秦建明
七衡六间模型
我们在上文中称日夏至之衡为“上衡”;日冬至之衡为“下衡”,但《周髀算经》卷上明明说:“故日夏至在东井,极内衡,日冬至在牵牛,极外衡也。故曰一岁三百六十五日、四分之一日,岁一外极,一内极。”却用的是外衡与内衡,并未用上下衡之名。这是为什么呢?
从实际观测看,太阳半年在赤道坐标系天空中视运行轨迹是一螺旋形,并不间断。但《周髀算经》之作者将其简化为七个互不相连的圆环,更易为人理解和便于计算。其所给出的数据将此七个环定为南大北小,以其极(北极)为中心,各环皆是以极轴为中心的同轴园。故其有内衡与外衡之分,在此模型上,《周髀算经》中给出了七衡图的七个环径与周长的数值。最北最小与极最近的是内衡,最南最大与极最远的是外衡。
这七个环并非分布在同一平面,而是处于球面之上,这应当是在七衡六间本图基础上将其以极轴为中心进行360度旋转后获得的第二幅图(图三)。它已经不是单单反映的日高了,每一衡所反映地都是太阳运行至该衡时在天穹上的圆周运动轨迹。七个不同的高度,便产生七个环。古人在平面上绘立体图有一定的困难,常常将其绘于同一平面之上,这正是我们见到的古代七衡六间图,也是《周髀》所描述的“七衡图”。我们可以理解为从北极之上下俯观察,此时这七圈变为平面上的由外向内七个大小不等的同心圆(图四)。在平面图上, 显而易见,称其内衡外衡十分合理。
这种七衡图,其七环是同心圆,同心圆的圆心,为北极,是一种极坐标。内衡之环有周径尺寸,就与中心极有固定距离,同理,七衡皆与中心极有固定距离。反映在本图的子午环上,就成为各个角度皆和北极有固定角度关系,这种关系就是中国古代的去极度。说穿了,这实际上是一种天球赤道坐标系。
七衡六间加上北极、旋玑环,以此作为骨架,勾画出了天穹与其上的七衡六间,构建了盖天说的天,其天犹为一伞盖,或今人所说的球冠。这七环在理论上就附于这球冠或伞盖之内。盖天天穹加上古人构建的大地形状,组成了《周髀》的“天象盖笠,地法覆盘”的天地模型。而《周髀》说到外衡时曰:“过此而往者,未之或知。或知者,或疑其可知,或疑其难知,此言上圣不学而知之。”张衡也说过类似的话:过此而往往者,宇宙之谓也。这说明,古人完全知道构建的天地模型外还有空间,只是舍此不论而已。有人称
我们在上文中称日夏至之衡为“上衡”;日冬至之衡为“下衡”,但《周髀算经》卷上明明说:“故日夏至在东井,极内衡,日冬至在牵牛,极外衡也。故曰一岁三百六十五日、四分之一日,岁一外极,一内极。”却用的是外衡与内衡,并未用上下衡之名。这是为什么呢?
从实际观测看,太阳半年在赤道坐标系天空中视运行轨迹是一螺旋形,并不间断。但《周髀算经》之作者将其简化为七个互不相连的圆环,更易为人理解和便于计算。其所给出的数据将此七个环定为南大北小,以其极(北极)为中心,各环皆是以极轴为中心的同轴园。故其有内衡与外衡之分,在此模型上,《周髀算经》中给出了七衡图的七个环径与周长的数值。最北最小与极最近的是内衡,最南最大与极最远的是外衡。
这七个环并非分布在同一平面,而是处于球面之上,这应当是在七衡六间本图基础上将其以极轴为中心进行360度旋转后获得的第二幅图(图三)。它已经不是单单反映的日高了,每一衡所反映地都是太阳运行至该衡时在天穹上的圆周运动轨迹。七个不同的高度,便产生七个环。古人在平面上绘立体图有一定的困难,常常将其绘于同一平面之上,这正是我们见到的古代七衡六间图,也是《周髀》所描述的“七衡图”。我们可以理解为从北极之上下俯观察,此时这七圈变为平面上的由外向内七个大小不等的同心圆(图四)。在平面图上, 显而易见,称其内衡外衡十分合理。
这种七衡图,其七环是同心圆,同心圆的圆心,为北极,是一种极坐标。内衡之环有周径尺寸,就与中心极有固定距离,同理,七衡皆与中心极有固定距离。反映在本图的子午环上,就成为各个角度皆和北极有固定角度关系,这种关系就是中国古代的去极度。说穿了,这实际上是一种天球赤道坐标系。
七衡六间加上北极、旋玑环,以此作为骨架,勾画出了天穹与其上的七衡六间,构建了盖天说的天,其天犹为一伞盖,或今人所说的球冠。这七环在理论上就附于这球冠或伞盖之内。盖天天穹加上古人构建的大地形状,组成了《周髀》的“天象盖笠,地法覆盘”的天地模型。而《周髀》说到外衡时曰:“过此而往者,未之或知。或知者,或疑其可知,或疑其难知,此言上圣不学而知之。”张衡也说过类似的话:过此而往往者,宇宙之谓也。这说明,古人完全知道构建的天地模型外还有空间,只是舍此不论而已。有人称
