中外天文學(xué)對比之宇宙觀

劉楷成

（西安交通大學(xué) 陜西西安 710048）

一、對比中外宇宙觀的意義

由于中國人與外國人身處不同文化氛圍中，他們對于宇宙的認(rèn)識往往也有一定的區(qū)別，尤其是早期的宇宙觀，與宗教還有一定的聯(lián)系，這樣也讓我們的對比有了目的，即探索這樣的差別并求同存異，相互學(xué)習(xí)。宇宙觀是研究宇宙中的物質(zhì)的時(shí)空觀，也是我們感觀這個(gè)宇宙的基本認(rèn)識。

二、早期中外宇宙觀

（一）中國古代宇宙觀

1.宇宙

古人語：“四方上下曰宇, 古往今來曰宙”。古時(shí)候雖然科學(xué)稱不上嚴(yán)謹(jǐn)，但是古人對于宇宙的認(rèn)識仍然有著總結(jié)意義。對于時(shí)空的不可分割性，即時(shí)空統(tǒng)一性，有了一定認(rèn)識的古人是怎么認(rèn)識宇宙中的物質(zhì)呢？常聽聞古言：道生一，一生二，二生三，三生萬物。物質(zhì)來自于一個(gè)“道”的概念。《老子》第二十五章中有:“有物混成, 先天地生。寂兮, 寥兮, 獨(dú)立而不改, 周行而不殆, 可以為天下母, 吾不知其名, 字之曰道。”《易緯 乾鑿度》云：“夫有形者生于無形，故有太易、有太初、有太始、有太素也，太易者未見氣也，太初者氣之始也，太始者形之始也，太素者質(zhì)之始也。”這些說不清的存在于宇宙誕生甚至古人認(rèn)為的混沌之前的就是“道”，它獨(dú)立存在而不受外物的支配而改變，它遍布于四周而無止境地運(yùn)行活動(dòng)，是宇宙萬物之母（《中國古代宇宙觀》）。

2.天地起源觀

中國流傳最廣泛的盤古開天地神話，實(shí)際上也是由一片混沌中分出有物質(zhì)存在的天地。在一片混沌之前自然是虛無，虛無中有道，道生出混沌，這就是“一”，混沌中分出天地，這就是“二”。之所以稱這樣的理論是理性的，是因?yàn)橛谩暗馈眮斫忉層钪娴恼Q生，是試圖從物質(zhì)本身變化發(fā)展規(guī)律來解釋宇宙萬物起源。

3.天地模式

(1) 蓋天說

道家文獻(xiàn)《淮南子 覽冥訓(xùn)》中有記載：“背方州，抱圓天”。古代此類蓋天說的基本特征是，天必須是蓋子，不可以轉(zhuǎn)到地下去；天地之間有很大的距離，既不相交接，也不相包容，這與當(dāng)時(shí)有些人認(rèn)為的“天地相通”的看法相對。同時(shí)，它做出了兩個(gè)比較重要的突破：一是天下的中心是北極，二是提出了大地不是平的的結(jié)論（《中國古代天圓地方宇宙觀及其數(shù)學(xué)模型》）。但是這個(gè)天地模式顯然也有問題，整個(gè)模型只有半球，這也不符合某些天文現(xiàn)象。而對于古人來說，這種外圓內(nèi)方的形式有什么意義呢？它事實(shí)上解釋了“形”與“數(shù)”的關(guān)系，《周髀算經(jīng)》中講到：“數(shù)之法出于圓方”，而同時(shí)沈括也說：“大凡物有定形，形有真數(shù)。”

(2) 渾天說

渾天說被普通人認(rèn)為是中國古代最接近于近現(xiàn)代宇宙觀的學(xué)說，許多人甚至認(rèn)為他與現(xiàn)代宇宙觀幾乎相同。然而事實(shí)上，渾天說雖然提出了天體是一個(gè)天球，比之蓋天說，渾天說的進(jìn)步是十分明顯的，但由于缺失宇宙無限觀，它也同樣給中國天文的發(fā)展帶了一些問題，就算我們?nèi)匀挥兄任鞣骄_得多的數(shù)據(jù)，古代天文的發(fā)展基本也就停止于此了。

(3) 宣夜說

宣夜學(xué)說拒絕承認(rèn)有球形天體實(shí)體存在，認(rèn)為這只是假想，仍然認(rèn)為宇宙是由氣構(gòu)成的，天是沒有形質(zhì)的，天體的運(yùn)動(dòng)譬如七曜的運(yùn)行，正是因?yàn)樗鼈儭盁o所根系”，才會有各自的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。如果它們是附著在球體上的話，就不會各行其道了。其實(shí)這里也體現(xiàn)出渾天說的缺陷，它缺乏了宇宙無界性，即認(rèn)為宇宙像一枚雞蛋，我們則像其中的蛋黃。因此，古中國天文學(xué)失去了像西方天文學(xué)一樣更進(jìn)一步的研究發(fā)展的機(jī)會。雖然本學(xué)說更接近現(xiàn)代宇宙學(xué)說的宇宙無限本質(zhì)，但是顯然他的科學(xué)性比較不足，與華嚴(yán)宗的華藏世界、基督教對地心說堅(jiān)定不移的堅(jiān)持類似，有一定服務(wù)宗教的意味。

(4) 其他學(xué)說

九重天的想法源于日月五星與恒星運(yùn)行不同步的發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)想要解決這個(gè)問題只有如宣夜說一樣拒絕承認(rèn)天球的存在或者承認(rèn)天球有多層，這與古希臘有種宇宙觀類似，但是在古代等級制度和宗教理念影響下，九重天夸張想象成分太多。天圓地方，在原始的宇宙觀中，天圓地方占據(jù)著重要的地位；同樣的，“天地相通”也是中國原始宇宙觀，但是由于是沒有什么根據(jù)的猜測，只能作為古人的想象來看。

（二）西方古代宇宙觀

1.古希臘宇宙觀

古希臘哲學(xué)家們對于宇宙起源有著許多不同看法，比較著名的有畢達(dá)哥拉斯的“萬物的本源是一”，德謨克利特的原子說，柏拉圖的“形”。盡管眾說紛紜，但他們都站在一個(gè)基本的立場上，即把宇宙世界猜想為某種實(shí)體。這種實(shí)體由一種或幾種成分聚合而成，因而亦可以被分解為某種最小的結(jié)構(gòu)。（《實(shí)體與虛無——論西方宇宙觀的嬗變》）

2.地心說與日心說

歐多克斯從幾何的角度解釋天體的運(yùn)動(dòng)，每一種簡單的周期運(yùn)動(dòng)給定一個(gè)圓周軌道，或一個(gè)球殼，他認(rèn)為天體都在以地球?yàn)橹行牡膱A周上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，用了二十七個(gè)球?qū)觼斫忉屘祗w的運(yùn)動(dòng)，亞里士多德則又將球?qū)釉黾拥轿迨鶄€(gè)。阿利斯塔克卻認(rèn)為地球每天在自己的軸上自轉(zhuǎn)，每年沿圓周軌道繞日一周，太陽和恒星都是不動(dòng)的，而行星則以太陽為中心沿圓周運(yùn)動(dòng)。

托勒密提出的地心說模型他把繞地球的那個(gè)圓叫“均輪”，每個(gè)小圓叫“本輪”。同時(shí)，他假設(shè)地球并不恰好在均輪的中心，而偏開一定的距離，均輪是一些偏心圓；日月行星除作上述軌道運(yùn)行外，還與眾恒星一起，每天繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)一周。但是這個(gè)理論卻有許多紕漏，以致于其之后的人不斷在他的模型上修改，在輪上加輪，讓他們本來認(rèn)為十分簡單的模型變得極為復(fù)雜。

哥白尼的日心說的提出本是一個(gè)極大的進(jìn)步，逐漸接近了真實(shí)情況，卻因此違反了基督教義而受到迫害。

三、近現(xiàn)代宇宙觀

（一）牛頓的宇宙觀

牛頓的宇宙觀形象地說, 是一部既無序幕又無結(jié)局, 而是總是在上演著的戲劇。在這部戲劇中, 空間是舞臺, 而物質(zhì)則是舞臺上的演員。根據(jù)這種宇宙觀, 時(shí)間與空間、物質(zhì)無關(guān), 永遠(yuǎn)均勻地流逝；空間也與物質(zhì)無關(guān)（《從牛頓到霍金的宇宙觀演變》）。但是，康德也用嚴(yán)密的邏輯指出這樣時(shí)空不一致是錯(cuò)誤的，事實(shí)上，時(shí)間有沒有開端，宇宙是否有限，都是二律背反的。

（二）現(xiàn)代宇宙觀

1.愛因斯坦

愛因斯坦使用黎曼幾何解釋這個(gè)宇宙，因此發(fā)現(xiàn)，時(shí)間和空間是統(tǒng)一的，也就是說時(shí)間和空間一同誕生一同消失，宇宙之誕生便如此，因此沒有宇宙誕生之前這種說法，因?yàn)闀r(shí)間都還沒有誕生，也就沒有之前之后的說法了。其實(shí)這種說法本身也很好理解，譬如我們想要知曉時(shí)間，難道不是要看鐘表才行嗎？如果沒有這些的變化，時(shí)間又怎么變化？同時(shí)，愛因斯坦也說明了宇宙的有限無界性，宇宙是否有限現(xiàn)在仍然有爭論，但是宇宙大爆炸理論得到的宇宙無界在愛因斯坦這里的黎曼空間中做出了很好的解釋。

2.霍金

霍金證明了在宇宙大爆炸理論下必然存在奇點(diǎn)，即宇宙創(chuàng)生。同時(shí)，其也對量子力學(xué)與廣義相對論的結(jié)合做出了貢獻(xiàn)，譬如對黑洞的研究等。他引入虛時(shí)間，并對蟲洞做出了研究。

四、筆者認(rèn)識與結(jié)論

對于宇宙的感觀，我認(rèn)識到宇宙的時(shí)空一致性、有限無界性，并且學(xué)習(xí)到古人的智慧，即使與現(xiàn)代的學(xué)說有差距，但其依然有著總結(jié)意義。我們可以看出文化心理對于科學(xué)的發(fā)展影響有多大，譬如宗教在思想上的或是促進(jìn)或是禁錮，都或多或少對天文學(xué)科的進(jìn)步造成了影響。同時(shí)，其他科學(xué)如非歐幾何的出現(xiàn)，以及量子力學(xué)的進(jìn)步，都是促進(jìn)天文學(xué)科發(fā)展的關(guān)鍵。