鬼谷子應該是一個真實人物,是一位研習談說之術的隱姓埋名的學者。因為,漢人的一
系列著作都可以證實這個人物的存在。司馬遷的《史記》是一部嚴肅的歷史著作,他所記載
的往往都是經過實地考察的史事。《史記?蘇秦列傳》說:」蘇秦者,東周洛陽人也。東,事
師於齊,而習之鬼谷先生。」《張儀列傳》又說:」張儀者.魏人也。始嘗與蘇秦俱事鬼谷先
生,學術。蘇秦自以不及張儀。」西漢末年哲學家揚雄、東漢哲學家王充,也都承認鬼谷子
是蘇秦、張儀的老師。他們還可能見過《鬼谷子》。他們分別在《法言》與《論衡》中對鬼
谷子及蘇秦、張儀進行了批評。更大的證據是西漢末年著名學者劉向在《說苑?善說》中大
段引用了鬼谷子的話語。劉向推崇談說之術說:」夫辭者,乃所以尊君、重身、安國、全性
者也。故辭不可不修,而說不可不善。」他開宗明義便引證了苟子、鬼谷子、子貢等人的話
來確立自己的論點,然後羅列了大量故事作為例證。苟子、子貢是確定無疑的歷史人物,鬼
谷子也不能例外。鬼谷子具體活動時代,可以根據蘇秦、張儀的活動時代確定,大概是與墨
子同時代的人。
這個人物為什麼叫鬼谷子,本來也毫無神秘可言。《史記集解》引用了東晉學者徐廣的
說法:」穎川陽城有鬼谷,蓋是其人所居,因為號。」隱士們不說自己的姓名正是情理中的事,
因為正如介子推所說的:」身將隱,焉用文之?」(《左傳》僖公二十四年)大哲學家老子的真
實姓名便是一樁疑案,《論語》中的」荷礤丈人」,有著作的」鶚冠子」,都沒有留下姓名。故
李善《文選注》說:」《鬼谷子序》曰:周時有豪士,隱於鬼谷者,自號鬼谷子。言其自遠
也。然鬼谷之名.隱者通號也。」然而,大概由於他的名字中有一個」鬼」,容易誘發人們的
神秘聯想,到了鬼神之說昌盛的魏晉南北朝時代,鬼谷子這個人物就逐漸地被塗上了神秘色
彩,並與道教發生了聯繫,
鬼谷子可能是一個真實的人物,那麼,他隱居的鬼谷也可能是實有其地。鬼谷子隱居的
鬼谷在什麼地方。有不同的說法,古代的主要說法有:
1.在齊國境內。司馬遷《蘇秦列傳》說,蘇秦」東事師於齊而習之鬼谷先生」。這是最
早的說法,鬼谷應該在齊國境內。
2.在陽城(河南登封地區)。唐朝裴騮作《史記集解》.他引用了東晉學者徐廣的說法:」穎川陽城有鬼谷,蓋是其人所居,因為號。」張守節所作的」正義」云:」鬼谷在洛州陽城縣
北五星。」穎川郡的陽城縣,故治在今河南省登封縣東南。窟朝李吉甫《元和郡縣志》云:」
鬼谷在告城縣北,即六國時鬼谷先生所居也。」
3.在臨沮(湖北當陽)。《昭明文選》所選的郭璞《遊仙詩》說,鬼谷子是」清溪千萬仞」
中隱居的道士。唐朝李善註解此詩引用《荊州記》說:」臨沮縣有清溪山,山東有泉,泉側
有道士精舍。」
4.在關內雲陽(即」扶風池陽」,在陝西三原縣北)。司馬遷《甘茂列傳》提到甘茂熟悉」
自觳塞及至鬼谷」的地理形勢。這個鬼谷,徐廣認為還是陽城。張守節認為徐廣錯了,他在
《史記正義》中說:」劉伯莊云:。此鬼谷,關內雲陽.非陽城者也。案:陽城鬼谷,時屬韓,
秦不得置之」唐朝司馬貞所作的《史記蘇秦列傳》」索隱」云:」按:鬼谷,地名也。扶風池陽、
穎陽成,並有鬼谷墟。蓋是其人所居,因為號。」又云:」按:徐廣雲在陽城。劉氏雲此鬼谷
在關內雲陽,是也。」
5.在漢江之濱。五代後蜀杜光庭《錄異記》說:」鬼谷先生者,古之真仙也居漢
濱鬼谷山。」
6.在壺山。托名李中虛的《命書序》說:」昔司馬季主居壺山之陽。一夕雨余,風清月
朗,有叟踵門,自謂鬼谷子∥河南魯山縣、11東莒縣,都有壺山;有人認為壺山是湖南大
庸(張家界)的壺頭山,今天許多地方都說有鬼谷,僅河南省就有兩個以上的鬼谷,甚至南方
的江西省、浙江省也有鬼谷。我們如果把鬼谷的具體位置不加討論,也是可以的。如果要討
論考證.最恰當的辦法是古今結合。按照古今結合的辦法,河南省兩處鬼谷最有可能是鬼谷
子的隱居地。這兩處鬼谷,一在河南省淇縣的雲夢山,一在河南省汝陽縣的雲夢山。淇縣雲
夢是太行山的餘脈,位於黃土高原與華北大平原的交界處,距淇縣縣城朝歌鎮大約十五公里,
群峰秀麗而雄偉。雲夢山的五里長的山谷叫做」鬼谷」.山頂的」鬼谷洞」傳說是鬼谷子的誕生
地,還有鬼谷子弟子們居住的」孫臏洞」、」龐涓洞」、」毛遂洞」等。」天書崖」則是壁立數丈的
約一千平方米的懸崖,頗似懸崖石刻,遠看依稀有字跡,傳說鬼谷子把華元真人傳授的」天
書」(即《鬼谷子》)托印在天書崖上。」南桃園」與」演兵嶺」則傳說是鬼谷子教導弟子們練習遊說之術與排兵佈陣的地方。汝陽縣的雲夢山,在汝陽縣城東南約4公里。山中有」鬼谷洞」、」孫臏洞」、」鬼谷墓」、」孫臏墓」、」說淚井」(蘇秦說的鬼谷子流淚的地方)、」石頭陣」,山下還有」鬼谷村」。
汝陽縣的雲夢山,可以與《史記》註釋中所提出的」陽城」說相互印證。陽城就是今登封
告城,然而告城百餘里內並沒有關於鬼谷子的遺跡與傳說。而汝陽古屬於陽城地界,那麼陽
城鬼谷就應該是在汝陽縣的雲夢山。淇縣的雲夢山,則可以與《史記》」東事師於齊而習之
鬼谷先生」的記載相互印證。淇縣在西周時期是衛國都城,但是在東周惠王十七年(公元前
660年),赤狄人進攻衛國,衛懿公被殺,都城被毀滅。衛人南逃,在齊桓公援助下在楚丘(今
河南滑縣)建立新的都城。淇縣本與齊國接壤,齊桓公趕走赤狄之後,這塊地方可能進入了
齊國的版圖。那麼,洛陽(當時屬於西周君)人蘇秦,魏(國都在大梁)人張儀,進入淇縣的雲
夢山求學是完全可能的,這就是蘇秦的」東事師於齊」。除這兩處鬼谷外,其他地方的鬼谷,
都不符合戰國時代的形勢與正規史書的記載,有的是古代傳說,有的是今人附會。
這兩處雲夢山的鬼谷,誰更加權威呢?我們認為是淇縣的鬼谷。因為,《史記》的記載,
肯定要比幾百年以後人們為《史記》作的註釋更可靠,更有權威。張衡(78-139),字平子,南陽西鄂(今河南南陽縣石橋鎮)人。他是我國東漢時期偉大的天文學家,為我國天文學的發展作出了不可磨滅的貢獻;在數學、地理、繪畫和文學等方面,張衡也表現出了非凡的才能和廣博的學識。
張衡是東漢中期渾天說的代表人物之一;他指出月球本身並不發光,月光其實是日光的反射;他還正確地解釋了月食的成因,並且認識到宇宙的無限性和行星運動的快慢與距離地球遠近的關係。
張衡觀測記錄了兩千五百顆恆星,創製了世界上第一架能比較準確地表演天象的漏水轉渾天儀,第一架測試地震的儀器——候風地動儀,還製造出了指南車、自動記裡鼓車、飛行數里的木鳥等等。
張衡共著有科學、哲學、和文學著作三十二篇,其中天文著作有《靈憲》和《靈憲圖》等。
為了紀念張衡的功績,人們將月球背面的一環形山命名為「張衡環形山」,將小行星1802命名為「張衡小行星」。
20世紀中國著名文學家、歷史學家郭沫若對張衡的評價是:「如此全面發展之人物,在世界史中亦所罕見,萬祀千齡,令人景仰。」
後世稱張衡為木聖(科聖)。
張衡字平子。南陽郡西鄂縣(今河南南陽)人。東漢建初三年(公元78年)生;
永和四年(公元139年)卒。天文學、機械技術、地震學。
張衡出身於名門望族。其祖父張堪自小志高力行,被人稱為聖童,曾把家傳
余財數百萬讓給他的侄子。光武帝登基後張堪受薦拜官。曾被任為蜀郡太守隨大
司馬吳漢討伐割據蜀郡的公孫述,立有大功。其後又領兵抗擊匈奴有功,拜為漁
陽(今北京附近)太守。曾以數千騎兵擊破匈奴來犯的一萬騎兵。此後在他的任期
內匈奴再也沒有敢來侵擾。他又教人民耕種,開稻田八千頃,人民由此致富。所
以,有民謠歌頌他說:「張君為政,樂不可支。」張堪為官清廉。伐蜀時他是首
先攻入成都的,但他對公孫述留下的堆積如山的珍寶毫無所取。蜀郡號稱天府,
但張堪在奉調離蜀郡太守任時乘的是一輛破車,攜帶的只有一卷布被囊。
張衡像他的祖父一樣,自小刻苦向學,很有文采。16歲以後曾離開家鄉到外
地遊學。他先到了當時的學術文化中心三輔(今陝西西安一帶)。這一地區壯麗的
山河和宏偉的秦漢古都遺址給他提供了豐富的文學創作素材。以後又到了東漢首
都洛陽。在那兒,他進過當時的最高學府——太學,結識了一位青年學者崔瑗,
與他結為摯友。崔瑗是當時的經學家、天文學家賈逵的學生,也精通天文、曆法、
數學等學問。和帝永元十二年(公元100年)張衡應南陽太守鮑德之請,作了他的
主簿,掌管文書工作。8年後鮑德調任京師,張衡即辭官居家。在南陽期間他致
力於探討天文、陰陽、歷算等學問,並反覆研究西漢揚雄著的《太玄經》。他在
這些方面的名聲引起了漢安帝的注意。永初五年(公元111年)張衡被徵召進京,
拜為郎中。
元初元年(公元114年)遷尚書郎。次年,遷太史令。以後曾調任他職,但5年
後復為太史令。總計前後任此職達14年之久,張衡許多重大的科學研究工作都是
在這一階段裡完成的。順帝陽嘉二年(公元133年)升為侍中。但不久受到宦官排
擠中傷,於永和元年(公元136年)調到京外,任河間王劉政的相。劉政是個驕橫
奢侈、不守中央法典的人,地方許多豪強與他共為不法。張衡到任後嚴整法紀,
打擊豪強,使得上下肅然。3年後,他向順帝上表請求退休,但朝廷卻征拜他為
尚書。此事頗有蹊蹺,因尚書的官秩遠低於侍中或相,他是否應徵,史載不彰。
就在這一年(永和四年,即公元139年)他即告逝世。
張衡是一位具有多方面才能的科學家。他的成就涉及到天文學、地震學、機
械技術、數學乃至文學藝術等許多領域。
1.天文學
張衡在天文學方面有兩項最重要的工作——著《靈憲》,作渾天儀。此外,
在曆法方面也有所研究。
關於《靈憲》
《靈憲》是張衡有關天文學的一篇代表作,全面體現了張衡在天文學上的成
就和發展。原文被《後漢書·天文志》劉昭注所徵引而傳世。文中介紹的天文學
要點如下:
(1)宇宙的起源。《靈憲》認為,宇宙最初是一派無形無色的陰的精氣,幽
清寂寞。這是一個很長的階段,稱為「溟滓」。這一階段乃是道之根。從道根產
生道干,氣也有了顏色。但是,「渾沌不分」,看不出任何形狀,也量不出它的
運動速度。這種氣叫做「太素」。這又是個很長的階段,稱為「龐鴻」。有了道
干以後,開始產生物體。這時,「元氣剖判,剛柔始分,清濁異位,天成於外,
地定於內」。天地配合,產生萬物。這一階段叫做「太玄」,也就是道之實。
《靈憲》把宇宙演化三階段稱之為道根、道干、道實。在解釋有渾沌不分的太素
氣時引了《道德經》裡的話:「有物混成,先天地生。」這些都說明了《靈憲》
的宇宙起源思想,其淵源是老子的道家哲學。《靈憲》的宇宙起源學說和《淮南
子·天文訓》的思想十分相像,不過《淮南子》認為在氣分清濁之後「清陽者薄
靡而為天,重濁者凝滯而為地」。天上地下,這是蓋天說。而《靈憲》主張清氣
所成的天在外,濁氣所成的地在內,這是渾天說。
總之,張衡繼承和發展了中國古代的思想傳統認為宇宙並非生來就是如此,
而是有個產生和演化的過程。張衡所代表的思想傳統與西方古代認為宇宙結構亙
古不變的思想傳統大異其趣,卻和現代宇宙演化學說的精神有所相通。
(2)關於宇宙的無限性。戰國時代的《屍子》定義說,「上下四方曰宇,往
古來今曰宙」。宇就是空間,宙就是時間。中國的傳統思想是把空間和時間聯繫
在一起的。這一點也和西方古代把二者看成是兩個互相割裂的概念大不相同。但
是,中國和西方一樣,在二者是有限還是無限的問題上歷來也有爭論。《莊子》
一書中就有宇宙在空間和時間上都是無限的說法。而西漢末年的揚雄卻認為「闔
天為宇,辟宇為宙」,在空間上是有限的,在時間上是有起點的。張衡雖然長期
研究揚雄的《太玄經》,並受到揚雄較深的影響,但在宇宙的無限性上卻不願遵
循揚雄。《靈憲》認為人目所見的天地是大小有限的,但是,超出這個範圍,人
們就「未之或知也。未之或知者,宇宙之謂也。宇之表無極,宙之端無窮」。宇
宙在空間上沒有邊界,在時間上沒有起點。揚雄的思想和目前天文學界最負盛名
的大爆炸宇宙學說在終極本質上是相通的。而張衡的結論卻和當代的辯證唯物主
義哲學相合。看來,宇宙有限無限的問題還得長期爭論下去。
(3)關於天地的結構。《靈憲》把天描述成是恆星所在的地方,它是一個偏
心率極小的橢球:「八極之維,逕二億三萬二千三百里。南北則短減千里,東西
則增廣千里。通而度之,則是渾已。」天上有一個北極,樞星正好在這個位置上。
日、月、五星都繞它旋轉。天還有個南極,是在地底下,人不可見。人目所見的
地表面是平的,正在天的中央,「自地至天,半於八極;則地之深亦如之」。可
見,張衡心目中的地是個半球。在地面上來說,如以8尺高的表在同一天正午測
量日影長度,則南北相距千里的兩個地點所量得的表影長度相差1寸。
為什麼把天地要設想成是個橢球結構?我們已無法瞭解,或許,一種可能是
囿於傳統。早在《呂氏春秋·有始覽》中就提到:「凡四海之內,東西二萬八千
裡,南北二萬六千里」,東西比南北長了二千里。《淮南子·墜形訓》中也引了
這兩個數值。可見古人大概相當相信天、地的東西要比南北來得長。
地平說和「表影千里差1寸」的理論,過去人們曾以為是蓋天說的內容。但
若據此即認為《靈憲》的天地結構模形是蓋天說,那就不當了。渾天模型和蓋天
模型最主要的不同在於:渾天的天是球狀的,天可以轉到地下去。天不僅有出於
地上的北極,還有隱於地下的南極。蓋天的天則或像一個蓋子籠罩著平地(近人
稱之為第一次蓋天說),或者和地構成二片平行的曲面(近人稱之為第二次蓋天
說)。總之,天永遠在地之上。天只有北極而不可能有南極。因此,從對天的結
構認識來看,《靈憲》只能劃入渾天說而不能視之為蓋天說。關於地的問題,必
須指出,歷史上的渾蓋之爭,主要在於天而不在於地。直到唐代一行徹底否定了
日影千里差1寸的舊說之前,水平大地的觀念還一直存在於渾天說中。就是在一
行之後,直到西方天文學傳入之前,我國仍然未能建立起明確的球形大地的數理
模型。反倒是《靈憲》中的那種「天圓地平」說仍然佔有重要地位。
(4)關於日、月的角直徑。《靈憲》記載,日、月角直徑為整個天周的「七
百三十六分之一」。化成現代通用角度單位即為29′21〃,[根據錢寶琮的研究,
認為《靈憲》的「(日、月)其徑當天周七百三十六分之一,地廣二百四十二分之
一」當校改為「(日、月)其徑當天周七百三十分之一,地廣二百三十二分之一」。
如此則日、月的角直徑當為29′35.3〃]。這和近代天文測量所得的日和月的平
均角直徑值31′59〃和31′5〃相比,誤差都只有2′左右。以二千年前的觀測條
件而論,張衡測值可謂精確。
在張衡之前的《周髀算經》中也介紹過一個觀測:用一根8尺高的竿子垂直
立於地面,每當太陽過子午線時量竿影長度。當影長正為6尺時,用一根8尺長、
孔徑1寸的竹管觀看太陽。《周髀算經》認為此時太陽視圓面正好充滿竹管。由
此,《周髀算經》按照「千里差1寸」的比例關係,求得此時太陽距人目為10萬
裡,進而求得太陽的線直徑為1250里。由於「千里差1寸」等基本出發點都是錯
誤的,因而《周髀算經》所得極為荒謬(太陽的線直徑實際為139.1萬公里)。就
觀測本身而論,《周髀算經》的結果也是相當粗疏的。按竹管長8尺,孔徑1寸計
算,太陽角直徑為42′58〃。誤差比《靈憲》所載大多了。
(5)關於月食原因。在張衡之前,人們已對日食的原因有所認識。西漢的劉
向就說過:「日蝕者,月往蔽之」(見《開元占經》卷九所引)。東漢王充在《論
衡·說日篇》中引述過別人的一種更明確的說法:「或說,日食者月掩之也。日
在上,月在下,障於日之形也。」而對於月食原因,則在張衡之前尚無明晰的解
釋。大概正是針對這種狀況,張衡在《靈憲》中就未及日食原因,而是專門論述
了月食的原因:「月,光生於日之所照;魄生於日之所蔽。當日則光盈,就日則
光盡也。眾星被耀,因水轉光。當日之沖,光常不合者,蔽於地也,是謂■虛。
在星星微,月過則食。」
這段話中說到,月亮本身是不發光的,太陽光照到月亮上才產生光月。月亮
之所以出現有虧缺的部分,就是因為這一部分照不到日光。所以,當月和日正相
對時,就出現滿月。當月向日靠近時,月亮虧缺就越來越大,終至完全不見。這
樣一種月相理論,在《周髀算經》中已有大概:「日兆(按:通照)月,月光乃生,
故成明月。」西漢京房說得更為明確:「先師以為日似彈丸,月似鏡體;或以為
月亦似彈丸,日照處則明,不照處則暗」(《開元占經》卷一引)。張衡的月相理
論和他們沒有本質的差別,所突出的是張衡強調了月相與日、月相對位置的關係。
但這樣一來人們自然要問,既然「當日則光盈」,那麼何以有時候當日時會有月
食呢?對此,張衡回答說:「蔽於地也」,即大地擋住了日光,使日光照不到月
亮上去了。張衡把這塊大地所產生的影子起個名字叫「■虛」。月亮進入■虛時
就發生月食。《靈憲》對月食原因的闡述是很科學的。
不過,再仔細思考一下■虛,人們又會提出問題。按照《靈憲》所說的天地
結構,地是其下部與天球相密合的半橢球。那麼:(i)要使日、月能沒入地平且
能在地下運動,日、月就只能是兩個無厚的圓面,這就和上面說的月相理論相矛
盾。(ii)太陽沒入地平後光線就會被地半球完全擋住,無論什麼時候也不會投射
上月亮。這樣,晚上的月亮應該總是看不見的,這也就根本談不上月食的問題了。
要解釋這兩個矛盾,只能認為《靈憲》中的地有二層不同的含義。第一層含義是
相對天來說的地,那是個半橢球。第二層含義是相對日、月來說的,那是孤懸在
天球中央的一個較小的固體物。或者,可以把這二層含義統一起來說:孤懸在天
內的是一片陸地,此外的地則全是水,故能與天球下半相密合。這樣理解之下,
則日、月仍可是個圓球;而日到水下之後日光仍能穿透水而照射到月亮上,只有
那塊相對較小的陸地才能產生一塊■虛。當然,在這樣推測的時候還得再補充一
點,即應該認為在張衡看來,水是一種透明度較高的物質,所以深入地下之後的
日光仍能穿透厚厚的水層而射到月亮,產生皓然明月。
(6)關於五星的運動。《靈憲》中提出了4點極有價值的見解。第一,日、月、
五星並非是在天球球殼上,它們是在天地之間運行,距地的遠近各有不同。第二,
這7個天體的運動速度也不同,離地近的速度快,離地遠的速度就慢。第三,
《靈憲》用天的力量來說明行星之所以有留、逆、遲、速等運動變化現象(「天
道者貴順也。近天則遲,遠天則速。行則屈,屈則留回,留回則逆,逆則遲,迫
於天也」)。第四,按照五星離地遠近及其運行的快慢,可以將它們分成兩類。
一類附於月,屬陰,包括水星和金星。另一類附於日,屬陽,包括火星、木星和
土星。
《靈憲》上述這4點都很有意思。其中第一點可以說基本上是正確的,雖然
實際情況要比這種概括複雜得多。第二點則與古希臘人的思想完全相合。而在中
國,則在張衡之前還沒有人提起過,並且在他之後也未對此點給予重視,這就使
中國古代數理天文學的發展受到很大的局限。第三點雖然說得非常含混難解,而
且完全不正確,但它卻顯然是在尋求說明行星運動之所以有順逆遲速的力學原因。
這種努力的本身值得在整個天文學史上大書一筆。1500多年之後,王錫闡在《五
星行度解》裡提到了類似的思想,並進一步提出了天對日、月、五星有一種類似
磁石吸針的力量。王錫闡的思想的力學性就更明確了。雖然張衡、王錫闡的思想
都並不正確,但是行星和它們的衛星(月亮是地球的衛星,地球是一顆行星)的運
動,的確都是受到萬有引力定律所支配的。因此,追究這些天體運動中的力學原
因無疑是一個正確的方向。在西方,對於這種力學原因的探討在張衡之後的1000
多年裡仍然是沒有的。許多偉大的希臘天文學家都只有對日、月、五星的運動作
精細的運動學描述,而從未想到過解釋其力學原因。力學原因的探討要直到16世
紀科學革命開始之後才被提出來。第四點也很有意思。《靈憲》的行星分類正好
是太陽系中內行星與外行星的分類。當然,現在我們知道,所有的行星,包括地
球,都是繞太陽轉的,而月亮則是繞地球轉的。所以,「附於月」的說法當然是
錯誤的。之所以會有這樣的錯誤,是因為張衡和其他古人一樣,把月亮作為陰的
代表。不過,從金、水兩內行星的運動來說,人目所見的鮮有和外行星有截然不
同的地方。那就是,外行星只能從晨出於東方開始一個會合週期。而內行星則在
一個會合週期不但可以晨出於東方,而且還可以像月亮一樣,昏出於西方。正是
由於這種昏出於西方的相似性,《靈憲》才提出「附於月」的說法。
(7)關於星官。滿天繁星,古人將它們組合成一個個星組,以便於對它們進
行辨認和觀測。這些星組少則一星,多則數十星。這樣的星組古人稱之為星官。
由於各個天文學家的取捨、組合方法並不都相同,因此形成了許多家不同的星官
體系。直到張衡時代,流傳於世的星官體系有以《史記·天官書》為代表的體系,
有石氏、甘氏、黃帝以及「海人之占」等等的體系。對這些各有特色的體系,張
衡作了一番比較、整理和匯總的工作,發展出了一整套收羅恆星最多的新體系。
《靈憲》記載,其中「中外之官常明者百有二十四,可名者三百二十,為星二千
五百,而海人之占未存焉」。張衡的這一星官體系整理工作比(三國吳)天文學家
陳卓總結甘、石、巫咸三家星官的時代要早100多年,而且所包括的星官、星數
比陳卓要多得多(陳卓所總結的有283官1464星),成就當然要比陳卓大。可惜張
衡星官體系已經失傳,這是我國恆星觀測史上的重大損失。
與恆星星官有關的一個問題是,《靈憲》中提出了星空裡還存在一種「微星」
即很闇弱的星,其數有11520顆。這個數字並非嚴格得自實測,而是來自《易經》
中神秘的「萬物之數」。數字當然是不正確的。但張衡認為有微星存在,且星數
比亮星多得多,這卻是符合客觀實際的。
(8)流星和隕星。天空中除了日、月、星(古稱三光。星包括行星和恆星)這
些常見成員外,還不時見到流星之類的天體。《靈憲》認為「及其(按:指三光)
衰也,神歇精■,於是有隕星。然則奔星之所墜,至地則石矣」。這裡,張衡繼
承了前人「星墜至地則石也」(《史記·天官書》)的思想,對隕石的來源予以較
正確的解釋。同時,張衡還探討了隕星產生的原因,認為是與日、月、星的衰敗
有關。雖然這個想法不正確(太陽系內有一些大大小小的流星體,當它們在運行
中與地球相遇,進入大氣層後因摩擦而燃燒,便成為流星;較大的流星體在大氣
層中未及燒盡而墜落地面,便成為隕星,或稱隕石),但是,每個天體都有發展
到「衰」敗死亡的階段,這卻是非常科學的結論。張衡的這個思想非常合乎辯證
法,而且也正是西方古代學中所缺乏的。
與隕石相聯繫,《靈憲》中對恆星的產生也有一種解釋:「地有山嶽,以宣
其氣,精為星。星也者,體生於地,精成於天。」這種星生於地的見解當然是
完全錯誤的。它是當時已流行了幾百年的天地相應的思想的反映。《靈憲》說道:
「在天成象,在地成形。天有九位,地有九域。天有三辰,地有三形。有象可效,
有形可度。情性萬殊,旁通感薄,自然相生,莫之能紀。」這些所謂天地之間的
對應,純粹出於人的主觀附會,毫無內涵上的科學聯繫。例如,所謂天的九位
(即古人所謂九天)和地的九域(即所謂九州)全都是中國古人的人為劃分。所以,
這種相應純屬數字偶合。不過,張衡之所以會有山嶽之精氣上升為星的想法,原
因即在於他見到的隕星至地都是石頭,而山嶽則正是最多石頭的地方。石頭又怎
能上天?所以必然會想到這是山嶽的精氣,這就可以上升到天上成為星。這些反
映了隕石來自天外的思想。而在西方,直到17世紀,還有天文學家認為隕石並非
來自地外的說法。
《靈憲》作為一篇傑出的古代天文學著作,當然仍會有許多不足的地方。除
了前面已經提到的各點外,比如文中還把嫦娥奔月的神話當作事實記載在內,甚
至說嫦娥入月後化成了蟾蜍。至於文中流露的種種星占術思想,那是當時整個時
代的風氣,倒也不必去苛求張衡。總之,儘管《靈憲》有一些缺點,但是它在天
文學史上的意義並不因此而遜色。梁代劉昭讚頌張衡是「天文之妙,冠絕一代」,
其評價的主要根據之一就是《靈憲》這篇傑出的著作。
制做渾天儀
張衡所做的渾天儀是一種演示天球星象運動用的表演儀器。它的外部輪廓有
球的形象,合於張衡所主張的渾天說,故名之為渾天儀。這架渾天儀在《晉書·
志》中有三處記載。
一處是在「天體」節中,其中引到晉代科學家葛洪的話說:「張平子既作銅
渾天儀,於密室中以漏水轉之,令伺之者閉戶而唱之。其伺之者以告靈台之觀天
者曰:璇璣所加,某星始見,某星已中,某星今沒,皆如合符也。」在「儀象」
一節中又有一段更具體的細節描寫:「張衡又制渾象。具內外規,南北極,黃赤
道。列二十四氣,二十八宿,中外星官及日、月、五緯。以漏水轉之於殿上室內。
星中、出、沒與天相應。因其關戾,又轉瑞輪■莢於階下,隨月盈虛,依歷開
落。」這裡又稱為渾象,這是早期對儀器定名不規範的反映,並不表示與渾天儀
是兩件不同的儀器。第三處則在「儀象」體之末,說到張衡渾天儀的大小:「古
舊渾象以二分為一度,凡周七尺三寸半分也。張衡更制,以四分為一度,凡週一
丈四尺六寸一分。」
從這三段記載可知,張衡的渾天儀,其主體與現今的天球儀相仿。不過張衡
的天球上畫的是他所定名的444官2500顆星。渾天儀的黃、赤道上都畫上了二十
四氣。貫穿渾天儀的南、北極,有一根可轉動的極軸。在天球外圍正中,應當有
一條水平的環,表示地平。還應有一對夾著南、北極軸而又與水平環相垂直的子
午雙環,雙環正中就是觀測地的子午線。天球轉動時,球上星體有的露出地平環
之上,就是星出;有的正過子午線,就是星中,而沒入地平環之下的星就是星沒。
天球上有一部分星星永遠在地平環上轉動而不會落入其下。這部分天區的極限是
一個以北極為圓心,當地緯度為半徑的小圓,當時稱之為內規。仿此,有一以南
極為中心,當地緯度為半徑的小圓,稱之為外規。外規以內的天區永遠不會升到
地平之上。
張衡天球上還有日、月、五星。這7個天體除了有和天球一道東昇西落的周
日轉動之外,還有各自在恆星星空背景上複雜的運動。要模擬出這些複雜的運動
遠不是古代的機械技術所能做到的。因此,應該認為它們只是一種綴附在天球上
而又隨時可以用手加以移動的一種附加物。移動的目的就是使日、月、五星在星
空背景上的位置和真正的位置相適應。
張衡的瑞輪■莢更是一件前所未有的機械裝置。所謂■莢是一種神話中的植
物。據說長在堯帝的居室階下。隨著新月的出現,1天長1個莢,到滿月時長到15
個莢。過了月圓之後,就一天掉1個莢。這樣,數一數■莢的莢數就可以知道今
天是在一個朔望月中的哪一天和這天的月相了。這個神話曲折地反映了堯帝時天
文曆法的進步。張衡的機械裝置就是在這個神話的啟發下發明的。聽謂「隨月盈
虛,依歷開落」,其作用就相當於現今鐘錶中的日期顯示。
遺憾的是關於張衡渾天儀中的動力和傳動裝置的具體情況史書沒有留下記載。
張衡寫的有關渾天儀的文章也只留存片斷。這片斷中也沒有提及動力和傳動裝置
問題。近幾十年來,人們曾運用現代機械科技知識對這個裝置作了一些探討。最
初,人們曾認為是由一個水輪帶動一組齒輪系統構成。但因有記載明言渾天儀是
「以漏水轉之」,而又有記載明言這漏水又是流入一把承水壺中以計量時間的。因
此,就不能把這漏水再用來推動原動水輪。所以,原動水輪加齒輪傳動系統的方
案近年來受到了懷疑。最近有人提出了一種完全不同的設計。他們把漏壺中的浮
子用繩索繞過天球極軸,和一個平衡重錘相連。當漏壺受水時壺中水量增加,浮
子上升,繩索另一頭的平衡錘下降。這時繩索牽動天球極軸,產生轉動。此種結
構比水輪帶動齒輪系的結構較為合理。因為(i)張衡時代的齒輪構造尚相當粗糙,
難以滿足張衡渾天儀的精度要求。(ii)這個齒輪系必含有相當數量的齒輪,而齒
輪越多,帶動齒輪旋轉的動力就必須越大。漏壺細小緩慢的水流量就越難以驅動
這個系統。(iii)更關鍵的是前面已提到的漏壺流水無法既推動儀器,又用於顯
示時刻。而浮子控制的繩索傳動就可避開上述三大困難。人們已就此設想做過小
型的模擬實驗。用一個直徑為6.5厘米,高3.5厘米的圓柱形浮子和一塊27克重的
平衡重錘,就可通過繩索帶動質量為1040克的旋轉軸體作比較均勻的轉動。其不
均勻的躍動在一晝夜中不過數次,且躍動範圍多在2°以下,這種誤差在古代的
條件下是可以允許的。因此,看來浮子-平衡重錘-繩索系統比原動水輪-齒輪
系統的合理性要大一些。不過,張衡的儀器是個直徑達1米以上的銅製大物。目
前的小型實驗尚不足以保證在張衡的儀器情況下也能成功,還有待更進一步的條
件極相近的模擬實驗才能作出更可信的結論。