中國(guó)古代的天文

李政道


古代西方人的一種觀念是“天圓地方”，我們老祖宗卻認(rèn)為“天圓地圓”，有黃道、赤道。兩千多前，詩(shī)人屈原在其著作《天問(wèn)》中引證天是圓的，地也是圓的。他說(shuō)：九天之際，安放安屬？隅隈多有，誰(shuí)知其數(shù)？

九天是指坐標(biāo)，就是昊天（東）、陽(yáng)天（東南）、赤天（南）、朱天（西南）、成天（西）、幽天（西北）、玄天（北）、鸞天（東北）、鈞天（中間向上），一共是九個(gè)坐標(biāo)位置。屈原說(shuō)，如果天圓地平，就會(huì)相交，成“九天之際”。“安放安屬？”相交的點(diǎn)放在哪里呢？“隅隈多有，誰(shuí)知其數(shù)？”天地相交顯然不合理。因此，天是圓的，地一定也是圓的。天如蛋殼，地如蛋黃，各自可轉(zhuǎn)。所以中國(guó)古代天文就是赤道、黃道兩個(gè)圓軌道。

他下面再問(wèn)：天是圓形的，還是橢圓形的？

東西南北，其修孰多？南北順橢，其衍幾何？

其中東西是經(jīng)度，南北是緯度。他問(wèn)的是經(jīng)度長(zhǎng)一些，還是緯度長(zhǎng)一些。實(shí)際上，地球的赤道直徑與南北兩極的距離相差22
公里，屈原當(dāng)然沒(méi)有求出來(lái)，不過(guò)他這種解析問(wèn)題的能力及有關(guān)天圓地圓的推測(cè)都令人佩服。

《周禮》說(shuō)：“以蒼璧禮天，以黃琮禮地�！辫档耐鈬�是圓的，中間有圓孔，代表天。可是，為什么天中有禮？琮的造形更奇怪了，外面是方的，中間也有一個(gè)圓孔穿過(guò)去。外邊為什么是方的？為什么璧代表天，琮代表地？另外，商代還有一種玉器叫璇璣，造型很像璧。璧，璇璣，琮，他們的關(guān)系是什么？《虞書?舜典》注疏：“璇，美玉也；璣為轉(zhuǎn)運(yùn)，徑八尺，圓周二丈五尺強(qiáng)，王者正天文之器。”

璇璣是一個(gè)大的天文儀器。我們今天看到的璇璣玉器，直徑僅約33
厘米，可能是模型，是商代的文物。那么璇璣怎樣做天文儀器呢？

每顆恒星和行星，都要轉(zhuǎn)圈，都各自沿著一個(gè)圓在走。大打球面上有一點(diǎn)不動(dòng)，就是天球面和地球的軸的相交點(diǎn)，叫做正極。我們可以設(shè)想，璇璣或璧、琮的前身可能是一個(gè)旋轉(zhuǎn)式天文儀器，目的就是把這個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的指向定準(zhǔn)于正極。怎樣做到這個(gè)要求呢？

我的猜想是：假如要定準(zhǔn)正極，一定要有一根長(zhǎng)管。如果轉(zhuǎn)盤的直徑是8
尺，那么管子的長(zhǎng)度應(yīng)約是轉(zhuǎn)盤直徑的2
倍，這個(gè)管子對(duì)著正極。再做一個(gè)形狀像璇璣的大盤子；邊上有三個(gè)凹口，每一個(gè)凹口正好對(duì)著一個(gè)星，星在天空轉(zhuǎn)，這個(gè)盤子隨著星轉(zhuǎn)，竹管是不動(dòng)的，要定正極的位置，必須通過(guò)管子對(duì)著正極，然后讓盤子隨天轉(zhuǎn)動(dòng)，把三顆星的位置扣住。

竹管一定要和地固定，方法是用一些大石頭把它綁起來(lái)，每塊大石成方形，約高一尺。竹管四周均有大石塊，這樣的造型的古代天文儀器就有兩個(gè)部分：一是大璇璣那樣的盤子，凹口對(duì)著星，隨天上的星面轉(zhuǎn)，代表天;
一是這些大石頭綁住的長(zhǎng)竹管，跟地永恒，代表地。假如用很細(xì)的針在竹管一端開(kāi)一個(gè)直徑為2
毫米的孔，管子長(zhǎng)15
尺左右，它測(cè)量正極分類的精確性能達(dá)到0.013
度。

我還有一個(gè)想法，就是在商朝時(shí)正極沒(méi)有任何明顯的星。人們?yōu)榱思o(jì)念炎黃古代天文學(xué)的成功，就制作了璇璣這種小型玉器，后來(lái)把璇璣變得更簡(jiǎn)單：一部分變成璧，竹管和外包的大石塊就變成琮。因而“以蒼璧禮天，以黃琮禮地”。

（選自《中國(guó)國(guó)家天文》創(chuàng)刊號(hào)，有刪改）

1
．從原文看，下列對(duì)古人“天圓地圓”觀念解說(shuō)，不準(zhǔn)確的一項(xiàng)是

A
．中國(guó)古人很早就有天圓地圓的觀念，如把天比作蛋殼，把地比作蛋黃，認(rèn)為存在赤道和黃道兩個(gè)圓形的軌道。

B
．東西是經(jīng)度，南北是維度，經(jīng)度與緯度哪個(gè)長(zhǎng)一些呢？作者認(rèn)為，這樣提問(wèn)本身就表明在屈原心目中天和地都是圓的。

C
．璧為圓形，中有圓孔，代表天，琮為方形，中有圓孔，代表地�！吨芏Y》所謂，“以蒼璧禮天，以黃琮禮地”可為印證。

D
．璧為圓形，可以代表天，可是，琮為方形，怎能代表地呢？作者認(rèn)為琮的方形是特意加上去的，起裝飾作用。

2
．下列對(duì)中國(guó)最初的天文儀器的設(shè)想的表述，符合原文意思的一項(xiàng)是

A
．一根用來(lái)對(duì)準(zhǔn)正極的長(zhǎng)竹管，一個(gè)邊上開(kāi)有三個(gè)凹口的狀如璇璣的轉(zhuǎn)盤，把這個(gè)轉(zhuǎn)盤固定在長(zhǎng)竹管上，這可能就是中國(guó)最初的天文儀器。

B
．用一些方形大石塊把一根長(zhǎng)竹管固定在地上，把一個(gè)邊上開(kāi)有三個(gè)凹口的狀如璇璣的轉(zhuǎn)盤穿在長(zhǎng)竹管上，這可能就是中國(guó)最初的天文儀器。

C
．中國(guó)最初的天文儀器由兩部分構(gòu)成，一是大璇璣那樣的邊上開(kāi)有三個(gè)凹口的大盤子，二是固定長(zhǎng)竹管的一些方形大石塊。

D
．在中國(guó)最初的天文儀器璇璣中，從直接觀察天象的作用看，用來(lái)固定長(zhǎng)竹管的那些方形大石塊是必不可少的。

3
．“后來(lái)，把璇璣變得更簡(jiǎn)單：一部分變成壁，竹管和外包的大石塊就變成琮。”下列對(duì)這句話的理解和推斷，準(zhǔn)確的一項(xiàng)是

A
．璇璣是一個(gè)大的天文儀器，壁和琮都是直接從這種天文儀器簡(jiǎn)化而來(lái)的。

B
．由于壁和琮都是從璇璣簡(jiǎn)化而來(lái)的，所以都保留了觀測(cè)天文現(xiàn)象的功能。

C
．代表天的壁和代表地的琮，可能都是從玉器璇璣簡(jiǎn)化而來(lái)的。

D
．今天所能見(jiàn)到的壁和琮，都是禮器和飾物，是由竹管和大石塊簡(jiǎn)化而來(lái)的。

4
．作者根據(jù)哪兩類證據(jù)推論出中國(guó)古人“天圓地圓”的觀念？

【參考答案】典籍和文物

【試題分析】屈原的《天問(wèn)》，璇璣、璧、琮的樣式和對(duì)它們之間關(guān)系的推測(cè)。







答案：

1.
【參考答案】
D

【試題分析】“琮的方形是特意加上去的，起裝飾作用”錯(cuò)，文中說(shuō)“竹管和外包的大石塊就變成琮”，方形象征大石塊。

2.
【參考答案】
B

【試題分析】
A
“轉(zhuǎn)盤固定在長(zhǎng)竹管上”錯(cuò)，盤子要隨星轉(zhuǎn)；
C
“二是固定長(zhǎng)竹管的一些方形大石塊”錯(cuò)，是用一些方形大石塊把一根長(zhǎng)竹管固定在地上；
D
石塊起固定作用，不用于直接觀察天象。

3.
【參考答案】
C

【試題分析】
A
、“璇璣”是玉器，不是天文儀器；
B
、壁和琮沒(méi)有保留觀測(cè)天文現(xiàn)象的功能，只是禮器；
D
、文中說(shuō)：“一部分變成璧，竹管和外包的大石塊就變成琮�！�

4.
【參考答案】典籍和文物

【試題分析】屈原的《天問(wèn)》，璇璣、璧、琮的樣式和對(duì)它們之間關(guān)系的推測(cè)。




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