《难盖天八事》（1）

在汉朝以前，人们一直相信盖天说。最早的盖天说是天圆地方说，认为“天圆如张盖，地方如棋局”。这种说法大致始于商周时代，主要观点是认为天是固体的，形状像盖子，在上空每天旋转一周；并有七衡六间图，用以说明昼夜变化、寒暑更替等问题；主要观测手段是立竿测日影。这种说法经不起仔细推敲，好多人对此都提出过疑问。他们认为，天地应形状相同，如果是方的，天和地都应该是方的，如果是圆的，天和地都应该是圆的。如果天是圆的，地是方的，那么天就盖不上地的四角，这怎么可能呢？曾子在回答这一疑问时说，天圆地方，指的是天道是圆的，地道是方的。曾子将一个自然科学问题加以哲学化，把原本是描绘形状的“圆”“方”理解为天与地的属性规律，巧妙地弥补了这一古老说法的缺陷。不过，这也说明，“天圆地方”这一学说体系是存在致命缺点的。

到了汉代，为了更好地说明天象，回答有关责难，盖天说对自己的理论又作了重大修改，形成了所谓“第二次盖天说”。据南北朝时期祖暅《天文录》一书记载，盖天说实有三个派系：一派说天像车盖，游于八极之中；一派说天像一顶斗笠，中央高而四边低；第三派说天像一个倾侧的车盖，南边高，北边低。第三派的说法没有著作传世，在王充的《论衡·说日篇》中，我们约略可以窥见其大致思想。具体说来，这派认为，天是南高北低，所以天极在人的北面。天就像打开的伞斜倚在平地上，伞的顶端就是北极。顶端既然是在北方，说明天南边高，北边低。

西汉时期，还出现了一种新的天体学说体系，那就是“浑天说”。浑天说的天地观是：天地像一个鸡蛋，天像鸡蛋壳，地像鸡蛋黄；天内充满了水，天靠气支撑着，地则浮在水面上。

当时的一些学者开始制造浑天仪，通过实验来验证自己的学说与天象是否相符。根据浑天说，人们能够制订出比较准确的历法，能够准确地解释日食、月食现象。据扬雄说，浑天仪是武帝时期蜀人落下闳创制的，之后由鲜于妄人测量，到宣帝时，耿寿昌照着又做了一个。落下闳根据浑天仪定时节，作太初历，仍用十九年七闰的置闰法，但取29 4381日为一朔望月。太初历在后来的183年间一直被沿用，其间只作过几次小的修改。

以下，我们引述周桂钿先生在《天地奥秘的探索历程》中对扬雄天文学理论的介绍。

扬雄原本是信从盖天说的，早年的他认为天如盖子，往左转，日月星辰随之运行。他还画了天体运转轨迹图，标示四季、历法以及昼夜的变化，想要垂法后世。后来他改信浑天说是受朋友桓谭的影响。据桓谭说，就在扬雄准备画图来表示天体以及运行度数时，桓谭问他：“天如果像盖子那样转动，人住南方，日在南边轨道为白天，日在北边轨道是黑夜。从图上可以看出，北边轨道长而南边轨道短，那为什么现在昼夜的时间长短却相当呢？”

又有一次，扬雄和桓谭一起去奏事，在皇宫门外等待皇帝召见。他俩都坐在白虎殿的东厢房走廊下晒太阳。一会儿，日光移走了，他们晒不着太阳了。桓谭便对扬雄说：“天体如果像圆盖子那样旋转，阳光应当照在走廊下，然后慢慢地向东转去，不应该像现在这样逐渐向上移动。现在这种情形跟浑天说是相一致的。”

正是在与桓谭不断的交流辩驳中，扬雄放弃了盖天说，成为浑天说的热心拥护者。为了更好地了解浑天说，他曾经请教过作浑天仪的老工人。这位老工人说：“我年轻的时候做这项工作，只是根据规定的尺寸法度，并不了解为什么要这样做，但慢慢地开始知道其中的原理。到现在七十岁了，刚刚做得熟练了，又快死了。现在我儿子也爱学作浑天仪，也像当年的我，等到他懂得其中的原理时，也快要老死了。”

扬雄改信浑天说之后，对盖天说进行了责难，写下了《难盖天八事》，这篇文章保存在《隋书·天文志》中。文章主要从当时的盖天图上寻找盖天说不能成立的依据。我们现在引述的所谓盖天图，就是七衡六间图，就是在假想的天体上，以北极为圆心，画7个间隔基本相等、大小不同的同心圆。这7个圆圈叫“七衡”，七衡中间的6个间隔带叫“六间”。最小的圆叫内衡，最大的圆叫外衡。七衡是太阳运行的轨道。内衡和外衡之间这一环带被涂上黄色，即所谓黄道，太阳只在黄道内运行。夏至那一天，太阳在内衡道上运行。从夏至日到大暑日，太阳在第一衡和第二衡的中间，即第一间运行。大暑日当天，太阳在第二衡上。依此类推。秋分日在第四衡上，即中衡上，霜降日在第五衡上，小雪日在第六衡上，冬至日在第七衡上，即外衡上。从冬至开始，太阳又往内衡方向运行，于大寒、雨水、春分、谷雨、小满，分别经过第六、五、四、三、二各衡，在夏至那一天，太阳又回到内衡轨道上。

这七衡的直径分别是23.8万里、27.8万里、31.7万里、35.7万里、39.7万里、43.6万里、47.6万里。日光可照到16.7万里远处。太阳在外衡运行时可照到的天体直径为47.6万里+16.7万里×2=81万里。

盖天说认为周都离北极10.3万里，也就是说北极往南10.3万里就是周都。日光只能照到16.7万里远，人们也只能看到这么远的光源射来的光。因此，以周都为圆心，以16.7万里为半径，所作出的圆，就是身居周都的人所能见到的天体。他们把这一部分涂上青色，叫青图画。青图画的圆边看起来是天地相连接的地方，现在叫地平线。

如图所示，A″B″C″是外衡。冬至日，太阳在这一轨道上运行。人们在周都O′上看到太阳从东南方向的A″处出现，到西南方向的C″处没入。中午时太阳处在B″上，离周都很远，因此从周髀上看到的日影最长。这时太阳在最南的轨道上，所以又叫南至。春秋分的时候，太阳在中衡运行，从周都O′的正东方A′出来，入于正西方的C′处。到了夏至，太阳在内衡运行，它从周都O′的东北方向A处升起，入于西北方向的C处。夏至的中午太阳在B点，离周都O′最近，因此，每年夏至日中午是一年中日影最短的时候。由于周都在内衡以内，即使太阳到了最北方，也还在周都的南方。

气候随太阳运行的远近而变化。冬至日，太阳离周都最远，所以寒冷；夏至时，太阳离周都最近，所以炎热；春秋分时，太阳离周都不远不近，因此，气候也就不冷不热。每天之中，早晚太阳距离远，中午太阳距离比较近，气温也是早晚凉而中午热。人们一系列的生活经验和感性知识，盖天说都用这个图来加以说明。

扬雄《难盖天八事》的第一难是，太阳沿着黄道东行，昼夜都沿着相同的轨迹。牵牛距北极北110度，东井距北极南70度，一共是180度。周三径一，二十八宿一周天应该是540度，现在只有360度，这是为什么？

盖天图是以北极为中心的一幅平面图。二十八宿围绕着北极星组成一个大体上的圆环，共有365 度。这些星宿分为4个区域，即东、西、南、北，每个区域有7个星宿。牵牛在北区，东井在南区，它们遥遥相对。牵牛在北区距离北极110度，东井在南区距离北极70度，牵牛到东井180度。根据周长与直径比为3︰1，二十八宿周天应该是540度，为什么现在只有360度呢？这是扬雄从牵牛到东井的直线距离来责难盖天图。盖天说认为天是拱形的，但画盖天图时却忽略了拱形的说法，把拱形面的星图勉强画在平面上。从盖天图上看，牵牛到东井本来是呈弧线的，如今却变成了直线，于是产生了矛盾。扬雄的责难可谓击中要害。

第二难是，春秋分的时候，太阳出在卯位，入在酉位，而昼漏为五十刻。天盖转的话，晚上应该是白天的两倍。现在晚上也是五十刻，为什么？