明清“左右旋”之争的涵义转换*

2021-08-18 07:22朱晓天
关键词:右旋金水左旋

朱晓天

(中国科学院大学 人文学院,北京 100049)

0 引言

明末,耶稣会传教士将西方天文学传入中国,包括亚里士多德的水晶球体系、托勒密的数理天文学、第谷体系、哥白尼的“日心地动说”、伽利略利用望远镜的天文观测结果和开普勒的“磁力”假说等新旧天文学理论和成果皆被引入。[1]西方天文观念的传入使“宇宙结构”问题成了热点话题,并对中国传统宇宙论产生了重大影响。一些学者消化吸收了大量的西方天文学新旧知识、概念、观念和理论,在这一进程中,一度沉寂的“左右旋”之争再获关注。在《中国古代日月五星右旋说与左旋说之争》中,陈美东对从战国到清初的传统“左右旋”之争给出了全面的整理和总结。[2]西方天文学的传入使得清代的“左右旋”讨论被“注入异质的新内容”。[3]杨小明对此做出了开拓性工作。他认为,梅文鼎无视同时代学者对“左旋说”的批评而重提“左旋说”,虽然吸纳西学后相较于传统的“左旋说”有一定改进,但是未能从根本上解决传统“左旋说”的弊病;黄百家批判了梅文鼎的做法,并吸收第谷体系之长改良传统“右旋说”,使“右旋说”克服了单层天球引发的问题。[4-5]由此,杨小明为新世纪的明清“左右旋”研究奠定了基调:一是引入西学使得传统“左右旋”之争经由梅文鼎和黄百家升华到了新的高度;二是学者们吸收西学知识完善传统的“左旋”或“右旋”理论,梅文鼎等人改良的“左旋说”未能克服传统学说固有的弊病。

后续相关研究[6-7]都是在这一定调下的发展和完善。但这难免让人产生疑问:一般认为,明清之前的左旋论者并非专业历算家,使得传统的“左旋说”中存在诸多明显漏洞,梅文鼎身为专业人士,会罔顾这些已知的重大缺陷,简单延续发展传统的“左旋说”吗?笔者在《梅文鼎“左旋说”新论》中初步探讨了这一问题,提出明清“左右旋”之争的内容已经发生了根本性的替换——梅文鼎对“左旋”与“右旋”的辨析完全不涉及天体的实际绕转图形,与传统的“左右旋”宇宙论之争大相径庭,实则在讨论一个通常被明清学者表述为“一时两动”的运动学难题。[8]在此基础上,笔者追溯梅文鼎宇宙论的上承,将与梅文鼎的“左旋”理论存在明确影响链的熊明遇、方以智、揭暄确定为研究对象,考据三位学者所持的天体绕转理论及其源头,厘清明末清初“一时两动”之问与“左右旋”之争如何被关联起来,以期为明清“左右旋”问题的研究提供另一种思路。

1 “一时两动”之问的引介

相较于一度沉寂的“左右旋”之争,“一时两动”之问几乎贯穿了明清之际西方天文学东渐的全过程。因此,文章将首先明确“一时两动”观念的传播概况。在目前所收集到的资料中,这一观念最早于1615年由阳玛诺的《天问略》[9]引入中国。此文以问答形式介绍了一些基本的西方天文学知识。在开篇《天有几重及七政本位》一节的第二问便是对“一时两动”的探讨:

“问:人居地上,依其目力所及,独见一重自东而西,一日一周耳。今设十二重,何征?”[9]852

这里提问者的观念显然类似传统“右旋说”中蚁行磨上的单层天球模式。为了向提问者说明西方天文学的天体分层理论,阳玛诺做出如下解释:

“终古以来,未有一息之内能动静互现者,也未有二动并出,能此动东去、彼动西行者也。与其运动相反,可知其体有同异矣。今恒见日月五星列宿其运动各各相反,便知所丽之天原非一重。”[9]852-853

他提出,物体不可能同时向东西两个方向运动。因此,既然天一日左旋一周,日月五星以不同速度右旋,其“体”必然各不相同。随后,他借用了传统“右旋说”中“天左旋,日月五星右旋”的表述:

“天左旋,日月五星右行,贵国先儒亦已晰之矣。今举目而视之,日生于东,没于西;月与诸星随之以旋,其自东而西者又昭昭然,此必有一天焉为之主宰,为之牵属,而日月诸星之天因之。则九重天是也。故自东而西者,宗动天也。自西而东者,日月诸星之天也。自西而东者,日月诸星之本动也。自东而西者,日月诸星之带动也。明乎二动,得天体也。”[9]853

此处明确了“二动”的含义:日月诸星的本天自西向东做右旋,速度不一,为“本动”;宗动天一日左旋一周,牵动其下诸天,造成了日月星东升西落的周日运动,为“带动”;“本动”与“带动”合称“二动”。阳玛诺表示,理解了“二动”便理解了天体结构。但对中国学者来说,“二动”是相当令人困惑的:

“问:自东而西,自西而东,二动即相反矣。今宗动天自东而西,日月诸星之天自西而东,何不为相反运动哉?”[9]853

而阳玛诺再次借用了传统“右旋说”中的表述,借中国学者较熟悉的“蚁行磨上”之喻来解释日月诸星相对宗动天的逆向转动:

“所谓相反运动是一物自发二动,非有自外转动。如一人在船中,船顺风自东而西,人逆行自西而东,则自西而东人之动也,自东而西人之因船带动也。虽有二动,非相反动。又如车轮上有蚁行自南而北,其轮之转自北而南,实见此蚁行有二动,而非相反,何也?一从自动,一从外带故也。日月诸星之动何不其然?”[9]853

阳玛诺再次强调,“二动”分别为自行运动与外界带动,并非物体同时向两个相反的方向运动。《天问略》的以上段落确定了“一时两动”之问的涵义,成为后续漫长争论的发端。

2 《测天约说》与《格致草》中的“一时两动”

熊明遇是较早在著作中论及“一时两动”问题的中国学者之一。他与庞迪我、阳玛诺、毕方济等耶稣会士交好,并曾与徐光启交流,其在1620年刊刻的《则草》就体现了西学对熊明遇的深厚影响。[10]由《则草》到《格致草》,熊明遇的宇宙结构学说并未发生大的转变,始终与《天问略》中的托勒密“地心说”一脉相承,仅调整了少数细节。参照冯锦荣先生的《明末熊明遇〈格致草〉内容探析》[11]一文,熊明遇在《格致草》第一卷《诸天位分恒论》中讨论了宇宙的整体结构。又参考徐光台先生的校订,此处内容多引用或改写自西学著作,现将相应原文内容与其出处整理如表1。

从表1可见,熊明遇几乎完全采信了《天问略》中的托勒密地心体系,即地居最中,由下而上分别为七政天、恒星天(列宿天)、宗动天、静天,皆以地球为中心转动。

表1 《格致草·诸天位分恒论》引用表[12]33-34

《格致草·大象演说》一节中关于“宗动天”的论述,涉及熊明遇采信的动力学机制,并讨论了“一时两动”的问题:

“七政、恒星,其运行皆有两种:其一,自西而东,各有本行,如月二十七日而周,日则一岁,此类是也;其一,自东而西,一日一周者是也。非有二天,何能一时作此二动?故知七政恒星天之上复有宗动一天,牵掣诸天,一日一周,而诸天更在其中,各行其本行也。又七政、恒星既随宗动西行一日而周,其为迅速,殆非思议所及,而诸天又欲各随其本行,一东一西势相违悖。故近于宗动东行极难,远于宗动东行渐易。此又七政、恒星迟速所由矣。”[12]30

本段抄自《测天约说·恒星天之上何以知有宗动之天》,[14]231仅比《测天约说》中“何能作此二动”增加了“一时”一词。宗动天每日自东向西旋转一周,其下诸天又有逆向旋转的“本行”,是为“二动”,有“二动”则必有“二天”,逻辑与《天问略》是一脉相承的。“二动”势相违背,使得接近于宗动天时,七政天难以东行,越是远离宗动天则东行越快,以此作为解释七政恒星逆旋快慢的动力学机制。

邓玉函的《测天约说》刊行于1633年,实则晚于《则草》和《格致草》的刊行时间(《格致草》于1628年刊刻,但该版已佚,现仅有1648年重刻的函宇通本存世),推测此处为《格致草》于1648年重刻时由熊明遇增补。熊明遇的宇宙结构理论几乎完全源于1615年的《天问略》,1620年的《则草》中却未论及“一时两动”。至《格致草》于1648年重刻时,熊明遇将“一时两动”之问补充进去,并引用了相关论述比《天问略》更为清晰、深入的《测天约说》。因此暂做一猜测:熊明遇全盘接受了阳玛诺的“二动”理论,起初他不认为这是需要专门论述的话题,但在二十余年的学术活动中他注意到“一时两动”颇有争议,并认为在作品重刻时有追加论述的必要。

3 《物理小识》与《璇玑遗述》中的“一时两动”

继熊明遇之后,方以智和揭暄也加入了相关讨论。方以智是桐城方氏学派的代表人物,与熊明遇、毕方济、汤若望、梅文鼎等人都有往来。[15]早在1619年,方以智便已接触《则草》,并直接与熊明遇探讨西学,[16]方以智与熊明遇有很明确的影响关系。方以智对天文学的讨论见于其早年所著的《物理小识》,其中大量内容引自《格致草》。然而,《物理小识》中的宇宙结构理论源于《测天约说》,属于金水绕日的地心说,与《格致草》取自《天问略》的托勒密体系有别。方以智的相关表述见《历类·远近分轮细辨》,经比对,改写自《测天约说·大圜名数》(表2)。

据表2,方以智采纳了《测天约说》中介绍的金水绕日体系。然而,讨论“一时两动”之问时,方以智反而又抛弃了《测天约说》中的理论,转而提出“槽进丸退”的“带动”之说,见于《物理小识·历类·左右一旋说》:

表2 《物理小识·历类·远近分轮细辨》引用表

“天左旋,日月五星右旋,自人北面言之也。日月星从西向东,其周天各有迟疾,宗动天从东向西,一日一周。……东向西行,其天之习气乎,其定理乎。日月星在一气之中各有熟路,丸滚于槽,槽西行急,则槽中之圜物自然东转;而实西旋顺天,但积差之度见于星宿,似乎不与天同而每退焉,其分迟速者近地者疾、远地者迟也,带动之说固无疑矣。”[17]772

方以智认为,“左右旋”仅取决于选取的参照系:于地看是左旋,相对宗动天则为右旋。宗动天一日一周的左旋运动被方以智称为“天之习气”“定理”。日月星在其中各有类似轨道概念的“熟路”,如在凹槽中滚动的圆球。槽西行,则圆球相对往东运行,因西行较槽更慢,看似与天反转。由此,是“带动”理论无疑。此说与“一时两动”分道扬镳,且与揭暄的理论有深厚的关系。方以智未明确讨论“左旋右转”孰为真实图景,也需结合揭暄的态度来考虑。

揭暄是明清之际著名的军事理论家和历算家,其抗清失败归隐后多与遗民结交,其中方以智、方中通、游艺等人最为重要。据孙承晟的研究,揭暄于1659年向方以智执弟子之礼;1665年方以智的《物理小识》由方中通、揭暄校订后刊印,揭暄《璇玑遗述》很大程度上是基于他在《物理小识》中的按语完成的。[18]1689年,揭暄将《璇玑遗述》的草稿寄给梅文鼎,后于梅文鼎撰写《历学疑问》期间登门拜访,对梅文鼎产生了一定影响。[19]129

揭暄的宇宙结构学说见于《璇玑遗述·天惟一体》:

“问:月处下,日居月上,火木土恒星以次而远,或分天为三、为九、为十一,天洵有几重乎?

曰:天一而己,其体则厚。盖天原以一气生天、生地、生万物,惟是浑沦磅礴广厚无际,日月星辰丽于中,如山之宿石,或在其巅,或在其半,或在其麓。”[20]301

可见,揭暄十分认可月亮-太阳-火星-木星-土星-恒星的远近次序,但是他认为天浑为一体,日月星辰附丽于浑厚的“气”,区别只在于所处位置高下不同。对余下的金水二星,揭暄在《璇玑遗述·金水绕日》中写道:

“问:金水二星与诸星不同,随日而行,时在日前,时在日后,或云在日天之上,或云在日天之下,或谓有数轮,或分为数动。《格致草》言与日共为一轮,然乎,否乎?

曰:与日共轮者,是也,但未合诸说而通之耳。金水附日而行,如针之指极,气之从鼻,潮之随月,其体虽分,其气则相摄……”[20]327

本节后续内容是揭暄以自己的气旋理论解释金水绕日的动力学机制。可见,揭暄并未对方以智承自《测天约说》的“金水绕日”旋转模式做出任何批判或改动,有充分理由认为揭暄与方以智的学说同属金水绕日说。因此,揭暄的主要工作是将传统左旋说的气旋理论“现代化”之后,作为金水绕日模型的动力学解释(方中通对揭暄的评价也是一个旁证,见后文),可见于《璇玑遗述·卷三·政皆左旋》:

“有静天,有动天,诸政与天皆静天之中自东而西,如舟竞渡,止争迟疾,无有退者。月最迟,亦行三百五十余度,较动天而算则稍迟,较静天而算何一非进、何时非左旋,而曰有右转乎?……七政之体圆如活珠,黄道之轨有若虚槽,槽进则丸退,故政之倒滚者实以顺天之行,而非逆也。”[20]320

此处与方以智相同,以著名的“槽进丸退”之喻论证所谓的“左旋”“右旋”,仅是由于所选参照系不同才有了不同的名称。揭暄则进一步断言“何一非进、何时非左旋”,右转并非真有,相较于静天,日月五星都为左旋,如船只竞速,仅有快慢之分,并不存在反向运动。

又可见于《物理小识·左右一旋说》:

“暄曰:天从东而西,政亦从东而西,日夜不停,特以政较动天稍有不及,较静天则并为左旋,安得有右转乎?”[17]772

这是揭暄在《物理小识》中的注文。方以智的宇宙结构全盘照搬自邓玉函在《测天约说》中的金水绕日体系。与熊明遇《格致草》中源自《天问略》的地心体系相比较,《物理小识》做出的关键改动有二:一是以金星相位和金水平均行度与日同,作为依据改金水绕地为绕日;二是改“一时两动”为“一时一动”。

对于前者,据钮卫星的研究,若以地球为观测基点,内行星在一个会和周期内运行的度数值等于其运行天数,金、水“日行一度”向来是古代中外天文学家的普遍认知。[20]因此,深受熊明遇影响的方以智改从金水绕日说的关键因素,无疑是伽利略发现金星相位——金星相位与月相的相似性很容易启发人想到金星绕日的可能性。方以智等人接受了新观测,认可了新理论,他们对西学新知的关注与认可程度由此可见一斑。对于后者,方以智虽持“一时一动”的观点,但在《物理小识》正文中的论述词句略显暧昧,反而揭暄为此节作注时以强烈语气断言为左旋无疑——“安得有右转乎”,有理由猜测这一改动是在揭暄强烈主张下做出的。《璇玑遗述》刻鹄斋本的方中通之序亦可作为旁证,其言揭暄“辨西氏之说者十有五六,决千古之疑者十有三四”,[20]288并将“金水绕日”划入前者,将“政皆左旋”划入后者。

因此得出结论:一是方以智和揭暄的金水绕日模型是《测天约说》中的“西氏之说”;二是两人“政皆左旋”“一时一动”的理论是揭暄所创;三是方以智接受《测天约说》的金水绕日模型,又将《测天约说》的“一时两动”改为“一时一动”很可能是被揭暄说服。

4 “一时两动”之问与“左右旋”之争的涵义转换

综上可见,阳玛诺引介的“一时两动”之说在中国学者群体间引发了旷日持久的辩论。从阳玛诺于《天问略》中引入该问题,至梅文鼎的《历学疑问》中仍在讨论,时间跨度约80年。可见中国学者的普遍观念是“一时只能一动”,西法中“一时两动”之说实属成了长久困扰他们的疑难问题。这并不意味着中国学者难以接受与传统截然不同的外来理论。前文所述学者甚至完全接受了西方的日月五星绕转模型,很难断言他们会只因“排外”就拒绝“一时两动”之说。关键在于“一时两动”之问的实质是运动的合成与分解问题,“一时一动”是指最终的合运动,“一时两动”是指运动的两重分量,二者在数学上具有等价性,难以通过判决性实验去伪存真。因此,学者们只能延续传统,以类比等形式进行讨论,依据自身价值倾向给出判断,很难取得实质性的进展。

既然以上学者的绕转模型直接来自阳玛诺、邓玉函传入的西学,其中全无传统“左右旋”学说的容身之处,因此对传统“左右旋”理论的争辩自然无法适用于他们的学说。事实上,在耶稣会士的天学著作中很少见到“左旋”和“右旋”二词,即使有用到,也仅用于描述天体的运转方向,从未提及“左旋”和“右旋”在宇宙论层面的涵义。可见明末传统“左右旋”争论早已式微。《乾坤体义》《表度说》《简平仪说》中皆无“左旋”“右旋”及类似字眼,现阶段收集的资料中,该时期最早使用“左旋”一词的是在阳玛诺的《天问略》中,有如下两处:

“夫日月诸星本动之天皆自西而东也,天左旋,日月五星右行,贵国先儒亦已晰之矣。”[9]853

“宗动天自东而西,一日一周,即此周日之间,日之自西而东自行一度,人只见其自东而西左旋而已,初不见其右行者,何也?以其外动之自东而西者甚疾,内动之自西而东者甚迟故也。”[9]856

如今看来,用“左右旋”表述“一时两动”之问的源头似乎可追溯至阳玛诺。他为解释“一时两动”借用了“天左旋,日月五星右旋”这一中国传统“右旋说”的典型表述,并说“贵国先儒亦已晰之矣”,无怪乎西方的多层天模型向来被明清学者们归为“右旋”理论,“此中西所同也”,[22]23但阳玛诺此时尚未将“二动”等同为“右旋”。

其后的熊明遇在转述《天问略》内容时也一度以“左旋”和“右旋”来描述天体运转方向,但也仅此而已。遍观《格致草》,熊明遇从未涉及任何形式的“左右旋”争论,可见此时“一时两动”之问仍未与“左右旋”建立关联。

至方以智与揭暄时,情况发生了变化,方以智的《物理小识》中讨论“一时两动”的章节名为《左右一旋说》,揭暄的《璇玑遗述》中则为《政皆左旋》。参考文章第三节,不难发现,“左旋”“右旋”已经分别与“一时一动”“一时两动”建立起对应关系:言“右旋”便是恒星七政诸天被宗动天“带动”,又相对宗动天有一重逆向“本动”;言“左旋”则是“一时”不能“二动”并存,只有快慢不同的左旋运动真实存在。

梅文鼎《历学疑问》中也沿袭了该表述方法,如:“七曜右旋自是实测而所以成此,右旋之度则因其左旋而有动移耳”;再如:“夫此相差之度实自西而东,故可以名之右旋。然七曜每日皆东升西降,故又可以名之左旋。西历谓七曜皆有东西两动而并出于一时,盖以此也。夫既云动矣,动必有所向,而一时两动其势不能。”[22]30与上述方以智的论证逻辑类似。

因此,文章为明清“左右旋”研究提供一种新的参考路径:一是由于中国传统宇宙论与历法计算脱节,明末典型的“左右旋”之争早已沉寂,其与清初的“左右旋”之争并非继承和发展的关系;二是“左右旋”问题之所以会再次成为学者间讨论的焦点,实则始于“一时一动”与“一时两动”之惑在传统术语中的表达。“左右旋”之争由“宇宙论之争”转向“运动学之争”的涵义转换可上溯至阳玛诺《天问略》,实际上可能发生于1648-1664年,即熊明遇重刻《格致草》之后,并在方以智和揭暄等人撰写《物理小识》之前。据方以智、方中通所言,转换过程的关键推动者可能是揭暄。梅文鼎沿用揭暄之表述,以“左右旋”讨论运动分解,又因梅文鼎的巨大影响力,使得“左右旋”之争以全新含义重新成为当时的热点话题。

有趣的是,在运动分解问题借“左右旋”之名表达、借“左右旋”之争复兴之后,对天学相对陌生的学者也开始关注“左右旋”问题,但他们的相关讨论仍停留于明末西学东渐前的传统宇宙学说中。二者同样名为“左右旋”之争,并存于清初,内容却大相径庭,这使得明清“左右旋”的话题平添了几分复杂性。

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