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乾隆年间的七政仪——日心说传入中国的重要物证
来源:《圆明园研究》第26期 作者:肖 军 点击数:3267 更新时间:2015-8-28

肖  军

【摘要】本文根据现存于故宫的七政仪和相关的文献资料,论述了七政仪是传教士带入中国的西方天文仪器,其主要功能是能够演示日心说的天体运行模式,是乾隆年间日心说传入中国的重要物证。在圆明园的正大光明殿中曾经放置了一架由英国马噶尔尼使团带来的大型七政仪,可惜后来被英法联军烧毁。


   在哥白尼临终前出版的《天体运行论》,把地球从宇宙的中心移开,将太阳放到了宇宙的中心位置,并对宇宙的整体结构,日、月、行星的运动规律,及其在天球上的视运动现象都作了立论清晰、论据充分的严格数学论证和定量描述。并可依此推算出预告日、月、行星位置的星历表,正是因此实用性,《天体运行论》得以顺利出版。为了避免教会的压制以及亚里士多德水晶球理论和托勒密地心体系的信徒的攻击,哥白尼曾于1540年7月1日去信给老朋友 A.奥西安德尔(Osiander)商量寻找妥善的出版方法。奥西安德尔建议把日心地动理论作为一个假说提出,说明只是为了方便星历表的推算,日心体系并不是宇宙的实际情况。哥白尼内心虽不赞成此种说法,但在当时的情况下却不失为一种权宜之计。后来负责《天体运行论》出版事宜的奥西安德尔照上述提议编写了一篇没有署名的序言。再加上哥白尼在《天体运行论》的卷首发表了给教皇保罗三世的献词,致使此巨著在哥白尼临终之前正式出版,并在出版后的70年时间里没有受到罗马教会的注意。直到后来,因布鲁诺与伽里略公开宣传日心地动理论,罗马教会才于1616年将《天体运行论》列为禁书。


   《天体运行论》在欧洲被列为禁书之后,却奇迹般的经耶稣会传教士金尼阁之手于1620年带入中国。这也许跟与传教士金尼阁一起来华的传教士邓玉函有关系。邓玉函的科学素养很高,曾经参加了由伽利略等科学家组成的罗马猞猁学社(Accademia deilincei),从事科学的研究和交流活动。金尼阁在欧洲募集图书时,邓玉函曾在精选科学书籍方面鼎力相助。邓玉函在华期间,还曾与伽利略、开普勒通信联系,在给开普勒的信中曾言及中国《尚书•尧典》中有关星象的记载,开普勒于1630年1月曾表示要对邓玉函的天文工作给予协助。但邓玉函于该年5月病逝于北京,未能使代表欧洲当时最高水平的近代科学知识及早在中国传播。


   哥白尼的《天体运行论》虽然带入了中国,并且在罗雅谷、汤若望等人编著《崇祯历书》时引用了该书中的许多资料和观测记录,其中已言及了地动之说,但未能完整明确地介绍哥白尼的日心体系。在罗雅谷编撰的《五纬历指•卷一•总论》中云:“今在地面以上见诸星左行,亦非星之本行,盖星无昼夜一周之行,而地及气火通为一球自西徂东,日一周耳。如人行船,见岸树等,不觉己行而觉岸行;地以上人见诸星之西行,理亦如此。是则以地之一行免天上之多行,亦地之小周免天上之大周也。然古今诸士又以为实非正解,盖地为诸天之心,心如枢轴,定是不动。且在船如见岸行,曷不许在岸者得见船行乎?其所取譬仍非确证。”文中所言,正是哥白尼和伽利略有关地动说的论述。虽然罗雅谷以古今诸士(当以托勒密和第谷为代表)认为其非正解,而持反对意见,但却如实言出了日心地动说的一些基本观点。


   乾隆二十五年(1760)耶稣会传教士蒋友仁(1714—1774,1744年来华)向乾隆皇帝进献了一幅手绘的《坤舆全图》,在世界地图的四周配有各种天文图及说明文字。在介绍了托勒密和第谷的宇宙体系之后,蒋友仁认为:“以上二家虽有可取,然皆不如哥白尼之密。”接着对哥白尼的日心体系做了较为详细的介绍与论证,并说开普勒和牛顿等人“皆主其说”。在天文图中绘有哥白尼日心体系的示意图。并介绍了开普勒的行星运动三定律,以及法国大地测量学家测出了地球为椭圆体的最新发现。


   在传教士传译西方天文学理论的同时,他们亦将西方的天文仪器带入我国。在这些仪器中,有用于观测的日晷仪、简平仪和望远镜;也有用于演示天体运行的浑天仪和演示哥白尼日心体系的七政仪。现在收藏于故宫的铜镀金七政仪和铜镀金浑天合七政仪(都是英国18世纪制造),是日心说在中国传播的重要物证。他们是在1759年之前传入清宫的。“七政”指日、月及水、金、火、木、土五大行星。七政仪可以演示地球和行星绕太阳环行的运动,木星和土星都有卫星环绕,开启发条后,行星、卫星都在各自的轨道上运行,可演示行星位置、月相、日月食等天象。《皇朝礼器图式》中言:“本朝制七政仪铸铜为之,径一尺六寸五分,高二尺五寸。”浑天合七政仪与七政仪的功能相近,所不同的是没有齿轮装置,只能靠手动来演示。但是,《坤舆全图》和这两架七政仪在日心说传播之初,只被局限在宫廷内的上流社会,未能广泛流传于民间。


   还有一架体量较大的天体运行仪,是1793年英国马噶尔尼使团进献给乾隆皇帝的,可惜未能留存下来,1860年被英法联军烧毁于圆明园。在《停滞的帝国》一书中对这架仪器作了如下的描述:“天体运行仪,它代表宇宙,而地球只是其中的一点。这是天文学和机械学最佳结合的产品。该仪器准确模仿地球的各种运动,月球绕地球的运行;从仪器上还可看到太阳的轨道,带四颗卫星的木星,带光圈及卫星的土星等。这架天体运行仪最后还能模拟各天体的蚀、合和冲。它指出人们观察时的确切月、周、日、时和分。该仪器是欧洲最精美的,它所设计的天体运行情况可适用一千年。”从中可以了解到天体运行仪与上述的七政仪相类似,是一架演示太阳系运行的大型太阳系仪,而且它体量巨大:周围约一丈,高一丈五尺,《停滞的帝国》一书中说安装这架仪器用了18天,但未能得到乾隆皇帝的重视。


   1799年奉乾隆皇帝之命,《坤舆全图》中的说明文字由何国宗和钱大昕润色,并以《地球图说》之名刊行于世。钱大昕请阮元为《地球图说》作序,在序中阮元相信“地为球形,居天之中”的地心学说,告诫读者对于哥白尼的日心学说“不必喜其新而宗之”。并在他主编的《畴人传》中认为哥白尼的日心说“上下易位,动静倒置,离经叛道,不可为训。”


   当西方几何模型式的宇宙体系传入中国之后,绝大多数中国学者都将其视为一种计算方法,与中国传统的代数方法一样都是一种数学模型。钱大昕在《与戴东原书》中说了一段非常具有代表性的话:“本轮均轮本是假象,今已置之不用,而别创椭圆之率,椭圆亦假象也,但使躔离交食推算与测验相准,则言大小轮可,言椭圆亦可”。从中可以看出清代中国学者还未能真正理解哥白尼、开普勒建立的日心体系在人类认识史上的价值和意义。如果说从托勒密到第谷的几何体系,都是作为一种数学模型来推算日月行星的运行规律,那么到了哥白尼的日心说和开普勒行星运动三定律,人类首次通过严密的观测和论证,将太阳、地球和其他行星归放到了他们在宇宙中的实际位置。经过开普勒完善后的日心体系,不再仅仅是一种数学模型式的几何体系,而是真正描绘出了太阳系在宇宙中的真实图像。其意义也是当时许多主张“西学中源”的中国学者所无法认识到的,更是乾隆皇帝所不能了解的。


   奥西安德尔无论富有如何的想象力,也想不到哥白尼的日心说在刚刚出入中国的时候,中国学者对哥白尼的日心体系的理解,竟与他在《天体运行论》序言中的方便说法完全一样,这真是历史的巧合。直到1849年,清朝学者李善兰与英国传教士伟烈亚力,合译英国天文学家约翰•赫歇耳的《天文学纲要》时,哥白尼日心体系的真相才真正显露在中国人面前。  



主要参考文献:

[1]徐光启编纂,潘鼐汇编:《崇祯历书》,上海古籍出版社,2009年。

[2]佩雷菲特著:《停滞的帝国——两个世界的撞击》,三联书店,1993年。

[3]刘潞主编:《清宫西洋仪器》,上海科技出版社,商务印书馆(香港),1999年。


作者肖军,北京古观象台副台长。

(来源:《圆明园研究》第26期)


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