中外天文学对比之宇宙观

刘楷成

（西安交通大学 陕西西安 710048）

一、对比中外宇宙观的意义

由于中国人与外国人身处不同文化氛围中，他们对于宇宙的认识往往也有一定的区别，尤其是早期的宇宙观，与宗教还有一定的联系，这样也让我们的对比有了目的，即探索这样的差别并求同存异，相互学习。宇宙观是研究宇宙中的物质的时空观，也是我们感观这个宇宙的基本认识。

二、早期中外宇宙观

（一）中国古代宇宙观

1.宇宙

古人语：“四方上下曰宇, 古往今来曰宙”。古时候虽然科学称不上严谨，但是古人对于宇宙的认识仍然有着总结意义。对于时空的不可分割性，即时空统一性，有了一定认识的古人是怎么认识宇宙中的物质呢？常听闻古言：道生一，一生二，二生三，三生万物。物质来自于一个“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, 独立而不改, 周行而不殆, 可以为天下母, 吾不知其名, 字之曰道。”《易纬 乾凿度》云：“夫有形者生于无形，故有太易、有太初、有太始、有太素也，太易者未见气也，太初者气之始也，太始者形之始也，太素者质之始也。”这些说不清的存在于宇宙诞生甚至古人认为的混沌之前的就是“道”，它独立存在而不受外物的支配而改变，它遍布于四周而无止境地运行活动，是宇宙万物之母（《中国古代宇宙观》）。

2.天地起源观

中国流传最广泛的盘古开天地神话，实际上也是由一片混沌中分出有物质存在的天地。在一片混沌之前自然是虚无，虚无中有道，道生出混沌，这就是“一”，混沌中分出天地，这就是“二”。之所以称这样的理论是理性的，是因为用“道”来解释宇宙的诞生，是试图从物质本身变化发展规律来解释宇宙万物起源。

3.天地模式

(1) 盖天说

道家文献《淮南子 览冥训》中有记载：“背方州，抱圆天”。古代此类盖天说的基本特征是，天必须是盖子，不可以转到地下去；天地之间有很大的距离，既不相交接，也不相包容，这与当时有些人认为的“天地相通”的看法相对。同时，它做出了两个比较重要的突破：一是天下的中心是北极，二是提出了大地不是平的的结论（《中国古代天圆地方宇宙观及其数学模型》）。但是这个天地模式显然也有问题，整个模型只有半球，这也不符合某些天文现象。而对于古人来说，这种外圆内方的形式有什么意义呢？它事实上解释了“形”与“数”的关系，《周髀算经》中讲到：“数之法出于圆方”，而同时沈括也说：“大凡物有定形，形有真数。”

(2) 浑天说

浑天说被普通人认为是中国古代最接近于近现代宇宙观的学说，许多人甚至认为他与现代宇宙观几乎相同。然而事实上，浑天说虽然提出了天体是一个天球，比之盖天说，浑天说的进步是十分明显的，但由于缺失宇宙无限观，它也同样给中国天文的发展带了一些问题，就算我们仍然有着比西方精确得多的数据，古代天文的发展基本也就停止于此了。

(3) 宣夜说

宣夜学说拒绝承认有球形天体实体存在，认为这只是假想，仍然认为宇宙是由气构成的，天是没有形质的，天体的运动譬如七曜的运行，正是因为它们“无所根系”，才会有各自的运动规律。如果它们是附着在球体上的话，就不会各行其道了。其实这里也体现出浑天说的缺陷，它缺乏了宇宙无界性，即认为宇宙像一枚鸡蛋，我们则像其中的蛋黄。因此，古中国天文学失去了像西方天文学一样更进一步的研究发展的机会。虽然本学说更接近现代宇宙学说的宇宙无限本质，但是显然他的科学性比较不足，与华严宗的华藏世界、基督教对地心说坚定不移的坚持类似，有一定服务宗教的意味。

(4) 其他学说

九重天的想法源于日月五星与恒星运行不同步的发现，当时想要解决这个问题只有如宣夜说一样拒绝承认天球的存在或者承认天球有多层，这与古希腊有种宇宙观类似，但是在古代等级制度和宗教理念影响下，九重天夸张想象成分太多。天圆地方，在原始的宇宙观中，天圆地方占据着重要的地位；同样的，“天地相通”也是中国原始宇宙观，但是由于是没有什么根据的猜测，只能作为古人的想象来看。

（二）西方古代宇宙观

1.古希腊宇宙观

古希腊哲学家们对于宇宙起源有着许多不同看法，比较著名的有毕达哥拉斯的“万物的本源是一”，德谟克利特的原子说，柏拉图的“形”。尽管众说纷纭，但他们都站在一个基本的立场上，即把宇宙世界猜想为某种实体。这种实体由一种或几种成分聚合而成，因而亦可以被分解为某种最小的结构。（《实体与虚无——论西方宇宙观的嬗变》）

2.地心说与日心说

欧多克斯从几何的角度解释天体的运动，每一种简单的周期运动给定一个圆周轨道，或一个球壳，他认为天体都在以地球为中心的圆周上做匀速圆周运动，用了二十七个球层来解释天体的运动，亚里士多德则又将球层增加到五十六个。阿利斯塔克却认为地球每天在自己的轴上自转，每年沿圆周轨道绕日一周，太阳和恒星都是不动的，而行星则以太阳为中心沿圆周运动。

托勒密提出的地心说模型他把绕地球的那个圆叫“均轮”，每个小圆叫“本轮”。同时，他假设地球并不恰好在均轮的中心，而偏开一定的距离，均轮是一些偏心圆；日月行星除作上述轨道运行外，还与众恒星一起，每天绕地球转动一周。但是这个理论却有许多纰漏，以致于其之后的人不断在他的模型上修改，在轮上加轮，让他们本来认为十分简单的模型变得极为复杂。

哥白尼的日心说的提出本是一个极大的进步，逐渐接近了真实情况，却因此违反了基督教义而受到迫害。

三、近现代宇宙观

（一）牛顿的宇宙观

牛顿的宇宙观形象地说, 是一部既无序幕又无结局, 而是总是在上演着的戏剧。在这部戏剧中, 空间是舞台, 而物质则是舞台上的演员。根据这种宇宙观, 时间与空间、物质无关, 永远均匀地流逝；空间也与物质无关（《从牛顿到霍金的宇宙观演变》）。但是，康德也用严密的逻辑指出这样时空不一致是错误的，事实上，时间有没有开端，宇宙是否有限，都是二律背反的。

（二）现代宇宙观

1.爱因斯坦

爱因斯坦使用黎曼几何解释这个宇宙，因此发现，时间和空间是统一的，也就是说时间和空间一同诞生一同消失，宇宙之诞生便如此，因此没有宇宙诞生之前这种说法，因为时间都还没有诞生，也就没有之前之后的说法了。其实这种说法本身也很好理解，譬如我们想要知晓时间，难道不是要看钟表才行吗？如果没有这些的变化，时间又怎么变化？同时，爱因斯坦也说明了宇宙的有限无界性，宇宙是否有限现在仍然有争论，但是宇宙大爆炸理论得到的宇宙无界在爱因斯坦这里的黎曼空间中做出了很好的解释。

2.霍金

霍金证明了在宇宙大爆炸理论下必然存在奇点，即宇宙创生。同时，其也对量子力学与广义相对论的结合做出了贡献，譬如对黑洞的研究等。他引入虚时间，并对虫洞做出了研究。

四、笔者认识与结论

对于宇宙的感观，我认识到宇宙的时空一致性、有限无界性，并且学习到古人的智慧，即使与现代的学说有差距，但其依然有着总结意义。我们可以看出文化心理对于科学的发展影响有多大，譬如宗教在思想上的或是促进或是禁锢，都或多或少对天文学科的进步造成了影响。同时，其他科学如非欧几何的出现，以及量子力学的进步，都是促进天文学科发展的关键。