书城科普宇宙未解之谜
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第2章 起源之谜(1)

宇宙的起源是个永恒的话题。科学发展到今天,关于宇宙起源的学说经历了多少次翻天复地的变化。历史是发展的,就今天的科学认识而言,一切宗教的理论都显得那么苍白无力。科学认识是不断发展的,那时,人类又会怎么想呢?

关于宇宙起源的种种学说

今天看起来,过去有关宇宙的学说是多么荒唐可笑,令人不可置信,那时的人竟会那么愚昧无知。可那偏偏又是言之凿凿的已经发生过的事实。我们能否想象,后人会怎样看待成为历史的我们呢?盖天说“盖天说”是我国古代最早的宇宙结构学说。这一学说认为,天是圆形的,像一把张开的大伞覆盖在地上;地是方形的,像一个棋盘,日月星辰则像爬虫一样过往天空,因此这一学说又被称为“天圆地方说”。“天圆地方说”虽然符合当时人们粗浅的观察常识,但实际上却很难自圆其说。比如方形的地和圆形的天怎样连接起来,就是一个问题。于是,天圆地方说又修改为:天并不与地相接,而是像一把伞高悬在大地上空,中间有绳子缚住它的枢纽,四周还有八根柱子支撑着。但是,这八根柱子撑在什么地方呢?天盖的伞柄插在哪里?扯着大帐篷的绳子又拴在哪里?

这些也都是天圆地方说无法回答的问题。到了战国末期,新的盖天说诞生了。新盖天说认为,天像覆盖着的斗笠,地像覆盖着的盘子,天和地并不相交,天地之间相距八万里。盘子的最高点便是北极。太阳围绕北极旋转,太阳落下并不是落到地下面,而是落到了我们看不见的地方,就像一个人举着火把跑远了,我们就看不到了一样。新盖天说不仅在认识上比天圆地方说前进了一大步,而且对古代数学和天文学的发展产生了重要的影响。宇宙的起源——浑天说在新盖天说中,有一套很有趣的天高地远的数字和一张说明太阳运行规律的示意图——七衡六间图。古代许多圭表都是高八尺,这和新盖天说中的天地相距八万里有直接关系。盖天说是一种原始的宇宙认识论,它对许多宇宙现象不能做出正确的解释,同时本身又存在许多漏洞。浑天说日月星辰东升西落,它们从哪里来,又到哪里去了呢?日月在东升以前和西落以后究竟停留在什么地方?这些问题一直使古人困惑不解。

直到东汉时,著名的天文学家张衡提出了完整的“浑天说”思想,才使人们对这个问题的认识前进了一大步。浑天说认为,天和地的关系就像鸡蛋中蛋白和蛋黄的关系一样,地被天包在当中。浑天说中天的形状,不像盖天说所说的那样是半球形的,而是一个南北短、东西长的椭圆球。大地也是一个球,这个球浮在水上,回旋漂荡;后来又有人认为地球是浮于气上的。不管怎么说,浑天说包含着朴素的“地动说”的萌芽。用浑天说来说明日月星辰的运行出没是相当简洁而自然的。浑天说认为,日月星辰都附着在天球上。白天,太阳升到我们面对的这边来,星星落到地球的背面去;到了夜晚,太阳落到地球背面去,星星升上来。如此周而复始,便有了星辰日月的出没。浑天说把地球当作宇宙的中心,这一点与盛行于欧洲古代的“地心说”不谋而合。不过,浑天说虽然认为日月星辰都附在一个坚固的天球上,但并不认为天球之外就一无所有了,而是说那里是未知的世界。这是浑天说比地心说高明的地方。

浑天说提出后,并未能立即取代盖天说,而是两家各执一端,争论不休。但是,在宇宙结构的认识上,浑天说显然要比盖天说进步得多,能更好地解释许多天象。另一方面,浑天说手中有两大法宝:工具是当时最先进的观天仪——浑仪,借助于它,浑天家可以用精确的观测事实来论证浑天说。在中国古代,依据这些观测事实而制定的历法具有相当的精度,这是盖天说所无法比拟的。另一大法宝就是浑象,利用它可以形象地演示天体的运行,使人们不得不折服于浑天说的卓越思想。因此,浑天说逐渐取得了优势地位。到了唐代,天文学家一行等人通过大地测量彻底否定了盖天说,使浑天说在中国古代天文领域称雄了上千年。宣夜说宣夜说是我国历史上最有卓见的宇宙无限论思想。它最早出现于战国时期,到汉代则已明确提出。“宣夜”是说天文学家们观测星辰常常喧闹到半夜还不睡觉。据此推想,宣夜说是天文学家们在对星辰日月的辛勤观察中得出的。

不论是中国古代的盖天说、浑天说,还是西方古代的地心说,乃至哥白尼的日心说,无不把天看作一个坚硬的球壳,星星都固定在这个球壳上。宣夜说否定这种看法,认为宇宙是无限的,宇宙中充满着气体,所有天体都在气体中漂浮运动。星辰日月的运动规律是由它们各自的特性所决定的,绝没有坚硬的天球或是什么本轮、均轮来束缚它们。宣夜说打破了固体天球的观念,这在古代众多的宇宙学说中是非常难得的。这种宇宙无限的思想出现于两千多年前,是非常可贵的。另一方面,宣夜说创造了天体漂浮于气体中的理论,并且在它的进一步发展中认为连天体自身、包括遥远的恒星和银河都是由气体组成。这种十分令人惊异的思想,竟和现代天文学的许多结论一致。宣夜说不仅认为宇宙在空间上是无边无际的,而且还进一步提出宇宙在时间上也是无始无终的、无限的思想。