明清时期中西宇宙观念的会通——以日月五星左右旋问题为例，本文主要内容关键词为：为例论文,明清论文,中西论文,日月论文,宇宙论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图分类号 N092:P1-092文献标识码 A 文章编号 1673-1441（2009）01-0151-09
科学革命之前的西方天文学发展史就是一部解决行星运动问题的历史，对该问题的探索在中国则表现为日月五星左旋说与右旋说的论争。这一论争持续了上千年。对于其历史研究大约可以以明末清初的历算家王锡阐（1628—1682年）为界——在他之前的论争，陈美东已经在《中国古代日月五星右旋说与左旋说之争》[1]中进行了细致的考证；在他之后的论争，也有学者进行了研究①。本文将在前人工作的基础上，详细考虑中国日月五星左右旋问题的内在矛盾，并和古希腊的情形进行对比以揭示中国学者在解决这些矛盾时所面临的困难，最后分析明清时期在西方天文学传入的背景下的新进展及其与西方宇宙观念的关系。
1 左旋还是右转？
中国左旋说和右旋说问题的实质就是为了解释日月五星的运动问题。古人面对北方观测，把星体从东向西的运动称作左旋，反之则为右旋。中国古代的左旋说者认为：
《夏历》列宿日月皆西移，列宿疾而日次之，月最迟。故日与列宿昏俱入西方，后九十一日，是宿在北方，又九十一日，是宿在东方，九十一日，在南方。此明日行迟于列宿也。月生三日，日入而月见西方；至十五日，日入而月见东方，将晦，日未出，乃见东方。以此明月行之迟于日，而皆西行也。（《宋书·天文志一》）
右旋说者认为：
天旁转如推磨而左行，日月右行，随天左转。故日月实东行，而天牵之以西没。譬之于蚁行磨石之上，磨左旋而蚁右去，磨疾而蚁迟，故不得不随磨以左迴焉。（《晋书·天文志上》）
让我们凭借经验来揣测一下古人认识日月五星运动的过程。在最早时期，古人最先看到的天象一定是满天星斗的东升西落现象，并由此产生第一个计时单位“日”的概念。当观测的足够精细，人们便会发现其中的某些天体运动得比较慢，并且慢的程度也有差异，于是人们便从恒星背景中识别出了土、木、火、日、金、水、月七颗“行星”，并能比较它们速度的大小。当再对这些“行星”进行常年累月的持续观察，人们便又发现其中的一些星在恒星背景上缓慢退行的路径很奇特：有时顺行，有时逆行，有时又停滞不前。“我国战国时期的甘德、石申已经注意到行星运动路径的描述，‘勾巳’就是用于这种描述的专有名词”[6]。并且从出现在《左传》和《国语》里的岁星纪年法来推断，我国至晚在春秋中、后期时就知道了木星在星空中绕行一周时间是11.86年，约合12年1周。这些证据都表明我国大约在春秋战国便已经能区分周日运动和行星沿着黄道的独立运动。能够区分这两种运动，在人类早期天文学发展上是不小的进步，古希腊至晚到毕达哥拉斯那里就能区分这两种运动了。（[7],40页）
合理地揣测古人认识行星运动的过程的好处是它可以帮助我们理解一些问题的细节，甚至给那些找不到资料证据的问题提供一种可能的答案。这些问题就包括如左旋说何以产生，它真是为了克服右旋说的缺陷才产生的吗②？早期希腊天文学是如何得出行星近似正确的顺序的呢；排除外来传播的可能，这种顺序真是碰巧猜对的吗？（[7],42页）根据笔者分析，左旋说的方案显然比右旋说原始粗糙，它虽然不存在右旋说的致命弱点，但它对实际天象的解释显然不如右旋说合理，例如左旋说不能解释诸如一年四季太阳出没方位与昼夜长短变化、太阳南中天高度升降以及日月视运动的周期性变化等。从左旋说的缺点来看，它尚不能明确地区分日月五星的周日运动和日月五星沿黄道的独立运动。因此左旋说的产生不太可能比右旋说更晚，它可能是人类从恒星背景中识别出行星之后就产生的一种更为原始的天象认识。在这种左旋理论的认识下，观测到行星速度差异不太困难，只需要连续花几个月的时间，便可以观察到它们在恒星背景上位移的多少，由此比较出它们速度的快慢来。我国明代学者吴澄在《答人问性理》中对左旋说做出的明晰阐述从某种程度上说可以印证这种猜测：
……天行最速，一日过太虚空盘一度；镇星之行，比之稍迟，于太虚空盘略过了些子而不及于天，积二十八个月则不及天三十度；岁星之行比镇星尤迟，其不及于天，积十二个月与天争差三十度；荧惑之行比岁星更迟，其不及于天，积六十日争差度三十度；太阳之行比荧惑又迟，但在太虚之盘中，一日行一周匝，无余无欠，比天之行一日不及天一度，积一月则不及天三十度；太白之行稍迟于太阳，但有疾时，迟疾相准，则与太阳同；辰星之行又稍迟于太白，但有疾时，迟疾想准，则与太白同；太阴之行最迟，一日所行比天为差十二三四度，其行迟，故退数最多，……今次其行之疾迟：天一、土二、木三、火四、日五、金六、水七、月八。（[8],507页）
根据他的数据，如果假定行星相对于恒星差五度古人凭肉眼就可以清楚地观察出来，那么只需连续观测半年就可以比较出行星之间速度的差异，得出“天一、土二、木三、火四、日五、金六、水七、月八”的排列次序，而无需借助于随意猜测。古希腊人可能就是根据这样的简单观测，认为“携带着各行星的一些旋转球体是按照其速度顺序排列的：土星的运动速度几乎同恒星一样快，三十年才滞后一圈，被安排于众恒星的紧内侧；然后是木星、火星、太阳；金星和水星则恰好安排在太阳的内侧与外侧……”（[7],40页）
2 “天有重数”和“七政异天”
中国日月五星左右旋的争论基本上是在浑天说和盖天说的天地结构中进行的，左旋理论也可能受到了宣夜说宇宙思想的影响。对于没有地球自转观念的古人来说，要解释日月五星运动的每一种运动都面临着极大的困难。以天体的周日运动为例，天体离地球距离非常远，怎么可能会以24小时一周的速度高速旋转，并且这种旋转还是那样地整齐划一？下面看明清时期一个普通学天文的人在这个问题上产生的困惑：
令望曰：“谓天无体，以二十八宿为体，不知二十八宿有所丽乎，无所丽乎？列宿至众，即不能共为一体，安得指为天体？况又无所系属，若鸟飞空而鱼游于渊，必将前后左右参错分拿，然而自古至今，垂象若一，不得谓之无所丽也，即有所丽，则所丽即天，不得谓天无体也。”（[9],598页）
天“有体”还是“无体”，这可能是对天感兴趣的人都要产生的疑问。在地球静止不动的观念下，对于满天星斗整体划一、24小时一周运动的最好解释就是：想象一个完全透明、内部镶嵌着恒星和日月五星的球壳或者是半球壳，并且让这个巨大的球或者半球以24小时一周绕南北极旋转的模型。在这一点上，中国和希腊走着几乎相同的路径。中国最古老的盖天说认为：
天圆如张盖，地方如棋局。……天形南高而北低，日出故见；日入下，故不见。天之居如倚盖，故极在人北，是其证也。极在天之中，而今在人北，所以知天之形如倚盖也。（《晋书·天文志上》）
由东汉张衡发展完备的浑天说则认为：
《浑仪注》曰：“浑天如鸡子，地如鸡中黄，孤居于内，天大而地小。……周天三百六十五度四分度之一。又中分之，则一百八十二度八分之五，覆地之上，一百八十二度八分之五，绕地之下。故列宿半隐半现。其两端谓之南北极，北极乃天之中也，在正北，出地上三十六度，然则北极上规径七十二度，常见不隐；南极天之中也，在南，入地三十六度，南极下规七十二度，常伏不见，两极相去一百八十二度强。赤道横天之腹，在南北二极各九十一度十六分度之五。”（《开元占经》卷1）
中国汉代有没有地圆概念是一个颇具争议的问题。但是在古希腊，地圆观念经过经验证明，已经被毕达哥拉斯（Pythagoras）及其弟子们所普遍接受。基于地圆说，毕达哥拉斯描绘了一个这样的天空体系：
关于天空体系，他们描绘了一个到处栖居着人的圆形地球，被各携带一个天体的同轴透明球体所围绕。最里面的球体携带着月球，它显然比其他天体更接近地球。最外面的球体携带着恒星。而中间的各球体携带着水星、金星、太阳、火星、木星、和土星。（[7],41页）
这是毕达哥拉斯对天层的安排，最外层的恒星球层带动里边的各层球做周日运动。中西宇宙论的分歧也在此出现：无论是盖天说的半球还是浑天说的整球，中国的天球都是一层薄薄的球壳，恒星如同钉子钉在天球上，而日月五星则如磨盘上的蚂蚁附着在天球上运动；古希腊的天球是一种层层包裹的体系，日月五星以月亮、水星、金星、太阳、火星、木星、土星依次渐远的顺序，在各自球上随天转动。
中国古代不乏天球分层的观念，首见于屈原的《天问》。其文曰：“圜则九重，孰营度之？”屈原《天问》已经成为了千古奇文，它不仅是诗人浪漫瑰丽想象的结果，也是屈原以前中国古人所思考的宇宙普遍问题的诗意表达。另外，《淮南子·天文训》也有：“天有九重，人有九窍”的说法。因此有人推测，九重天的观念，在战国时期也许是相当流行的，到西汉前期人们对此也还不陌生（[8],78—79页）。凭借屈原的诗句和《淮南子》的记载，我们难以想象古代的九重天究竟是什么样子，是不是日月五星各居其一？但是把它视为中国天球分层概念的源头也没有多大问题。
东汉张衡的《灵宪》对天体分层有一种比较清楚的表述：
文耀丽乎天，其动者七，日月五星是也，周旋右回。天道者贵顺也，近天则迟，远天则速。行则屈，屈则留回，留回则逆，逆则迟，迫于天也。（[8],197页）
《灵宪》论述的是日月五星的远近和速度：它们离天越近，速度越慢；离天越远，速度越快。至此以后，中国文献中似乎再没有出现过“九重天”的概念，也再没有人提及到日月五星距离地球有远近，尽管文献中保存了那么多的月掩星、行星互掩的记录，也知道日月食的大致成因。那么是什么导致“九重天”概念消失的呢？为什么中国就没有产生日月五星距离地球有远近的概念呢？回答这两个问题，就如同回答为什么中国科学在近代落后了和中国为什么没有产生近代科学一样，只能是一种可能性的猜测。问题可能不成为问题，但是对于问题的思考却是有价值的，它能引导研究者接近历史的真实。
西汉时期是中国古代最主要的关于天地大型结构理论——浑天说蓬勃兴起的年代。浑天说经过“落下闳营之，鲜于妄人度之，耿中丞象之，几乎莫之能违也。”（西汉·扬雄：《法言·重黎》）有这3位的提倡，浑天说不仅发展成了与盖天说可以抗衡的宇宙理论，甚至还在竞争中占了优势地位。浑天说在解释日月五星运动时，采用了盖天说最先提出的右旋理论，只是用圆形的天球代替了盖天说磨盘，“蚁行磨上”的比喻也改成了“日月皆附黄道，如蚁行硙上”（《宋史·律历十三》）。在浑天理论框架中建立起来日月五星右旋说最终也占据了主导地位，从西汉至东汉的重要天文学家或者流派，如西汉的刘向、《淮南子·天文训》的作者、东汉的班固、张衡和王充支持右旋说，批评左旋说。右旋说从根本上排斥任何形式的天球分层观念和日月五星距离地球有远近事实，这也可能导致“九重天”观念最终消亡的原因之一。尽管张衡是浑天说的集大成者，并且也可能由于认识到了行星距离地球有远近的事实而拒绝使用“蚁行磨上”的比喻，但是张衡也没有更好的办法来解决行星运动“右中有左”的问题。
看一看古希腊人在这个问题上所付出的努力便可以理解中国右旋说的困难程度。古希腊天体分层的概念由来已久，到毕达哥拉斯那里基本上已成定式。这样的天地结构，加之静止的地球观念，古希腊在解决行星运动问题上走过了漫长而困难的道路：必须为各个行星设计一个实体的球或者是轮子，以便于最外层的恒星天将周日运动传递给内层的行星。这种设计到亚里士多德（Aristotle）水晶球体系那里就走到了头。在这种理论框架下解释行星运动的所有观测事实，如行星的逆留和亮度变化并考虑物理实在问题就会变得非常困难，因此古希腊天文学走向了数学化的道路，最后设计出了极其复杂的本轮均轮几何模型。这种局面直到哥白尼（N.Copernicus,1473-1543）重新提出“日心说”以后才得到了改变的契机。
正因为右旋说的缺陷是根本性的，也使得左旋说虽遭大多数天算家的批评却仍然具有持久的生命力，并且到宋代以后又焕发新的生机。宋以后的左旋说是伴随着“气旋说”、“天体分层”等概念的出现而再次兴盛起来的。最先阐述这种观点是北宋大哲学家张载。他在《正蒙·参两篇》中说道：
常星不动，纯系乎天，与浮阳运旋而不穷者也，日、月、五星逆天而行，并包乎地者也。地在气中，虽顺天左旋，其所系辰象随之，稍迟则反移徙而右耳。
间有缓速不齐者，七政之性殊也：月阴精，反乎阳者也，故其右行最速；日为阳精，然其质本阴，故其右行虽缓，亦不纯系乎天，如恒星不动；金、水附日前后进退而行，其理精深，存乎物感可知矣；镇星地类，然根本五行，虽其行最缓，亦不纯系于地也；火者亦阴质，为阳萃焉，然其气比日而微，故其迟倍日；惟木乃岁一盛衰，故岁历一辰者，日月一交之次，有岁象也。（[8],462页）
清代历算家王锡阐在《晓庵新法》自序中说：“至宋而历分两途：有儒家之历、有历家之历。儒者不知历数，而援虚理以立说；术士不知历理，而为定法以验天。”[10]张载对日月五星运动的解释显然是儒者论历，是援虚理以立说。天体分层的思想到北宋朱熹时才又被重新想起，他的思想表现在和弟子的两段对话和一些文章片段中。
问：天有形质否？
曰：无。只是气旋转的紧，急如风，然至上面极高处，转的愈紧。
问：天有形质否？
曰：只是旋风，下软上坚，道家谓之刚风。常说天有九重，分九处为号，非也。只是旋有九重耳，但下面气浊而暗，上面至高处，则至清至明矣。
《离骚》有九天之说，注家妄解云有九天，据某观之，盖天运行有许多重数，里面重数较软，至外面则渐硬，想到第九层，只是硬壳相似，那里转得又念紧矣。（[8],506页）
朱熹虽然没有明确表述自己支持左旋说，但从他赞赏张载和自己弟子的话语中可以推测，朱熹最后也是相信左旋说。朱熹之后，左旋说与“天体层次”的思想继续发展着，及至明代的黄润玉在《海涵万象录》中更指出：
天之南北二极如倚杵，天体如磨，极如磨心。天体浑是一团气。如磨转，但近心处不大转，在外气愈远愈急。其星为天体，在最远处，次日、次纬星，次月，在内气中至极。
此天之气近地者缓，渐远渐急。七政行迟者在缓气中，行急者在急气中。（[8],508页）
陈美东评论黄润玉的右旋说道：“这是张载、朱熹以来，关于天体层次说和左旋说机理的明确而简要的论述，将天体的左旋明确地统一不同层次的气的左旋和气的推动之下，建立起了明确的天体运动的力学机制”（[8],508页）。但是如两汉时期的左旋说一样，从宋代张载、朱熹到明末黄润玉的左旋说仍然没有和天文观测结合，没有把解释行星的运动当做核心问题去解决，这成了左旋说最大的缺憾。
3 王锡阐的右旋说和梅文鼎的左旋说
明末清初时期由耶稣会士传人的西方宇宙模型——主要是水晶球体系和第谷的宇宙体系以及一些宇宙观念，尤其是“七政异天”的思想，一经传入立刻引起了清初学者们的普遍关注，引起了新一轮的日月五星左右旋的论争。清初的学者非常看重“七政异天”思想，所以据理力争它是中国古代就有的。著名历算家王锡阐说：
《天问》曰：“圜则九重，孰营度之？”。则七政异天之说，古必有之。近代既亡其书，西说遂为创论。[11]
王锡阐的话显然带有民族争胜的情绪。和王锡阐并驾齐驱的历算大家梅文鼎在《历学疑问》卷二中也说：
屈子《天问》：“圜则九重，孰营度之？”，则古有其语矣。七政运行各一其法，此其说不始西人也。（[3],356页）
梅文鼎和王锡阐的话如出一辙，最终也把“七政异天”的思想追溯到了屈原的《天问》篇。
王锡阐是清初讨论日月五星左右旋问题的代表性人物之一。他的《日月左右旋问答》就是通过虚拟他和两个弟子令望和锡纶之间的对话场景，阐明日月右旋说和左旋说是非的文章。文中的很多话虽经由两个徒弟之口说出，但可以看出表达的是王锡阐本人的观点。
令望、锡纶侍于晓庵先生，纵言至于天行。先生曰：“历家言日月右旋于天，而儒者乃云随天左旋，二子何执？”令望曰：“以弟子观之则右旋也。”先生曰：“先儒曰：‘天无体，以二十八宿为体。行日一周而过一度，日行（日）一周不及天行一度，月又不及日行十二度有奇（不及天十三度有奇）’。观其出入卯酉则左旋可知。今子以为右旋，右旋诚是也，然亦有说乎？”……锡纶曰：“列宿丽天，故垂象有常，是信然矣。日月经纬乎天，远近无定，此不丽天而与天并行，互为离合之征也。先儒之言，殆亦未可弃乎”？令望曰：“日月经星各丽一天，而各天之行又皆循于左旋之天，是皆可以管窥表测，知其高卑上下不容诬也。”（[9],598页）
令望谈话的要点有：天有体，二十八宿固定在天上，与天左旋；日月右旋，并各据一层天，并随“左旋之天”左转。令望的话反映出王锡阐支持右旋说，并明确指出日月高卑上下是不争的事实。此外王锡阐还举出了五条观测证据以证明太阳确实是沿黄道向右移动、月亮也是沿白道向右移东[12]。5条证据有些是从西方天文学的概念上发展初来的，如：月亮轨道近地点的移动和二均差的概念、“日月以高卑论视行”和用球面三角形的方法由黄经求赤纬以及对邓玉函“螺旋线说”的质疑都是西方天文学影响的痕迹。需要特别指出的是，《日月左右旋问答》只是针对日月运动来讨论，并不涉及五星的运动。
令望避席而起曰：“日月右旋已无疑义。五星则左旋之中有右旋，右旋之中有左旋，提命虽切未易析也。日晏矣，不敢重烦长者。”先生乃以《五星行度解》授二子，二子受书而退（先生尝著《五星行度解》论五星右旋、左旋之理甚悉）。（[9],600页）
《日月左右旋问答》的结束语引出了王锡阐的另一部重要著作《五星行度解》。在这部著作中，王锡阐在第谷体系的基础上对五大行星运动进行了中国有史以来最为详尽、系统的解释。尽管从某种程度上可以说《五星行度解》因袭了第谷体系，但是王锡阐却对其进行了四点修正。有关王锡阐行星运动理论的研究，可以参看拙文《试论王锡阐宇宙模型的特征》[5]。可以看到王锡阐解决日月五星左右旋问题的方案完全是第谷的几何体系，但是在西方几何模型中讨论天体运动的力学机制却和中国传统的日月五星运动理论的影响分不开。
王锡阐在《日月左右旋问答》中曾道“历家言日月右旋于天，而儒者乃云随天左转”。在他看来历算家一般主张右旋说，而儒学家则主张左旋说。王锡阐的说法倒是比较符合历史事实。只是和他同时代的历算大家梅文鼎却成了一个例外。梅文鼎主张日月五星左旋说。有人曾对梅文鼎的左旋说进行过深入研究[3]。梅文鼎在《历学疑问》所述的左旋说要点如下：
西人之说则谓日月五星各丽一天而有高下，其天动，故日月五星动，非七政自动也。其所丽之天表里通彻，故但见七政之动耳。（[3],353页）
天虽有层次以居七曜，而合之总一浑体，故同为西行也。同为西行矣，而仍有层次以生微差。层次之高下各殊，则所差之多寡亦异，各七曜各有东移之率也。然使七曜所差只在东西顺逆迟速之间，则槽丸、盆水之譬以足也。无如七曜东移皆循黄道而不由赤道，则其与动天异行者，不徒有东西之相违，而且有南北之异向，以此推知七曜在各重之天，皆有定所，而其各天又皆顺黄道之势，以黄道为其腰围中广，而于赤道斜交。非仅如丸之在槽、沙之在水，皆与其器平行而但生退逆也。（[3],353—354页）
天即有重数矣，而惟恒星天最近动天，故西行最速，几与动天相若。自土星以内，其动渐杀，以及于地球，是为不动之处。则是制动之权全在动天。（[3],355页）
槽丸、盆水之譬是明清之际方以智、揭暄和游艺等左旋说者对行星运动的直观猜测和描述。这些人和梅文鼎交往至深，他们的左旋思想同时也深深地影响了梅文鼎。他接受了左旋说并在吸收西方“七政异天”和“宗动天”观念的基础上发展了左旋说——解释了日月五星不仅有东西方向的运动，同时还存在南北方向的运动；克服了左旋说“日月五星无所附着而在空中浮游不定”的困难。更为重要的是，梅文鼎还仿照朱熹的“气旋说”，为日月五星速度快慢的原因进行了解释。总之，梅文鼎的左旋说是一个十足的中西宇宙论结合的产物。它和从张载、朱熹发端，到明代黄润玉发展，再到揭暄、游艺等人完善的左旋说是一脉相承的。它们均重视对天体运动力学机制的探讨而忽视实际天象，尽管梅文鼎在西方宇宙观念的启发下，设计了一个完整自洽的宇宙左旋模型，克服了旧有左旋说的一些困难，但传统左旋说的矛盾依然存在。王锡阐和梅文鼎解决日月五星左右旋问题典型生动地表现了中、西方宇宙观念相互碰撞、相互会通的情形。王、梅二人在此问题上的分歧是他们受西方宇宙观念影响程度差异的反映，也是二人对天文学和理学认识程度差异的反映。
注释：
① 相关研究参见文献[2]至[5]。
② 陈美东先生推测，右旋说的矛盾是左旋说产生的直接原因，见文献[1]第150页。