【周髀算經】與古代域外天學(2)

  來源: 環球科技

其次，在古代中國居傳統地位的天文學說----渾天說中，由於沒有正確的地球概念，是不可能提出寒暑五帶之類的問題來的。[7]因此直到明朝末年，來華的耶穌會傳教士在他們的中文著作中向中國讀者介紹寒暑五帶知識時，仍被中國人目為未之前聞的新奇學說。[8]正式這些耶穌會傳教士的中文著作才使中國學者接受了地球寒暑五帶之說。而當清朝初年『西學中源』說甚囂塵上時，梅文鼎等人為寒暑五帶之說尋找中國源頭，找到的正是【周髀算經】----他們認為是【周髀算經】等中國學說在上古時期傳入西方，才教會了希臘人、羅馬人和阿拉伯人掌握天文學知識的。[9]
　　現在我們面臨一系列尖銳的問題∶
　　既然在渾天學說中因沒有地球概念而不可能提出寒暑五帶的問題，那麼【周髀算經】中同樣沒有地球概念，何以卻能記載這些知識? 　
　　如果說【周髀算經】的作者身處北溫帶之中，只是根據越向北越冷、越往南越熱，就能推衍出北極『夏有不釋之冰』、熱帶『五穀一歲再熟』之類的現象，那渾天家何以偏就不能?
　　再說趙爽為【周髀算經】作注，他總該是接受蓋天學說之人，何以連他都對這些知識不能相信?
　　這樣看來，有必要考慮這些知識來自異域的可能性。
　　大地為球形、地理經緯度、寒暑五帶等知識，早在古希臘天文學家那裏就已經系統完備，一直沿用至今。五帶之說在亞裏士多德著作中已經發端，至『地理學之父』埃拉托色尼（Eratosthenes, 275-195 B.C.）的【地理學概論】中，已有完整的五帶∶南緯24°至北緯24°之間為熱帶，兩極處各24°的區域為南、北寒帶，南緯24°至66°和北緯24°至66°之間則為南、北溫帶。從年代上來說，古希臘天文學家確立這些知識早在【周髀算經】成書之前。【周髀算經】的作者有沒有可能直接或間接地從古希臘人那裏獲得了這些知識呢? 這確實是耐人尋味的問題。


    3 坐標系問題


　　以渾天學說為基礎的傳統中國天文學體系，完全屬於赤道坐標系統。在此系統中，首先要確定觀測地點所見的『北極出地』度數----即現代所說的當地地理緯度，由此建立起赤道坐標系。天球上的坐標系由二十八宿構成，其中入宿度相當於現代的赤經差，去極度相當於現代赤緯的餘角，兩者在性質和功能上都與現代的赤經、赤緯等價。與此赤道坐標系統相適應，古代中國的測角儀器----以渾儀為代表----也全是赤道式的。中國傳統天文學的赤道特徵，還引起近代西方學者的特別注意，因為從古代巴比倫和希臘以下，西方天文學在兩千餘年間一直是黃道系統，直到十六世紀晚期，才在歐洲出現重要的赤道式天文儀器（這還被認為是丹麥天文學家Tycho的一大發明）。因而在現代中外學者的研究中，傳統中國天文學的赤道特徵已是公認之事。
　　然而，在【周髀算經】全書中，卻完全看不到赤道系統的特徵。
　　首先，在【周髀算經】中，二十八宿被明確認為是沿着黃道排列的。這在【周髀算經】原文以及趙爽注文中都說得非常明白。【周髀算經】卷上第4節雲∶

　　月之道常緣宿，日道亦與宿正。

    此處趙爽注云∶

　　內衡之南，外衡之北，圓而成規，以為黃道，二十八宿列焉。月之行也，一出一入，或表混裏，五月二十三分月之二十而一道一交，謂之合朔交會及月蝕相去之數，故曰『緣宿』也。日行黃道，以宿為正，故曰『宿正』。

根據上下文來分析，可知上述引文中的『黃道』，確實與現代天文學中的黃道完全相當----黃道本來就是根據太陽周年視運動的軌道定義的。而且，趙爽在【周髀算經】第6節『七衡圖』下的注文中，又一次明確地說∶

　　黃圖畫者，黃道也，二十八宿列焉，日月星辰躔焉。

    日月所躔，當然是黃道(嚴格地說，月球的軌道白道與黃道之間有5°左右的小傾角，但古人論述時常省略此點)。
　　其次，在【周髀算經】中，測定二十八宿距星坐標的方案又是在地平坐標系中實施的。這個方案詳載於【周髀算經】卷下第10節中。由於地平坐標系的基準面是觀測者當地的地平面，因此坐標系中的坐標值將會隨着地理緯度的變化而變化，地平坐標系的這一性質使得它不能應用於記錄天體位置的星表。但是【周髀算經】中試圖測定的二十八宿各宿距星之間的距度，正是一份記錄天體位置的星表，故從現代天文學常識來看，【周髀算經】中上述測定方案是失敗的。另外值得注意的一點是，【周髀算經】中提供的唯一一個二十八宿距度數值----牽牛距星的距度為8°，據研究卻是襲自赤道坐標系的數值(按照【周髀算經】的地平方案此值應為6°)。[10]
　　【周髀算經】在天球坐標問題上確實有很大的破綻∶它既明確認為二十八宿是沿黃道排列的，卻又試圖在地平坐標系中測量其距度，而作為例子給出的唯一數值竟又是來自赤道系統。這一現象值得深思，在它背後可能隱藏着某些重要線索。


    4 結語

　　反覆研讀【周髀算經】全書，給人以這樣一種印象∶即它的作者除了具有中國傳統天文學知識之外，他還從別處獲得了一些新的方法----最重要的就是筆者在文獻[1]中着重討論的公理化方法(【周髀算經】是中國古代唯一一次對公理化方法的認真實踐)；以及一些新的知識----比如印度式的宇宙結構、希臘式的寒暑五帶知識之類。這些尚不知得自何處的新方法和新知識與中國傳統天文學說不屬於同一體系，然而作者顯然又極為珍視它們，因此他竭力揉合二者，試圖創造出一種中西合璧的新的天文學說。作者的這種努力在相當程度上可以說是成功的。【周髀算經】確實自成體系、自具特色，儘管也不可避免地有一些破綻。
　　那麼，【周髀算經】的作者究竟是誰? 他在構思、撰寫【周髀算經】時有過何種特殊的際遇? 【周髀算經】中這些異域天文學成分究竟來自何處? ……所有這些問題現在都還沒有答案、但是筆者強烈認為，【周髀算經】背後極可能隱藏着一個古代中西方文化交流的大謎。

    (作者：江曉原)

    注釋

[1] 江曉原∶【周髀算經】――中國古代唯一的公理化嘗試，第七屆國際中國科學史會議論文（中國深圳，1996年1月），將發表於【自然辨證法通訊】。
[2] 江曉原∶【周髀算經】蓋天宇宙結構考，將發表於【天文學報】。該文詳細論證了以往認為【周髀算經】蓋天宇宙模型為『雙重球冠』是完全錯誤的，並給出了真正符合【周髀算經】原意的蓋天宇宙幾何模型。
[3] D.Pingree: History of Mathematical Astronomy in India, 收於 Dictionary of Scientific Biography, Vol.16, New York, 1981, P.554。此為研究印度古代數理天文學之專著，實與傳記無涉也。
[4] 本文所依據之【周髀算經】文本為∶江曉原、謝筠∶【周髀算經譯註】，遼寧教育出版社(1995)。節號是該文本中所劃分的序號。以下同此。
[5] 關於本文圖1的繪製依據以及有關考證，詳見[1]、[2]。
[6] 『日照四旁167,000裏』是【周髀算經】設定的公理之一，這些公理是【周髀算 經】全書進行演繹推理的基礎，詳見[1]。
[7] 薄樹人∶再談【周髀算經】中的蓋天說----紀念錢寶琮先生逝世十五周年，【自然科學史研究】8卷4期(1989)。
[8] 這類著作中最早的作品之一是【無極天主正教真傳實錄】，1593年刊行；影響最大的則是利瑪竇(Mathew Ricci)的【坤輿萬國全圖】，1602年刊行；1623年有艾儒略（Jules Aleni）作【職方外紀】，所述較利氏更詳。
[9] 江曉原∶試論清代『西學中源』說，【自然科學史研究】7卷2期（1988）。
[10] 同[7]。