题目

古人对地球形状各种猜测

提问时间：2020-06-30

答案

古人观天
相传在远古时候,共工和颛顼两人为了争夺天下发生了争战.共工失败后,一气之下跑到了大地的西北角,撞倒了那里的不周山.不周山原是八根擎天柱之一,撞倒之后,西北方的天就塌了,东南方的地也陷了下去.于是,天上的日月星辰都滑向西北方,地上的流水泥沙都流向了东南方.当古人对自然现象的成因不能理解时,他们往往会借助想象,创造出各种各样的神话传说,以表达他们对自然界发生的各种现象的揣测.这则神话生动地反映了古人对于天地结构的推测.
天地到底是什么形状,它们之间的位置关系如何,天地各有多大?从春秋战国时期开始,人们就围绕着这些问题争论不休,参与讨论的不仅有天文学家、哲学家,甚至连一些帝王,如梁武帝萧衍、明太祖朱元璋等也加入了争论的行列.汉代到魏晋南北朝是中国天文学飞速发展的时代,也是学术思想比较活跃的时代.在这段时期内,涌现了许多讨论天地结构的学说,其中最重要的就是形成于汉代的盖天说、浑天说和宣夜说.
盖天说
盖天说是中国最古老的讨论天地结构的体系.早期的盖天说认为：天就像一个扣着的大锅覆盖着棋盘一样的大地.这样的天地形状很容易让人们产生疑问：圆形的天怎么能够与方形的大地合拢呢?随后,盖天家又主张：天像圆形的斗笠,地像扣着的盘子,两者都是中间高四周低的拱形.这种盖天说即能克服“天圆地方”说的缺点,也能解释很多天象.
盖天家认为,太阳在天盖上的周日运动一年中有七条道路,称为“七衡”.最内一道叫"内衡",夏至日太阳就沿内衡走一圈；最外一圈叫“外衡”,是冬至日太阳的路径；其它节气里,太阳沿中间的五道运行.这就是盖天家的“七衡六间”.他们还主张,太阳只能照射16.7万里,超过这个距离就什么也看不见了.因此白天就是太阳走到距离我们16.7万里以内的范围,而晚上则在该范围之外.
浑天说
张衡在《浑天仪注》一文中写道：“浑天如鸡子,天体圆如弹丸.地如鸡子中黄,孤居于内,天大地小.……天之包地如壳之裹黄”.天就像一个鸡蛋,大地像其中的蛋黄,天包着地如同蛋壳包着蛋黄一样.这是对浑天说的经典论述之一.
浑天说还认为天球北高南低,绕通过南北天极的轴旋转.垂直于南北极轴把天球平分成南北两半的大圆就是天赤道.与赤道斜交成大约24度角的大圆是黄道,太阳在黄道上运行.过日心并与天赤道平行的圆是太阳的周日平行圈,它代表着太阳每日在天空中的运行轨迹.天球绕南北极轴旋转一周就是一日.夏至日,太阳处在黄道最北点,太阳的周日平行圈一大半在地上,一小半在地下,表示着太阳在地上的时间多,在地下的时间少,日出在东北方,日落在西北方.冬至日,太阳处在黄道最南点,周日平行圈有一大半在地下,一小半在地上,太阳在地上的时间少,而在地下的时间多,日出东南方,日落西南方.
浑天说在中国天文学史上占有重要的地位,对中国古代天文仪器的设计与制造产生了重大的影响,如浑仪和浑象的结构就和浑天说有着密切的联系,对天文学的有关理论问题的解释也产生了重大影响.
宣夜说
《列子·天瑞篇》记载了一个“杞人忧天”的故事.传说春秋战国杞国有一个人听说天是由气体形成的,日月星辰就漂浮其中之后,他非常担心天体会掉下来,让他无处躲藏,于是整日忧心忡忡,茶饭不思.朋友把他拉到一位智者那里,智者开导他说：“日月星辰也是气体形成的会发光的物体,即使它们掉下来,也是气体落入气体中,不会造成任何损伤.”
盖天说和浑天说中的日月星辰都有一个可供附着的天壳,盖天说的附着在天盖上,浑天说的附着在像蛋壳一样的天球上,都不用担心会掉下来.但是后来人们观测到日月星辰的运动各自不同,有的快、有的慢,有的甚至在一段时间中停滞不前,根本就不像附着在一个东西上.所以就又产生了一种新的理论“宣夜说”.
宣夜说主张：天是无边无涯的气体,没有任何形质,我们之所以看天有一种苍苍然的感觉,是因为它离我们太深远了.日月星辰自然地漂浮在空气中,不需要任何依托,因此它们各自遵循自己的运动规律.宣夜说打破了天的边界,为我们展示了一个无边无际的广阔的宇宙空间.