【内容提要】中国科学史研究中比较常见的失误是对古人见解的误读。在对中国古代的时空观问题、古人的大地形状概念、月食解说、陨石成因等问题的研究上,都存在着比较典型的误读现象。辉格史学倾向对这种误读现象有一定的引发作用,而造成这种误读的主要原因则在于对现代科学知识的不求甚解和对古代相关知识背景的忽略。
【英文摘要】The common mistakes in the studies of history of Chinese science are mis understandings of the opinion of ancient people.For example,there are some typical misunderstandings in the studies of such questions as ancient peo ple's concept of time and space,their view of the shape of earth,their the ory of lunar eclipse and their explanation of what caused meteorite.The te ndency of the whig interpretation of history in the history of science in China played some role in the appearance phenomena.The main reasons that c aused such historical misunderstandings are that researchers were not havi ng suitable knowledge of modern science and they neglected the related bac kground knowledge of what they were studying on.
【关键词】中国科学史/辉格史学/历史误读
history of Chinese science/whig history/historical misunderstandings
【正文】
在中国的科学史研究中,中国科学史历来占据主流地位,而中国科学史研究又主要集中在对史料的发掘、考释和解读方面。自从20世纪50年代以来,这种研究取得了巨大成就:经过科学史家们孜孜不倦的努力,中国古代科学的基本形貌已经能够比较完整地呈现在人们的面前,科学史研究的成就有目共睹。但是,此类研究也存在问题,其中比较典型的是对历史的误读。这种误读主要表现在对史料的错误认识和评价上,它导致了人们对中国古代一些重要科学问题的错误理解。
在已有的中国科学史研究中,比较典型的历史误读往往不是出现在古文献中那些文字隐晦难懂的地方。也就是说,它的产生,不是由于古今文字的隔阂,而是另有缘故。这里不妨看一些例子。
我们知道,时空问题是科学的基础,在对中国古代时空观的认识上,科学史界就存在过某种误读。中国古人涉及时空的论述甚多,他们把时间叫做“宙”,空间叫做“宇”或“合”,说是“往古来今谓之宙,四方上下谓之宇”(注:《文子·自然篇》引老子言。)(或“四方上下曰合”)。关于时空性质,《管子》中有《宙合》篇,对之有所描述,该篇提到:
天地,万物之橐也,宙合有橐天地,……宙合之意,上通于天之上,下泉于地之下,外出于四海之外,合络天地,以为一裹。散之至于无间,不可名而止。是大之无外,小之无内,故曰有橐天地。
对《管子》的陈述,明末方以智解释说:“《管子》曰宙合,谓宙合宇也。灼然宙轮转于宇,则宇中有宙,宙中有宇。春夏秋冬之旋转,即列于五方。”(注:方以智:《物理小识》卷二《藏智于物》。)即《管子》所说的时空,时间和空间是融合在一块儿的,时间在空间中流逝,空间存在于时间之中,例如春夏秋冬就分属于东西南北和中央这五个方位。中国古代其他有关时空定义和性质的论述还有许多,这里不再赘述。
对于古人的这些论述,科学史界一种有代表性的看法认为,“中国古代人的时空观远离牛顿的观点而靠近相对论的观点”(注:戴念祖:《中国力学史》,河北教育出版社,1988年9月第1版,88页。)。其理由是,牛顿的时空观是一种绝对时空观,这种时空观主张时间和空间绝对分离,互不相关,而爱因斯坦的相对论则主张时间和空间并非彼此独立存在,它们是相互关联的。这与中国人所说的“宇中有宙,宙中有宇”,含义是相通的。也就是说,爱因斯坦用数学形式明确表示出了时空相关的命题,而中国人则从哲学层面对之作了论述。
这种评说令人鼓舞,但却是对中国古代时空观的误读。从本质上说,中国古代时空观的科学基础并未越出经典物理学范围。牛顿的绝对时空观本意是说时空在性质上互不干涉,并非说它们不能并存。我们知道,在以牛顿时空观为代表的经典物理学中,表示一个事件需要四个数,即三个空间坐标和一个时间坐标,由它们构成一个四维连续体,通过该事件在这个四维连续体中的位置和变化表示出它的物理性质来。也就是说,对于物理事件的表示而言,时间和空间是并存的,只不过在这种并存中,时间的流逝与空间场所的变化无关罢了。速度概念就是这种并存的有力证明。而爱因斯坦狭义相对论所说的时空相关,则是在光速不变和自然界定律对洛仑兹变换保持不变这两条相对论基本原理之上推证出来的,它主张时间的流逝与参照系的选择有关,“每一个参考物体(坐标系)都有它本身的特殊的时间,除非我们讲出关于时间的陈述是相对于哪一个参考物体,否则关于一个事件的时间的陈述就没有意义。”(注:A·爱因斯坦著,杨润殷译:《狭义与广义相对论浅说》,上海科学技术出版社,1979年版,第117页。)相比之下,中国古人所说的“宇中有宙,宙中有宇”,强调的是时空并存,时间在空间中流逝,空间存在于时间之中。这种说法与经典物理学并不矛盾,与爱因斯坦相对论倒没有多大关系。至于方以智所说的“春夏秋冬之旋转,即列于五方”,更是中国古代传统五行说的表现。五行说主张万事万物都与金、木、水、火、土这五行相关,通过五行建立起彼此的关联关系。例如春属木,而从空间方位来说,东方也属木,这样春就与东方建立起了关联关系。依此类推,可以得出夏属南,秋属西,冬属北的结论。方以智所云,就是这样一种认识,它与相对论时空观显然是风马牛不相及的。相对论时空观在依据的原理和具体内涵上与中国古代时空观截然不同,这是没有疑义的。当然,我们的祖先也不是没有想到时间的流逝有可能随空间场合的不同而不同,只不过他们把这种可能性一概归之于梦境和仙境中去了,如黄粱梦的幻想,如烂柯山的传说,如《西游记》“天上一日,地上一年”的妙思,等等。在人世间的范围,他们没有看到任何这种可能性的存在。
对大地形状的认识,是科学史上引人关注的另一个话题。在这个话题上,也同样存在着历史误读现象。这一误读主要集中在浑天说代表人物张衡的一段话上:
浑天如鸡子,天体圆如弹丸,地如鸡中黄,孤居于内,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。”(注:张衡:《浑仪注》,载《唐开元占经》卷一,中国书店出版,1989年11月第1版,第3页。)
鸡子即鸡蛋。天像鸡蛋,地像鸡蛋黄,存在于天的内部,天大而地小。这不明显是说地的形状是一个圆球吗?也正因为如此,科学史界对张衡这段话的权威解释是:“这里张衡明确地指出大地是个圆球,形象地说明了天与地的关系,但‘天表里有水’等说法,却是一个重大的缺欠。”(注:杜石然等:《中国科学技术史稿》(上册),科学出版社,1984年版,179页。)也就是说,尽管张衡的陈述有种种不足,但他已经有了明确的地球观念,这是可以肯定的。
但是,如果深入剖析一下相关知识背景,就会得出不同的结论。我们知道,地球观念的关键之处在于要认识到水是地的一部分,水面是地表面的一部分,是弯曲的。但张衡并未认识到这一点,在他的心目中,水面是平的,地是漂浮在水上的。实际上,在古代中国,非但张衡没有认识到大范围的水面本质上是弯曲的,一直到西方地球学说的传入为止,我们的祖先也从未有人认识到过这一点,所以他们也无从产生出科学的地球观念来。张衡当然也不例外。
此外,要承认地是圆的,还有一些相关问题有待解决,例如,生活在地球两侧顶足而立的人们,势必面临一个倾斜摔倒的问题,正如清代学者陈本礼在反对当时新传入的地球说时所言:
泰西谓地上下四旁,皆生齿所居。此言尤为不经。盖地之四面,皆有边际,处于边际者,则东极之人与西极相望,如另一天地,然皆立在地上。若使旁行侧立,已难驻足,何况倒转脚底,顶对地心,焉能立而不堕乎?(注:转引自游国恩主编《天问纂义》,中华书局,1982年版,第117~118页。)
在西方,在牛顿万有引力定律问世之前,人们是用相对的上下观念来解决这一问题的,他们认为,地是个圆球,居于宇宙中心,在这样的模型中,凡是指向地心的,都是向下;凡是背离地心的,都是向上。人不管站在地球上的何处,都是头上脚下,这样,因地圆而造成的倾斜摔倒之事,自然也无从发生。相比之下,中国古人的上下观念是一种绝对的上下观,认为所有向上(或向下)的方向都是一致的。(注:关增建:《中国古代物理思想探索》,湖南教育出版社,1991年版,第44页。)这种绝对的上下观与地球学说是不相容的。中国古代没有像古希腊那样对几何学中的圆的欣赏,也就不可能将这种欣赏推广到宇宙结构理论中去,从而产生出相对的上下观念,为地球学说的诞生从思想上铺平道路。中国古代没有产生地球学说的思想土壤。
认识到了这一点,再来回顾张衡的这段话,就会发现张衡的本意是要借用鸡蛋和鸡蛋黄的比喻,来说明天在外、地在内,天包着地这种相对位置关系。我们不能望文生义,一看到他说“地如鸡中黄”就认为他有地球观念,把他对天地位置关系的比喻理解成他对大地形状的描述,从而说他已经认识到了地是圆的。张衡地圆说是当代人们对历史的误读。实际上,早在20世纪60年代,唐如川就已经指出了张衡所持不是地球说,而是地平观念,(注:唐如川:《张衡等浑天家的天圆地平说》,《科学史集刊》,1962年,第4期。)但他的见解并未引起人们的重视,以至于到了80年代中叶,又有一批学者重新就此发表意见,反对张衡地球说。(注:见金祖孟:《试评张衡地圆说》,《自然辩证法通讯》,1985年第5期;李志超、华同旭:《论中国古代的大地形状概念》,《自然辩证法通讯》,1986年第2期;宋正海:《中国古代传统地球观是地平大地观》,《自然科学史研究》,1986年第1期;王立兴:《浑天说的地形观》,《中国天文学史文集》(第4期),科学出版社,1987年出版。)即使如此,直到今天,张衡地球说的影响仍然不绝如缕,这一现象,耐人寻味。
与地球概念相关的一件事情是对月食成因的解释,这件事同样发生在张衡身上。张衡在其《灵宪》中对月食形成原因做了这样的解释:
夫日譬犹火,月譬犹水。火则外光,水则含景。故月光生于日之所照,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àn@①虚。在星星微,月过则食。(注:张衡:《灵宪》,据《后汉书》刘昭注引文。)