《周髀算經》裡那些驚人的學說

作者:江曉原 發表:2007-09-25 23:46
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《周髀算經》一向被認為是中國古代本土的天文學和數學經典,十多年前,我曾對《周髀算經》下過一番研究功夫,給全書做了詳細註釋和白話譯文,結果書中的許多內容令我大吃一驚——怎麼看它們都像是從西方傳來的。茲先述其中最引人注目的一項。

 

  《周髀算經》中假托周公與商高的對話,因此曾被古人視為周代的著作,但現今學者們比較普遍的意見是《周髀算經》成書於公元前100年左右(西漢年間)。至於書中的內容究竟有多古老,則只能推測了。

  古代中國天學家沒有構造幾何宇宙模型的傳統,他們用代數方法也能相當精確地解決各種天文學問題,宇宙究竟是什麼形狀或結構,他們通常完全不去過問。但 是《周髀算經》卻是古代中國在這方面唯一的例外——書中構建了古代中國唯一的一個幾何宇宙模型。這個蓋天幾何模型有明確的結構,也有具體的、絕大部分能夠 自洽的數理。

不過,《周髀算經》中蓋天宇宙模型以前長期被人誤解為「球冠形」,而據我考證的結果,這個模型的正確形狀如圖所示。

  蓋天宇宙是一個有限宇宙,其要點和參數如下:

  一、大地與天為相距80,000里的平行圓形平面。

  二、天的中心為北極,在北極下方的大地中央有高大柱形物,即上尖下粗高60,000里的「璇璣」,其底面直徑為23,000里,天在北極處也並非平面而是相應隆起。

  三、該宇宙模型的構造者在圓形大地上為自己的居息之處確定了位置,並且這位置不在中央而是偏南。

  四、大地中央的柱形延伸至天處為北極。

  五、日月星辰在天上環繞北極作平面圓周運動。

  六、太陽在這種圓周運動中有著多重同心軌道(「七衡六間」),並且以半年為週期作規律性的軌道遷移(一年往返一遍)。

  七、太陽的上述運行模式,可以在相當程度上說明晝夜成因和太陽週年視運動中的一些天象(比如季節的變化)。

  八、,太陽光線向四周照射的極限是167,000里,與太陽運動最遠處的軌道半徑238,000里相加,即得蓋天宇宙的最大尺度半徑405,000里。

  和希臘化時代托勒密精緻的幾何宇宙模型相比,《周髀算經》中的蓋天宇宙模型當然是相當初級簡陋的。這一點也不奇怪,但令我極為驚訝的是,蓋天宇宙模型的上述八項特徵,竟全都與古代印度的宇宙模型特徵吻合!



關於古代印度宇宙模型的記載,主要保存在一些《往世書》(Puranas)中。《往世書》是印度教的聖典,同時又是古代史籍,帶有百科全書性質。它們的確切成書年代難以判定,但其中關於宇宙模式的一套概念,學者們相信可以追溯到吠陀時代——約公元前1000年之前,因而是非常古老的。《往世書》中的宇宙模式可以概述如下:

  大地像平底的圓盤,在大地中央聳立著巍峨的高山,名為迷盧(Meru,也即漢譯佛經中的「須彌山」,或作Sumeru,譯成「蘇迷盧」)。迷盧山外圍繞著環形陸地,此陸地又為環形大海所圍繞,……如此遞相環繞向外延展,共有七圈大陸和七圈海洋。

  印度在迷盧山的南方。

  與大地平行的天上有著一系列天輪,這些天輪的共同軸心就是迷盧山;迷盧山的頂端就是北極星(Dhruva)所在之處,諸天輪攜帶著各種天體繞之旋轉;這些天體包括日、月、恆星、……以及五大行星——依次為水星、金星、火星、木星和土星。

  利用迷盧山可以解釋黑夜與白晝的交替。攜帶太陽的天輪上有180條軌道,太陽每天遷移一軌,半年後反向重複,以此來描述日出方位角的週年變化。……

  唐代釋道宣《釋迦方志》捲上也記述了古代印度的宇宙模型,細節上恰可與上述記載相互補充:「……蘇迷盧山,即經所謂須彌山也,在大海中,據金輪表,半出海上八萬由旬,日月回薄於其腰也。外有金山七重圍之,中各海水,具八功德。」

  根據這些記載,古代印度宇宙模型,與《周髀算經》中的蓋天宇宙模型豈非驚人地相似,在細節上幾乎處處吻合?

  一、兩者的天、地都是圓形的平行平面;

  二、「璇璣」和「迷盧山」同樣扮演了大地中央的「天柱」角色;

三、周地和印度都被置於各自宇宙中大地的南部;

  四、「璇璣」和「迷盧上」的正上方都是各種天體旋轉的樞軸——北極;

  五、日月星辰都在天上環繞北極作平面圓周運動。

  六、如果說印度迷盧山外的「七山七海」在數字上使人聯想到《周髀算經》的「七衡六間」的話,那麼印度宇宙中太陽天輪的180條軌道無論從性質還是功能來說都與七衡六間完全一致(太陽在七衡之間的往返也是每天連續移動的)。

  七、《周髀算經》中天與地的距離是八萬里,而迷盧山也是高出海上「八萬由旬」,其上即諸天輪所在,兩者天地距離恰好同為八萬單位。

  八、《周髀算經》認為太陽光線向四周照射的極限是167,000里,而佛經《立世阿毘曇論》卷五「日月行品第十九」末尾云:「日光徑度,七億二萬一千 二百由旬。周圍二十一億六萬三千六百由旬。」雖具體數值有所不同,但也設定太陽光照半徑是有限的固定數值,也已經是驚人的吻合了。



  在人類文明發展史上,文化的多元自發生成是完全可能的,因此許多不同文明中有相似之處,也可能是偶然巧合。但是《周髀算經》的蓋天宇宙模型與古代印度 宇宙模型之間的相似程度實在太高——從整個格局到許多細節都一一吻合,如果還要用「偶然巧合」去解釋,無論如何是太勉強了。

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