《談天說文》天如雞子，還是蓋

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中國有一本很古老的天文數學課本，名之為《周髀算經》（如圖一），裡頭的內容豐富，包括古時候中國人對宇宙的認識，以及認識宇宙所需要的數學知識，整本書一開始就是介紹數學，有了數學，才能測量天地，瞭解宇宙，從內容的編排看起來很像我們國高中所用的課本，因此《周髀算經》也像國高中用的課本一樣，並非一人所著，也非一時的著作，甚至可能是經過數百年的增補而成，相傳從西周開始，歷經春秋戰國、秦，乃至於西漢。

  在《周髀算經》裡頭有古人的宇宙論，記載了當時對宇宙的描述。簡單的說，宇宙論是一種研究整體宇宙的學問，淮南子原道訓有云：橫四維而含陰陽，紘宇宙而章三光。高誘對宇宙下了個註解，所謂四方上下曰宇，古往今來曰宙，以喻萬物。從字面上看來，宇宙是無所不包的。但設身處地的思考一下，宇宙論只不過是當代的人對天的瞭解。假設有一孩童，從出生到現在都沒離開過成長的台北市，他所認識的宇宙全都是一幢幢的高樓大廈，滿街的車水馬龍，夜晚仰望天空，僅能看到屈指可數的星星，這些景象就是孩童所認識的宇宙。因此，要理解古人對宇宙的看法，需將自己放置在當時的時空背景。想像你矗立在蒙古大草原中，四周都是看似無止境的草地，或者是你坐在大海中的一艘小船上，放眼望去盡是天水相連的海平面，抬頭滿天的星斗，這時你就會有蓋天的想法。《周髀算經》提到「方屬地，圓屬天，天圓地方」，另外《晉書．天文志》也有」天圓如張蓋，地方如棋局?豃，一個半圓球蓋在平地上的畫面呼之欲出（如圖二），這就是中國最早的宇宙論—蓋天說。

  如果整個宇宙只有半個圓球，那太陽西下到次日東昇的這段時間，太陽跑到哪裡去？為了將之合理化，於是天變成了一個完整的圓球，大地是橫切圓球的平面，大地的四周則是海洋，海洋和圓球形的天在邊緣相接，這便是東漢張衡所提的渾天說。張衡在其著作《渾天儀圖注》寫道：天如雞子，地如雞中黃，孤居于天內，天大而地小。雞子，雞蛋也，宇宙像顆蛋，還蠻接近渾天說的圖像（如圖三）。

  蓋天說除了「天張蓋，地棋局」的說法外，在《晉書》和《隋書》的天文志中另有一段話介紹蓋天說：「天似蓋笠，地法覆槃」。這裡的蓋天說在對天的描述上，和天圓地方的天相似，但二者對地的描述則有不同，我們可以將之區分為新、舊蓋天說，天圓地方歸為舊蓋天說。新蓋天說認為地像一碗覆槃，像蓋在桌面上的盤子，是一個有曲率的面，不是平面。從天文志中的敘述可以發現新蓋天說認為天和地是兩張相互平行的曲面，並且天地分離，沒有相連。基本上這種天地的圖像是比天圓地方更加進步。天圓地方和渾天說是以觀測者為中心，所有對宇宙的認識是以觀測者為標準，由於古時候交通不便，一個人終其一生也不會離其出生地太遠，因此觀測者為中心也可視為觀測地為中心，這個觀測地被認為是地面的中心，稱為地中，也就是傳說中的夏朝首都陽城。當人類的活動範圍擴大，就會發現每個地點都可以為地中，每個地中看到的天都很類似，若將每個地中的天頂連接起來，天和地就成為相互平行的面。這兩個面不是平面，是個曲面，一個像蓋笠，一個像覆槃，曲面的最高點分別是位在天上的北極，和位在地面的極下，天文志中還清楚地描繪天和地相隔的距離，以及這些曲面彎曲的程度。新蓋天說的宇宙中心不再是觀測者，而是北極和極下，太陽和其他天體都是繞著北極旋轉，太陽不再是從東邊的地面升起，從西邊的地面沈沒，太陽永遠在天空中運行，日出日沒只是太陽繞北極旋轉時所產生的遠近變化，即所謂的麗天平轉，當太陽由遠到近的運行，便會逐漸出現在觀測者的視野內，這就是日出，當太陽由近而遠的運行，離開觀測者的視野，就成了日落。蓋天說對日出日沒的解釋並不正確，但卻是人類離開出生地後，對天地形狀更深入的認知。

隨著觀測工具的進步，人類逐漸發現天外有天，十六世紀波蘭天文學家哥白尼認為太陽為宇宙的中心，十八世紀的英國天文學家賴特為了解釋大量恆星的聚集現象，提出扁平狀銀河系的概念（如圖四），到了二十世紀，美國天文學家哈柏發現銀河系外還有許多星系，尤其是最近十多年，宇宙學的研究已經進入可以精確測量的境界，暗物質和暗能量的發現，讓天文學家又多認識宇宙了些，天如雞子，還是蓋？看官認為呢？