古代中國人的地球觀《十萬個為什麼》

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    作者:匿名使用者

    中國傳統地球觀是地平大地觀

    在中國古代科學文化大背景中對大量史料進行分析研究,可以明確得出結論:中國傳統地球觀是地平大地觀。這可以從多方面來證明。

    一, 地圖(技術)系統

    地球表面是一個不可的曲面。繪製地圖,由曲面變成平面,地表面各點的相對位置必然與實際不同。這就是地球曲率半徑引起的的製圖誤差。

    誤差的大小在不同比例尺製圖中是不同的。在大比例尺小範圍製圖中這種誤差可忽略不計。反之,在小比例尺大範圍製圖中,這種誤差就不能不考慮了。

    為了減少誤差,需要採用小比例尺地圖(技術)系統。由此可知,可用有無小比例尺地圖(技術)系統,來推知中國古代有無大地球形觀。

    古希臘學者認為大地是球形,所以發展起包括有經緯度、經緯網和地圖投影的小比例尺地圖(技術)系統。托勒密總結古希臘地圖學成就,建立起地球經緯網,並創立兩種地圖投影法。他的《地理學》一書蒐集有800多個地方的經緯度。

    中國古代地圖學也很發達,達到較高水平。晉代裴秀總結傳統制圖經驗,創立測繪製圖的“製圖六體”和拼接、縮制地圖的“計裡劃方”法。顯然這些製圖理論和方法均以平面大地為基礎,根本沒有考慮大地是球形,甚至連拱形也沒有考慮。

    中國傳統地圖學屬大比例尺地圖(技術)系統,從來沒有象古希臘那樣發展小比例尺製圖技術,沒有經緯度、經緯網,更沒有地圖投影。由於傳統的力量,中國古代不僅小範圍的區域圖是這樣,就是現存的全國圖《華夷圖》、《禹跡圖》等,儘管比例尺很小,也仍然沒有采用小比例尺地圖技術。全國地圖的編制受到朝廷的重視,因而有優異的物質、技術條件,但看來沒有發現地球曲率半徑所產生的製圖誤差,故也沒能消除這種誤差。

    在全國圖中,邊遠地區精度很差,域外各國就無法標繪,而隻能以文字說明之。也因為此,儘管古希臘出現不少世界地圖,但中國古代一幅也沒有過。由此可見,中國古代的地圖(技術)系統中,沒有大地球形觀念。

    二、”地理緯度測量”、”地球子午線測量”和”地球大小測量”

    古希臘畢達哥拉斯學派最早提出大地應為完善和諧的球形。其後阿納克薩哥拉斯提出經驗性證明。最後亞裡斯多德集大成,進行了系統論證。

    古希臘人正是在傳統的球形大地觀指導下,才把北極星高度因地而異的現象作為大地球形的一個重要證據的。古代中國雖也發現這種現象,但沒有用來論證大地為球形。

    天圓地方說在中國歷史上有廣泛的影響。“天道圓,地道方”理論在封建王朝的宇宙理論體系中佔據正統地位。直到明末西方傳教士利瑪竇將地圓說傳入中國後,仍然遭到強烈反對。

    中國古代有較多北極出地高的測量。如果人們已有球形大地觀,則這種測量可解釋為緯度測量、子午線測量等。但實際上,中國古代是否有球形大地觀問題,本身是待證明的,故不能作為前提,進行古代有緯度測量、子午線測量等這類推論的。

    唐代一行的大地測量常被後世說成是子午線測量和地球大小測量。唐開元十二年(724年),一行和南宮說領導進行規模巨集大的大地測量,其中在豫東平原進行的測量很有意義,先後得到兩項成果。首先,發現從滑縣到上蔡的距離是526.

    9裡,日影已差2.1寸,即相距251裡,影長差1寸。這就第一次用實測推翻了長期奉為經典的日影長度千裡差一寸的說法。

    他們進一步比較資料,發現影差和南北距離的關係根本不是常數,於是改用北極高度的差來計算,從而得出地上南北相差351.27裡,北極高度相差1度的結論。這無疑是科學史上應當充分肯定的一項成就。

    但是,如果說這一工作是測量了地球的大小,是用實驗方法證明了大地為球形,那就不切合實際的,因為自始至終和大地為球形的思想沒有什麼聯絡。

    如果一行及其合作者真的有大地球形的認識,並且要用實驗的方法來加以證明,或退一步說,他們開始沒有上述認識,但當他們發現北極高度差和南北距離的關係是常數,並且測得子午線1度的地面長度後,就產生了大地為球形觀念,那麼他們就會象埃拉托色尼那樣,立即將所測得的子午線1度之長(351.27裡)乘以圓周度數(365.25古度),就會輕而易舉地求得子午圈的長度,從而測得地球的大小。

    但是一行等人沒有跨出這關鍵性一步。他們之所以在這方面缺乏敏感性,是因為他們思想中本來就沒有球形大地觀念,因而也沒有子午圈概念和地理緯度概念。雖然他們在豫東平原選擇在南北方向(子午方向)上佈點測量,但不能說明他們已知這條子午方向線不是一條直線,而是子午圈上的一段弧線。

    因此,儘管我們可以把他們的測量稱為子午線測量,但在他們的思想上這條線卻不是弧線而是直線,再延長下去也不會形成地球子午圈。這樣,他們自然不可能在這個方向上再進一步去測出地球的大小,更談不上要用實驗方法去證明大地為球形。在這裡,真理碰到鼻子尖,但沒有被抓住。

    這確實是科學史上又一大憾事,但是有深刻認識論原因的。

    元代至元四年(1267年)西域天文學家札馬魯丁在中國造了七件阿拉伯天文儀器,其中一件是地球儀,直觀地表示了大地的形狀。此事載入了史冊–《元史·天文志》,但在中國並未產生明顯的影響。關於這一點,也隻能用傳統地球觀是地平大地觀來加以解釋。

    三、遠洋航行

    遠洋航行非考慮大地形狀不可。在古希臘,不僅主要為航海服務而發展起來的大範圍小比例尺地圖(技術)系統和大地球形觀念密切相關,而且在選擇航線也常考慮到大地為球形,以及東行可以西達、西行可以東達的問題,藉以縮短航程,甚至推測新大陸的存在。迪凱亞科確立一條通過直佈羅陀海峽的地球基本緯線。

    埃拉托色尼根據這條基本緯線推斷出,如果沒有大西洋,即可從西班牙沿此線到達印度。斯特拉波曾明確預言新大陸的存在。自此之後,有關向西航行大西洋可以到達東方印度的問題,在學術界時常被提到。

    即使在被稱為黑暗的中世紀,古希臘的球形大地觀也並未完全消聲匿跡,中世紀有關對蹠地是否存在的長期爭論,正可說明這一點。

    大地球形的爭論不斷激發著人們遠航冒險的慾望。1483年出版的法國彼埃爾·達伊的《世介面貌》一書引用了古希臘學者的論述,證明自西班牙海岸向西到印度東海岸之間的海洋比較狹窄,是一條到印度的近路。1474年義大利托斯卡內利把送給葡萄牙神父的一張世界地圖的副本和一封信交給哥倫佈,闡述了經大西洋到達東方”盛產香料和寶石的最富庶的地方”的航線。

    所以哥倫佈決心向西方航行,並非純粹是冒險,實際上他是受到《世介面貌》一書的啟發,又得到托斯卡內利的鼓勵和幫助的。

    中國古代遠航事業很早,漢武帝時,中國樓船已進入印度洋,到達印度馬德拉斯附近和斯裡蘭卡。唐代,中國海舶在東西洋航線頗有名氣,外國商人來中國,往往願意搭乘中國海船。明代鄭和船隊七下西洋,最遠到達紅海沿岸和非洲東部赤道以南的海岸。

    船隊在規模、裝備、航海技術等方面,是當時以及後來地理大發現時代任何國家的船隊所望塵莫及的。但是,中國古代的遠洋航行沒有一次考慮到大地是球形的,沒有人根據球形大地觀來設計新航線。

    中西古航海圖也屬於兩個不同的系統。西方航海或用經緯度或用海港航向的地圖。中國航海用對景圖,如《鄭和航海圖》等。

    這種航海圖不僅沒有目的港的經緯度,而且圖上所繪的目的港位置和方位,也並非是實際的位置和方位。用這種航海圖導航,無論在開始還是中途,均不知目的港的確切方向,隻是利用航線各處的山形、水勢、星辰位置等來判別船舶的位置,這樣一步步地前進。對景航海圖是沒有考慮大地為球形的。

    戰國時,在航海發達的齊國出現了一種非正統的海洋開放型地球觀–鄒衍的大九州說。說它是非正統的,是由於它已跳出中國為世界中心這一傳統觀念,而看到世界之大,中國隻是普通一州而已。在大九州模式中,大地仍為平的,漂浮在平的海洋麵上。

    與大九州說有關的一些遠航探索活動,如在此以前的有關三神山的探索,以及在此以後的入海求長生不老藥,其中都看不到有關航線東行西達和西行東達的議論,也看不到象古希臘那樣從球形大地觀出發去尋求未知的對蹠地。在秦漢之後的漫長封建社會中,中國從來沒有發生過象歐洲中世紀那樣的關於對蹠地的爭論。這類問題上沒有爭論,寂然無聲,隻能說明地平大地觀佔絕對統治地位。

    中國古代有通向西洋的要求,然而儘管海陸兩條”絲路”自然條件都十分惡劣,卻從來沒有人提議過要向東穿越太平洋以便到達西洋的航路。鄭和七次遠航,也始終沒有考慮過東行西達的航路。

    四、潮汐成因理論

    潮汐是由於月球和太陽對海水的引力和地球的不斷自轉相配合而形成的,所以對潮汐成因理論的分析可以驗證中國古代有無球形大地觀。

    中國古代對潮汐的成因理論很發達,潮論至少有三類:第一類在早期,把潮汐成因歸於神龍變化、伍子胥憤怒驅水為濤等。這種神話式的說法影響不大。

    第二類是依據元氣學說和陰陽理論,認為海水和月亮均為陰類,彼此同氣相求,相互感應而形成潮汐。第三類被稱為(天地)構造論的潮論,認為大地浮於水,水受到某種外部衝擊湧上大地,就成為潮汐。構造論潮論並不佔正統地位,但值得註意的是,是用當時佔統治地位的渾天說宇宙模式來探討潮汐的成因,這涉及大地形狀問題,所以要加以討論。

    構造論的潮論主要有晉代葛洪、唐代盧肇和五代邱光庭三家。葛洪認為,天不斷旋轉,天河之水由天上轉入地下,並與地下水和海水相合,三水激湧就成為潮水。葛洪這段話裡看不到有大地球形觀存在。

    盧肇的潮論雖明確立足於渾天說,但也沒有提到大地為球形。邱光庭的理論是較成熟的潮汐論。但仍然沒有大地為球形的跡象。

    邱光庭《海潮論》還特意介紹了渾天說指出,“氣之外有天,天周於氣,氣周於水,水周於地,天地相將,形如雞卵。”這裡隻是以雞蛋比喻“天地相將”情形,即天和地相互關係:天大而地小,天外而地內。

    五,中國古代陸球觀是個勉強的球形觀

    元、明、清,在少數中國學者中已開始出現有模模糊糊的類似地球觀的論述,但直到清代,中國球形大地觀,不僅在理論界沒有地位,而且在實用中也未見用過的跡象。相反,綜上所述,在中國古代所有與大地形狀有關的測量、地圖、航海、潮論等領域,都是從地平觀念出發來提出問題,討論問題和解決問題的,似乎從來都不考慮球形的,甚至連拱形也不考慮的。

    中國古代的球形大地觀與古希臘的相比,隻是陸球而沒有水球,也就是說隻承認固體的大地是球形,而根本否認海洋麵也是球形的。正由於中國古代沒有水球觀,所以在中國古代始終沒有產生對蹠地的說法和爭論,而西方這種爭論在中世紀持續1000年。正由於沒有水球觀,中國古代雖有著發達的遠航,也從來沒有東行西達、西行東達的任何努力,連這種想法也未見記載。

    正由於沒有水球觀,中國古代有關潮汐成因理論,雖有元氣自然論(力)和構造論(月地關係)兩種潮論,均源遠流長,但始終未能合併形成近代潮論。

    這種沒有水球觀的陸球觀,與其說接近真正的球形觀,還不如說更接近地平觀。其實陸球觀主要是堅持地平觀的人們在大量球形新事實面前為要繼續維持傳統地平觀,而不得不修改原始地平觀形成的:由方形平面(平板)到圓形平面,由圓形平面到拱形平面,由拱形平面到球形固體大地。

    在這種觀念中,可居住的人類世界仍是平的或拱形的。顯然陸球觀並未與地平觀脫離,故與真正球形觀有著大的鴻溝。