中国汉朝时就提出无限宇宙理论，却当成“杞人忧天”嘲笑两千年

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中国汉朝时就提出无限宇宙理论，却当成“杞人忧天”嘲笑两千年

古人为什么认为宇宙是“天圆地方”，是通过是什么观察的？

中国古人认识的宇宙

张衡的品质

一、中国汉朝时就提出无限宇宙理论，却当成“杞人忧天”嘲笑两千年

儿时如果你能对某个人们想象出来的不可能的恐慌鄙夷的说一句“杞人忧天”，绝对会出现在小盆友团队中C位出道，并引起老师们的啧啧赞叹，它就像邯郸学步一样，都来自于小时候母亲睡前故事的温馨回忆，而且让人觉得特别可笑：

“杞国有人忧天地崩坠，身亡所寄，废寝食者。又有忧彼之所忧者，因往晓之，曰：‘天积气耳，亡处亡气。若屈伸呼吸，终日在天中行止，奈何忧崩坠乎？’其人曰：‘天果积气，日月星宿，不当坠邪？’晓之者曰：‘日月星宿，亦积气中之有光耀者，只使坠，亦不能有所中伤。’其人曰：‘奈地坏何？’晓者曰：‘地积块耳，充塞四虚，亡处亡块。若躇步毗蹈，终日在地上行止；奈何忧其坏？’其人舍然大喜。晓之者亦舍然大喜。”

这一则原见于《列子·天瑞》篇的故事，被翻译成各国语言，进入了世界各地的寓言书。

“杞人忧天”，杞，古国名，在今河南省杞县；忧天，担心天会掉下来。这个成语形容一个人头顶蓝天，却整天担心蓝天会崩塌下来；脚踏大地，却成天害怕大地会陷落下去。原意是讽刺那些胸无大志、患得患失的人。“天下本无事，庸人自扰之。”清·劭长蘅《守城行纪时事也》诗云：“纵令消息未必真，杞人忧天独苦辛。”今常用于比喻没有根据或不必要的忧虑和担心。

当我们长大之后，再用现代科学去看杞人的忧虑，就会发现在那个时代能够考虑到这些问题实在太难能可贵了，如果能够带着这种宇宙观的焦虑继续研究下去，也许有一天，杞人就会像被苹果集中的牛顿一样，发现万有引力的奥秘，成为中国第一个跨越时空的基础物理学家和宇宙学家。

可惜劝告杞人的那位“聪明”朋友实在太多，这个如同佛陀如同“一沙一世界”伟大预言却变成了两千多年的笑话而永载史册。

其实，这就涉及到古人是如何认识“天”这个问题，关于“天”的宇宙结构学说最主要的有盖天说、浑天说和宣夜说。其实无论是中国古代的盖天说、浑天说，还是西方古代的地心说乃至哥白尼的日心说，无不把天看作一个坚硬的球壳，星星都固定在这个球壳上。

宣夜说否定这些看法，它认为宇宙是无限的，宇宙中充满着气体，所有天体都在气体中漂浮运动。星辰日月的运动规律是由它们各自的特性所决定的，决没有坚硬的天球或是什么本轮、均轮来束缚它们，而是主张“日月众星，自然浮生于虚空之中，其行其止，皆须气焉”，创造了天体漂浮于气体中的理论，并且在它的进一步发展中认为连天体自身、包括遥远的恒星和银河都是由气体组成。这种十分令人惊异的思想，竟和现代天文学的许多结论一致。

杞子的问题讲的正是“宣夜说”的观点。宣夜说的历史渊源，可以上溯至战国时代的《庄子》。《庄子·逍遥游》中说，“天之苍苍其正色邪？其远而无所至极邪？”就用提问的方式表述了自己对宇宙无限的猜测。

《晋书·天文志》记载：“天了无质，仰而瞻之，高远无极，眼瞀精绝，故苍苍然也。譬之旁望远道之黄山而皆青，俯察千仞之深谷而窈黑，夫青非真色，而黑非有体也。日月众星，自然浮生虚空之中，其行其止皆须气焉。是以七曜或逝或住，或顺或逆，伏见无常，进退不同，由乎无所根系，故各异也。故辰极常居其所，而北斗不与众星西没也。摄提、填星皆东行，日行一度，月行十三度，迟疾任情，其无所系著可知矣。若缀附天体，不得尔也。”由此可见,宣夜说认为，所谓“天”，并没有一个固体的“天穹”，而只不过是无边无涯的气体，日月星辰就在气体中飘浮游动。

宣夜说提出的第一，天是没有形质的；第二，天体各有自己的运动规律；第三，宇宙是无限的空间，这三点即使在今天也是有意义的。或许正因为它的先进思想离当时人们的认识水平太远，它不可能为多数人所接受。试想，一个无限的宇宙空间已是难以想象，更何况众多的天体都毫无依赖地飘浮在空中各自运动呢？在近代科学诞生以后，依据万有引力定律和天体力学规律说明了天体的运动，证明了宣夜说的基本观点是正确的，然而在古代缺乏理论的证明，只能使它保留在思想领域，成为一种思辩思辨的假说，实在可惜。

美国哲学家、教育家约翰·杜威曾经总结过，科学的每一项巨大成就，都是以大胆的幻想为出发点的；日本的地球物理学家寺男寅彦也说，科学的历史，从某种意义上说，就是错觉和失败的历史，是伟大的顽愚者以笨拙和低效能进行工作的历史。爱因斯坦之所以能够发现相对论，很大程度上都是为了解答“孩子提出的最简单问题”。

一个没有好奇心而且善于嘲笑和扼杀好奇心和探索精神的民族是悲哀的，这也许可以很好地解答“李约瑟难题”以及中国当代学者对于基础研究的漠视吧。

一、古人为什么认为宇宙是“天圆地方”，是通过是什么观察的？

说起“杞人忧天”这个成语，想必大家都已经非常熟悉了，这个成语故事出自《列子·天瑞篇》，但这故事却并不仅仅只是一则寓言，它的背后还隐藏着当时古人的一种宇宙观。

一、从杞人忧天说起

话说在杞国有一个人，整日因担忧天会突然塌下来而寝食难安。这时来了一个人告诉他说，这天啊，不过就是一团气，我们每天都在气的包围中呼吸生活，又怎需担心它塌下来呢？可杞人依旧不能放心，他又问道，那若是日月星辰坠落下来怎么办？那人说，日月星辰也不过是一团会发光的气体，即便坠落，也伤不得分毫。杞人听说后便最终放下心来。

春秋战国时，有人提出一家之言，认为天无形质，只是气体聚集之所。天高远无极，日月星辰自然悬浮悠游其间，亦只是发光的气体积聚，其动静皆赖于气。这一家之言便是“宣夜说”，宣夜说的提出说明最晚至战国时期，人们就已经认识到了无限宇宙的存在，从而打破了“天圆”的传统说法，可惜的是，记载宣夜说的理论著作在东汉时已经断绝，后世只在《晋书·天文志》中留有概述。

二、天地起于混沌

在更早之前，人们就有了对于天地起源的认识。古人认为，天地还未成形之前，是一片空蒙混沌，在这虚空之中出现了“道”，老子说的“道”可以理解为一种鸿蒙的能量，这种能量化生出了时间与空间，即宇宙。宇宙又化生出气，其中清而明的部分上浮为天，重而浊的部分下沉为地。

对于生活在公元纪年之前的古人来说，他们既没有自然科学作为理论支撑，也没有精密的测量工具可以利用，仅仅凭着对于天地自然的感悟，便能提出与现代自然科学所推导出的“宇宙大爆炸”如此近似的构成观点，实在令人惊叹不已。

在《庄子·应帝王》中讲了这样一个故事：南海之帝“儵”与北海之帝“忽”，有一天相遇在中央之帝“浑沌”的地盘上。由于浑沌待他们俩极好，儵与忽便商量该如何回报浑沌。最后两人想到人有七窍，可视、可听、可饮食、可呼吸，而浑沌却没有，不如就为他凿出七窍来。于是日凿一窍，七日后浑沌死。在庄子的这则寓言中，儵、忽指的是时间，南、北、中指代的是空间，浑沌是天地化生之前的状态，而七窍开浑沌死，这其中的深意，诸君尽可自行去体会。

三、天圆地方

对天地的起源有了说法后，关于天地的模式，古人又逐渐产生了许多观点。最早成系统且影响最为深远的，便是“天圆地方”之说。古人通过夜间看星星发现，无论在哪里看到星星的距离似乎都是相等的，整片天幕有如穹顶，于是便有了“天圆”之说。而大地除去山脉深堑的褶皱外几乎是平铺无际的，从“地方”之说，又延伸出了东、西、南、北、中的“五方”和东北、东南、西南、西北的“四隅”，这样看起来大地便像是一个“九宫格”，于是整个大地被视为“九土”，这也是后来“九州”的来源。

关于天圆地方，还有这样一个巧合，《内经》中说人“头圆象天，脚方象地”，想来甚是，不知这对于古人“天圆地方”的宇宙观是否也有些影响。

古代的人虽无法真正去观察宇宙空间，但他们另辟蹊径，从几何学的角度去看“天圆地方”的观念，发现其中似乎确有缺漏之处。若天是圆的，地是方的，那么天地之间该如何相接呢？为弥合天地之间的“缝隙”，古人又想象出了“天柱”。在大地的八方之极，各有一座大山上撑天穹，于是就有了共工怒触不周山的神话故事。《淮南子·天文训》记载：“昔者共工与颛顼争为帝，怒而触不周之山，天柱折，地维绝。天倾西北，故日月星辰移焉，地不满东南，故水潦尘埃归焉。”这不周山，就是古人想象中位于西北方的一座天柱山。

四、原来大地不是方的

《尚书》里说太阳出于旸谷，落于昧谷，那这两处是否就是东西之极呢。可人们渐渐发现，无论爬到多么东边的山顶去看日出，太阳都在更东方，日落亦然，而我们仿佛一直处在中心。至此，古人便意识到，原来天地竟是不相连通的。天地既然不相通，那么“地方”之说就是无稽之谈了。只是“天圆”的观念还未受到质疑，于是根据“天圆”之说，古人又推导出大地为中间高四周低的形状，而非全然的方形，“天似盖笠，地法覆盘，天地各中高外下”，由是便产生了“盖天说”。

盖天说认为北极为地面上的至高点，整个星空是围绕着北极中心旋转的。根据盖天说的理论，古人又将太阳在一年之中的运行轨道划分为“七衡”，而其中的“外衡”、“内衡”和“中衡”就相当于南北回归线及赤道。而那时古人就已经注意到东西方因经度不同而产生时差的问题了。

在很长一段时间内，人们都以为天是一个半球形的天穹，这意味着我们还只认识到一半的空间，但与此同时也已经有人开始思考，恒星由西方落下到次日从东方升起之间是否也存在着一个空间。

在战国时期的曾侯乙墓中，就有一个绘有二十八星宿周天图的漆箱盖，它证明了最迟在战国，古人便已有了“天球”的概念。于是在半球形天穹的基础上古人又提出了完整天球的“浑天说”。

将浑天说理论发展成熟的是东汉的张衡。《浑仪注》里说：“浑天如鸡子。天体圆如弹丸，地如鸡子中黄，孤居于天内，天大而地小。天表里有水，天之包地，犹壳之裹黄。天地各乘气而立，载水而浮。”张衡还根据浑天说的理论改进了“浑天仪”来模拟日月星辰的变化。

盖天说、浑天说与前面提到的宣夜说在古时人们宇宙探索观点中呈“三足鼎立”之势，它们所产生的时间大致相当，但又各自独立、自成体系。这说明古人其实在很早的时候就开始探索宇宙的真实状态，而非只凭借神话想象。

古人相信，宇宙初始便自有一股能量，这股能量先化生为气，阴阳气的交融又化生出了万物，这便是将精神与物质融为一体的宇宙“生成论”。中国古代的宇宙生成论有别于西方的造物主“构成论”，它所反映的是贯穿于传统文化之中的“天人合一”观念，古人认为万物自有灵性，而这种灵性就是精神。

二、中国古人认识的宇宙

中国古人曾提出盖天说和浑天说，在春秋战国时期民间就有嫦娥奔月的传说，汉代学者张衡也曾提出“宇之表无极，宙之端无穷”的无限宇宙概念。

浑天说认为天地的形状像一个鸡蛋，天与地的关系就像蛋壳包着蛋黄。张衡认为浑天说比较符合观测的实际。

早期的盖天说是认为天圆地方的，认为“天圆如张盖，地方如棋局”，穹隆状的天覆盖在呈正方形的平直大地上，但圆盖形的天与正方形的大地边缘无法吻合。于是又有人提出，天并不与地相接，而是像一把大伞一样高高悬在大地之上，地的周边有八根柱子支撑着，天和地的形状犹如一座顶部为圆穹形的凉亭。

扩展资料：

宇宙观察成就

我国公元前240年的彗星记载，被认为是世界上最早的哈雷彗星记录从那时起到1986年，哈雷彗星共回归了30次，我国都有记录。1973年，我国考古工作者在湖南长沙马王堆的一座汉朝古墓内发现了一幅精致的彗星图，图上除彗星之外，还绘有云、气、月掩星和恒星。

参考资料：

三、张衡的品质

刻苦求学无坚不钻

科圣张衡62年的人生历程中，在南阳度过了34个年头。他从小就好学深思，聪明谦虚，勤于钻研。据史书记载，他在青少年时代就达到了“通五经，贯六艺”的境地。为了求索更渊博的知识，他不仅读前人写成的书，还读一些“活书”，以开阔自己的眼界。因此，在公元94年，当他16岁的时候，前往西汉时的都城长安三辅地区游学。张衡踏平原，登高山，涉渭水；访民情，问物产，寻古迹。饱览了名山大川、辉煌建筑和市井民情。不仅加深了对前人书本知识的体会，而且积累了大量的文学素材，为他以后的创作奠定了坚实的基础。接着他又前往东汉的都城洛阳——全国的学术中心，拜师访友，虚心求教，结识了许多学问大家和志同道合的朋友，视野大开，求知欲更浓。当时，张衡的家境并不富裕，但无论是在北风呼啸、滴水成冰的冬季，还是在蚊虫叮咬、汗流浃背的夏天，他都“如川之逝，不舍昼夜”地沉浸在书山学海之中，度过了一个个春夏秋冬。由于张衡勤奋好学，品德优秀，才华出众，官府竞相召他做官。但张衡思想开阔，不受传统观念的束缚，举“孝廉”不就，官府召不行，他说：“君子不患位之不尊，而患德之不崇；不耻禄之不夥，而耻智之不博。”

学业有成报效家乡

张衡通过在外六年的艰苦求学，已成了一位名副其实的青年学者。当他学业有成之时，产生了想回家乡干点事业、报效家乡养育之恩的愿望。当时的南阳郡太守鲍德，是一个勤政为民、德高望重的官员。他非常仰慕张衡的才华，诚恳地邀请张衡出任南阳郡主簿，帮助自己办理郡政。公元100年，张衡接受了鲍德的邀请，出任南阳郡主簿。在任的九年间，他辅佐鲍德治理南阳，推广铁制农具，兴修水利，兴学办教，扩大教育，提高科技水平等，为南阳当时经济的繁荣和科教事业的发展作出了突出的贡献。张衡担任南阳郡主簿期间，在帮助鲍德处理好郡政的同时，还利用工闲时间，写出了许多优秀的文学作品，其中最有名的是《二京赋》和《南都赋》。《南都赋》以饱满的激情歌颂了南阳秀美的山川、清澈的淯水、便利的交通、肥沃的土地、丰富的物产、珍贵的矿藏、华丽的宫殿、壮观的楼阁、名人的轶事、经济的繁荣和历史的渊源等，抒发了一个家乡赤子热爱南阳的拳拳之心。

鲍德在张衡的辅佐下功绩卓著，于公元108年被调入京城任大司农。张衡便辞去南阳郡主簿职务，回到西鄂家中，专心钻研学问，由对文学的爱好，开始转向天文、历法、数学等学科的研究，为他以后的诸多发明创造打下了雄厚的基础。

天文科学贡献卓著

公元111年，张衡应召入京，先拜郎中，后曾两度担任掌管天文工作的太史令，前后计14年。在此期间和以后的仕宦生涯中，他的科研成果达到了一生的巅峰。

在古今中外的一切学科中，天文学是最为奥秘的一个门类。自从进入文明社会以来，人类的智者就一直不断地对它进行探索，力求了解并掌握它的规律。张衡通过艰苦的科学实验和理论研究，建立了当时不仅在中国，而且在世界范围内具有先进意义的最系统、最完备的浑天学说理论体系。他在浑天学说的形成、发展和宣传等方面，作出了突出的贡献。

公元117年，张衡根据浑天学说理论和对天象的实际观察，创造出了利用漏壶滴水推动的大型“漏水转浑天仪”。这是世界上第一台自动演示恒星和太阳周日运行的仪器，为铜质空心球体，轴贯球心，轴和球体相接的两点为北极和南极。球外套有地平圈和子午圈，立有黄道圈和赤道圈，二者成24度夹角，分列有24节气等。仪器全靠漏壶流出水的力量推动齿轮，齿轮带动浑象，一昼夜转动一周。仪器上星宿出没与天象完全吻合，形象而生动地揭示了日、月、星、辰的周日运行。浑天仪制造的成功和精确演示，轰动了整个京城，观看者络绎不绝，无不惊奇。�张衡�的这一发明创造既总结了古代天文学的成果和经验，又刻意创新，成功地运用了科学仪器，对以后天文学的研究产生了极大的启发和借鉴作用。浑天仪上的每一颗星斗，都是�张衡�辛勤汗水的结晶，永远放射出灿烂的光芒。张衡不仅发明创造出了世界上第一台浑天仪，而且还写出了世界史中不朽的天文学名著《灵宪》和《浑天仪图注》。书中全面阐述了天地的生成和结构，科学地解释了日、月、星、辰的本质和运动等。这两部书充分反映出�张衡�的天体演化认识、无限宇宙思想、浑天学说理论、行星运行规律、月食成因解释、恒星观测成果等。这两部探索自然奥秘的巨著，像两颗璀璨的明星，闪烁在我国古代天文科学的历史长河中。

地震研究发明惊人

东汉时期，中国是发生地震次数较多的国家。为了测定地震方位，减轻人民的痛苦和损失，公元126年，张衡在第二次担任太史令之后，就注意收集掌握地震情报和记录，经过多年的潜心研究，终于在公元132年了明了界上第一台测定地震方位的科学仪器——地动仪。据《后汉书·�张衡�传》记载：“阳嘉元年，复造候风地动仪，以精铜铸成，圆径八尺，合盖隆起，形似酒樽，饰以篆文山龟鸟兽之形。中有都柱，傍行八道，施关发机。外有八龙，首衔铜丸，下有蟾蜍，张口承之。其牙机巧制，皆隐在樽中，覆盖周密无际。如有地动，樽则振龙机发吐丸，而蟾蜍衔之。振声激扬，伺者因此觉知。虽一龙发机，而七首不动，寻其方面，乃知震之所在。验之以事，合契若神。自书典所记，未之有也。”公元138年，张衡的地动仪向西北方向的龙吐出了铜球，测出西北方向发生了地震，当时京城的人们无有丝毫震感，一些官僚、学者议论纷纷，责怪仪器不灵。过了几天，陇西果然来报，那里发生了地震，时间正与龙吐铜球相应，于是众人同赞地动仪之神妙。张衡发明的地动仪是人类历史上的首创，开创了地震科学的新纪元，他是世界人类从事地震科学研究的先驱和世界公认的地震学的鼻祖。他的这一发明创造，比欧洲早1700多年。张衡以发明震惊世界的地动仪，又一次登上了科学的顶峰。

机械制造硕果累累

张衡无论在何时何地，都能以他非凡的创造，向人们展示他的丰姿异彩。他以杰出的机械制造，再次显露出盖世奇才。

张衡制造的“指南车”，利用机械原理和齿轮的传动作用，由一辆双轮独辕车组成。车箱内用一种能自动离合的齿轮系统，车箱外壳上层置一木刻仙人，无论车子朝哪个方向转动，木人伸出的臂都指向南方。张衡关于齿轮系统的应用和相对运动的原理，被西方学者赞为“是一切控制论机械的祖先”。

张衡创造的“计里鼓车”，是用以计算里程的机械。据《古今注》记载：“记里车，车为二层，皆有木人，行一里下层击鼓，行十里上层击镯”。“记里鼓车”和“指南车”的制造方法相同，所利用的差速齿轮原理，早于西方1800多年。

张衡制造的“瑞轮荚”(即活动日历)，内装机关，在一个立轴上装15个拨板，依次分别作用于15个荚，按着应有的时刻升落，利用水力运动，从每月初一起，每天转出一片木叶，15日后每天再转入一片，到月落为止，循环旋转开合，使人们从而获得类似活动日历的效用。这是世界上最早的计时器。

张衡创造的“独飞木雕”是机械飞行器。它是模仿鸟类高空翱翔的又宽又长的滑翔翼型设计，靠腹内施机，加以控制，能飞数里。这一发明制造，比国外的机械飞行器早1500多年。

张衡制造的“候风仪”(即候风铜鸟)，是气象学中预测风力风向的仪器。它与西方的候风鸡类似。但西方的候风鸡到12世纪才始见于记载，要比张衡的候风铜鸟晚1000多年。

张衡在机械制造方面成果累累，贡献卓著，在世界科学发展史上又写下了辉煌的一页。

德才崇高令人景仰

“盖闻前哲首务，务于下学上达，佐国理民”

“今公子苟好剿民以娱乐，忘民怨之为仇也；好殚物以穷宠，忽下叛而生忧也。”

“夫水所以载舟，亦所以覆舟，坚冰作于履霜，寻木起于蘖栽。”

“捷径邪至，我不忍以投步；干进苟容，我不忍以歙肩。”

——张衡

张衡不仅在天文、地震、机械制造方面作出了杰出的贡献，而且在数学方面也卓有成就。他著有《算罔论》，并计算出圆周率的值为3.1466。这一成果比欧洲早1300多年。在地理学方面他绘制有地形图，并标画出全国主要山川的位置和各地风俗，具有较高的价值。他在历史学方面也多有研究，对司马迁的《史记》和班固的《汉书》提出了十几条修改意见。在艺术方面他被称为东汉六大名画家之首。

张衡还是一位伟大的文学家。他善写诗、赋、文、铭、赞、诰、书、疏等各种文体，留传下来的佳作30余篇。其作品不仅有很高的文学价值，且充分反映了他忧国忧民的政治思想。辞藻瑰丽、气势夺人的名著《二京赋》是他有感于“天下承平日久，自王侯以下莫不逾侈”而作，通过长篇的铺陈、讽谏之后，提出了“水所以载舟，亦所以覆舟”的警句。张衡的政治思想还可以从他的《应间》、《思玄赋》、《四愁诗》等文学作品中充分表现出来。甚得后世评论家注目的《归田赋》则是他从政日久，不满朝政，寻求退隐心情的抒发。全文流畅明练，文辞清丽委婉，一洗传统大赋的华丽铺张，开辟了抒情小赋的先河。

他的作品具有深厚的人民性和鲜明的爱国主义精神。作品中精炼而富有文采的语言、美妙动人的想象和浓郁的浪漫主义色彩，在思想性、政治性和艺术性上都达到很高的水平。他的文学成就可与他的科学成就相媲美。

张衡并非一味沉浸在科学和文学的天地里。他在实际政治活动中表现出具有远见卓识的政治家风度。他对宦官的争权夺利、竞相奢华、贪污贿赂等丑恶现象深恶痛绝。他提倡科学，反对迷信，冒着生命危险上书皇帝《请禁绝图谶疏》。由于张衡不畏权贵，嫉恶如仇，德才崇高，受到宦官排挤。顺帝听信谗言，于公元136年调张衡出任河间相。他上任后，深入民间，调查豪强奸徒，擒拿惩办，清理冤狱，使“郡内大治，称为政理”，受到百姓的称颂。由于当时政治日趋黑暗，一方之治，如杯水车薪。�张衡�忧国忧民的思想越加沉重，愁而生厌，厌而思归。于是61岁的张衡上书顺帝辞官回乡，但未获批准。公元138年又被调入京城任职尚书，张衡�终因忧劳成疾，于公元139年与世长辞，终年62年。按照他生前的愿望，他被安葬于家乡南阳。

张衡发奋进取，自强不息的高贵品质和他“约己博艺，无坚不钻”的科研精神，同他的各种发明创造一样，是人类历史上的宝贵财富。张衡受到世界人民的景仰。联合国将月球上的环形山命名为“张衡山”；将太阳系的1802行星命名为“张衡星”。这是当今文明世界对建造世界文明的科学巨匠表达出的一种最崇高的敬意。