我們的宇宙時空觀念——在古觀象台思考人生
我們的宇宙時空觀念
——在古觀象台思考人生
我們的宇宙誕生於138億年前的一次大爆炸。這個宇宙觀念實在是太新了，新到宇宙大爆炸這個理論的歲數還不到100年。宇宙大爆炸理論告訴我們一些令人驚奇的事實：比如宇宙曾經是一個極小的點兒，我們所有人都在那裡，那是我們連原子還不是。時間和空間都是從那裡起源的。
不過即使是最高深的科學理論，也是來自我們對周圍這個世界的觀察、猜想、測量和證實，這個歷史從很久很久以前就開始了，久遠到我們不知道是什麼時候開始的。
真·春節快樂
我們可以確信的一點是，我們所用的時間制度來自於我們對宇宙的觀察。比如「一年」實際上是我們地球繞太陽轉一圈，「一個月」最初是月亮圓缺一個周期，一天是地球自轉一圈。
當然，我們祖先最初是不知道地球繞著太陽公轉，地球也在自轉的。
這事兒是在天文學家哥白尼在1543年發表的《天體運行論》里才確認下來的，距離現今才五百多年。宇宙觀念的變化對我們產生了重要影響：哥白尼掀起了我們所說的「科學革命」。
甚至在我們日常用語里也會經常提到這件事兒——比如我們諷刺某些人不要太狂妄的時候，經常說「不管離開了誰，地球都照樣轉。」
我們的節日也是來自天體的運行。比如我們現在的春節，是夏曆正月初一，是月亮走到太陽身邊的時候，我們也就看不見月亮。
不過你知道嗎？在中國古代，「今天」（也就是2月4日立春）才是「春節」，「立春」才是傳統的春節。
我們古代把地球繞太陽一周分為24份，每一份大約15天，這就是一個節氣。而立春是「春天的第一天」，對古人來說意義重大。
所以，假如你穿越到清朝見到四阿哥，你們在立春相遇，要互相問一聲，春節快樂！
古代一直非常重視「立春」這個節氣。比如「立春」又叫「打春」，要「鞭打春牛」，表示春天開始了，要下田耕地了。
天子、大臣和老百姓都要舉行「籍田禮」，皇帝要提前三天齋戒沐浴，立春這天要親自扶著耕犁，耕一下地，表示對農耕的重視，祈求一年裡風調雨順，五穀豐登。
就在今天（2月4日）上午，古觀象台還舉行了「鞭打春牛」的活動。如今我們國家每年兩會的一號文件，仍然是關於農業的，也算是繼承了這個傳統吧。
因為曆法關乎國計民生，也跟歷代王朝的合法性有關。以前的曆法被稱為「黃曆」，只有中央王朝可以制定，禁止民間私自印製，更不許自己編寫，違者要殺頭。
比如在明朝《大統歷》封面上印著「欽天監奏准印造大統曆日頒行天下,偽造者依律處斬!有能告捕者,官給賞銀五十兩,如無本監曆日印信,即同私歷。」（網紅日曆的製作者們，你們感到頭皮發麻了嗎？）
其實我們今天的很多節日都變了。我們以前用夏曆（農曆），從1912年孫中山建立中華民國，開始改用公曆（陽曆），孫中山把陽曆的1月1日稱為元旦，在以前元旦指的是夏曆的1月1日；1914年民國大總統袁世凱簽署命令把夏曆的元旦改為春節，而原來的春節指的是立春。
不過其實中國曆法開始跟世界接軌，並不是從一百年前的中華民國才開始，而是從四百年的明清之際就開始了，就是明代的《崇禎曆書》和清朝的《時憲歷》。中國古代歷史上曾經用過一百多部曆法，也就是一直在修改，使之更加準確。
中國天文學家們大概是世界上最勤快，而且持續工作時間最長的一個群體了。四百年前的變革，不僅僅變得更準確，而且是跟我們宇宙觀念的轉變有關。這是中國傳統天文學與歐洲天文學的融合會通。
中國歷史上主要的宇宙觀念，四個字，天圓地方。到了明朝的時候，發生了一次歷史的巨變，這就是我們在前言里講過的，因為要日食，預測不準，所以引進了西方天文學。
比如我們今天講的關於什麼時候是立春的問題，我們的24節氣，實際上是湯若望在中國傳統習慣的基礎上進行修改，重新定義的。
追問天地
宇宙觀念（世界觀）是個很奇怪的東西，看起來好像沒有什麼用處，但是我們在討論很多事情的時候都會遇到它。比如我們認識朋友，要看三觀是否相吻合。世界觀，價值觀，人生觀。世界觀是一個基礎。
天文學家對於宇宙的認識，成為我們討論世界的基礎，甚至成為塑造我們周圍的事物的依據，比如我們古代的銅錢樣式是外圓內方，也就是中國古代天文學「天圓地方」的表示——銅錢是皇家發行的，皇帝是「天子」，皇帝的年號要寫在天地之間，等於用天地給貨幣背書，這「防偽標誌」夠厲害的吧。
皇室之所以認可「天圓地方」，是因為中國古代天文學家們一直認為天是圓的，地是方的。
實際上，「天圓地方」這個詞，至少有兩種含義，都是中國古代天地宇宙的模型。一種是最古老也最直觀的觀念，叫「蓋天說」。
在《周髀算經》表述為「天圓如張蓋，地方如棋局」，它的基本觀念就是我們在中學都學過的《敕勒歌》里念的「天似穹廬，籠蓋四野」，天像個圓帳篷一樣罩在大地上。
顯然，這種觀念認為，天在上，地在下，大地是平的，天像個帳篷或者倒扣著的碗。
後來「渾天說」以張衡為代表，這其實也是「天圓地方」的表現。
張衡在《渾天儀注》里說：「渾天如雞子，天體圓如彈丸，地如雞中黃，孤居於內，天大而地小。天表裡有水。天之包地，猶殼之裹黃。天地各乘氣而立，載水而浮。」
渾天，也就是不僅地面以上是天空，其實地下也有，天不是個倒扣著的碗，而是兩個碗口對口，也就是個圓球。地略小於天，但仍然是平的。或者更準確地說，「蓋天說」是「天穹地方」，而渾天說是「天球地平」，半個天球發展到了整個天球。
渾天說可以很好的解釋天文現象，比如張衡解釋了月亮為什麼會「變臉」、日月食為什麼會出現，已經比較接近我們現在的解釋了。不過有些問題是中國天文學家們解釋不了的為什麼太陽、月亮的運行既有規律，又是不均勻的，難以準確把握。
所以中國古代曆法雖然屢次修正，計算得越來越準確，但始終存在誤差，這也是為什麼中國歷史出現了一百多部曆法的原因。
中國古代天文學家們也基本沒考慮過太陽、月亮的距離是否不同，把它們當做了同樣距離來看，都在天上，與天同高。
渾天說模型
那麼問題來了，當太陽和月亮相遇時，會發生日食，他們為什麼還能安然無恙呢？
宋代學者沈括在《夢溪筆談》里給出一種解釋：「日、月，氣也，有形而無質，故相值而無礙。」
它們是陰陽之氣，氣么，相遇交錯再分開，沒事兒。（老爺爺你太萌了！）
可是這樣問題很嚴重。我們所處的空間本來是三維的，中國古代天文學家們當成二維球面來處理，丟失了距離這個維度的計算。那麼誤差一直難以解決，也就可以理解了。
所以，就像我們在上一次預熱文章里說過的，到了元代郭守敬制定了最好的曆法，卻仍然發現日食這種重要的天象預報有時嚴重失誤。
關鍵突破——地球
所以明朝晚期的時候，崇禎二年，再一次出現了日食預報的失誤，差了半個小時。崇禎皇帝震怒。
中國的學者們同西方來的傳教士交流，才發現我們弄錯了一個基本的問題：我們居住的這個世界不是天圓地方，而是一個圓圓的地球。
要改進中國的天文曆法計算問題，就必須從宇宙模型開始修改。
義大利傳教士利瑪竇給中國人帶來了第一張世界地圖《坤輿萬國全圖》，這張地圖讓中國人認識到，原來除了我們天朝上國之外，還有那麼大的一個世界。
中國只是亞洲的一部分，外面還有歐洲、非洲、南北美洲，還有廣闊的海洋以及上當時尚未發現的陸地。這對當時中國學者們的觀念衝擊可想而知是相當大的，因為這要顛覆我們幾千年以來，老祖宗傳下來的說法。
第一張中文世界地圖
我覺得這就是科學的一個特徵，它會告訴我們，我們原來想錯了，即使歷史非常悠久的說法，也可能是錯誤的。
這張地圖按照當時歐洲的習慣，還介紹了其他的一些天文學的元素，比如地球位於宇宙的中心，太陽月亮星星，都是圍繞地球轉的，這就是地心說。
當然，西方人跟中國人一樣，站在地球上是不可能用眼睛直接看出來太陽月亮星星的距離的，所以也認為有一個天球的存在，太陽、月亮、星星的位置都可以用這個天球投影來表示。我們要注意的是在中國人畫的渾象里，是沒有地球存在的。
利瑪竇詳細解釋了太陽月亮的距離以及為什麼會發生日月食。這個知識今天我們大多數小學生都是知道的，因為地理課上要學。
但是當時中國的學者們聽完之後恍然大悟。認識到地球之後，我們才能夠去計算地球的大小，計算太陽月亮的距離。
因為中國古代的學者們沒能夠發現大地是圓的，導致他們根本沒有辦法去探究太陽，月亮距離的問題。
利瑪竇
同樣，我們也可以解釋為什麼郭守敬這樣偉大的文學家，計算出來的日食預報也會存在嚴重失誤。
因為日食是陽光把月球的影子投射到地球上，只有這個黑影經過的地方，才能夠看到日全食，每個地方看到的日食的情況都是不一樣的。
所以郭守敬的計算可能是相當正確的，但是他很難準確的考慮地域差異。所以有時候算出來應該發生日食，但是地點偏了一些，就看不到了。
當然，西方天文學能夠取得這樣的成就，跟古希臘人的幾何能力是分不開的。所以徐光啟和利瑪竇首先翻譯了《幾何原本》，那個時候要計算天文學問題，幾何是基礎的計算技術。中國人以前把一個圓周分成365.25度，因為一年的平均長度是這個數字。但是希臘人從巴比倫學到的規矩是把圓周分成360度，這樣數字就容易算了。
《幾何原本》中譯本
在改革曆法的過程中，西方的傳教士也幫助中國的天文學家把一些概念弄的更準確了。
比如我們今天說的24節氣，實際上也就是陽曆，它需要計算太陽運動的特徵，所以這就是為什麼節氣在陽曆的日期是相對固定的。
24個節氣，其實在古代分成12個節氣和12個中氣。比如春分夏至，秋分冬至，叫做中氣。像立春，立夏，立秋，立冬，叫做節氣。
對中國古代曆法來說，節氣有一個重要功能，就是決定哪個月是閏月，因為一年可能會出現第13個月。中國傳統規定，冬至所在的那個月份是11月，如果這一年有13個月的話，沒有中氣的那個月被定為閏月。
這個其實很容易理解，就是把12個中氣放到13個月裡面，所以總會有一個月里是沒有中氣的。
黃道24節氣圖
德國傳教士湯若望，把中國的24節氣，從原來的平氣法改為了定氣法。
平氣法就是把一個回歸年365.22422天是從時間上平均分成24份，對應的每個時間點是一個節氣開始的時間。這樣的時間只能用算數去算出來。
他把24節氣修訂為太陽在黃道360度上每經過15度為一個節氣，也就是從太陽的角度或高度上確定節氣，這樣節氣也就可以進行直接觀測了。
順便說一下，其實有很多的字眼兒在中文裡就是在中西方文化交流的時候形成的。
比如說我們今天一天有24小時，為什麼要叫小時，它小在哪裡呢。因為中國古代把一天分成12個時辰，24小時，每個小時正好對應中國時辰的一半，所以才會成為小的時辰。
再比如我們把15分鐘叫做一刻，這也是傳教士湯若望根據西方天文學習慣定下來的。中國以前曾經把一天分成一百刻。
革新和守舊
立法改革的成果就是崇禎曆書。可是這本書還沒有來得及使用，明朝就滅亡了。
清朝的時憲歷就是根據崇禎曆書（當然改了個名字，叫做西洋曆法新書）來制定的，這個曆法在清朝的時候又經過幾次調整，一直用到了清末。
所以在清朝的時候，有幾任欽天監的監正，也就是相當於現在國家天文台的台長就是由傳教士來擔任的。
所以這就是我們今天看到的古觀象台的「身世」，在這台上是南懷仁等人建造的八件西洋天文儀器，主要是根據丹麥天文學家第谷的設計製造的。在他的台下，是根據郭守敬的設計製造的簡儀。
其實在清朝初年的時候，還有不少郭守敬的青銅儀器留下來，但是在康熙時期，為了製造新的儀器把郭守敬的大部分天文儀器給融化掉了。這大概也是一種「廢舊立新」的隱喻吧。
明末清初，傳教士在中國待了200多年，給中國帶來了第一次帶來了歐洲文化，包括我們今天學習的科學和數學。
但是從康熙年間開始，因為政治上的原因，開始禁止天主教的傳播，到1720年，康熙下旨禁止傳教。
康熙是讓我們覺得非常複雜的一個皇帝。清宮戲裡把他描寫的英明神武，非常的偉大。
但是在科學交流上來說，他是有功也有過。康熙有好幾個傳教士做老師，他本人也是非常熱衷於學西方學問的。他曾經自己說過，專心於天文曆法十餘年。
但是他學習天文，或者其他學問的目的，並不是為了推廣這門學問，而是為了向大臣們炫耀，尤其是那些漢族大臣。
比如在李光地的日記中有記載，康熙跟大臣們到南京視察去觀看星象，看到了老人星。李光地為了奉承皇上說根據書本上說，老人星見，則天下太平。
康熙訓斥他說，這都是胡說八道，老人星本來就在南方，所以從北京是看不見的，到了南方就看見了，跟太平不太平沒什麼關係。
可是傳教士們也記得這件事兒，記載了什麼呢？原來前一天晚上，康熙專門派他的侍衛去問過傳教士們老人星在哪裡，怎麼去找到。
看來康熙皇帝真是個戲精啊，他已經自己排練過一遍了，今天提問時是專門為了訓斥一些大臣，才這麼去表演的。
更糟糕的是，當康熙學完西方的學問之後，提出了一個「西學中源說」，他說凡是天文曆法計算的原理，皆出自易經，即使西洋演算法也是好的，但是那也畢竟原來都是中國的。
這就讓人很無語了，但是他畢竟是個皇帝，他提出了這個號召之後，其他的大臣甚至學者也就紛紛附和。事實上這樣做也就中斷了中西方學問的交流。
我們把康熙和牛頓生活的年代做個對比。我們就可以看到康熙的做法對中國科學的發展來說是多麼不利的。康熙皇帝比牛頓要小11歲，比牛頓早去世五年。（看來還是科學家活的時間長，比皇帝都長）。
這個時候正好是歐洲科學革命，從哥白尼開始，到牛頓完成的時間。在此之前，西方傳教士傳授給中國人的，還是當時佔據主流的地心說。但這個時候，歐洲的科學發現是迅速增加的。但恰恰就在這個時候，康熙皇帝的命令，讓中國的學者們停止了學習。
歷史的線索就是這樣草灰蛇線，影響深遠。中國的皇家是那麼重視天文學，以至於要壟斷天文學，禁止普通人進行學習。
但是天文學家恰恰是科學發展的基礎。所以從這個意義上來說，康熙不僅僅是斷送了中國發生科學革命的可能性，更斷送了大清王朝在200年之後的命運。
因為西方人正是利用科學革命發展出來的成果，打敗大清朝，從而佔領很多殖民地的。
作者
孫正凡
主辦方
承辦方
※康熙不肯跪孔子墓，一大臣遮住墓碑上一字後，康熙馬上下跪磕頭
※回顧經典史劇《康熙王朝》孝庄最善用的就是隱忍、平衡之術！
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