科学史十五讲(第二版)
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二 宇宙演化思想

中国古人不但对人与自然的关系有过深入的思考,而且对我们置身于其中的宇宙的由来也作过系统的探索。这些探索,早在先秦时期就已经颇为深入。其成果择要言之,大致可以分为三类:不变说、循环论、演化说。

主张宇宙不变的,以《庄子·知北游》记载的孔子师徒的对话为代表:

冉求问于仲尼曰:未有天地,可知邪?仲尼曰:可,古犹今也。……无古无今,无始无终。

晋朝郭象注解这段话说:“言天地常存,乃无未有之时。”即是说,古时与现今一样,宇宙并不存在生成演化问题。董仲舒的“天不变,道亦不变”之说,亦可归于此类理论。

循环论与不变说本质上是一样的。古人用循环论观念解释宇宙演化问题的倾向始于先秦,佛教的传入进一步加重了这种倾向,最后形成了一套精致的循环论宇宙观。《隋书·经籍志》对该学说有所描述:

佛道天地之外,四维上下,更有天地,亦无终极。然皆有成有败。一成一败谓之一劫。自有此天地已前,则有无量劫矣。

“无量劫”之说意味着宇宙的循环是无穷无尽的。佛教徒的这套学说,颇有市场,在古代一些文人墨客身上,经常可以见到该说的影响。

但是,在古代中国,占主导地位的则是宇宙是生成的,逐渐演化成现在所呈现形状的观点。这一观点早在先秦时期就已经比较普及。甚至在神话传说中也反映出类似的思想萌芽。中华民族关于宇宙起源的神话,最著名的当属“盘古开天地”传说。三国时期徐整编撰的《三五历纪》一书,比较详细地记载了该传说:

天地混沌如鸡子,盘古生其中。一万八千岁,天地开辟,清阳为天,浊阴为地,盘古在其中,一日九变,神于天,圣于地。天日高一丈,地日厚一丈,盘古日长一丈。如此一万八千岁,天数极高,地数极深,盘古极长。……故天去地九万里。

与基督教文明的创世纪传说相比,盘古开天地传说有着浓厚的东方色彩。它的神创论色彩比较淡:导致天地开辟的因素是自然本身所蕴含的阴气和阳气,甚至盘古本身也有一个诞生成长的过程;宇宙的现状是宇宙长期演变的结果,这种演变是按照一定的速度进行的。

盘古开天地思想的核心是说:宇宙是生成的,逐渐发展演变成其现在所呈现的形状。这种思想,早在先秦时期,已经成为知识界的主流认识。对此,有心的读者可以找到许多证据,来证明这一点。这里我们不再赘述。

既然承认宇宙是生成的,就必须回答一个问题:它是由什么生成的?另一方面,既然我们所谈论的对象是无所不包的宇宙,那就必须承认,在宇宙之前,没有任何东西存在。于是,对宇宙是由什么生成的这一问题,合理的答案只能有一个,即哲学家老子所言:

天下万物生于有,有生于无。39

此处的“有”和“无”是一对哲学概念,分别表示生成天地万物的原初物质的存在与否。老子明确认为,宇宙万物生于“无”。与他的看法相类,《庄子·庚桑楚》也同样指出:

万物出于无有。有不能以有为有,必出乎无有。

要讨论产生宇宙的原初物质是否存在,答案只能是“无”,这是严格的思辨逻辑所要求的。因为就任一具体事物而言,都是由不存在到存在,即由无到有的。由此推而广之,把宇宙视为一个整体,而且认为它是逐渐生成演化而来的,那么,在其存在之前的阶段,必然是“无”。所以,老庄的看法是逻辑的必然。

但是,宇宙生于无的观念,却阻碍了宇宙生成演化理论的形成。之所以如此,原因无他,盖在于要形成理论,就必须把宇宙生成演化的过程说清楚,而在绝对的“无”中是如何产生出“有”来,这是古人无论如何也说不清楚的。因此,在先秦时期,中国古人对宇宙生成演化问题的探讨只能停留在观念阶段:人们承认宇宙是生成的,经过漫长的演化过程,形成了现在的宇宙;但宇宙是如何生成演化的,却无从回答。

到了西汉,事情有了转机,《淮南子》率先解答了“无”是如何生出“有”来的这一问题,从而为宇宙生成演化理论的形成扫清了障碍。《淮南子·原道训》中有这样一段话:

夫无形者,物之大祖也。……视之不见其形,听之不闻其声,循之不得其身,无形而有形生焉。……是故有生于无,实出于虚。

这段话明确指出,所谓有生于无,是指有形生于无形,而无形并非绝对的虚无,它虽然看不见、听不到、摸不着,但却是一种客观存在,天下万物都是由它化生出来的。

《淮南子》的这段话,实际上是一种概念转换,把“无”转换成了“无形”。这一转换,使得古人可以张开想象的翅膀,去推测万物是如何从“无形”中产生出来的,从而导致了其宇宙生成演化思想由观念上升到了理论。这样的理论,首先就出现在《淮南子》这部书中。在《淮南子·天文训》中,有一段详细描述宇宙万物生成过程的文字:

天地未形,冯冯翼翼,洞洞骃骃,故曰太昭。道始于虚廓,虚廓生宇宙,宇宙生气。气有涯垠,清阳者薄靡而为天,重浊者凝滞而为地。清妙之合专易,重浊之凝竭难,故天先成而地后定。天地之袭精为阴阳,阴阳之专精为四时,四时之散精为万物。积阳之热气生火,火气之精者为日;积阴之寒气为水,水气之精者为月;日月之淫为精者为星辰。

这段话描述的宇宙生成演化图景是这样的:宇宙初始是一团混沌不分的气,由这团气中产生了时间和空间,这导致阴阳二气的分离。阳气轻清,飞扬上升而为天;阴气重浊,凝结聚滞而成地。阴阳二气的推移运动,造成四季往复,万物衍生。阳气的积聚,导致火的产生、日的形成;阴气的积聚,导致水的产生、月的形成;生成日月的阴阳之气的多余部分,则积聚成星辰,散布在空中。

显然,在《淮南子》的作者看来,阴阳二气性质上的差异是宇宙生成演化的根本动力。他们对宇宙生成演化过程的描述,就是建立在对阴阳二气相互作用的想象上的。既然《淮南子》的作者可以通过想象构建其宇宙演化理论,别的学者当然也可以用同样的方式来构建自己的宇宙演化理论。由此,进入汉代以后,中国古代的宇宙演化理论进入了它的第二个发展阶段——理论的繁荣阶段,出现了丰富多彩、多种多样的宇宙生成演化理论。

在汉代的宇宙演化理论中,张衡的学说值得一提。他在其著名的《灵宪》一文中详细描述了自己心目中宇宙演化的不同阶段。他的着眼点与《淮南子》相仿,都是由阴阳二气性质上的差异出发,构建其整体的宇宙生成演化理论。他的学说中最值得我们关注的是下面这几句话:

于是元气剖判,刚柔始分,清浊异位。天成于外,地定于内。天体于阳,故圆以动;地体于阴,故平以静。

在这里,张衡描绘的宇宙演化的最后格局是“天成于外,地定于内”,这与《淮南子》中天在上、地在下的天地关系截然不同。之所以如此,与当时天文界存在着的浑盖之争有密切的关系。

在对宇宙结构的认识上,汉代人存在着两个主要的学派,一个叫盖天学派,主张天在上,地在下,天地分离;另一个叫浑天学派,主张天在外,地在内,天大地小,天包着地。本节讨论的是宇宙演化理论,宇宙演化理论既然要说明天地的形成过程,最终必然要统一到宇宙结构学说上去。《淮南子》中的演化理论认为元气轻清,上浮为天,阴气重浊,下凝为地,天在上,地在下,这与盖天说的宇宙结构模型相一致。张衡是浑天说的集大成者,他的宇宙演化理论当然要与其宇宙结构学说相协调,所以他认为“元气剖判、刚柔始分、清浊异位”的最后结果是“天成于外,地定于内”,即天包着地。这与浑天说的宇宙结构模型是一致的。

但是,既然阳气轻清,理应上扬,它为什么不上浮形成天,而是要包在地外?对此,在张衡的理论中找不出合理的答案来,这就形成了一对新的矛盾。而在张衡之后,在宇宙结构领域的浑盖之争中,浑天说是占了上风的,人们普遍认为,浑天说所主张的宇宙结构模型更符合实际。这样一来,传统的宇宙演化理论就处于某种尴尬状态:它不能不与当时的宇宙结构学说保持一致,但它所主张的宇宙演化机制又不能合理地解释为什么会生成这样的宇宙结构。这一问题不解决,传统的宇宙演化理论就无法发展下去。于是,张衡的宇宙演化理论的提出,就成了结束一个时代的标志性事件。汉代宇宙演化理论全面繁荣的景象,到张衡这里戛然而止。在张衡之后,中国古代的宇宙生成演化理论步入了它的停滞期。这一停就停了差不多一千年。

到了宋代,又出现了转机,学者邵雍意识到应该从宇宙演化机制上寻找新的解决办法。他认为不能再从阴阳二气的性质上做文章了,应该换个角度,从运动的角度思考这一问题。他说:

人皆知天地之为天地,不知天地之所以为天地。不欲知天地之所以为天地则已,如其必欲知天地之所以为天地,则舍动静将奚之焉。40

邵雍说得很清楚,要想知道宇宙之所以如此,必须从运动的角度出发思考问题。但是,究竟应该如何从运动的角度出发,他并没有构建出一个合理的宇宙演化模型。即使如此,他的主张仍然揭开了中国古代宇宙演化理论发展的第三个历史阶段的帷幕,标志着中国古代宇宙演化理论开始走向了成熟阶段。

中国古代宇宙演化理论的成熟是以南宋朱熹学说的问世为标志的。朱熹把邵雍的学说具体化了,天才地提出了一个比较合理的力学解释,他说:

天地初间,只是阴阳之气,这一个气运行,磨来磨去,磨得急了,便拶许多渣滓,里面无处出,便结成个地在中央。气之清者便为天,为日月,为星辰,只在外常周环运转,地便只在中央不动,不是在下。41

朱熹不再从阴阳二气的性质出发,而是遵循着邵雍的主张,从运动角度出发,用习见的旋涡现象比拟宇宙演化,合理地说明了浑天格局的形成原因。他的说明是如此之合理,以至于在他之后,中国古代的宇宙演化理论再难有新的发展了。他的学说成为中国古代宇宙演化理论发展到成熟阶段的标志性成果。该学说对后世影响很大,甚至还传到了欧洲,对欧洲的思想界也产生了某种影响。一直到近代,西方近代科学关于宇宙起源演化的学说传入我国,这一理论才最后寿终正寝。