哥白尼學說在中國

前言

李約瑟（J. Needham）博士的鉅著「中國之科學與文明」（Science and Civilization in China）堪稱為一代偉大的著作，對於中國傳統科學有一番詳盡的介紹與批評，可惜他的論述大都止於十六世紀；至於十六世紀以後，西洋科學的東來，及中國人致力於近代科學本土化的奮鬥過程，李氏未曾敘及。筆者有鑑於此，乃多年來由海內外收集這方面的資料，寫此「中國近代科學史」專欄，盼藉這一系統歷史的回顧，找出近代中國發展科學的癥結，為未來指出一個方向。

明末清初，耶穌會教士引入第谷體系

西方在文藝復興之後，科學觀點的第一次重大改變，是哥白尼（N. Copernicus）完成的。他把行星運動的座標參照系由地球移到太陽上，肯定太陽是恆定不動的，而地球則繞著太陽公轉。他打破了西方千年以來流傳的托勒密（Ptolemy）體系，建立了新的　宇宙觀，不僅是天文學史上的重大革命，也深深地影響了人們的思想和信仰。

哥白尼的學說在歐洲造成思想的解放，其流傳中國的經過及影響如何？以下我們次第討論。

明末清初，到中國來傳教的耶穌會，其本身就是反對宗教改革的組織，這些傳教士來中國時，並不介紹哥白尼的學說，而介紹第谷（Tycho）的體系。第谷是丹麥天文學家，在哥白尼之後，於1582年提出一個折中的體系，以調和哥白尼學說和聖經的矛盾。他的學說提出地球仍位居宇宙中央，太陽、月亮、恆星繞地球運轉，而五大行星則繞著太陽運轉。事實上，這仍是一個地球中心體系，但在測定行星的視運動時比托勒密體系準確一些。

第谷的這個體系，在歐洲影響不大；在中國卻由於傳教士的宣傳，在很長時間內起了支配作用。明崇禎二年（1629年），在徐光啟（1562∼ 1633年）、李天經（1579∼1659年，徐光啟死後由他接替）的領導下，北京組成了百人的曆局以修訂曆法，請了傳教士羅雅各（1593∼1638年）、湯若望（1591∼1666年）等參加編譯天文書籍。到了崇禎七年（1634年），共編書137卷，稱做「崇禎曆書」。此書理論部分主要由羅雅各和湯若望編寫的，他們並不以哥白尼的學說，而以第谷的體系和計算方法作為標準，並且說：「從來西洋言術大家，托勒密以後，第谷一人而已。」

這篇介紹第谷體系的著作，叫「五緯曆指」。其中畫了兩幅圖，一幅是托勒密體系，叫「七政序次古圖」；一幅是第谷體系，叫「七政序次新圖」。其實傳教士帶來中國的書籍中，還是有介紹哥白尼學說的。現存北平北堂圖書館的有哥白尼的「天體運行論」（北堂藏書1385號），刻卜勒的「哥白尼天文學概要」（北堂藏書1897號），不過傳教士們卻私而不傳。

但聞哥白尼其名，未窺其學說精義

傳教士不介紹哥白尼的學說，已是中國天文學發展的不幸了，但這還只是事情的一面，中國有一些守舊派，連第谷的體系也不願接受。有一位四川生員冷守中，他要求用邵雍的先天象數代表作「皇極經世」來製定曆法；另一位河北耆儒魏文魁，到了十七世紀，還不承認大地是一個圓球。守舊人士甚至阻撓「崇禎曆書」的出版，到了清朝，才改名「西洋新法曆書」出版。

「西洋新法曆書」出版後，在一段長時間內一直是權威性的著作。但是，即使不談宇宙理論，第谷體系對於表述天體視運動，誤差也是很大的。明末清初的民間天文學家王鍚闡就以第谷體系為基礎，自己推導出一組計算行星位置的公式，其準確度較前人為高。王錫闡對於外國科學技術能夠持批判接受的態度，所以他有傑出的成就。但由於第谷體系根本上就是錯誤的，所以不久就被歷史發展的進程否定了。

「西洋新法曆書」中還是提到了哥白尼的名字，但是傳教士們不正面介紹哥白尼的學說，而採取了歪曲的手法。例如在「曆法西傳」一篇，湯若望說：「哥白尼在多祿某（註一）後四百餘年（註二），言多祿某法雖備，微欠曉明，乃別作新圖，著書六卷。第一卷，天動以圓解………。」湯若望不說托勒密的不切實際，卻只說他「微欠曉明」，於是一場翻天覆地宇宙觀的革命，變成只是計算方法的改革。另外湯若望還為「天體運行論」第一卷加上一個標題──天動以圓解，這一來，哥白尼變得也是主張地不動而天動了。湯若望還把托勒密和哥白尼的體系「合二而一」，他說：「西滿（1548∼1620年）在哥白尼之後，嘗證哥白尼、多祿某二家之法，更相為用，其理無二。」「麻曰諾（1555∼1617年）取哥白尼測法，更為多祿某之圖，益見其理無二。」於是哥白尼學說更無法以完整面目出現在國人面前。一直到十八世紀中葉，哥白尼體系誕生已兩百年，羅馬教會也已宣布解除對哥白尼著作的禁令，傳教士們仍不介紹完整的哥白尼體系，及由此衍生的刻卡勒定律。

太陽中心說傳入，詆毀攻擊四起

1730年7月15日日食，用第谷方法算出的北京見食食分為0.94，與觀測不符；而用刻卜勒定律計算的結果是0.82，與事實相符。於是當時任清政府欽天監監正的傳教士戴進賢（1680∼1746年），乃正式採用刻卜勒定律。乾隆七年（1742年）在他參預下寫成的「曆象考成後編」一書，介紹了刻卜勒定律，可是他仍然把地球放在橢圓的一個焦點上靜止不動，而沿著橢圓軌道繞地球旋轉的卻是太陽。

這時候在歐洲，太陽中心說已成了公認的理論。十八世紀初年，英國製造的兩個表演太陽系結構的儀器，一個叫「渾天合七政儀」，一個叫「七政儀」，這時傳到了中國。前者還配有鐘錶機械，可以自動表演地球和行星繞太陽的運動。這兩個儀器至今還保存在北平故宮裡，乾隆二十四年（1759年）出版的「 皇朝禮器圖式」也著錄了這兩件儀器。這時法國傳教士蔣友仁（1715∼1774年）向乾隆皇帝獻了一幅名叫「坤與全圖」的世界地圖，世界地圖四周，配以天文圖和有關的說明文字。內容大體是：

一、托勒密體系是錯誤的。第谷和瑪爾象（註三）的理論，雖有可取之處，然皆不如哥白尼的正確。刻卜勒、牛頓、卡西尼、肋莫尼等著名天文學家，都是它的擁護者。

二、哥白尼學說初聽起來，人都覺得不可信，這是因為把認識停留在表面現象上的緣故。他並列舉了三點理由來解釋地球運動的可靠性。

三、介紹刻卜勒關於行星運動的三大定律。

四、介紹了歐洲天文學的一些新發現，如：地球是個橢球體；行星和衛星都有公轉和自轉；太陽也有自轉等。

但是這幅「坤輿全圖」卻被鎖在深宮禁院中，並沒有與中國民眾見面，因此也無法教育民眾關於天文方面的知識。兩個表演哥白尼學說的儀器，也遭到了同樣的命運。又過了三、四十年，已經是十八世紀末了，才由參加過「坤輿全圖」文字潤色的錢大昕（1728∼1804年），把當時的稿子定名為「地球圖說」加以出版。錢大昕又命學生李銳（1768∼1817年）按照文意補繪了兩幅地圖和十九幅天文圖，附在書後。這時候，中國民眾才得以接觸到哥白尼學說，也有了較正確的宇宙觀，但已經是這門學問問世之後兩個半世紀了。

不幸的是，錢大昕把哥白尼學說作為計算天體運動的方法，根本抹煞了它在認識世界方面的意義。他說：「本輪、均輪本是假象，今已置之不用，而別創一橢圓之率。橢圓亦假象也。但使躔離交食，推算與測驗相準，則言大、小輪可，言橢圓亦可。」（註四）照錢大昕的說法，刻卜勒在周密地研究行星運動的規律後，所得出的橢圓軌道竟是假象，只知本輪、均輪具有同樣意義，這樣還有什麼科學真理可言。

哥白尼的學說好容易介紹到中國來之後，中國人並不以為這是較新、較合理的學說而誠心接納。為「地球圖說」寫序言，且通曉天文學的阮元也貶低哥白尼學說的意義。他說：「是說也，乃周公、商高、孔子、曾子之舊說也，學者不必喜其新而宗之。」（註五）他在「疇人傳」裡批評太陽中心體系是：「上下易位，動靜倒置，則離經畔道，不可為訓，固未有若是甚焉者也。」（註六）另一位中國學者戴熙（1801∼1860年）也寫了一本「圜天新說」，以攻擊哥白尼學說。

歷史不斷前進，哥白尼學說終植人心

由以上事實可見哥白尼學說傳入中國時，歷經多少艱難，引起多少人的論戰。但西方思潮不斷地湧入中國，中國的有志之士也紛紛向西方尋求科學真理。

通曉洋務的學者魏源在道光二十五年（1845年）編輯了一本「海國圖志」，譯載了好幾篇有關哥白尼學說的文章，其中並有地球沿橢圓軌道繞日運行的圖（註七）。咸豐九年（1859年），李善蘭（1810∼1882年）和傳教士偉烈亞力合譯了英國天文學家赫胥爾（1738∼1822年）的「談天」（原名「天文學綱要」）。「談天」一書把哥白尼，經刻卜勒到牛頓，對於太陽系結構及行星運動的認識說得很清楚。

「談天」和其他一些通俗天文、地理書籍的相繼出版，使得地球繞太陽運動的真理已深入人心。雖在光緒四年（1878年），有一位叫呂吳調陽的人寫了「談天正義」一書，攻擊「談天」裡的理論，但已沒有多大影響力了。繼李善蘭之後，另一位學者王韜（1825∼1897年）繼續介紹西方的天文學說，他在光緒十五年（1889年）做了兩件工作：一是寫了一篇「西學圖說」，用最新的天文學成果，發明哥白尼學說是顛撲不破的真理；一是翻譯了一本「西國天學源流」，說明行星循橢圓軌道運動，乃是萬有引力的作用。他並且強調歷史是不斷前進的，後人總要超越前人。

光緒二十三年（1897年），葉瀾編出歌謠──「天文歌略」：

萬球回轉，對地曰天。日體發光，遙攝大千。

地與行星，繞日而旋。地體扁圓，亦一行星。

繞日軌道，橢圓之形。同繞日者，側有八星。

這首歌謠概括了哥白尼學說的基本內容，顯示哥白尼學說已經深入中國人心了。

註一：即托勒密。

註二：應為一千四百餘年，此處湯若望說錯或筆錄錯誤。

註三：瑪爾象是西元五世紀左右的人，哥白尼「天體運行論」第一卷第十章中曾經提到過他。他認為地球每日自轉一周，日、月、恆星繞地球轉，而行星則繞太陽轉。第谷體系近似瑪爾象的理論，但是第谷不承認地球有自轉。

註四：錢大昕「與戴東原書」，收在「潛研堂文集」卷三十三。

註五：阮元「地球圖說」序。

註六：阮元「疇人傳」卷四十六。

註七：魏源「海國圖志」卷九十五、九十六、九十九、一百。

陳勝崑現任醫師。

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