中国人是怎么知道地球是个球的？
人教版初中地理（七年级上册）第一章“地球和地图”开篇说：地球是一个球体，这个在今天看来已经是再简单不过的问题，在古代却是一个难解的谜。人们对地球形状的认识，经历了漫长的过程。隔页以“阅读材料”的形式刊出了一篇名为《麦哲伦船队的环球航行》的小文章，该文末段起首一句明确说：麦哲伦船队环球航行的成功，结束了人们关于地平、地方与地圆的争论。毫无疑问，教科书编写者认为麦哲伦全球航行已经重要到了平息大地形状争论的地步。然而事实真的如此吗？麦哲伦船队完成全球航行的时间为1522年9月，这一年是大明嘉靖元年，年仅15岁的皇帝朱厚熜登基才1年多。这一年，“夜晓刻金星犯牛宿”“夜昏刻月犯五诸侯星”“本夜金星与木星相犯”“夜月犯太微垣上将星”等天象记载很多。人们相信“天垂象，见吉凶，圣人象之”，既看不到西方麦哲伦故事的影子，也看不到人们认识到世界是球体的踪迹。如果把眼光下延，会惊讶地发现麦哲伦环球航行结束231年后，清朝的著名经学家还在指斥地圆学说的“荒谬”，认为“方就是方，若模棱两可，正是君子所最痛恶”。如此看来，麦哲伦事件的影响恐怕需要重新审视，中国人真正接受地球是球体也绝非中学地理教材上说得那样简单。
传统的天地观
在近代西方科学知识被国人接受以前，中国人观察地球，或者说推测的地球有多种不同的形状。综合起来，大体有六种说法：
其一，盖天说。此说分为两种，一说天圆地方，大地平直，天如一个大罩子罩在大地之上。大地每边八十一万里，天顶的高度是八万里。大地静止不动，日月星辰则在天穹上旋转。此说出于《周髀算经》。战国时邹衍认为这个平直的大地上有九个州，九州之外有一个“大瀛海”环绕，与下垂的天的四周相接。为了解决大地四方和天圆相接处的形状问题，又衍生出天地之间有柱子支撑的看法。
一说天仍如罩子，地像一个倒扣的盘子，二者都有曲度。此说也见于《周髀算经》，天离地也是八万里。认为所有星辰都绕着北极星转，离我们时远时近。近时仿佛就在天上，远时则不可见。昼夜的更替完全是太阳离我们时远时近导致的。柳宗元即认同此说。
其二，浑天说。天地像一枚鸡蛋，天包着地如同蛋壳包着蛋黄。这种说法在汉武帝时期就已经存在。东汉时期创立地动仪的张衡认同这种看法，还认为天表里有水，天地都是靠着气浮起来。后人对此说又有继承和发展，如明代理学家章潢就认为地的四周不是水，而是虚空。
其三，宣夜说。以“地有形而天无体”概述，不追求具体的天地形状，认为天就是“积气”，就像人呼吸一样，无处不在，日月星辰只是气之中明亮一些的，也是气。此说，据说是传自商代，汉晋时期不少人认同这种观点。
其四，昕天说。此说强调人有灵性，“形最似天”，拿人的身体结构来类比天的结构。人的身体前后不对称，前面下颔突出，后脑勺却是平直的。天似乎也应当这样：南北不对称，南低北髙。此说见于《晋书》《宋书》《隋书》等《天文志》中。
《元史·天文志》所记载的地球仪
其五，穹天说。天圆地方是大的前提，大地犹如一个倒扣着的镜盒，因为里面有气，所以不沉，所以不进水。此说见于东晋时期。
其六，安天说。认为天无穷高，地无穷深。天地“方则俱方，圆则俱圆，无方圆不同之义也”。此说也见于东晋时期。
以上六种说法，浑天说蕴含一定的大地是球形的意思，但哲学色彩极其浓厚。传统时代，我国的天文学家虽然经过各种方法实地测算，证实前人所说确有错误之处，但始终未能将传统理念彻底颠覆。唐代的一行和元代的郭守敬都是载入现今教科书的赫赫有名的天文学家，可他们都没有得出大地是球形的结论。尤其是郭守敬所处的时代，已经有人将地球仪传入了中国，但未能造成大的影响。
利玛窦的礼物
晚清学者王韬在《弢园文录外编》中说：“大地如球之说，始自有明，由利马窦入中国……而其图遂流传世间，览者乃知中国九州之外，尚有九州，泰西诸国之名，稍稍有知之者，是则始事之功为不可没也。”很显然，他认为是利玛窦给中国带来了地球是球体的知识。确切地说，是他的地图带来了巨大影响。
众所周知，利玛窦是意大利传教士，万历十年（1582年）来到澳门，后来到了广东肇庆传教。肇庆教堂建成后，他将一幅欧洲制作的世界地图挂在接待室的墙上，这幅图引起了包括肇庆知府王泮在内的中国人的好奇。后来利玛窦应王泮的要求将地图改成中文版，并且出资将该图一连印了几百份分送给两广的读书人和官员。据著名历史学家洪业考证,在1584-1608年24年间,利玛窦所制地图先后原、翻、增、缩之版本,共有8种,刻版、勒石、摹绘共12次。另外引用、盗印则难以计数了。因这幅地图形象地告诉中国人大地就是一个球，引起了极大的震动。向传教士索图，或者传教士送图给别人就是平常的事情。利玛窦在制作地图上可谓机巧至极，他甚至想出将它一分为六贴于屏风之上，以便于中国文人把玩鉴赏。地图俨然一幅艺术品。南京博物院藏有一幅巨大的利玛窦制《坤舆万国全图》，长3.46米，宽1.92米，上面有诸多汉字题跋，题跋者有官员和学者，这显示当时的中国人已经知道世界是个球体。明末的传教士影响很大，知识影响也大。1644年张献忠进军四川，抓到了当时在成都传教的意大利人利类思（Ludovicus Buglio，1606-1684年）和葡萄牙人安文思（Gabriel Magallaens，？-1677年），曾要求他们用红铜制造地球仪。
清代传教士南怀仁刻《坤舆全图》时仍沿袭利玛窦旧例，制成屏风状
回头来看麦哲伦事件的影响。利玛窦来华时，麦哲伦全球航行已经结束60年，在利玛窦的《坤舆万国全图》上，也确实找到了当时麦哲伦的汉译名——墨瓦蜡泥，南美洲南端赫赫有名的麦哲伦海峡当时定名“墨瓦蜡泥海峡”，其旁有利玛窦题记：“南北亚墨利加（指南北美洲）并墨瓦蜡泥加，自古无人知有此处，惟一百年前欧罗（巴）人乘船至其海边之地，方知。然其地广阔而人蛮滑，迄今未详审地内名国人俗。”笼统说明哥伦布等人发现美洲大陆的事情，只字未提麦哲伦的事迹。在传教士那里，既然能标注麦哲伦海峡，就一定知道麦哲伦其人其事。然而利玛窦在向中国人解释地圆学说时，并未将麦哲伦全球航行一事当做特别例证来特别说明。受他深度影响的李之藻和徐光启在向其他人介绍欧洲的地圆知识时，也是如此。这种情况到清代初年，也没有明显改变。传教士和他们发展的中国信徒在致力于寻找地圆论据时，将目光追溯到遥远的古希腊时代，他们翻译亚里士多德的有关著作，而没有倾注太多热情在麦哲伦航行一事上。到20世纪40年代，麦哲伦在中国文献中出现的译名已多达30多种，数量虽不少，但其中绝大部分都是晚清才产生的。翻译量的差异也表明在晚清之前，国人并没有太多意识到这一事件的重要性。
古希腊哲学家亚里士多德的四行说是地圆学说的理论依据
宗教外衣与中国学问
以利玛窦为首的传教士以刊印地图为手段，将地圆知识传给了中国人，既然中国的读书人已经看到了利玛窦制作的世界地图，为何到了清代像孙星衍这样的著名知识分子还对此嗤之以鼻？清初的杨光先更破口大骂，说洋人所画的地图和学说，愚夫愚妇都知道是错误的，他号召学士大夫要“鸣共攻之鼓”。与此同时，纪晓岚、钱大昕、江永、戴震、梅文鼎等人又认同地球是圆的。在那时的知识界，大地是圆是方并无定论。造成这种情况的原因颇多，绝非一句中国人顽固守旧所能解释。
首先，要冷静看待利玛窦的学说。诚然，利玛窦介绍了地圆学说，但并不意味着利玛窦的地圆学说就是科学的。利玛窦《坤舆万国全图》右上角绘有一幅环环相套的九重天图，此图以地球为中心，向外衍生，将天空分为九重，依次为月轮天、水星天、金星天、日轮天、火星天、木星天、土星天、二十八宿天、无星带。这在今人看来纯属无稽之谈。实际就是东汉时期西方人托勒密地心说的翻版，认为地球是这个世界的中心。这幅九重天图之下，有一段关于古希腊哲学家亚里士多德“四行说”的文字，该学说认为世界是由水、地、火、气四者构成，地最重，所以在最里层。这也很荒诞。总体来说，整个学说体系建立在哲学的基础之上，离现在的科学论证仍然有很大距离。传教士每每以自身航海经验来验证地圆之说，可是在严谨的中国学者那里，这毕竟是经验之谈。比如明末大儒王夫之的态度就很能说明问题，他说人不能立于天外，如何能看到地球是圆的。根据经验，航海时大地有弧度不假，可是在中国陆地境内，地表凹凸不平，根本看不出弧度来。完全从经验出发，无法得出大地必定为圆球的结论。
九重天图在《坤舆万国全图》中的位置
利玛窦学说还有一个致命的缺陷，就是它有一个全能上帝主宰着世界。利玛窦是传教士，他传播地圆知识的目的，归根结底还是为了传教。《四库全书总目提要》中有一段话表明了中国官方的态度：西学所长，在于测算；其短则在于崇奉天主，以炫惑人心。……欲人舍其父母而以天主为至亲，后其君长而以传天主之教者执国命；悖乱纲常，莫斯为甚，岂可行于中国者哉？
中国人对传教士的宗教执保留态度，那么对他们的地圆之说，怎么可能就囫囵吞枣全部接受？更何况，这个学说本身也不是无懈可击。万历年间传教士利玛窦将地心说传入中国，到乾隆年间传教士蒋友仁将日心说传入中国，这本是天文学发展的结果，著名学者阮元却评价说：“同一西人，何其说之互相违背如此耶？”在他眼里洋人的身份有很强的标签意味。出于严谨和自尊的考虑，阮元鼓励国人发展自己的天文学，而不应该盲目信从洋人的学说。
其次，要考虑那时是什么左右了大多数读书人的脑袋。清代鼎鼎大名的天文学家安徽人梅文鼎，他的研究水平被钱大昕誉为“国朝第一”，可是终其一生都未能获得一官半职，就连出版自己的全集都有困难。于读书人而言，求知固然重要，但求取功名往往更重一筹。他们皓首穷经，在八股文章上耗费了巨大的心力。科举考试不考天文学，艰涩的历算让人望而却步。在这种环境下，即便地圆学说在欧洲已经是人尽皆知的常识，而且这个常识已经传播了几百年，可是在中国，人们仍然沉浸在古老的学术体系里，不关心，也没有必要去思考世界的新形状。又加上“天朝上国”心态作祟，总带着有色眼镜看洋人，不能真正虚心钻研，障碍了新知识入脑入心。
再次，应关注清代的学风。这有助于我们了解传统士人面临西方传来的地圆知识是如何思考和辨析的。在尊崇经典这件事上，晚明思想界表现得十分活跃，以王阳明为首的心学家说出了“夫学贵得之心，求之于心而非也，虽其言之出于孔子，不敢以为是也”的惊世之论。顾炎武则说：“万历间，人多好改窜古书。”晚明时，经典的权威性受到了挑战，也正因如此，传教士才有传教的空间。明清鼎革以后，学风为之一变，学者又开始了尊经重经的趋势。梁启超在《清代学术概论》中总结出了十条清代学风特点，其中第二条说：选择证据，以古为尚。以汉唐证据难宋明，不以宋明证据难汉唐；据汉魏可以难唐，据汉可以难魏晋，据先秦西汉可以难东汉。以经证经，可以难一切传记。
清代的知识分子在接触西方传来的地圆学说时，对他感兴趣的，往往将它置于严密的学术理路中进行考辨。可惜的是他们不是从实验的角度去验证，而是从古代典籍中考证西方地圆学说，无论做了多么细密的工作，到了最后，不是比附经典，得出“西学中源”的结论，就是以“圣人学说”否定洋人的“离经叛道”。一切圣人都告诉你了，要圆的，经典里有证据，要方的，经典里也有证据。这也说明尊经信古的学术风气中，并不能开出真正的科学之花；从书本到书本，也不可能取得真正的科学成果。
最后，应考虑当时的知识普及问题。探讨世界的面貌，跟地理发现和天文探索关系最紧密。人顶天立地，本来就对天文和地理有本能的探索欲。我国古代蕴含一定地圆色彩的“浑天说”，也是来自日常的生活发现。我国的先民在航海上一度有很辉煌的成就，但郑和之后，这种势头并没有维持下去，严密的民间里甲制度，严格束缚人员的流动，也杜绝了新的地理发现的可能。而天文学在明代又被严格限制，朝廷禁止民间私习天文、历法。明人沈德符在《万历野获编》中说：“国初，学天文有厉禁，习历者遣戍，造历者殊死。至孝宗弛其禁，且命征山林隐逸能通历学者以备其选，而卒无应者。”这个禁令对天文学发展所起的阻碍、破坏作用超过了以往任何一个时代，将民间的天文学基础连根拔起，人们失去了探索的权利，变得更加无知。万历至崇祯年间，建构在非地圆学说基础上的传统历法屡屡测算日食、月食失误，严重影响政权的合法性。朝廷有识之士如邢云路提出修历意见，竟招致了钦天监官员私习历法的恶毒指责。在此情况下，当西方的传教士在大明散布地圆学说，知识分子往往不具备分辨力，要么盲目信从变成基督徒，要么因其自带宗教外衣而戒心爆满。
进入清朝以后，朝廷在传教士的帮助下修订历法，使二十四节气更为准确，农业生产也更有规划，日食、月食的测验也更加准确。此时，民间老百姓知道地圆还是地方毫无现实意义。在传统宇宙观中，中央帝国抚育四夷，地圆学说颠覆了世界观，也颠覆统治秩序。宣扬从西方传来的新知识，更加显得毫无必要。“开通民智”不是统治者要考虑的问题。
身穿中国道袍的利玛窦
明智大开
在晚清致力于通过学校教育让国人知道世界真实面貌的首先是洋人，他们怀着传教的目的，创办教会学校，如1845年美国圣公会在上海创立的圣约翰书院，1864年美国长老会在山东登州创立文会馆，都开设了天文课。据统计，到1876年中国境内的教会学校已达到800所左右，受教育者达到两万人。这在中国本土培育了一大批具备新地理知识的中国人。
随后，1866年恭亲王奕䜣以“洋人制造机器、火器等件，以及行船、行军，无一不自天文算学中来”为由，奏请在京师同文馆开设天文算学馆。1867年天文算学馆第一次招考，应考的72人中取了30名。虽然这批人后来没有什么成就，但是表明政府层面已经在思索改良旧有的学科体系。另一方面，政府派人出国留学，至甲午战争前，官派留学生就已经达到约200人。另外，还有难以计算的民间自发留学行为。他们在异国他乡接受了新的地理知识。在这种内外交攻的情况下，传统学术体系彻底崩塌，民智大开，以李善兰为代表的科学家开始大规模翻译海外天文学著作，译自东洋，译自西洋，对知识的普及起到重大推动。清末无论维新派还是革命派，地圆已经是没有争论的问题，后来蜕化为保皇党的康有为就公开声称自己是哥白尼和牛顿的粉丝。
李善兰对增长国人科学知识贡献极大
随着民国政府学校教育的推广，地圆知识被传授给更多人，现存民国年间的小学教材里，如《商务国语教科书》就专门设有“地球”课，课文说：吾侪所居之地，圆而略扁，故名地球。人立高山之巅，冤枉海中来船，先见船桅，后见船身。其去时，船身先没，船桅后没。环游地球者，如向东而行，方向不变，久之，必回原处。此皆地圆之证也。
此时距麦哲伦全球航行结束已经近400年；距离利玛窦来华传授地圆知识，也过去了超过300年时间。 东汉时期的张衡从月食时，大地划过月亮的影子推断出大地是圆的。但知道是圆形不一定代表知道是球形。 问题来了，公元前的阿基米德说，“给我一个支点，我将撬动整个地球”，他那个时候怎么知道地球是球型的？ 中国人一直都以为地球是方的，“天圆地方”这句话，老祖宗一直在说，到了今天，仍有人这么说 二十四节气早在千多年前就精确到刻了。清明节就是冬至过后数106个日子，太阳黄经十五度，北斗柄指丁。太阳黄经十五度什么意思？古人早把天空划成了360度，这不是圆吗？古人若没有认识地为球，农历就要废去，就不会计算出二十四节气和四季。 温带海洋性气候的西方是怎么用他们的知识来帮亚热带季风气候的中国改进历法的呢？元代西方曾来中，你怎么知道西方没有学习中国的知识来改变他们黑暗的中世纪？ 今天，航天事业已经把宇航员送上外太空回望地球，比人站在地球上看月球，还要清晰，地球的确是个蓝色的球体。但是，人类也不要因此就认为，前人的“天圆地方"或“地平说”就完全错了。因为任何站在地球上的人，都亲身体验到，大地和海洋是平直的，而看不到地球弯曲的弧度。这是为什么？这源于我们对圆和球体由平直构成不了解，人类还没有找到真正的圆周率。客观事实告诉我们，3.6度圆心角所对的弧是直线！你只要划一个顶角为3.6度的等腰黄金三角形，以它的顶点为圆心，以腰长为半径，用圆规划这个三角形从小到大的所有底边，哪怕两腰无限延长，其底边有天文尺度那么长，圆规画出的从小到大的所有底边，跟直尺划出来的完全一样，都是直线。如果你的学生圆规跨径太短，不能令你相信圆周长的1%是直线，圆由100个黄金三角形组成，你可以用教学圆规或制作更大的圆规，来检验我这一发现的正确性。圆是黄金比例构成，圆周率等于3.09，是千真万确的。大家崇拜的微积分，用于求圆周率，只会使π值象“割圆法"求的值一样，大于真正π值，因为圆的弧线跟直线一样平滑，圆又是全对称标准几何图形，不能把它当正多边形那样的转折曲线无限微分积分后求直，更不能将它当不规则曲边形以无限级数求值，若这么求π值，值变大了，大家还被微积分的“高大尚"蒙在鼓里，笃信其正确呢？奉劝大家相信事实，是平直组成了地球的弯曲。这不仅以上面介绍的方法实际操作可知，也可用几何方法予以证明。 唐代《酉阳杂俎·天呎》中有这样的记载：
大和中，郑仁本表弟，不记姓名，常与一王秀才游嵩山，扪萝越涧，境极幽后，遂迷归路。将暮，不知所之。徙倚间，忽觉丛中鼾睡声，披榛窥之，见一人布衣，甚洁白，枕一幞物，方眠熟。即呼之，曰：“某偶入此径，迷路，君知向官道否？”其人举首略视，不应，复寝。又再三呼之，乃起坐，顾曰：“来此。”二人因就之，且问其所自。其人笑（一曰言）曰：“君知月乃七宝合成乎？月势如丸，其影，日烁其凸处也。常有八万二千户修之，予即一数。”因开幞，有斤凿数是，玉屑饭两裹，授与二人曰：“分食此。虽不足长生，可一生无疾耳。”乃起二人，指一支径：“但由此，自合官道矣。”言已不见。
唐时已知，元清非华夏，所以退步 天圆地方是说，天是周而复始的运行，地方，这个方不是方块，而是法则、规则的意思，地上的万物都按自己的规则生存。除了东西南北，还有西南西北东南东北，你咋不说地是八方的呢？ 中国古代天文知识不行。二千多年前阿基米德应该知道地是球的，地球绕太阳转。中国人知道那是他之后二千年后之事了。
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