作均速圆周运动,且发光,位于月亮层之上,月亮之上为精质,之下为物质。
古代航海以罗盘,观星为准,尤其是北极星。
直到近代,西方的传教士利玛窦到中国来,带来的现代天文知识,完整地解释太阳系运行之后,当时中国古人立即知道,以《授时历》为基础的历法已经完全过时了。
简单理解,传统历法认为太阳,月亮,太白星(金星),以及其他行星都是绕地球旋转的,并且观测出一年是365天,这个没问题,但是与月亮情况对不上。因为平时老百姓只能看月亮算日子,这个月相和年之间的差异,以及差异的积累变化是传统历法过一段时间就失效了。
清代,钦天监按照现代天文基础编写的《时宪历》,当时还引发了一场政治斗争,只不过新历法在计算影子长度以及月象的时候更精准。新历法是按照现代天文观测编制的。
民国颁布的是《紫金历》,比清代的《时宪历》更精准,就是今天的农历。
所以古人很早就知道地球是圆的,并且构建了宇宙的模型,只不过这个模型导致历法总是过一段时间出现问题,以及无法理解地球是圆的,引发的很多延伸问题。
今天我们的农历依然是需要每年测算,这个工作由南京紫金山天文台来完成。
实际上地球,月球,太阳三者,虽然大体运行是稳定的,但是依然属于一个“三体”系统。
所以,在精确的时间方面,产生的变化根本就毫无规律,所以需要每年测量,加以修正。
所以,我们今年出的万年历,公历可以往下推算几百年没问题,但是农历不行。
中国人是什么时候才知道地球是圆的?
中国古代的宇宙理论“浑天说”,就认为大地不是平的,而是个“球体”了。
中国的古天文学源远流长。至少在距今八千年前,远古先民已经在有计划地观测天象;距今6500年之前,古人已经测定了“子午”“卯酉”线,并有了“中宫北斗”“东宫苍龙”“西宫白虎”的三宫概念;距今5500年前,先民已应该掌握了日月运行的“黄道”,同时基本形成了“二十八宿”认知。
2000年后印度的“二十八宿”排序,反映的,恰好是这个时间的中国中原观测到的星象。
可知,一是他们的“二十八宿”来自中国;二是中国这方面的天文成就比他们早了2000年。
以上叙述,有兴趣的朋友,可参见中国社科院学部委员冯时教授的《中国天文考古学》和他的《中国古代物质文化史·天文历法卷》。
中国古人,很早就提出了天文宇宙理论。
最早的,是“盖天说”。先秦的《周髀算经》,是这种理论的代表作,其中包括重要的数学和几何算法。
“盖天说”的最重要观点,是“天圆地方说”,即“天如伞盖,地如棋局”。
然而,至晚在春秋末期,此理论已遇到挑战。《大戴礼记·曾子天圆》记录了他对此说的诘问——天圆如何能把地方“盖严”?
“盖天说”,后来也自行做了改进,说大地也不是完全“平”的,而是中间隆起。据说,这是古代“昆仑”高耸的理论来源。
无论如何,“盖天说”存在巨大的“bug”。由此,产生了中国古代的第二种宇宙理论——“浑天说”。
一般认为,西汉落下闳,是这一学说的最早代表人物。扬雄说,他是“浑仪”的第一位制造者。
不过,有学者称,商末,这种认知就存在了。对此,尚无定论,但其最晚于战国时期形成是极可能的。
东汉天文学家张衡的《浑天仪注》,描述了“浑天说”的主要理论。其云——
天圆如鸡子,天体圆如弹丸,地如鸡中黄,孤居于内,天大而地小。天表里有水,天之包地,犹壳之裹黄。
这是说,“天球”就像一个鸡蛋,圆得如弹丸一样,地像蛋黄,独处于当中,天包着地就如同蛋壳包裹着蛋黄。
蛋黄,显然是圆的而不是方的或平的。
可惜的是,当时的古人,不可能周游世界。所以,张衡认为,像蛋黄一样的“地球”,浮在水上,一半在水上,一半在水下。
他还说,天之大圆分为365又1/4度,其中的一半182又5/8度在地的上面,另一半在地下。他认为,这是每一时刻只能看到“二十八宿”之中一半星宿的原因。
他又说,天之两端有南北两极,北极在地上36度,南极在地下36度,所以天球相对于“地球”是倾斜的。以北极为中心的直径72度圆周内的恒星,永远可以看到。而围绕在南极的同样范围内的恒星,则是永远看不到的。天球绕着两极的轴线运转,永不停息。
这已经足够令人惊奇了。
至唐代(公元726年),著名天文学家僧一行,主持了全国性的天文大地测量,采用北极高度和夏日日长,计算出了子午线一度之长和地球的周长,且将此测量成果,用于编制同样著名的《大衍历》。
这是又一次的跨越。遗憾的是,僧一行过早的于四十四岁离世。