中國古人在對天象的觀測和歷法的制定上起步很早，早在戰(zhàn)國時期的魏國，就出現(xiàn)了一位名叫石申的天文學(xué)家，他與楚人甘德測定并精密記錄下的黃道附近恒星位置及其與北極的距離，是世界上最古老的恒星表。他還系統(tǒng)地觀察和記錄了五大行星的出沒規(guī)律。到了元朝，天文學(xué)家郭守敬制定出了當時世界上最先進的一種歷法，叫做《授時歷》。

因他們作出的卓越貢獻，他們的名字連同另外三位中國古代科學(xué)家（祖沖之、張衡、萬戶）的名字一起，被用來命名月球背面的五座環(huán)形山。不過，天象的觀測和歷法只是天文學(xué)很小的一部分，并沒有深入到天體運行的本質(zhì)規(guī)律中。

什么是歷法呢？從本質(zhì)上說，歷法就是我們?nèi)祟悓μ?、月亮詳細觀測記錄的大綜合，越是精確的歷法，越能體現(xiàn)歷法制定者對天體運動位置的觀測精度。在這一點上，古代中國人無疑是走在世界最前列的。

古代中國擁有世界上最成建制的天象觀測機構(gòu)，并且對負責(zé)人有著極為嚴苛的要求，如果耽誤了天象觀測的記錄，最嚴重的甚至?xí)豢愁^。因此，在歷朝歷代都極為重視天象記錄的傳統(tǒng)文化下，中國人的天文觀測記錄是世界上最詳細、最整齊、最規(guī)范的，沒有之一。按道理，中國人沒有理由不率先認識到太陽系的真相，可惜遺憾的是，一直到明清時期，在中國的知識分子中，最主流的思想依然認為天圓地平，依然認為所有天體都繞著地球轉(zhuǎn)。

在古代中國，主要流行著三種關(guān)于天地結(jié)構(gòu)的思想，分別是蓋天說、宣夜說和渾天說。現(xiàn)在我來簡單地介紹一下這三種思想。

蓋天說認為天圓地方，也就是“天圓如張蓋，地方如棋局”，這也是最早的有關(guān)天地結(jié)構(gòu)的文字記錄，最符合人們的視覺體驗，與全世界人民最初的想法都是一樣的。

宣夜說解釋起來稍微麻煩一點，這個派別認為：天就是由無盡的氣組成的，日月星辰全都漂浮在無邊無垠的氣體中。但是我查遍資料，也沒查到宣夜說怎么描述天地關(guān)系以及大地的形狀，權(quán)且認為宣夜說不太關(guān)心地，只關(guān)心天。

渾天說則是中國古代流傳最廣、影響也最深的一種天地觀，代表人物之一是張衡，他在《渾天儀注》這本書中這樣寫道：“渾天如雞子，地如蛋中黃，孤居于內(nèi)，天大而地小?！?/p>

有很多人誤以為張衡的這句話表明他已經(jīng)認識到大地是圓形的，實際上在學(xué)術(shù)界這種誤解是不存在的。比如，在南京大學(xué)出版社的《圖解天文學(xué)史》的第63頁寫道：“還須指出，中國古代在天地結(jié)構(gòu)圖像上，蓋天說和渾天說兩派都沒有明確認識到地球是球形的”。

另外一本由中國科學(xué)技術(shù)出版社出版的學(xué)術(shù)專著《中國古代天文學(xué)思想》的第132頁，作者寫道：“從張衡以后到元代以前很長的年代中，幾乎沒有人明確從張衡的上述比喻引出地球是圓球體的結(jié)論，張衡自己大約也不曾將雞蛋黃的形狀直接作為地形的比喻，因為他僅是說“地如蛋中黃”，而不是說“地形如蛋中黃”。在這本學(xué)術(shù)專著中，作者詳細地把張衡以及所有渾天學(xué)派的文字記載列出，并逐一做出了具體的考證，最后給出了一幅渾天說對天地結(jié)構(gòu)描述的示意圖，這幅圖如下：

圖4-1　張衡渾天說示意圖

從這幅圖我們可以看到，大地是漂浮在水面上的一個半球形，水面上的部分是平的，水面下的部分是個半球形，日月星辰繞著大地旋轉(zhuǎn)，日月星辰時而掛在天上，時而落入水下。是的，古代中國人確實認為日月星辰都是可以在水中穿梭的。

如果把我們現(xiàn)在已知的天地結(jié)構(gòu)作為標準答案，那么渾天說似乎更接近真相一些。但在我看來，從科學(xué)精神的角度而言，這三種學(xué)說其實并無高下之分，因為它們都是從最感性的觀察體驗出發(fā)，然后用哲學(xué)思辨的方式去研究問題、解決問題。

與古希臘的那些先哲們相比，中國的古人沒有萌發(fā)出幾何學(xué)的思想，也沒有建立最基本的數(shù)學(xué)模型概念。我們的歷法對日食、月食以及五星運動的預(yù)測，基本上都是建立在統(tǒng)計規(guī)律之上，并非建立在幾何學(xué)模型之上。因而我們對天體運動的預(yù)測誤差很大，尤其是在預(yù)測五星運動上，基本上都不太靠譜。

有讀者可能會在網(wǎng)上查到，中國古代對五星的會合周期測算得極為精確。其實，會合周期指的是地球、太陽、行星三者相對位置循環(huán)一次的時間，這個只要肯下功夫，測量精確并不難。

從技術(shù)難度上來說，與測量一年有多長是沒區(qū)別的，但要預(yù)測任意時間點五星在天空中的位置，那可完全不是一個概念了，難度大了不只一個數(shù)量級。我知道我這樣說又會讓不少人心里不舒服了，這不是長他人志氣，滅自己威風(fēng)嗎？

說實話，我也跟你一樣熱愛自己的民族，我也希望咱們中國人能在天文學(xué)史上書寫下更重要的篇章，但是我實在找不到相關(guān)的證據(jù)??！我在網(wǎng)上也找到過一些文章，把中國古人的天文學(xué)成就大大地夸贊一番，但科學(xué)精神講究實證和邏輯，凡事要講證據(jù)、講邏輯，經(jīng)得起考證和推敲。

我自己看了一些嚴肅的出版物，除了前面提到的那兩本書外，還有一本陳方正教授的學(xué)術(shù)專著《繼承與叛逆——現(xiàn)代科學(xué)為何出現(xiàn)于西方》，基本的結(jié)論也大致是差不多的，即承認中國古代的歷法和天文觀測記錄是全世界同期里面最厲害的，但同時也承認，現(xiàn)代天文學(xué)的發(fā)展基本上跟咱中國人沒有什么關(guān)系。

如果要正兒八經(jīng)地講人類天文學(xué)史（注意有一個“學(xué)”字，也就是把天文作為一門學(xué)科），那只能從古希臘開始，然后講到文藝復(fù)興時期的歐洲，中間有一些旁支可以延伸到古阿拉伯和古印度，但很難拐到中華文明上來。不過呢，雖然在學(xué)科發(fā)展史上我們沒啥可自豪的，但中國古代的天文觀測記錄和歷法的制定，卻對現(xiàn)代天文學(xué)的研究有著不小的貢獻，很多歷史上的特殊天象的記錄咱們都是獨一份。

為什么中國人無法像古希臘人那樣發(fā)展出以幾何學(xué)為基礎(chǔ)的天文學(xué)呢？我認為，究其根本原因，是政治和文化決定了這一切。在皇權(quán)主宰下的天朝，一切朝廷機構(gòu)都是為皇權(quán)服務(wù)的，天文觀測機構(gòu)當然也不能例外。在中國的傳統(tǒng)文化中，天象是人間禍福的啟示，皇帝是真命天子，而天象則是“玉帝”（也就是皇帝他老爸）給天子傳達的旨意，沒有人會懷疑、也沒有人敢懷疑這一點。但為啥玉帝給他兒子傳達旨意不用明確的文書，而非要用含糊不清、可以被任意解讀的星星的排列來達到目的，就沒有人去深究了?？傊?，古代中國人相信凡是老祖宗流傳下來的東西都是對的（這似乎并不是古人的專利，現(xiàn)在依然有很多人這么想）。

在這樣的政治和文化背景下，中國古人自然不需要去思考為什么火星會時而順行時而逆行這種問題，哪怕火星今天晚上在東邊，明天晚上突然跑西邊去了，也不太會引起他們的困惑。

很簡單，五大行星是上天的旨意，它們在任何位置都是由上天決定的，我們要做的只是去認真解讀它們的含義，而不是去想為什么。古代中國人的宇宙觀非常的樸素和恒定，幾千年來幾乎沒有變化：大地是平的，天就像一個穹頂，恒星固定在穹頂上，每天繞大地轉(zhuǎn)一圈。穹頂?shù)纳厦孀≈山绲纳裣?，月亮是嫦娥的宮殿，太陽也是玉帝造出來給凡人帶來光明和溫暖的（最早的時候有10個，被后羿射了9個下來）。

而五大行星則是“天象”的基本構(gòu)成要件，玉帝就用這些星星的位置，還有偶爾放出的一些“信號”，例如掃帚星（彗星）、客星（新星、超新星）、流星等給天子傳達上天的旨意。所以，皇帝要專門安排一個機構(gòu)每天晚上接受旨意，要是膽敢哪一天漏掉了玉帝的旨意，那可是相當嚴重的瀆職，如果因此產(chǎn)生了嚴重的后果，比如災(zāi)荒隨之而來，那么這個天文記錄官就要被砍頭。因此，你想想就明白了，在這樣的背景之下，我天朝的天文官員怎么可能還會去思考柏拉圖、托勒密們思考的東西呢？

再來說說每個中國人一提起古代中國的天文學(xué)，腦中都會冒出的一個詞——“渾天儀”。這“渾天儀”到底是干嘛用的，科技含量到底高不高，這些問題恐怕大多數(shù)人都似懂非懂。

實際上，從來沒有一個儀器叫做“渾天儀”，只有叫做“簡儀”、“渾儀”、“渾像”這樣的裝置，它們被一些非專業(yè)類的書籍統(tǒng)稱為“渾天儀”，這些裝置都只有一個目的，那就是為了標明天上恒星的位置。每種裝置根據(jù)復(fù)雜程度和精度的不同取不同的名字。

換句話說，中國古人要給天上所有的“星宿”畫一副“天圖”，就得發(fā)明一種裝置來準確一點地測量出星宿與星宿之間的相對“距離”（準確地說是角度）。我們現(xiàn)在都知道，從地球上看過去，恒星的視運動是每天繞北極星一圈和每年繞地一周的運動合成，因此古代中國的這些“渾天儀”裝置，最復(fù)雜的就是能同時模擬這兩種視運動，并且與觀測記錄基本相符。而所有的“渾天儀”裝置都不會去標五大行星的位置，因為五大行星的位置在所有的歷法中，都推不準，更不要說去模擬它們的運動了。

每當皇上提出對歷法的質(zhì)疑時，大臣們基本上都是這樣解釋的：“此皆上天佑德之應(yīng)，非歷法之可測也?！闭\懇地說，這個裝置的科技含量并不很高，因為恒星之所以稱為恒星，那就是因為它們幾乎是掛在天穹上固定不動的，非常容易模擬它們的視運動。

關(guān)于中國人的天文學(xué)思想我就蜻蜓點水地講到這里，我們回到正題上來。

托勒密的宇宙模型建立之后，歐洲就進入到了黑暗的中世紀，這段黑暗的時期整整持續(xù)了1000年之久，天文學(xué)的發(fā)展基本處于停滯狀態(tài)。托勒密的宇宙模型可以簡稱為“地心說”，顧名思義，就是說這個宇宙模型的核心觀點認為地球是宇宙的中心，日月星辰全部繞著地球轉(zhuǎn)。在長達15個世紀的時間里，歐洲所有大學(xué)中的天文學(xué)教科書就沒有變過，一代又一代的教授在講臺上向?qū)W生們傳授著托勒密的宇宙模型和繁瑣的天文計算方法。今天，就是幼兒園的小朋友都知道，托勒密的地心說是錯誤的，然而地心體系的崩潰絕不是一件輕松和簡單的事情。

公元1473年2月19日，中國正處于大明王朝成化九年，在波蘭的維斯特拉河畔的小城托倫一個富有的商人家庭中，一名男嬰呱呱墜地，正是這名男嬰日后敲響了托勒密地心說的喪鐘，他就是哥白尼（Nikolaj Kopernik,1473年～1543年）。