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中国古人论证“地圆说”:元朝时成功论证,比古希腊更科学

我要新鲜事2023-09-26 19:57:380

教科书告诉我们,在对地球形状认知上,古希腊走到了前面,毕达哥拉斯认为圆形最为完美,于是就认为地球是圆的,亚里士多德总结了三个科学办法论证地圆说,而中国却一直认为“天圆地方”,直到明末才从西方传教士那里获悉地球是圆的。

然而鲜为人知的是,教科书讲述得并不准确,中国古人很早就在探索地球形状,经过数千年的艰苦探索,一步一个脚印,清晰可见,最终在元朝时发现地球是圆的。更为重要的是,中国古人论证的“地圆说”,要远比古希腊的更为科学、更为可信!

春秋时期,中国人已有“天圆地方”的概念,但“天圆地方”不是“地平说”,不是七年级地理教科书中所说的“地面是平的,天空是倒扣着的一口巨大的锅”,而是阴阳学说的一种体现。

孔子晚年的弟子曾子说过:“如诚天圆而地方,则是四角之不掩也。”换言之,如果真的是天是圆的、地是方的,那么四个角就盖不住了。

于是,曾子解释:“天道曰圆,地道曰方,方曰幽而圆曰明。”因此,天圆地方探讨的是天之道、地之道,探讨宇宙自然规律,其中“天圆”是指“天时”如六十甲子一般周而复始,“地方”是指描述方位的“东南西北”的“四方”观念。

战国时期,中国天文学进一步发展,其中最为著名的代表人物是魏国石申与齐人甘德,他们绘制了世界上最古老的恒星表,一共记载了八百颗恒星的名字,测定了一百二十颗恒星的方位,还提及日食、月食是天体相互掩食的现象,汉朝时将两人成就汇编成《甘石星经》。

星表非常重要,不仅提供了研究体系,而且还留下了战国时恒星位置图,对后世影响深远,也给后世留下了珍贵的天文观测资料。

东汉时期,中国人对地球形状的认知又进了一步,东汉张衡提出“浑天说”,他在《浑天仪注》记载:“浑天如鸡子。地如蛋中黄,孤居于内,天大而地小。”其中,“地如蛋中黄”指地球犹如蛋中之黄。(下图,张衡浑天仪)

当然,无论是教科书,还是各种专业书籍,都认为张衡浑天说并没有明确认识到地球是圆形的。客观地说,张衡没有给出地圆说的理由,因此浑天说不能作为“地球是圆的”的证据。

唐宋元时,中国古人对地球认知达到顶峰,最终发现“地球是圆的”。

新旧唐书的天文志记载,唐朝僧人一行奉命制定《大衍历》时,在13个点观测了北极星的高度,最南端在林邑(今越南境内),最北段在铁勒(今俄罗斯境内),发现两者之间相差30多°,由此发现了纬度。

《元史》记载,郭守敬奉命制定《授时历》时,在27个点观测北极星高度,最南端在南海,最北端在北海,发现两者之间相差50°,不同地点北极星高度存在差别,由此再次确认纬度存在。

确认纬度差别,并不足以论证地球是圆的,但元朝还有一项天文观测,即对经度的观察,由此确认地球是圆的。

《元史》记载,为了制定《西征庚午元历》,耶律楚材同时测量了寻斯干城和开封城的月食,发现寻斯干城的月食比开封的早了约1更半,由此发现了经度的存在。

经度存在差别,维度存在差别,再结合其他现象,理论上足以证实地球是圆的了,这也是麦哲伦环游地球实证“地圆说”之前最科学的验证办法。

赵光义十三世子孙赵友钦(见下图)在《革象新书》中指出,“测北极出地高下(纬度差异),及东西各方月食之时刻早晚(经度差异),皆地体浑圆,地度上应天度之证。”其中的“地体浑圆”,不是“地圆说”又是什么!

在此基础上,元朝制作了世界上第一台地球仪。《元史》记载:“其制以木为圆球,七分为水,其色绿,三分为土地,其色白。画江河湖海,脉络贯串于其中。画作小方井,以计幅圆之广袤、道里之远近。”

或许,元朝地球仪还比较原始,但确确实实是世界上第一台地球仪!

以上就是中国人探索地球形状的过程,历经数千年,贯穿数个王朝,耗费无数人力物力,一步一个脚印。更为重要的是,中国人通过确定经纬度的差别,实现对地圆说的论证,明显要比古希腊的更科学。

古希腊文明对地圆说的论证,主要成就来自亚里士多德,他总结出三个科学方法来证明大地是球形:“桅杆证地圆”、“越往北走,北极星越高,越往南走,北极星越低”、“月食证地圆,即地球反映在月球上的影子是弯曲的”。

其中,“桅杆证地圆”不可信,上海电视台曾做过相关试验,因为人的视力有限,很难看清远处的桅杆。而且,元朝赵友钦也指出这种方法不靠谱。因此,亚里士多德的“桅杆证地圆”之说,极有可能是望远镜被发明之后西方人的杜撰。

至于后两种方法,实际上也不能确定地球是圆的,原因很简单,如果地球是圆柱体的话,一样会出现这两种现象。因此,中国对地圆说的论证,显然要比古希腊的更科学。

令人不解的是,在纬度探索上,唐朝、元朝任命顶级科学家,耗费大量人力物力,使用很多当时的精密仪器,才发现维度的差别,不同地区的北极星高度不同,但亚里士多德凭借一双凡胎肉眼、短时间内就能发现南北北极星高度差别?何人、何时、何地、用何观测,观测数据何在?另外,在2000多年前,古希腊人怎么知道“月食是由地球的阴影造成的”?

总而言之,亚里士多德论证的地圆说,结论没有问题,但过程却充满谜团,仿佛是看到答案之后的拼凑论证过程,相比之下中国古人通过经纬度的差别论证地圆说,无疑更为可信、更为科学。

最后笔者认为,虽说长期以来,中国古代主流观点是“天圆地方”,但又的确论证了地圆说,且方法比古希腊的更科学,因此教科书上在介绍人类探索地球形状时,或许应该加入相关内容,而不是让西方独享论证地圆说的荣誉。

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