材料一
中国古代第一个堪称科学理论的宇宙结构学说是盖天说。盖天说主张天地是两个中央凸起的平行平面,天在上,地在下,日月星辰围绕着北极依附在天壳上运动。该说还找到了适合这种模型的数学方法,那就是在立竿测影基础上用勾股定理和相似三角形对应边成比例的性质,测算各种天文数据。该说能够解释人们日常生活中见到的各种天象,能够预测日月星辰的运行,还能够编制历法,满足社会需求,能准确地预报二十四节气,具有很强的应用价值。它对日月星辰运行的预测、对二十四节气的预报,能够接受观测实践的检验,因此,它是富有科学意义的宇宙结构理论,尽管它对宇宙结构本身的描述是错误的。
盖天说在汉武帝时期遇到了有力挑战。来自四川的民间天文学家落下闳提出了一种新主张:天是个圆球,天包着地,天大而地小。这种主张,后来被人们称为浑天说。浑天说与盖天说本质上完全不同,盖天说主张天在上,地在下,天地等大;而浑天说主张天在外,地在内,天大地小。在此后的一千多年里,究竟是浑天说正确,还是盖天说合理,天文学界的争论一直不绝如缕,总的趋势是信奉浑天说的人越来越多,浑天说逐渐成为天文学界对宇宙结构认识的主流。
浑盖之争涉及宇宙结构问题的方方面面。西汉末年,著名学者扬雄撰写了《难盖天八事》一文,从观测依据到数理结构等八个方面,逐一对盖天说作了批驳,有理有据,是盖天说无法辩解的。浑天说也有自己的软肋。浑天说主张天在外,表里有水;地在内,漂浮水上。这一主张成为盖天说批驳的重点。
纵观中国古代的这场旷世学术之争,我们发现,古人在这场争论中,秉持着一个重要原则:判断一个学说是否正确,关键在于其是否符合实际情况,而不是看其是否遵循某种先验的哲学观念。比如,古人一直认为天地是由阴阳二气生成的,从这个观念出发,如果承认这一前提,就得承认盖天说是正确的,因为阳气轻清,阴气重浊,轻清者上浮为天,重浊者下凝为地。但古人在争论中,并不以阴阳学说作为判断依据,他们所关注的,是究竟哪种学说更符合观测结果。浑盖之争过程中表现出来的这种重视实际校验的做法,是中国古代天文学的一个优秀传统。
除了不以先验的哲学信念为依据判断是非之外,政治等非学术因素也没有介入到这场争论之中。这些,无疑都是浑盖之争中值得肯定的地方。
持续了一千三四百年之久的浑盖之争,是中国天文学史上的一件大事,它贯穿于这个时期中国天文学的发展过程之中,促成了与之相关的众多重要科学问题的解决,促成了中国古代天文学诸多重要成就的获得。例如,被后人奉为中国古代历法圭臬的《太初历》,是浑盖之争的直接产物;又如,中国数学史上著名的“勾股定理”以及相关的测高望远之术,是在浑盖之争中为发展天文测算方法而形成的……类似例子,不胜枚举,这表明浑盖之争在中国历史上有着延续时间长、参与人员多、涉及面广、讨论内容丰富、后续影响大等特点,它表现了中国古人对宇宙问题的关注程度,体现了中国古人对待科学问题的态度。这种规模和深度的争论即使在世界文明史上亦不多见。
(取材于关增建《天文学上的旷世之争》
材料二
天地关系、宇宙结构,自古就引起人们的思考,以盖天说与浑天说的争论最为持久。在长期争论中,以实际天象作为检验的唯物主义思想原则再次得到了尊重。由于浑天说不借人为的假说就能很完满地解释一些基本天象,因而为多数人和历法家们所接受。
有一种说法,认为中国古代天文学只求知其然,不求知其所以然。其实这是一种偏见,中国古代科学很早就努力探索天体运动的原理。这一思想不断被后来的学者接受,如沈括对不是每次朔都发生食的解释,郭守敬对日月运动追求三次差四次差的改正,明清学者对中西会通的研究,都体现了探求所以然的思想。
在近代科学诞生之前,对于东西方古代天文学家来说,都没有近代科学和万有引力定律的理论武装,要探求天体运动的原理都不会成功的。古希腊学者用几何系统推演法,设想出天体绕转的具体形状,以预告它们的位置。中国古代天文学家通过观测,取得大量数据,通过这些数据设计出一套代数学的计算方法,目的也是预告天体的位置。怎么能说用几何模型形象地描述了天体的运动轨迹就是知其所以然,而以数学计算法求得相似的结果就不是知其所以然呢?星图和星表都能描述天体的位置,几何作图法和解析法都能求出一条线段的垂直平分线,方法不同,结果一致,我们怎能扬此抑彼呢?事实上,中国古代历法中许多表格及计算方法都可以找到几何学上的解释。学者们曾分别以几何学方法和代数学方法对中国历法中有关日月合朔中一些问题的计算方法做过解释,结果是相通的。
此外,中国古代天文学家对许多天象都有深刻的思考并力图给予解释。盖天说和浑天说都努力设法解释昼夜、四季、天体周日和周年视运动的成因,对日月不均匀运动也曾给予解释;后代学者对气的讨论,右旋、左旋的争论,地游和地转的设想等等,都反映了探求原理的思想。尽管他们是不成功的或缺乏科学根据的,但不能因为不成功而否定他们的努力。探索原理的思想几千年来一直在指导中国古代科学家的工作。
(取材于李慕南《古代天文历法》)