要說渾天儀,首先繞不開張衡這個人。
張衡(公元78年---139年),東漢科學家南陽西鄂(河南省南陽縣石橋鎮)人,字平子。
靠自學成才聞名鄉裡的學者,後來被推薦到京師洛陽任職。
但是張衡並不是渾天儀的發明者,這個事情讓我給你們一一道來。
張衡所寫的天文名字《靈憲》也是世界天文史上的不朽名作。
通過多年積累的實踐與理論研究,全面闡述了天地的生成、宇宙的演化、天地的結構、日月星辰的本質及其運動等諸多重大課題。
在《靈憲》原著中張衡認為宇宙在演化的過程中,其過程可分為三個階段:
一、在「溟涬」階段,是存在一切虛無的空間。
二、到「龐鴻」階段,則已經萌生出物質性的元氣,但還混沌不分。
三、再到「太元」階段時,元氣已分成了陰、陽兩氣,又有於剛柔、清濁、動靜等物理因素的作用,逐漸形成了天地萬物。
張衡所著《靈憲》的三個階段,不是怎麼好理解,但是這本書將古代中國的天文學水平提升到了一個前所未有的新高度。
使中國當時的天文學研究居世界領先水平,並對後世產生深遠的影響。
用現代人的思路來從六個方面分析《靈憲》:
第一、宇宙的起源和宇宙的結構。
天地萬物是從原始的渾沌未分的元氣發展起來的。
元氣最初混沌不分,後來才分清濁,清氣和濁氣相互作用,便形成了宇宙。
清氣所成的天在外,濁氣所成的地在內。
這些觀點和現代宇宙研化學說在基本原理上是相通的。
第二、月食的成因。
在渾天說到基礎上科學地闡述了月食的原因。
「月光生於日之所照;魄生於日之所蔽。
當日則光盈,就日則光盡也。」
以上是張衡在《靈憲》中的記錄,現在翻譯過來是:
「月亮本身是不發光的,而是太陽光照射到月亮上,月亮才折射出光,太陽光照不到的地方則出現虧缺」。
對月食原因的解釋是很科學的。
第三、宇宙的有限性和無限性。
這個在這裡就不多講了,這個理論在以前渾天說裡講過。
第四、測日和月的平均角直徑值。
張衡實測出日、月的角直徑是整個周天的1/736,轉換為現行的360度制,即29度21分」。
這與近代天文測量所測的日和月的平均角度值31『59」和31』5」相比,絕對誤差僅有2『。
在兩千多年前這個數值可以說是相當精確的。
第五、重製載星三千的新星表。
張衡在認真觀察天體的基礎上,對前人留下的好幾種星表做了整理、匯總建立了恆星多達三千的新星表。
據《靈憲》載:
「中外之官常明者有二十四,可名者三百二十,為星二千五百,而海人之點未存焉」。
張衡所制星表,不僅大大超於前人,也為後世所不及。
第六、五星的運動。
關於五星的運動問題,張衡提出:
日、月、五星是在天地之間運行,而非在天球壁上運行。
並且這七個天體運動的速度各不相同,
「近天則遲,運天則速」。
所謂的天,是指設想中的天球壁,也就是說距地近則速度快,據地遠則速度慢。
張衡雖然還不知道行星,包括地球是繞太陽而行的,但它確實已經發現行星運動的速度與運轉中心體到距離有關。
可惜這種正確的思想,沒有引起後世的足夠重視,而在很大程度上限制了中國天文學的發展。
張衡的《靈憲》是古代中國天文學史上最傑出的天文學著作之一,也是中國天文學發展到一個新高度的裡程碑。
但是《靈憲》這本書與「渾天儀」有密不可分的關係,我們明天接著聊!