南平市图书馆

正是在对自然界事物的长期研究中，朱子不仅在理学上，而且在自然科学方面也提出了不少有价值的思想，取得了一定的成就，主要包括以下四个方面。
  第一，提出了以“气”为起点的宇宙演化学说。 朱子曾经指出： 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。① 在这里，朱子运用阴阳相互作用以及日常生活中的磨面作类比，描绘了一幅宇宙演化过程的图景。在朱子看来，宇宙的初始是由阴阳之气构成的气团，气团不断作旋转运动；阴阳二气相互作用，就像磨面那样，“磨来磨去”，而且经过了分化，“清刚者为天，重浊者为地”②，于是，重浊之气聚合为“渣滓”，便在中央形成了地，清刚之气则在地的周围形成天以及日月、星辰。
  朱子以磨面作类比，阐述阴阳二气化生天地的过程，实际上提出了“一个处于不停顿的旋转运动中的、由阴阳二气组成的庞大气团，由于磨擦和碰撞的作用、旋转而引起的‘渣滓’向中心聚拢的机制以及清独的差异等原因所造成的以地球为中心，在其周围形成天和日月星辰的天地生成说”③。对于朱子的这一科学思想，科学史家给予了很高的评价。席泽宗很早就认为，朱子的这个学说比起前人有三大进步：“一是他的物质性”，“二是他的力学性，考虑到了离心力”，“三是联系到地质现象”。④杜石然等认为，朱子的天地生成说具有“力学的性质”，“虽然还只是猜想的、思辩性的，但是在当时的历史条件下，是一种有价值的见解”。⑤天文学史家陈美东认为，朱子的论述“是中国古代最精彩的天地生成说，与近代康德—拉普拉斯星云说有相似之处”⑥。科学史家董光璧则根据朱子的这一科学思想对于天文学发展的贡献，论定“他是一位有创造力的科学家”⑦。
  第二，提出了地以“气”悬空于宇宙之中的宇宙结构学说。
  在宇宙结构方面，朱子赞同浑天说。他说：“浑仪可取，盖天不可用。试令主盖天者做一样子，如何做？只似个雨伞，不知如何与地相附着。”①早期的浑天说认为，“天如鸡子，地如鸡中黄，孤居于天内，天大而地小。天表里有水，天地各乘气而立，载水而行”②。但是，当天半绕地下时，日月星辰如何从水中通过？这是困扰古代天文学家的一大理论难题。为此，朱子进一步提出地以“气”悬空于宇宙之中的宇宙结构学说。
  如上所述，朱子已经从宇宙演化的角度明确提出“地便只在中央不动，不是在下的观点”。为了进一步说明地悬空于宇宙之中，朱子从两个方面入手：其一，宇宙中充满着“气”，“气”支撑着地；其二，天体之“气”不停运行。他认为，正是由于“气”的不停运行，才使得地能够悬空于宇宙之中。朱子依据邵雍所说“天依形，地附气。其形也有涯，其气也无涯”，以及《黄帝内经》所载：“黄帝问于岐伯曰：‘地有凭乎？’岐伯曰：‘大气举之＇”，认为天体的运转“但如劲风之旋”“地则气之渣滓聚成形质者，但以其束于劲风旋转之中，故得以兀然浮空，甚久而不坠耳”。③他还说： 天运不息，昼夜辗转，故地搉在中间。使天有一息之停，则地须陷下。惟天运转之急，故凝结得许多渣滓在中间。
  天以气而依地之形，地以形而附天之气。天包乎地，地特天中之一物尔。天以气而运乎外，故地摧在中间，然不动。使天之运有一息停，则地须陷下。④ 在朱子的宇宙结构中，由于地以“气”悬空于宇宙之中，日月行星有了运行的空间。他说：“天积气，上面劲，只中间空，为日月来往。地在天中，不甚大，四边空。”⑤同时，朱子还据此解释月亮盈亏、日蚀以及月中黑影等现象。他说：“月只是受日光。月质常圆，不曾缺，如圆球，只有一面受日光。望日日在酉，月在卯，正相对，受光为盛。……有时月在天中央，日在地中央，则光从四旁上受于月。其中昏暗，便是地影。望以后，日与月行便差背向一畔，相去渐渐远，其受光面不正，至朔行又相遇。日与月正紧相合，日便蚀，无光。月或从上过，或从下过，亦不受光。”① 朱子讨论过地是否运动的问题。他说地“在中央不动，不是在下”，但这里所谓“不动”可能是指地不下坠。朱子讨论过“地之四游”。据《朱子语类》载： 问：“何谓‘四游’？”曰：“谓地之四游升降不过三万里……春游过东三万里，夏游过南三万里，秋游过西三万里，冬游过北三万里。今历家算数如此，以土圭测之，皆合。”僴曰：“譬以大盆盛水，而以虚器浮其中，四边定四方。若器浮过东三寸，以一寸折万里，则去西三寸。亦如地之浮于水上，差过东方三万里，则远去西方三万里矣。南北亦然。
  然则冬夏昼夜之长短，非日晷出没之所为，乃地之游转四方而然尔。” 曰：“然。”用之曰：“人如何测得如此？恐无此理。”曰：“虽不可知， 然历家推算，其数皆合，恐有此理。”② 显然，朱子赞同“地之四游”说。此外，朱子还说： 今之地中，与古已不同。汉时阳城是地之中，本朝岳台是地之中， 岳台在浚仪，属开封府。已自差许多。……想是天运有差，地随天转而差。
  今坐于此，但知地之不动耳，安知天运于外，而地不随之以转耶？③ 关于朱子的宇宙结构，杜石然等指出：“朱熹的这一见解，取消了张衡以来浑天家所谓地‘载水而浮’‘天表里有水’的严重缺欠，把浑天说的传统理论提高到新的水平。”④天文学史家陈美东认为，朱子的宇宙结构理论“是对宋以来宇宙理论发展的集大成的、又富创意义的成果。……确立了新浑天说的地位，并开拓了浑天说发展的正确方向”⑤。
  第三，提出了天有九重以及天体运行轨道的思想。
  中国古代很早就有“九天”的说法。屈原《天问》有“圜则九重，孰营度之？”“九天之际，安放安属？”之问。①然而，《吕氏春秋》中的“九天”是指：“中央曰钧天”“东方曰苍天”“东北曰变天”“北方曰玄天”“西北曰幽天”“西方曰颢天”“西南曰朱天”“南方曰炎天”“东南曰阳天”。②直到南宋初年，洪兴祖的《楚辞补注》对“九天”的注释仍然是：“东方皡天，东南方阳天，南方赤天，西南方朱天，西方成天，西北方幽天，北方玄天，东北方变天，中央钧天。”③显然，这些说法都不具有天有九重的含义。
  朱子认为，《天问》中“九天，即所谓圜则九重者”，而所谓“九重”，就是指：“自地之外，气之旋转益远益大，益清益刚，究阳之数而至于九，则极清极刚，而无复有涯矣。”④这里明确提出天有九重。朱子还明确指出： 《离骚》有九天之说，注家妄解，云有九天。据某观之，只是九重。
  盖天运行有许多重数。里面重数较软，至外面则渐硬。想到第九重，只成硬壳相似，那里转得又愈紧矣。⑤ 在朱子的宇宙结构中，自地之外分为九重，第九重，与硬壳相似；“星不是贴天”⑥，而是在九重天之间，随天而转。朱子又说：“天无体，只二十八宿便是天体。”⑦因此，日月五星是在二十八宿以下的各重天中运行。甚至有科学史家指出：“从朱熹已有的论述，兼及他所推崇的张载左旋说来看，朱熹所说已经涉及了如下思想：天体是分层次分布的，计有九重。第九重为天壳，第八重为恒星，其下依次是土星、木星、火星、太阳、金星和水星、月亮。”⑧ 关于日月五星绕地旋转的方向，朱子赞同张载所谓“天左旋，处其中者顺之，少迟则反右矣”的说法，反对“日月五星右行”之说，并且还进一步解释说： 盖天行甚健，一日一夜周三百六十五度四分度之一，又进过一度。
  日行速，健次于天，一日一夜周三百六十五度四分度之一，正恰好。比天进一度，则日为退一度。二日天进二度，则日为退二度。积至三百六十五日四分日之一，则天所进过之度，又恰周得本数；而日所退之度， 亦恰退尽本数，遂与天会而成一年。月行迟，一日一夜三百六十五度四分度之一行不尽，比天为退了十三度有奇。进数为顺天而左，退数为逆天而右。① 朱子赞同“天左旋，日月亦左旋”，这就把日月五星的旋转方向与天的旋转方向统一起来。又据《朱子语类》载： 问：“经星左旋，纬星与日月右旋，是否？”曰：“今诸家是如此说。
  横渠说天左旋，日月亦左旋。看来横渠之说极是。只恐人不晓，所以 《诗传》只载旧说。”或曰：“此亦易见。如以一大轮在外，一小轮载日月在内，大轮转急，小轮转慢。虽都是左转，只有急有慢，便觉日月似右转了。”曰：“然。但如此，则历家‘逆’字皆着改做‘顺’字，‘退’ 字皆着改做‘进’字。”② 对于这段对话，李约瑟认为，朱子“谈到‘大轮’和‘小轮’，也就是日、月的小‘轨道’以及行星和恒星的大‘轨道＇”，因此，“不能匆匆忙忙地假定中国天文学家从未理解行星的运动轨道”③。还有科学史家说：“这里更形象而明确地以圆环来论述天和日、月运行的轨道，且圆环有大小之别。这应是他们关于天和日、月等循着大小不同的圆环形轨道运行的思想的表述。”④ 第四，提出了大地表面升降变化的规律。
  朱子对大地形成与地表变化作过研究。据《朱子语类》载： “天地始初混沌未分时，想只有水火二者。水之滓脚便成地。今登高而望，群山皆为波浪之状，便是水泛如此。只不知因甚么时凝了。初间极软，后来方凝得硬。”问：“想得如潮水涌起沙相似？”曰：“然。水之极浊便成地，火之极清便成风霆雷电日星之属。”① 在这里，朱子根据直观的经验推断，大地是在水的作用下通过沉积而形成的。对此，科学史家们指出：“朱熹的这些看法，是对客观事实的粗略观察与思辩性推理的产物，虽然在今天看来，把水的冲力作为地壳变动的动力，是十分幼稚的见解，而且大地也不是朱熹所说的全由沉积的作用而成，但这却是以一种自然力的作用去解释自然现象的大胆尝试，而且以上的一些看法同我们现今关于沉积岩生成的认识有某些共同之处。所以朱熹的这些看法是很可贵的。”② 关于地表的升降变化，朱子指出： 常见高山有螺蚌壳，或生石中，此石即旧日之土，螺蚌即水中之物。下者却变而为高，柔者变而为刚，此事思之至深，有可验者。③ 今高山上多有石上蛎壳之类，是低处成高。又蛎须生于泥沙中，今乃在石上，则是柔化为刚。天地变迁，何常之有？④ 如前所述，沈括曾经说过：“山崖之间，往往衔螺蚌壳及石子如鸟卵者，横亘石壁如带。此乃昔之海滨。”朱子则据此明确提出了地表升降变化的规律，认为地表“下者变而为高”的升降变化“有可验者”，是常有的现象。对此，李约瑟认为，朱子的这些论述在地质学上具有重要意义。⑤英国科学史家梅森认为，朱子的见解“代表了中国科学最优秀的成就，是敏锐观察和精湛思辨的结合”⑥。充分肯定朱子对于地表升降变化的研究与推论具有重要的科学价值。

①〔宋〕黎靖德编：《朱子语类》卷一《理气上·太极天地上》，第6页。 ② 〔宋〕黎靖德编：《朱子语类》卷一《理气上·太极天地上》，第6页。 ③杜石然等：《中国科学技术史稿》下册，科学出版社1982年版，第106页。 ④席泽宗：《中国科学技术史·科学思想卷》，科学出版社2001年版，第2页。 ⑤杜石然等：《中国科学技术史稿》下册，第106页。 ⑥ 陈美东：《中国科学技术史·天文学卷》，科学出版社2003年版，第503页。 ⑦董光璧：《作为科学家的朱子》，武夷山朱熹研究中心编：《朱子学与21世纪国际学术研讨会论文集》，三秦出版社2001年版，第332—333页。 ① 〔宋〕黎靖德编：《朱子语类》卷二《理气下·天地下》，第27页。②〔唐〕房玄龄等：《晋书》卷十一《天文志上》，中华书局1974年版，第281页。③ 〔宋〕朱熹：《楚辞集注》卷三《天问》，第51页。④〔宋〕黎靖德编：《朱子语类》卷一《理气上·太极天地上》，第6页。⑤〔宋〕黎靖德编：《朱子语类》卷二《理气下·天地下》，第17页。 ①〔宋〕黎靖德编：《朱子语类》卷二《理气下·天地下》，第17页。②〔宋〕黎靖德编：《朱子语类》卷八十六《礼三·周礼》，第2214页。③ 〔宋〕黎靖德编：《朱子语类》卷八十六《礼三·周礼》，第2212页。④杜石然等：《中国科学技术史稿》下册，第106页。⑤陈美东：《中国科学技术史·天文学卷》，第506页。 ① 〔宋〕朱熹：《楚辞集注》卷三《天问》，第50、51页。②《吕氏春秋》第十三卷《有始》，四部丛刊初编本。③ 〔宋〕洪兴祖：《楚辞补注》卷三《天问章句》，影印文渊阁四库全书本。④ 〔宋〕朱熹：《楚辞集注》卷三《天问》，第51页。⑤ 〔宋〕黎靖德编：《朱子语类》卷二《理气下·天地下》，第23页。⑥ 〔宋〕黎靖德编：《朱子语类》卷二《理气下·天地下》，第16页。⑦ 〔宋〕黎靖德编：《朱子语类》卷二《理气下·天地下》，第15页。⑧ 陈美东：《中国科学技术史·天文学卷》，第506页。 ①〔宋〕黎靖德编：《朱子语类》卷二《理气下·天地下》，第13—14页。 ② 〔宋〕黎靖德编：《朱子语类》卷二《理气下·天地下》，第16页。 ③（英）李约瑟：《中国科学技术史》第四卷《天学》（第二分册），科学出版社1975年版，第547页。 ④ 陈美东：《中国科学技术史·天文学卷》，第506页。 ① 〔宋〕黎靖德编：《朱子语类》卷一《理气上·太极天地上》，第7页。②杜石然等：《中国科学技术史稿》下册，第106页。③ 〔宋〕黎靖德编：《朱子语类》卷九十四《周子之书·太极图》，第2367页。④ 〔宋〕黎靖德编：《朱子语类》卷九十四《周子之书·太极图》，第2369页。⑤参见（英）李约瑟：《中国科学技术史》第五卷《地学》，科学出版社1976年版，第266页。⑥ （英）斯蒂芬·F．梅森：《自然科学史》，上海译文出版社1980年版，第75页。