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書名靈憲
朝代東漢
作者張衡
【描述】

東漢天文學家張衡編著。其中說:「中外之官,常明者百有二十四,可名者三百二十,為星二千五百,而海人之占未存焉。微星之數,蓋萬一千五百二十。」顯示自司馬遷以後的二、三百年中,中國天文學家觀測和記錄的星數大大增加。又指出:「月光生于日之所照,魄生于日之所蔽。當日則光盈,就日則光盡也……當日之沖,光常不合者,蔽于地也,是謂『闇虛』。在星則星微,遇月則月蝕。」說明月光是反照日光的結果,及月之盈虧形成等原理。另外又提出:「宇之表無極,宙之端無窮。」認為我們所在的天地是有限的;但天外有天,在我們的天地之外,還有無窮無盡的世界。

張衡還在《靈憲》中討論了天地的起源:「太素之前,幽清玄靜,寂寞冥然,不可為象。厥中惟虛,厥外惟無,如是者永久焉。斯謂溟涬,蓋乃道之根也。道根既建,自無生有,太素始萌,萌而未兆,並氣同色,渾沌不分。故《道志》之言云:『有物渾成,先天地生』。其氣體固未可得而形,其遲速固未可得而紀也。如是者又永久焉,斯謂龐鴻,蓋乃道之干也。道干既育,萬物成體,于是元氣剖判,剛柔始分,清濁昇位,無成于外,地定于內,天體以陽,故圓以動,地體于陽,故平以靜。動以行施,靜以合化,堙鬱构精,時育庶類,斯謂無元,蓋乃道之實也。」張衡把天地萬物的生成演化概分為三個階段,稱為「溟涬」、「龐鴻」及「天元」。「溟涬」是道的「根」基,是形成天地的原始物質處于虛無無形的「太素之前」階段;第二階段是「龐鴻」,是「道」發育的枝「幹」,物質從無形變為有形,無氣連在一起,顏色相同,渾沌不清;最後是「天元」,是「道」結的果「實」,萬物逐漸有了形體,元氣各自分開,有了剛、柔和清、濁之別,然後天地形成,萬物滋育。

《靈憲》是張衡積多年的實踐與理論研究寫成的一部天文巨著,也是世界天文史上的不朽名作。該書全面闡述了天地的生成、宇宙的演化、天地的結構、日月星辰的本質及其運動等諸多重大課題,將我國古代的天文學水平提升到了一個前所未有的新階段,使我國當時的天文學研究居世界領先水平,並對後世產生了深遠的影響。

《靈憲》的天文學成就:

第一,論述了宇宙的起源和宇宙的結構。關於天地的生成問題,《靈憲》認為天地萬物是從原始的渾沌未分的元氣發展來的。元氣最初渾沌不分,後來才始分清濁,清氣和濁氣相互作用,便形成了宇宙。清氣所成的天在外,濁氣所成的地在內。這種天體演化思想,是從物質運動的本身來說明宇宙的形成,認為宇宙結構不是亙古不變的,而是不斷發展變化的。這些觀點,與現代宇宙演化學說在基本原理上是相通的。

第二,月食的成因。在渾天說的基礎上,科學地闡述了月食的原因。張衡在《靈憲》中寫道:「月光生於日之所照;魄生於日之所蔽。當日則光盈,就日則光盡也。」(大意為:月亮本身是不發光的,而是太陽光照射到月亮上,月亮才折射出光,太陽光照不到的地方則出現虧缺,正所謂「月有陰晴圓缺」。如果月亮進入地影──張衡將地影取名叫「暗虛」,就會發生「月食」。)可見,《靈憲》對月食原因的解釋是很科學的。

第三,宇宙的有限性和無限性。雖然張衡把天比作一個雞蛋殼,把地比作蛋殼中的雞蛋黃,但他並不認為硬殼是宇宙的邊界。關於宇宙的有限性和無限性,一直就是古今中外天文學界長期爭論的一個問題。張衡在撰寫《靈憲》時,受到了楊雄《太玄經》中一些天文觀點的影響,但在宇宙的無限性上卻沒有遵循楊雄觀點,而是自有見解。張衡認為,人們目之所及的宇宙世界是有限的,但在人們目之所及之外呢,就「未之或知也。未之或知者,宇宙之謂也。宇之表無極,宙之端無窮。」

第四,測日和月的平均角直徑值。張衡實測出日、月的角直徑是整個周天的1/736,轉換為現行的360度制,即29度21分,這與近代天文測量所得的日和月的平均角直徑值31'59"和31'5"相比,絕對誤差僅有2'。囿於兩千多年前的科學技術水平及觀測條件,這個數值可以說是相當精確的。

第五,重製載星三千的新星表。張衡在認真觀察天體的基礎上,對前人留傳下來的好幾種星表作了整理、匯總,建立了恆星多達三千的新星表。據《靈憲》載,其中」中外之官常明者百有二十四,可名者三百二十,為星二千五百,而海人之占未存焉「。張衡所制星表,不僅大大超於前人,也為後世所不及。漢末戰亂,張衡所製星表失傳。晉初陳卓建立的星表,有星1464顆,僅為其半。直到清康熙年間,用望遠鏡觀察,方過三千之數。可見,張衡星表的亡佚,是我國天文史上的重大損失。

第六,五星的運動。關於五星的運動問題,張衡提出:日、月、五星是在天地之間運行,而非在天球壁上運行。並且,這七個天體運動的速度各不相同,「近天則遲、遠天則速」。所謂天,是指設想中的天球壁,也就是說距地近則速度快,距地遠則速度慢。按照五星距地的遠近及運行的遲速,他將五星分為兩類:水、金二星,距地近,運動快,附於月,屬陰;火、木、土三星,距地遠,運動慢,附於日,屬陽。他繼承傳統,將星體運行方向分為順行、留和逆行,雖然這種觀點是錯誤的,但他試圖追索天體運動的力學原因的探求方向卻無疑是正確的。張衡雖然還不知道行星,包括地球都是繞太陽而行的,但他確實已經發現行星運動的速度與運轉中心體的距離有關。可惜,這種正確的思想沒有引起後世的足夠重視,而在很大程度上限制了中國天文學的發展。直到17世紀,開普勒在哥白尼太陽系學說的基礎上,指出行星運動的三大規律,而其中之一,便是行星速度和公轉週期決定於行星與它運轉中心體太陽之間的距離。

《靈憲》是我國古代天文學史上最傑出的天文學著作之一,也是我國天文學發展到達一個新高度的里程碑,雖然其中還有一些錯誤和不足,但在天文學史上的意義並不因此而遜色。

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