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作者秦建明 提要 本文通过对古代天体测量方法的探索出发，指出纪元前已经成书的中国古籍《周髀算经》所说“七衡六间”中的“衡”即为测量天体的望筒，七衡是在周地用望筒观测太阳南北回归运动的七个方位角度，而六间则是其间的六个夹角，据此复原出“七衡六间”的原始图。而《周髀算经》所论与今所见诸“七衡六间”图，皆是从此图推衍而成。盖天说的天，就是以七衡六间与天极、旋玑为骨架构建而成，加上大地模型，共同构成盖天说的天地模型。七衡六间名称的出现，说明初具结构的赤纬仪已经产生，对探讨中国浑仪的产生年代颇有意义。 七衡六间 七衡六间是中国古代一种饶有兴味的关于太阳在天空运行的理论模型，其说主要出自《周髀算经》上卷，内容如下。 “七衡图。……凡为日月运行之圆周，七衡周而六间，以当六月节。六月为百八十二日、八分日之五。故日夏至在东井，极内衡，日冬至在牵牛，极外衡也。衡复更终冬至。故曰一岁三百六十五日、四分日之一，岁一内极，一外极。三十日十六分日之七，月一外极，一内极。是故一衡之间万九千八百三十三里、三分里之一，即为百步。欲知次衡径，倍而增内衡之径。二之以增内衡径得三衡径。次衡放次。”其下详列每衡之径、周长与一度之长。 这是以古周地（今洛阳或登封）即北极出地高三十六度处为观测点，测量太阳（文中亦将月亮运行归于太阳一类，此处不论。）在天空一年中南北回归运动轨迹，并将其夏至与冬至所达极北极南两极间划分为均等的六份，建立了一个简化了的太阳运动的模型，古人并为此设计了一些图，称之为“七衡图”，或称之为“七衡六间”。“七衡六间”虽然反映的是太阳的运动，但其与历法与回归年的测定，二分二至的划分定点，以及与四季气候的寒暑变化，万物的生长发育，无不息息相关，故受到古人的特别重视。 但对于七衡六间，历来人们理解不同，古人绘制了不同的七衡六间图，正说明大家对于其认识的差异。至于七衡六间是如何产生的，为何称之为“七衡六间”，更是少有提及，这些问题，实际是非常重要的。 我认为目前所见到的七衡六间图与《周髀》所述之七衡图皆不是七衡六间本图，而是经过推衍之后的图。只有从本图出发，我们才能真正认识这一学说。如果对于七衡六间的“衡”与“间”之理解未能追本溯源地深入，就很难认识其本图。特别要害在于一“衡”字，多被学者所忽略。 下面试对此问题进行新的阐识。 衡与间 衡在中国古代有多种含义，一是指天平，即称量用的称。作为天平的衡产生甚早，古衡之结构多为悬于一立杆上的横杆，左右长短相等，并各配一称盘，用法码将被称量物配平，以求其重量。其二就是天文仪器上的衡，也就是浑仪之衡。此外还有驾车之衡等。 《尚书．舜典》：“璇玑玉衡，以齐七政。”《史记．五帝本纪》作：“舜乃在睿（加王）玑玉衡，以齐七政。”《集解》引郑玄曰：“睿（加王）玑玉衡，浑天仪也，七政，日月五星也。”《正义》曰“玑为运转，衡为横箫。运玑使动于下，以衡望之，是王者正天文之仪器也。”又引蔡邕言曰：“玉衡长八尺，孔径一寸，下端望之，以视星宿。” 玉衡是一管状的望筒，古人记之甚详，因其安装时中部支撑，结构类天平故亦名衡。天文测量仪器浑仪上的衡简单说就是瞄准器，用以瞄准观测天体，并测量其天文方位角度与运动。 古人常以圭表对太阳进行观测，日中时测量其影长以知太阳仰角高度。冬至这一天，太阳最低，在测影的圭表上，太阳的影子最长，古人称之为“日南至”。此后日复一日向高变化，到夏至这一天，太阳又达到一年中最高角度，在测影的圭表上，太阳的影子最短，古人称之为“日北至”。然后，太阳又开始向南日复一日地下降，至次年冬至又降至最低点，如此周而复始，这就是太阳的南北回归运动。 而用衡来观测，主要是“揆正宿度”，即测量天体角度，所以必须有一角度标尺，这一标尺一般都是刻在一个圆环上，如果圆环正南北立放，则为“子午环”。架于其圆心的衡可以上下旋转运动，瞄准天体，并在圆环上观看衡指向天体所处的角度（图一）。 我以为，如果用衡对准某天体获得一个方位角度，标注在环上，或记录下来，就可以称之为“一衡”，七个不同的角度即为“七衡”,也就是指衡所处的七个不同位置。 运用子午环上的“衡”测量太阳这种运动，太阳达到最高角度时所得为上衡，最低角度时所得为下衡，两者之中则为中衡。七衡六间中的“七衡”就是古人在天球坐标系中用衡测量天空太阳的南北回归运动―――日南至与日北至及其间的太阳高低变化中，所获得衡的七个不同位置的标志。这些标志，也可理解为子午环上经过圆心的七条不同方向的射线。 中国古人所说的“间”，本指建筑中两柱所夹者为一间，以此类推，两条辐射线所夹之角度亦可称为一间。七衡六间之“间”即指七条不同角度的射线中的六个夹角。 七衡六间实际是一种太阳回归运动在子午环上的观测记录（图二）。 如果仅从名称出发，七衡六间应当只是如上的一幅观测图。也是最原始的七衡六间图。 从七衡六间的角度出发观测太阳的日中高度变化：一年之中太阳自南而北，又自北而南往返一个回归，确定上衡下衡的位置，便可以测量出“年”起始与短长。上下衡间划分为六个角度，（这种划分大约不是测量的，而是用几何方法均匀划分的）一往一返各六个夹角，半年六月恰好一月一间，共行经十二个夹角，与十二月相应。当太阳位置运行过一间时，便大致是一月。衡位加上每间中点又可以和二十四节气相应。至此，我们已经发现。通过用衡观测太阳的南北回归运动，便可以获得一套简单明了的回归年太阳历。其中掺入了人为划分的十二月，还不是真正的阴阳合历。我们可以视子午环上的七衡六间为早期的简单“二十四节气太阳视赤纬表”。 衡的概念，由称量的衡，演变为天文仪器中的衡（望筒），由天文仪器中的衡（望筒），又变为望筒所指向的太阳方位角度线，由望筒所指向的太阳方位角度线，在《周髀算经》所述的七衡图中，最终变为太阳在此角度运行一周的轨迹。而间，其概念也有雷同的变化。由建筑中两柱所夹空间，变为指向太阳不同角度衡的两处位置夹角，进而变为两线所夹角度。在《周髀算经》所述的七衡图中，最后变为两处不同高度太阳在天穹运行圆周轨迹的间距。 出现“衡”与“间”这样的天文“专业术语”，是科学研究中进步的标志。这些名词由借喻方式出发，一步一步改变，暗示出其大约有较长时间的演进。 |
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