第二十二章 数星星的孩子张衡(第3/5页)

浑天仪绝不仅仅是今天故宫博物院里一尊华丽的摆设,也并非是没有任何实际用途的奇技淫巧,而是一种精密的观测天象的机器设备。在人类漫长的天文研究历史上,浑天仪为人类捅开了探索天体奥秘的一层窗户纸,按照现代科学观念来看,浑天仪包括制造浑天仪理论的浑天说,无论是研究的深度还是精确度,都与真实的情况有着不小的距离,但是谁又能离开自己身处的时代去看待客观的事物呢,罗马不是一天建成的,牛顿的自由落体运动以及爱因斯坦的相对论,也同样存在着有待后人去完善和补充的漏洞,他们并没有因为错误,而由伟大变得渺小,相反更加深受我们的尊重。张衡也一样,中国现代的科普读物里,对于浑天仪的记录和叙述,只占据很小的一个篇幅,但是就人类天文学的历史而言,能够正确的演示星空运行的状况并以此推算天体运行的规律,对于蒙昧时代的人类天文学发展而言,有着极其重要的意义。从天文学本身的研究角度看,浑天仪为人类演示了天体运行的基本轮廓和结构,也就为后人点亮了研究天体运行规律的一盏明灯,对于天文学的演变和发展无疑具有启蒙运动的意义。中国传统的历法和潮汐的推算,都缘自古代天文学家对天象的观测和研究,包括节气的演变和春夏秋冬的交替,以及农令农时的变更,这一切也同样要以天文学的进步为基础。古代中国的文明之所以领先于世界,首要一点是因为封建农业生产力的高度发达,而在靠天吃饭的封建农业生产方式下,对于天象的观测和农时的把握,则成为决定生产成果的关键。从这个意义上说,无论用怎样的赞美词汇去评价这一伟大的成果,都是不过分的。另外需要重要说明的一点是,水运浑天仪的成功,并非仅仅是张衡一个人的智慧。在洛阳平昌门南,有一个叫灵台的地方,那里是张衡担任太史令期间观测天象的地点。所谓的灵台,自然不仅仅是一个高台这样简单,它代表着一个庞大的研究体系,根据《后汉书》的记录,灵台就是当时的天文台。这里的总管是灵台丞,属太史令管辖,上面有候气的、候风的、候日的、候星的等40多人,机构庞大,分工细密。这样完善的科学研究机制,在两千多年以前的世界只为中国所独有,因此这样的成功并不能只被看做某位科学家灵感的昙花一现,而是应当被看做中国封建时代科技制度的成功,完备的管理和研究制度为科学家的成功提供了一个有利的平台,也使水运浑天仪的诞生成为一种必然。即使张衡在16岁那年选择了文学作为自己的发展道路,水运浑天仪也必然会诞生在同时代一个叫李衡或者王衡的人之手。当有些中国人在感叹瓦特为什么没有出生在中国的时候,他们恰恰忽略了重要的一个事情。任何一个优秀的科学家都需要和一个优秀的科学制度相适应,与瓦特同时代的清朝连一个火器发明家戴梓都难以容下,就足够证明近代中国的落后,绝非仅仅是民族智慧缺失的缘故。

在水运浑天仪制作成功的第二年,张衡写下了他一生里最伟大的一部天文巨著《灵宪》,从研究《太玄经》到制作浑天仪,再到巨著《灵宪》的问世,从学习前人的理论到实践,再到丰富和完善新理论,张衡经历了一个科学家正常的研究过程,也更加明白地证明了中国古代科技的理论性。《灵宪》是中国天文浑天理论的集大成者,不仅系统地阐述了前人的天文思想,而且对于天体的演化过程和宇宙的概念,以及行星的运动速度方面都提出了自己独到的观点。特别重要的是,张衡在书中第一次提出了“宇宙”这一新的概念,并将宇宙和天地区分开来。他第一次提出了宇宙的无限性,这一思想不仅深刻地影响了后世的天文研究,更在中国思想史上引发了一场剧烈的地震,后世的朴素唯物主义学者将张衡的宇宙无限论应用于思想领域,提出了世界上最早的唯物主义思想。

《灵宪》的成就不仅仅于此,另一个重要的事实是,《灵宪》涉及了宇宙运动的方方面面,在天体的演化过程里,张衡提出了“星云”学说,即天体是由各种气组成,在气的分化中形成了天地。欧洲直到1700多年后,才由康德提出了类似的观点。在行星运动的速度上,张衡探讨了行星运行的速度规律,指出行星运行的速度与距离地球的远近有关。《灵宪》同样揭开了月食的产生和运动之谜,即“月,光生于日之所照;魄生于日之所蔽。当日则光盈,就日则光尽也。众星被耀,因水转光。当日之冲,光常不合者,蔽于地也,是谓虚。在星星微,月过则食”。他提出了月亮本身不发光,是靠太阳发光的正确理论。在星相和流星等问题上,《灵宪》也做出了非常系统的论述。在公元2世纪的世界,《灵宪》可被看做天文学的百科全书,而这部书与浑天仪一样,也不仅仅代表着张衡一个人的科技成就与智慧思想,《灵宪》里的许多观点,在之前的一些关于浑天说的前人论著里都有所涉及,张衡将其深化并加以系统地证明,这部书实际上是秦朝初期至东汉时代浑天学说的集大成者。也就是从这个时代开始,浑天说成为了统治中国天文近两千年的学说,后世的天文学家都以其为天文理论的研究基础。

公元132年,即汉顺帝阳嘉元年,张衡完成了他在太史令任上的最后一件大事——发明地动仪,这也是他几十年宦海沉浮生涯里最光辉的一刻。根据《后汉书》的记载,张衡的这台机器:“验之以事,合契若神。”地动仪又称为候风地动仪,由青铜制成,形像一只圈足的酒尊,直径有8尺;尊上有个隆起的合盖;尊外附有8条龙,龙首朝着8个方向;龙口中含有一粒铜丸;地面上有8只昂首张口的蟾蜍,准备承接龙口中落下来的铜丸;尊中有一根高而细的铜柱,张衡称之为都柱,都柱在接受到地震产生的地震波后就向波源方向倾倒。在都柱周围构架了8条通道,使倾倒的都柱只能往一道中滑倒,倒到尽头,都柱敲动一个像弩机装置似的牙机,利用扛杆传动,使龙首张开口,铜丸跌入蟾蜍口中,砰的一声,人们闻声检丸,就可知道该方向发生了地震。地动仪诞生的初期,朝野上下普遍对其抱有怀疑的态度。这其实很容易理解,机器预测地震的发生,即使到了科技革命时代,也是欧洲在19世纪下半叶才完成的课题。据说地动仪问世的时候,清流们曾批判张衡“制妖物以媚主上”,宦官们也曾污蔑张衡“行异术以惑人心”。科学,特别是在自然科学诞生的初期,都注定是要与一切传统的势力进行战斗。公元138年秋的陇西大地震,为张衡的地动仪彻底正名,从最后上报的地震实际发生时间到张衡地动仪观测的确切时间看,其误差不超过一个时辰。当然,地动仪对于地震的预测还处于一种极其原始的状态,它只可以大体的感知地震发生的方位,无法定位地震发生的准确地点,但是在当时的生产力条件下,这的确是一个超越时代的发明,对比西方的科技成就,地动仪领先世界约1800年。