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筆者曾在《休閑讀品?天下》2011年第四輯《郭守敬的幸與不幸》一文中,對中國古代科學(xué)提出過批評,概括起來有兩點(diǎn):其一、中國古代的科學(xué)家研究科學(xué)的出發(fā)點(diǎn),是非常實(shí)用主義的,其目的是為了解決現(xiàn)實(shí)生活中所急需解決的一些問題,而不是來自于對客觀世界的熱愛與探索,這一點(diǎn)與現(xiàn)代科學(xué)有著本質(zhì)的區(qū)別;其二,中國古代科學(xué)只有“家學(xué)”,而沒有一套完備的公共科學(xué)體系,科學(xué)家科學(xué)成就的取得,在很大程度上取決于個人的天賦與機(jī)遇,這對科學(xué)的傳播與繼承是極為不利的。兩年時間過去了,筆者對上述兩點(diǎn)批評意見中的第二點(diǎn),依舊堅(jiān)持己見;對于第一點(diǎn),觀點(diǎn)則有所修正,應(yīng)該說,中國古代絕大多數(shù)科學(xué)家研究科學(xué)的目的是實(shí)用主義的,但也有極少數(shù)人研究科學(xué),不僅是為了解決現(xiàn)實(shí)問題,更多的是源自于其生命天性中對客觀世界的探索渴望。也就是說,我們中國人是不缺乏對世界本原的追問精神的,總有一些人,盡管是少數(shù)人,在絕大多數(shù)人渾渾噩噩盯著自己腳尖走路的時候,抬頭仰望星空,將目光投向極為遼遠(yuǎn)寬闊的蒼穹,東漢時期的科學(xué)家張衡,就是其中的代表人物之一。
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張衡,公元78年出生,今河南南陽石橋鎮(zhèn)人。祖父張堪,曾隨東漢開國大將吳漢打敗割據(jù)西蜀的公孫述,第一個進(jìn)入成都,先后任蜀郡太守、漁陽太守等,任漁陽太守之時,抵御匈奴進(jìn)犯有功,又教當(dāng)?shù)匕傩崭N,開墾良田八千余頃,民謠贊之曰:“張君為政,樂不可支?!睆埧安回濆X財(cái),曾把家傳數(shù)百萬家產(chǎn)讓給自己的侄子,自蜀郡太守卸任之時,輕車簡行而去。張衡為人,不務(wù)生活俗務(wù),其風(fēng)有類乃祖,少有文才,十六歲后曾游學(xué)三輔,就讀京師洛陽太學(xué),雖才能出眾,然無驕縱之氣,從容淡靜,不結(jié)交俗人,不談俗事,而是“善機(jī)巧,尤致思于天文、陰陽、歷算。常耽好玄經(jīng)”,意思是說他有制作器械的巧思,尤其喜歡研究天文、陰陽和數(shù)學(xué)等方面的學(xué)問,還反復(fù)研究西漢揚(yáng)雄所著的《太玄經(jīng)》。關(guān)于什么是“玄”,東漢哲學(xué)家桓譚做過這樣的解釋:“宓羲氏謂之易,老子謂之道,孔子謂之元,而揚(yáng)雄謂之玄”,這里所說的易、道、元、玄,和后來宋儒所謂的“太極”,都是同一個意思,用現(xiàn)代哲學(xué)語言來講,就是“終極存在”的意思。張衡是“好玄”之人,也就是說他的興趣在于探索世界萬事萬物存在的終極原因,沉浸于一些超越實(shí)際生活利益之外的事情當(dāng)中。
張衡曾被推舉為孝廉,卻不應(yīng)薦,屢次被公府征召,但沒有就任。公元100年,張衡應(yīng)南陽太守鮑德之請,出任他的主薄,掌管文書工作,八年后鮑德調(diào)任京師,張衡辭官回家,繼續(xù)研究天文、數(shù)學(xué)方面的學(xué)問。鄧皇后的哥哥、大將軍鄧騭聽說張衡才能出眾,屢次征召他,他也不去應(yīng)召。公元111年,張衡被漢安帝征召進(jìn)京,拜為郎中。公元114年,張衡遷任尚書郎,次年遷為太史令,此后曾調(diào)任他職,但五年后又調(diào)任為太史令,總計(jì)算來,張衡在太史令這個職位上供職達(dá)十四年之久。公元133年,張衡擔(dān)任侍中,三年后調(diào)任河間王劉政的丞相,又三年后,張衡向漢順帝上表請求退休,沒有批準(zhǔn),反而被任命為尚書,也就在這一年(公元139年),張衡去世,享年62歲。
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張衡實(shí)際上是有做官的才能的,比如任河間相期間,他嚴(yán)整法紀(jì),打擊豪強(qiáng),頗有政績,但他對做官不太熱衷,做不做官在很大程度上憑自己的喜好判斷,比如鄧騭請他去做官,他就不去,可能是他對鄧騭這人不感冒,而鮑德請他去做官,他就去,而且一干就是多年,可能是他比較欣賞、仰慕鮑德此人。鮑德很有學(xué)問,擔(dān)任南陽太守之時,大力興辦郡學(xué),對當(dāng)?shù)氐奈幕逃聵I(yè)發(fā)展頗有貢獻(xiàn),鮑德自南陽太守職位上調(diào)任后,張衡也就辭官回家了。張衡擔(dān)任時間最久的官職是太史令,太史令這個官職在東漢時期掌管天文、歷法、祭祀、醫(yī)藥等工作,是一個技術(shù)官職。張衡在此職位上一呆多年,不操心升遷的事情,自己不著急,別人反倒著急了,有人曾對他說,你有做官的本事,又能寫漂亮文章,為什么不在仕途上積極進(jìn)取呢?勸他立功升官,張衡作文應(yīng)答,說:“君子不患位之不尊,而患德之不崇;不耽祿之不多,而耽智之不博。是故藝可學(xué),而行可力也。”表明了自己志趣之所在。正是在太史令這個職位上,張衡得以發(fā)揮自己的天性,利用國家資源,完成了很多重大的科研工作,他一生最主要的科學(xué)成就,都是在此期間取得的。
有論者認(rèn)為張衡有政治抱負(fù),并將張衡之所以在官場上多年沒有得到升遷的原因歸結(jié)于政治黑暗,而張衡不滿當(dāng)時的政治生活,也對做官持消極應(yīng)對的態(tài)度。理由有三:一是張衡在為官期間,多次給皇帝上表陳述政治利弊;二是張衡在他寫的一些賦里,比如《二京賦》、《歸田賦》,對當(dāng)時的政治現(xiàn)實(shí)表達(dá)了不滿,并流露出了歸隱田園的愿望;三是來自于《后漢書?張衡傳》里的一則記載,說是漢順帝時期,宦官專權(quán),張衡擔(dān)任侍中期間,有次漢順帝問他:當(dāng)今天下人最痛恨的是誰?漢順帝身邊的宦官害怕張衡說出自己,都給他使眼色,張衡最終沒有對漢順帝說實(shí)話,只是“詭對而出”。不過最終宦官們還是沒有放過張衡,聯(lián)合起來詆毀他,張衡最終外調(diào)為官。但筆者認(rèn)為以上分析并不客觀準(zhǔn)確,先說張衡給皇帝上表陳述政治利弊的事情,實(shí)際上,這是一個官員的正常工作,就像公司員工給領(lǐng)導(dǎo)交工作總結(jié)一樣,提些意見,談些想法而已,并不能說明張衡有多大的政治抱負(fù);再說政治黑暗的事情,張衡一生,經(jīng)歷了漢章帝、漢和帝、漢安帝和漢順帝四位皇帝,這四位皇帝當(dāng)中,至少漢章帝和漢和帝都是比較明智、有作為的好皇帝,他們統(tǒng)治期間,正是東漢走向最強(qiáng)盛的時期,說此時政治黑暗,顯然說不過去。漢安帝和漢順帝時期,被認(rèn)為是宦官專權(quán)比較厲害的時期,但宦官到底專了多大的權(quán),有多么惡劣的后果,還是需要深入研究的問題,至少他們沒有把張衡怎么樣,張衡還是照舊做官,沒受什么太大的迫害;第三,張衡在一些賦里,表達(dá)了一些不滿情緒,這也好理解,即使再政治清明的時代,也會有一些不合理的現(xiàn)象,文章家發(fā)發(fā)牢騷,實(shí)在是再正常不過的事情,后人把這種牢騷之詞,當(dāng)作當(dāng)時政治黑暗的證據(jù),并進(jìn)而為文章家鳴不平,這恐怕有些想當(dāng)然的成份;其四,張衡之所以沒有在官場上有大作為,根本原因在于他的人生志趣不在做官,早年他就不應(yīng)孝廉和公府征召,完全是一種自愿行為,沒人逼迫他。后來他之所以在太史令的職位上一呆多年,也是出于自愿,因?yàn)檫@個職位為他的科學(xué)研究提供了便利條件。太史令這個官職,據(jù)說從夏代末就開始設(shè)置,但是每個朝代,太史令的職能卻不盡相同。西周、春秋時代太史令的主要職能是起草文書,策命諸侯卿大夫,記載史事,編寫史書,監(jiān)管國家典籍、天文歷法、祭祀等,是朝廷的大臣;西漢時代太史令的主要職能是掌管天文、歷法和記錄史事等;東漢時期,太史令不再負(fù)責(zé)記錄史事和撰史工作,修史之類的工作,主要由其他官職兼任,太史令掌管天文、歷數(shù),歲末上報(bào)新年歷,同時負(fù)責(zé)國家祭禮、記錄一些瑞應(yīng)災(zāi)變之事等,太史令署實(shí)際上就相當(dāng)于一個融社會科學(xué)與自然科學(xué)在一起的“科學(xué)院”,而張衡的地位就相當(dāng)于“科學(xué)院”的院長,這是一個他認(rèn)為很適合自己天性的工作。
總而言之,張衡是一個不想做官,在政治上也沒有多大理想抱負(fù)的人,他無意于“與人斗”的政治游戲而專注于科學(xué)研究方面,沉浸其中,樂此不疲。
以上筆者費(fèi)了諸多筆墨來說明張衡在官場上沒有太多作為的原因,多少有些無聊,也有感于當(dāng)今的一些治學(xué)風(fēng)氣之惡劣,比如為某個人物做傳,尤其這位人物是一位文人之時,某些學(xué)者為了突出人物的形象,不分青紅皂白、不講道理不顧事實(shí)地將他寫得好到不能再好,而對于此人物的對立面,則寫得壞到不能再壞。這種治學(xué)態(tài)度是不可取的。
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東漢的太史令雖然不再負(fù)責(zé)修史的工作,但張衡在其他職位時,做過歷史研究工作,也有過歷史著述,只不過沒有流傳下來。漢安帝時期做郎中時,張衡奉命在東觀(東漢宮廷中貯藏檔案、典籍和從事校書、著述的處所)與劉珍等人撰集漢記,參與制定漢家禮儀,但這項(xiàng)工作因參與者后來各自調(diào)任他職而沒有完成。擔(dān)任侍中期間,張衡曾上書請求專門從事檔案管理工作,補(bǔ)綴漢朝的史書,但這些上書都沒有下文。張衡針對漢朝歷史提出過一些獨(dú)特的觀點(diǎn),比如他對司馬遷的《史記》和班固的《漢書》提出過批評意見,還說王莽是篡位之人,沒必要在史書中多做講述,又說光武帝劉秀起事之初,本是更始皇帝手下的將領(lǐng),因此光武年號應(yīng)從更始王朝算起,當(dāng)然這樣的建議,皇帝是不會采納的。總的來說,張衡做過歷史研究,但成就不大,沒有太大影響,但他的治史態(tài)度是科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?,甚至較真到有些天真的程度。
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張衡的好友、東漢時期著名書法家、也是一位對天文數(shù)學(xué)很有研究的學(xué)者崔瑗曾這樣評價張衡:“道德漫流,文章云浮。數(shù)術(shù)窮天地,制作侔造化?!北容^全面地概括了張衡的一生成就。郭沫若先生對張衡的評價是這樣的:“如此全面發(fā)展之人物,在世界史中亦所罕見,萬祀千齡,令人景仰?!睆埡庠谔煳膶W(xué)、數(shù)學(xué)、地理學(xué)、繪畫和文學(xué)等領(lǐng)域,都取得了非凡的成就,確實(shí)是一位全才,我們先來說說張衡的科學(xué)成就。
天文學(xué)方面,張衡主要成就如下:
1、著有《靈憲》和《渾天儀圖注》,系統(tǒng)表達(dá)了自己的天文學(xué)理論;
2、討論了宇宙起源問題。張衡認(rèn)為宇宙有一個從產(chǎn)生到演化的過程,從無到有,經(jīng)歷了“溟滓”、“龐鴻”、“太玄”等幾個過程,這是他對中國傳統(tǒng)天文理論的總結(jié)和繼承;
3、認(rèn)為宇宙具有無限性?!坝钪頍o極,宙之端無窮”,意思是說宇宙在空間上沒有邊界,在時間上沒有起點(diǎn)。
4、解釋了月食發(fā)生的原因。張衡認(rèn)為月亮本身是不發(fā)光的,太陽光照到月亮上才產(chǎn)生光亮。月亮之所以出現(xiàn)有虧缺的部分,就是因?yàn)檫@一部分照不到日光。所以,當(dāng)月和日正相對時,就出現(xiàn)滿月。當(dāng)月向日靠近時,月亮虧缺就越來越大,直至完全不見。
5、算出了日、月的角直徑,其數(shù)值接近于近代天文學(xué)的測量結(jié)果;
6、認(rèn)識到了行星運(yùn)動的快慢與距離地球遠(yuǎn)近的關(guān)系;
7、觀測和記錄了兩千五百顆恒星;
8、得出一周天為三百六十五度又四分度之一的結(jié)論,與近代所測地球繞日一周歷時365天5小時48分46秒的數(shù)值相差無幾;
9、繼承和完善了渾天說,并制作了渾天儀。
數(shù)學(xué)方面,張衡有以下成就:
1、《后漢書》記載,張衡寫過一部《算罔論》的數(shù)學(xué)專著,不過可惜,至遲到唐代時該書就失傳了;
2、張衡算出了圓周率值為10的開方,為3.16左右,也有學(xué)者根據(jù)對《靈憲》的校勘,認(rèn)為張衡實(shí)際上已經(jīng)算出了圓周率值為3.1466,較10的開方精確了不少。所以干脆有人認(rèn)為張衡算出的圓周率值在3.1466和3.1622之間。
地理學(xué)方面,張衡的主要貢獻(xiàn)是發(fā)明制作了地動儀,歷來人們都把地動儀當(dāng)作是測量地震的一種儀器,但筆者對此有不同意見,后文再述。
為了紀(jì)念張衡在天文學(xué)上的功績,人們將月球背面的一環(huán)形山命名為“張衡環(huán)形山”,將小行星1802命名為“張衡小行星”。客觀來講,張衡的不少天文學(xué)理論,在今天我們看來是不正確的,但這并不重要,按卡爾?波普的說法,科學(xué)本來就是一個不斷被證偽的過程,重要的是張衡探索宇宙的精神,這是我們民族精神中非常稀少的資源,需要我們倍加珍視。
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重點(diǎn)說一下張衡的渾天說學(xué)說。
天文學(xué)在漢代,已經(jīng)形成了一些比較系統(tǒng)的理論,最主要的有“論天三說”,即蓋天說、宣夜說、和渾天說。
所謂蓋天說,總的來說,認(rèn)為地是平的,像一個棋盤,天則如一個圓鍋蓋蓋在地上;
所謂宣夜說,認(rèn)為天地沒有一定的形狀,所有天體漂浮于虛空之中,受“氣”的推動而運(yùn)行,進(jìn)退不一;
所謂渾天說,其核心理論認(rèn)為天是一個圓球形,包裹著地,張衡是此理論的繼承者和完善者,他用形象的語言如此描述:“渾天如雞子。天體圓如彈丸,地如雞子中黃,孤居于天內(nèi),天大而地小。天表里有水,天之包地,猶殼之裹黃。天地各乘氣而立,載水而浮。周天三百六十五度又四分度之一,又中分之,則半一百八十二度八分度之五覆地上,半繞地下,故二十八宿半見半隱。其兩端謂之南北極。北極乃天之中也,在正北,出地上三十六度。然則北極上規(guī)徑七十二度,常見不隱。南極天地之中也,在正南,入地三十六度。南規(guī)七十二度常伏不見。兩極相去一百八十二度強(qiáng)半。天轉(zhuǎn)如車轂之運(yùn)也,周旋無端,其形渾渾,故曰渾天?!边@段話的大概意思就是:天球像一個雞蛋,而地就像雞蛋黃,獨(dú)處在蛋的中央。天大而地小,天包裹著地,天球內(nèi)的下部有水。天靠氣支撐著,地則浮在水面上。二十八天宿覆蓋于天球之上。一周天為三百六十五度又四分度之一,但又被一分為二,所以,天球圍繞天極軸轉(zhuǎn)動時,總是一半在地平面之上,另一半在地平面之下,所以同一時刻我們只能看到二十八宿中的一半。由于天北極高出地平面三十六度,所以天北極周圍七十二度以內(nèi)的恒星永不落下,而天南極附近的星群永遠(yuǎn)不會升起。
根據(jù)渾天說理論,在前人制作渾天儀的基礎(chǔ)上,張衡制作了一臺新的渾天儀,渾天儀是一個可以轉(zhuǎn)動的銅球,銅球外表刻有二十八宿和其他一些恒星的位置,球體內(nèi)有一根鐵軸貫穿球心,軸的兩端象征北極和南極,球體的外面裝有幾個銅圓圈,代表地平圈、子午圈、黃道圈、赤道圈,赤道和黃道上刻有二十四節(jié)氣等。總之,張衡把自己當(dāng)時所知道的天文現(xiàn)象,都刻在了渾天儀上,然后利用水力,推動銅球轉(zhuǎn)動,如此,人們就能很直觀地看到天體運(yùn)動的情況。
實(shí)際上,漢代的宇宙理論,除了以上的“論天三說”之外,還有地動說。近代西方天文學(xué)關(guān)于地動說的核心觀點(diǎn)是地球不是宇宙的中心,而是繞著太陽不停地轉(zhuǎn)動。漢代的地動說,也認(rèn)為地球不是靜止的,而是繞著一個圓形軌道在運(yùn)動。《尚書緯》中《考靈曜》就說:“地與星辰四游,升降于三萬里之中.春則星辰西游,夏則星辰北游,秋則星辰東游,冬則星辰南游。地有四游,冬至地北上而西三萬里,夏至地下南而東三萬里,春秋二分,其中矣!地常動不止,譬如人在舟中而坐,舟行而人不自覺?!?這段話里明確說出了“地有四游”,就是指地球繞一圓形軌道而轉(zhuǎn)動,與后來西方的地球繞著太陽轉(zhuǎn)動的地動說相比,只是尚未提到地球轉(zhuǎn)動是以太陽為軌道中心而已。
不過在漢代,關(guān)于地動說的記述,多見于一些 “緯書”當(dāng)中,被當(dāng)作是不同于“經(jīng)書”中學(xué)說的異端學(xué)說,一直處于被壓制的狀態(tài),在各種論天說里,沒什么地位。
蓋天說、宣夜說和渾天說這三種論天說里,宣夜說在今天看來是最接近于近代宇宙學(xué)觀點(diǎn),但在漢代地位也不高,這是因?yàn)檫@種理論,超出了人們的實(shí)際生活經(jīng)驗(yàn),并且也缺乏觀測手段和實(shí)證意義,因而遠(yuǎn)不及蓋天說和渾天說為當(dāng)時人們所接受。蓋天說和渾天說之間,有所謂的“渾蓋之爭”,但總的來說,渾天說占了最終的上風(fēng)。蓋天說和渾天說都利用天文儀器觀測天象,但渾天說比蓋天說多了一層官方色彩,早在西漢漢武帝改制、設(shè)五經(jīng)博士官的時候,就在民間招了一批研究歷法的人,其中有一位名叫落下閎的人持渾天說,并通過制造渾天儀觀天象,制定了太初歷,從此渾天說就從民間學(xué)問成為官方學(xué)說,自此以后漢代官方研究歷法者大多持渾天說,到張衡的時候,由于他擔(dān)任了太史令的官職,接受渾天說一方面有傳統(tǒng)上的順理成章,另一方面也是他通過仔細(xì)觀察、研究思考之后的一個結(jié)果。正是由于張衡完善發(fā)展了渾天說,又加上他在天文研究上的重要地位,所以后來渾天說就成為中國古代歷朝歷代的官方主要學(xué)說,所不同的只是歷朝歷代都有人進(jìn)行修正完善而已,這種狀況一直持續(xù)到明清時期。
我們現(xiàn)在談?wù)摐喬煺f、蓋天說等,好像它們之間是完全對立的,其實(shí)不然,而是你中有我,我中有你,比如張衡的渾天說,就吸收了蓋天說和宣夜說里他認(rèn)為合理的部分,同時還有地動說的影響。他說“天地各乘氣而立,載水而浮”,實(shí)際上就是說天和地是回旋浮動的,這已經(jīng)有了地動說的影子。仔細(xì)研究張衡的渾天說,主要表達(dá)了這樣的意思:天體是圓的并且是運(yùn)動的,天體運(yùn)動的軌跡也是圓的,并由此建立起來了球體運(yùn)動模型,同時,地球也是處在運(yùn)動過程當(dāng)中的。因此,將張衡的渾天說理解成渾天地動說似乎更為恰當(dāng),筆者甚至認(rèn)為,張衡制作地動儀,其原本出發(fā)點(diǎn)就是為了測量地動,下面詳細(xì)論述一下。
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先來看看學(xué)界歷來是如何看待張衡的地動儀的。
首先,張衡發(fā)明地動儀的事跡,見載于《后漢書?張衡傳》,文中對地動儀的形制描述詳細(xì),而且還記載了地動儀測量到了隴西一次地震的事情,也就是從這一次準(zhǔn)確測量之后,朝廷責(zé)成史官根據(jù)地動儀記載每次地震發(fā)生的方位;
第二,張衡的地動儀,全稱是候風(fēng)地動儀,關(guān)于這個名稱,學(xué)界有一些爭論,有人認(rèn)為實(shí)際上是兩種儀器的合稱,一種是候風(fēng)儀,是測量風(fēng)向的儀器,一種是地動儀,是測量地震的儀器,但更多人認(rèn)為就是一種測量地震的儀器;
第三,現(xiàn)在大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為,地動儀是張衡為了測量地震而發(fā)明的一種儀器,起因是東漢時期,全國各地地震頻繁,尤其是公元128年發(fā)生在京師洛陽的地震,對朝廷震動很大,漢順帝下詔百官研究應(yīng)對地震的辦法,張衡于是制作了地動儀。不過在東漢末年,張衡制作的地動儀就失傳了;
第四,現(xiàn)在也有一些學(xué)者對地動儀是否能夠準(zhǔn)確測量地震提出了質(zhì)疑,認(rèn)為人們夸大了地動儀的作用,至少,地動儀并不能測量出地震發(fā)生的地點(diǎn),頂多只能測量出地震發(fā)生的方位;
第五,近現(xiàn)代以來,包括中國、日本和英國等國家在內(nèi)的一些學(xué)者,根據(jù)《后漢書》中對地動儀的記載,制作出了張衡地動儀的復(fù)制品,但據(jù)說由于沒有完全理解張衡的發(fā)明原理,因而這些復(fù)制品的功能并不完全,有的甚至根本不具有測震功能。今天河南南陽張衡博物館里放置的地動儀,就是仿照中國古代科技考古學(xué)家王振鐸復(fù)制的張衡地動儀模型建造的,不過只是個模型,不能測震。陜西省寶雞市岐山縣的于安君先生通過對《后漢書?張衡傳》里有關(guān)地動儀記載的仔細(xì)研究,根據(jù)自己的理解,也復(fù)原出了一個地動儀模型。陜西省寶雞市減災(zāi)辦公室的周可興先生,對張衡地動儀的工作原理有自己獨(dú)到的見解,周先生研究過地震時地底下氡氣對蛇類的影響,他認(rèn)為張衡制作的地動儀,外表之所以有龍和蛤蟆兩種動物,這是張衡觀察到了地震發(fā)生時出現(xiàn)的物候現(xiàn)象,地震發(fā)生時,蛤蟆等動物有靈敏的先兆性反應(yīng),因此,張衡就把“龍”和“蛤蟆”的形象設(shè)計(jì)在了地動儀上,所謂“如有地動,尊則振龍,機(jī)發(fā)吐丸,而蟾蜍銜之”。筆者贊同周先生的研究,中國人歷來把蛇稱之為“小龍”,因此《后漢書》里記載的張衡地動儀上的“龍”,實(shí)際上應(yīng)該是“蛇”。關(guān)于于安君先生復(fù)原地動儀的原理及過程,和周可興先生關(guān)于地震發(fā)生時氡氣對蛇類影響的研究,請參看本期《從復(fù)原地動儀說起—于安君側(cè)記》和《周可興先生印象》兩文。
以上筆者總結(jié)了學(xué)者看待張衡地動儀的一些基本觀點(diǎn),仔細(xì)分析,有合理之處,但也存在著不少誤解,甚至有些觀點(diǎn),是完全錯誤的。
首先,有些學(xué)者認(rèn)為地動儀頂多只能測量出地震發(fā)生的方位,而不能準(zhǔn)確到具體地點(diǎn),這種看法是有道理的,張衡的地動儀對地震的測量準(zhǔn)確程度,的確值得懷疑,筆者認(rèn)為這種測量,具有很大的偶然性,這大概就是張衡地動儀失傳的一個原因,換句話說,因?yàn)榈貏觾x不管用,后來人們就棄用了。
其次,關(guān)于候風(fēng)地動儀到底是一種儀器還是兩種儀器,筆者認(rèn)為的確是兩種儀器,即一為候風(fēng)儀,一為地動儀,但這兩種儀器卻同屬于一個測量系統(tǒng)。但這種測量,不是為了測量地震,而是為了測量并驗(yàn)證地球是運(yùn)動的這一理論。我們不妨這樣來理解這個測量儀器系統(tǒng),在張衡的理論中,運(yùn)動的地球好比一輛行進(jìn)中的車子,它在行進(jìn)過程中,產(chǎn)生了風(fēng),這就是候風(fēng)儀的主要功用,張衡是想通過測量風(fēng)來驗(yàn)證地球是運(yùn)動的;同時,車子在運(yùn)行過程中,會有顛簸,這就是地動儀的主要功用,張衡是想通過測量這種“顛簸”來驗(yàn)證地球是運(yùn)動的。正是在這個測量過程當(dāng)中,地動儀無意之中測量出了地震,全屬誤打誤撞,但張衡的本意并非如此。
所以說,張衡的候風(fēng)地動儀這一測量系統(tǒng),該測量的東西實(shí)際上并沒有測量出來,究其原因,在于測量方法有問題。比如說候風(fēng)儀是想證明地球是運(yùn)動的因而產(chǎn)生了風(fēng),但張衡的測量方法卻是源于經(jīng)驗(yàn)觀察,好比是在一輛封閉前行的車子里插了一面小旗,本意是想通過小旗的飄動來證明風(fēng)的存在,但實(shí)際上在這種情況下,小旗是不會動的?,F(xiàn)代科學(xué)證明:風(fēng)的產(chǎn)生是由于空氣受熱或受冷而導(dǎo)致的從一個地方向另一個地方產(chǎn)生移動的結(jié)果。太陽照射著地表的不同區(qū)域,各地所受的太陽輻射并不一樣,就造成了有的地方空氣熱,有的地方空氣冷。熱空氣比較輕,容易向高處飛揚(yáng),就上升到了周圍的冷空氣之上;而冷空氣比較重,會向較輕空氣的地方流動,于是空氣就發(fā)生了流動現(xiàn)象,這樣就產(chǎn)生了風(fēng)。所以張衡的測量方法自然測量不出風(fēng)的存在。同樣,張衡的地動儀,測量出了地震,也只能說明地球內(nèi)部是運(yùn)動的,但測量不出地球這個球體本身是運(yùn)動的。
但是,我們并不能由此否定張衡的候風(fēng)地動儀的科學(xué)價值所在。張衡的測量方法雖然拙樸,不過在當(dāng)時,的確難能可貴,而且天真浪漫,富有美感。同時,張衡的地動儀測量出了地震,這也是很了不起的,現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展到今天,依然對地震的成因不清楚,假如地震的產(chǎn)生與地球本身的運(yùn)動有關(guān),那么張衡的地動儀就有了很大的科學(xué)價值。
8
張衡長期擔(dān)任的太史令官職,其職能并非進(jìn)行純粹科學(xué)研究,實(shí)際上主要還是為現(xiàn)實(shí)政治服務(wù)的,比如掌管祭祀儀禮,甚至還有占卜方面的工作,或者進(jìn)行解決現(xiàn)實(shí)問題的實(shí)用科學(xué)研究,比如觀天象制定歷法,等等。但張衡的可貴之處在于不僅僅只做了這些,而是同時在研究宇宙和大地本身的客觀規(guī)律。他做這些,不是來自外部力量的推動,而是生命天性使然,并成為一種自覺的行動。中國的歷史中,多為現(xiàn)實(shí)奔走的人,多能工巧匠,在科學(xué)上也多擅長制作技術(shù)的人,但少張衡這樣沉浸于冥想之中,既有科學(xué)制作又有理論研究的科學(xué)家,這正是張衡在中國古代科學(xué)史上的意義所在。
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在梳理張衡的科學(xué)成就,翻閱近人的文章之時,筆者常??吹竭@樣的話語:張衡提出的某某理論,比西方科學(xué)家早了一千多年,張衡的某某發(fā)明創(chuàng)造,又比西方科學(xué)家又早了一千多年。說實(shí)話,這樣的話并沒有激起筆者多少自豪之情,反倒有一些心酸。是啊,我們曾經(jīng)有過張衡這樣偉大的科學(xué)家,對世界文明有過原創(chuàng)性的貢獻(xiàn),但后來我們?yōu)槭裁礇]有發(fā)展出現(xiàn)代科學(xué)呢?為什么我們現(xiàn)在的科學(xué)事業(yè),只能跟在西方先進(jìn)國家的后面亦步亦趨地學(xué)習(xí)模仿呢?我們曾經(jīng)仰望過天空,探索過世界的本質(zhì)問題,但現(xiàn)在卻只是緊盯著別人的腳后跟,在如此寒酸的情況下卻說自己祖上曾經(jīng)闊過,又有什么意義呢!
得找找原因!原因其實(shí)并不復(fù)雜。前文提到過,很多學(xué)者為張衡一生沒有當(dāng)上大官,在政治上沒有大作為而耿耿于懷,這是一種非常真實(shí)的心態(tài),深刻反映出了國人靈魂里的官本位思想和實(shí)用主義思想。一個人讀書受教育,其最終目的就是為了做官,官做得越大,成就就越大,成就越大,意味著得到的實(shí)利就越多,其它的一切都是“務(wù)虛”,這是張衡鉆研科學(xué),而被人認(rèn)為“好玄”的原因,意思是說這人盡干“不著調(diào)”、“不靠譜”的事情,這也是我們盡管在很早以前就出過張衡這樣追問世界本質(zhì)的科學(xué)家,卻終究沒有發(fā)展出現(xiàn)代科學(xué)的根本原因。即便是今天,我們大多數(shù)人在談?wù)搹埡獾某删椭畷r,并不是來自于內(nèi)心深處的真正贊美,更多的是一種炫耀,人們拿張衡的故事教育孩子,也不是出自培養(yǎng)孩子的科學(xué)興趣的目的,更多的是他們認(rèn)為如果取得了張衡那樣的成就,就可以換來升官發(fā)財(cái)?shù)葘?shí)際利益。
張衡的一些科學(xué)著作,大量失傳,比如《算罔論》,即便如《渾天儀圖注》、《靈憲》等,也只是殘文,他發(fā)明的一些儀器比如地動儀,后世也已失傳,其中原因復(fù)雜,但有一點(diǎn)可以肯定,和中國古代沒有一套完整的公共科學(xué)體系有關(guān),即便政府設(shè)有諸如太史令這樣的官職,其根本目的還是為現(xiàn)實(shí)政治服務(wù),而不是著力于科學(xué)傳承,科學(xué)的傳承,往往取決于前輩學(xué)者的個人影響力和后輩學(xué)者的個人天賦,這是一個悲劇性的宿命。
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張衡的《思玄賦》是漢賦中的名篇,關(guān)于《思玄賦》的基本主旨,《后漢書?張衡傳》認(rèn)為是張衡“常思圖身之事,以為吉兇倚仗,幽微難明。乃作《思玄賦》以宣寄情志。”意思是說張衡在受到漢順帝身邊宦官們的詆毀排擠后,常常思謀自身安全的事,認(rèn)為福禍相因,幽深微妙,難以看清,于是寫了《思玄賦》表達(dá)和寄托自己的情思。這種觀點(diǎn)為后來大多數(shù)學(xué)者所接受。但依筆者之見,《思玄賦》與其說是一部文學(xué)作品,不如說是一部哲學(xué)著作,與其說表達(dá)了張衡對政治人事斗爭的厭倦,不如說深刻地表達(dá)了他追問世界的思考,開篇就說“仰先哲之玄訓(xùn)兮,雖彌高而弗違?!庇袑W(xué)者將“玄訓(xùn)”注釋為“道德之訓(xùn)”,顯然理解有誤,理解為“關(guān)于終極存在的討論”才恰當(dāng)準(zhǔn)確。
《思玄賦》篇幅很長,表達(dá)的意思比較復(fù)雜,作者思緒上天入地,意象繽紛,目接不暇,有些句子在今人讀來比較拗口難懂,因此,在此并不全文引用,只是選擇其中一些具有科學(xué)探索精神的句子翻譯成現(xiàn)代漢語,以管窺張衡思考之所在。比如
“坐太陰之屏室兮, 慨含欷而增愁”、“經(jīng)重陰乎寂寞兮, 愍墳羊之深潛”
這是《思玄賦》一段中的兩句話,并沒有緊連在一起,但邏輯是一致的,意思也是相連接的,大意如下:
我坐在書房當(dāng)中,沒有點(diǎn)燈,
暮色漸漸將我吞沒,眼前漆黑一片,
但我的思緒卻飄進(jìn)了一個更為幽深黑暗的世界,想看看那里到底有什么?
不知不覺到了午夜,在這安靜清冷之極的時刻,
想起蚯蚓潛行于地下,
我是該憐憫它的寂寞,還是體會它獨(dú)處于大地深處隱秘的快樂?
又比如:
“追慌忽于地底兮, 軼無形而上浮”
翻譯成現(xiàn)代漢語大意如下:
大地突如其來的震動讓人恐慌不安,
但它倏忽而去,
我想要追上這大地的震動,直深入地底之下。
萬般有形之物的背后,一定另有原因,
我要超越這些物形的表象,追尋背后的原因。
從以上所引用的句子可以看出,作者的思維方式和所表達(dá)的內(nèi)容,是在中國的文史著作中很少能見到的,讀這樣的句子,感覺像在讀古希臘哲學(xué)家和西方現(xiàn)代詩人的詩歌,表達(dá)的都是對世界本原和終極存在的追問精神。從這個角度來講,張衡完全是一位現(xiàn)代西方意義上的哲學(xué)家或者詩人。
在追尋未知世界的過程當(dāng)中,張衡有很多的感慨,他說:“何孤行之煢煢兮,孑不群而介立?”這是一位先驅(qū)者走得太遠(yuǎn)、四顧無人的孤獨(dú),但顯然他很享受這種孤獨(dú),對于思想者來說,他們和常人一樣,感受到了孤獨(dú)的痛苦,但和常人不同的是,他們更體驗(yàn)著這種痛苦后面的快樂,正如尼采所說的:“我回到孤獨(dú),就像回到了自己的家!”
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在兩漢文學(xué)史上,張衡有一席之地。對于張衡來講,文學(xué)本來只是副業(yè),但最初讓他成名的,偏偏卻是文學(xué)。人們稱贊年輕的張衡有才,是說他有文才,年輕時張衡擬班固《兩都賦》而作《二京賦》,在當(dāng)時的文壇上產(chǎn)生了不小的影響。張衡科學(xué)方面的著述,不少已經(jīng)失傳,唯獨(dú)文學(xué)作品,大多流傳了下來,這一方面說明我們民族科學(xué)意識淡漠,另一方面也讓張衡在歷史上保留了應(yīng)有的關(guān)注度,至少人們在研讀張衡文學(xué)作品的同時,也會注意到他科學(xué)家的身份,有興趣的人也許還會去研究他的科學(xué)成就,這是不幸中的萬幸。
張衡重要的文學(xué)作品有《二京賦》、《歸田賦》、《四愁詩》等,其中《二京賦》記錄了漢朝長安、洛陽的都市風(fēng)貌、宮殿建筑以及百戲表演等等,可以稱之為時代的畫卷,今天看來具有重要的文獻(xiàn)價值;《歸田賦》在文學(xué)史有一定地位,雖然還有大量鋪陳,但語言較之漢大賦要樸素許多,風(fēng)格上也清新得多,有研究者認(rèn)為陶淵明的《歸去來兮辭》即受到了《歸田賦》的影響;張衡的《四愁詩》在形式上很特別,既有楚辭的痕跡,比如“兮”字的運(yùn)用,又有《詩經(jīng)》中復(fù)沓重疊,在詩體形式上對后世文學(xué)創(chuàng)作有一定的影響。
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《后漢書》的作者范曄,在為張衡作傳時,沒有將他歸于官員或者文學(xué)家的類別里面,更沒有將張衡當(dāng)做方士對待,要知道,我們現(xiàn)在所熟悉的一代名醫(yī)華佗,就被范曄歸到方士一類里去了?!逗鬂h書》里,《張衡傳》是單獨(dú)成篇的,并且被安排在列傳第四十九,這種安排頗具深意,至少說明了以下幾個問題:
第一:范曄意識到了張衡是一位非常重要、特別的人物,所以他將《張衡傳》安排在了列傳第四十九,一個靠前的位置。
第二:張衡到底重要、特別在什么地方,是一個什么樣的人物,范曄卻不是很了解,也無法將他歸類,如果當(dāng)時有“科學(xué)家”這個稱謂,事情就好辦多了,可惜當(dāng)時沒有。在《張衡傳》的最后部分,范曄提出了自己的很多疑惑,比如他意識到了張衡在研究關(guān)于天地等一些玄玄乎乎的問題,也承認(rèn)張衡很有智慧,但他卻不理解這種智慧到底有什么作用,對于道德到底有什么樣的影響?但范曄了不起的地方,是單獨(dú)為張衡做了傳,這等于給了張衡一個地位,留待后人去發(fā)現(xiàn)他的價值,容納了異類,保留了先知。
從今天我們的角度來看,張衡是真正的先知,為未來準(zhǔn)備的人物。張衡的存在,首先證明了我們過去有過和西方一樣偉大的科學(xué)家,也曾站在科學(xué)的“門檻”上;其次,也提醒我們現(xiàn)在要繼承這種被湮沒的傳統(tǒng);最后我們要說,張衡這樣的科學(xué)家,我們現(xiàn)在就有,比如璩效武先生,比如杜樂天先生等等,我們沒有理由,也沒有必要悲觀失望。