中國古代的天文

　　李政道

　　古代西方人的一種觀念是“天圓地方”，我們老祖宗卻認為“天圓地圓”，有黃道、赤道。兩千多年前，詩人屈原在其著作《天問》中引證天是圓的，地也是圓的。他說：

　　九天之際，安放安屬？隅隈多有，誰知其數？

　　九天是指坐標，就是昊天（東）、陽天（東南）、赤天（南）、朱天（西南）、成天（西）、幽天（西北）、玄天（北）、鸞天（東北）、鈞天（中間向上），一共是九個坐標位置。屈原說，如果天圓地平，就會相交，成“九天之際”。“安放安屬？”相交的點放在哪里呢？“隅隈多有，誰知其數？”天地相交顯然不合理。因此，天是圓的，地一定也是圓的。天如蛋殼，地如蛋黃，各自可轉。所以中國古代天文就是赤道、黃道兩個圓軌道。

　　他下面再問：天是圓形的，還是橢圓形的？

　　東西南北，其修孰多？南北順橢，其衍幾何？

　　其中東西是經度，南北是緯度。他問的是經度長一些，還是緯度長一些。實際上，地球的赤道直徑與南北兩極的距離相差22公里，屈原當然沒有求出來，不過他這種解析問題的能力及有關天圓地圓的推測都令人佩服。

　　《周禮》說：“以蒼璧禮天，以黃琮禮地。”璧的外圍是圓的，中間有圓孔，代表天。可是，為什么天中有禮？琮的造形更奇怪了，外面是方的，中間也有一個圓孔穿過去。外邊為什么是方的？為什么璧代表天，琮代表地？另外，商代還有一種玉器叫璇璣，造型很像璧。璧，璇璣，琮，它們的關系是什么？《虞書·舜典》注疏：“璇，美玉也；璣為轉運，徑八尺，圓周二丈五尺強，王者正天文之器。”

　　璇璣是一個大的天文儀器。我們今天看到的璇璣玉器，直徑僅約33厘米，可能是模型，是商代的文物。那么璇璣怎樣做天文儀器呢？

　　每顆恒星和行星，都要轉圈，都各自沿著一個圓在走。但大球面上有一點不動，就是天球面和地球的軸的相交點，叫做正極。我們可以設想，璇璣或璧、琮的前身可能是一個旋轉式天文儀器，目的就是把這個旋轉軸的指向定準于正極。怎樣做到這個要求呢？

　　我的猜想是：假如要定準正極，一定要有一根長管。如果轉盤的直徑是8尺，那么管子的長度應約是轉盤直徑的2倍，這個管子對著正極。再做一個形狀像璇璣的大盤子；邊上有三個凹口，每一個凹口正好對著一個星，星在天空轉，這個盤子隨著星轉，竹管是不動的，要定正極的位置，必須通過管子對著正極，然后讓盤子隨天轉動，把三顆星的位置扣住。

　　竹管一定要和地固定，方法是用一些大石頭把它綁起來，每塊大石成方形，約高一尺。竹管四周均有大石塊，這樣造型的古代天文儀器就有兩個部分：一是大璇璣那樣的盤子，凹口對著星，隨天上的星面轉，代表天；一是這些大石頭綁住的長竹管，跟地永恒，代表地。假如用很細的針在竹管一端開一個直徑為2毫米的孔，管子長15尺左右，它測量正極分類的精確性能達到0．013度。

　　我還有一個想法，就是在商朝時正極沒有任何明顯的星。人們為了紀念炎黃古代天文學的成功，就制作了璇璣這種小型玉器，后來把璇璣變得更簡單：一部分變成璧，竹管和外包的大石塊就變成琮。因而“以蒼璧禮天，以黃琮禮地”。

　　（選自《中國國家天文》創刊號，有刪改）

　　1．從原文看，下列對古人“天圓地圓”觀念解說，不準確的一項是（ ）

　　A．中國古人很早就有天圓地圓的觀念，如把天比作蛋殼，把地比作蛋黃，認為存在赤道和黃道兩個圓形的軌道。

　　B．東西是經度，南北是維度，經度與緯度哪個長一些呢？作者認為，這樣提問本身就表明在屈原心目中天和地都是圓的。

　　C．璧為圓形，中有圓孔，代表天；琮為方形，中有圓孔，代表地。《周禮》所謂，“以蒼璧禮天，以黃琮禮地”可為印證。

　　D．璧為圓形，可以代表天。可是，琮為方形，怎能代表地呢？作者認為，琮的方形是特意加上去的，起裝飾作用。

　　2．下列對中國最初的天文儀器的設想的表述，符合原文意思的一項是（ ）

　　A．一根用來對準正極的長竹管，一個邊上開有三個凹口的狀如璇璣的轉盤，把這個轉盤固定在長竹管上，這可能就是中國最初的天文儀器。

　　B．用一些方形大石塊把一根長竹管固定在地上，把一個邊上開有三個凹口的狀如璇璣的轉盤穿在長竹管上，這可能就是中國最初的天文儀器。

　　C．中國最初的天文儀器由兩部分構成，一是大璇璣那樣的邊上開有三個凹口的大盤子，二是固定長竹管的一些方形大石塊。

　　D．在中國最初的天文儀器璇璣中，從直接觀察天象的作用看，用來固定長竹管的那些方形大石塊是必不可少的。

　　3．“后來，把璇璣變得更簡單：一部分變成璧，竹管和外包的大石塊就變成琮。”下列對這句話的理解和推斷，準確的一項是（ ）

　　A．璇璣是一個大的天文儀器，璧和琮都是直接從這種天文儀器簡化而來的。

　　B．由于璧和琮都是從璇璣簡化而來的，所以都保留了觀測天文現象的功能。

　　C．代表天的璧和代表地的琮，可能都是從玉器璇璣簡化而來的。

　　D．今天所能見到的璧和琮，都是禮器和飾物，是由竹管和大石塊簡化而來的。

　　答案：

　　1．D

　　2．B

　　3．C