中国国名由来：中国科技通史的影响

在中国科技史上，有一个非常重要又常常被人们所忽略的概念——地中概念。人们忽略它，是因为它在科学上是错误的，似乎不值一提。但它在中国历史上却发挥了重要作用，它不但是古人宇宙结构理论的重要组成部分，而且在古代天文、大地测量方面发挥了巨大的作用。对有关地中问题的关注，影响了中国古代天文学的走向，促成了中国天文学史上一些重要事件的发生。不仅如此，它还对古代都城的选址，对中国人某些心态的形成，甚至对中国国家名称的形成，都发挥了重要作用。在中国河南省登封市，有一个名列联合国世界文化遗产的“天地之中”历史建筑群，就是地中概念的见证之一。

地中概念的产生，与古人对天地形状的认识有关。早在先秦时期，中国古人就产生了天圆地方的观念，认为地是平的，同时，那时的人们还认为天地都是有限的。既然地是平的，大小又有限，那么大地表面当然有个中心，这个中心就是地中。既然如此，那么地中具体在什么地方呢？对此，古人有不同的解答。最初的解答都是带有传说色彩的。

一种说法是从原始宗教观念出发，认为众神借以攀缘登天的建木所在地就是地中。古人认为天地相通，建木就是作为天地通道的其中一种大树，它还具备一些与地中特征相符的天文、物理特征：“日中无影，呼而无响。”以现代天文学的知识来看，日中无影这种天文现象，只会在地球上的南北回归线之间的区域发生。先秦时期，中国古人的主要活动区域集中在黄河流域，要观测到这一天文现象几乎是不可能的，所以，这种说法的来源至今尚不太清楚。

昆仑山是中国古代传说中的神山，为万山之祖

另外两种具有传说色彩的地中观念，分别是须弥山地中说与昆仑山地中说，认为须弥山或者昆仑山是地中。前者所称的须弥山不是中国现实中的山，只存在于佛教经典之中，是佛教有关天文地理知识的一个重要学说。后者所称的昆仑山倒是中国本土的山，是盖天说学者心目中的地中。但这两种地中说都没有对中国古代天文学和社会的发展产生多大的影响。

在中国历史上留下更大影响的是洛邑地中说与阳城地中说，它们之所以被认为是地中，除了因为一定的天文地理特征之外，还有着政治文化等因素的影响。

首先是洛邑地中说。就地理位置而言，洛邑，即今天的洛阳，地处北纬34.5度，在远古时代，这里十分适宜先民生存、栖息，是古代文明的发祥地之一。远古时代，人们社会活动范围小，因而往往会产生一种感觉，认为自己居住的地方就是天下的中心。因此，文明发源相对较早的地区就更容易被认为是地中。

河南登封中岳嵩山

古人以洛邑为地中的另一个重要原因就是周公在辅佐武王伐纣后，将周的都城定在了洛邑。周公历来被儒家奉为政治上的楷模，因此，周公定都洛邑无疑为洛邑地中说罩上了一层神圣的光环。

其次是阳城地中说。阳城即今河南登封告成。在历史上，阳城是大禹所定的国都，也是后来夏的国都，这是阳城的政治含义。阳城还是周公所测出的地中，尽管他最后把都城定在了洛邑。另外，阳城紧临嵩山，而在古代社会，嵩山被认为具有作为沟通天地的通道的功能。

阳城本身具有丰富的政治文化含义，又与天文学上对地中的测定标准相符，因此是一部分天文学家所认可的地中，在中国天文学史上占据了极其重要的地位。自西周以后，历代都有天文官在这里进行天文观测，或运用这里的观测结果编制历法。著名的有汉代的落下闳、张衡、郑玄，南朝的祖冲之，隋代的刘焯，唐代的僧一行，元代的郭守敬等。

阳城地中说与洛邑地中说各有所据，因此这两种说法在后世均有人信奉。一般来说，在理论上赞成阳城地中说的人要多一些。但在实际测量时，由于受到诸多条件的限制，人们更愿意选择在中心城市内进行，这就是历史上在洛阳有不少测影记录的缘故。

《隋书》记载，周公在阳城用土圭测度日影

前文提到了各种各样的地中说，历代的天文学家也不断尝试对地中进行测定，那么地中位置的测定依据和方法到底是什么呢？

最早的有可操作性的定义是《周礼·地官司徒》里提出的“日至之影，尺有五寸，谓之地中”，意思是在天地的中心，夏至那天的中午，八尺表的影台影长，刚好是一尺五寸。但若真的按这一定义去寻找地中，就会发现，符合这一条件的地点有无穷多个。这是因为大地实际上是个圆球，同一时间在同一纬度上进行测量，所得的影长必定是一样的。因此，要依据这一点来判定地中是十分困难的。

到了南北朝时期，祖冲之之子、大数学家祖暅（读gèng）发明了一套通过立竿测影来推定地中的方法，他把时空联系起来，通过时间判定空间，进而确定地中位置。(www.xing528.com)

祖暅的方法是这样的：在地平大地观中，东西方向是唯一的，南北方向也是唯一的，这样两个方向的交叉点就是地中。祖暅根据漏刻提供的时间来判定日中之时，然后以日中时刻的日影方位与夜晚天北极方位相比对来确定正南正北方向。同时，根据春分秋分时太阳的出没方位可以确定正东正西方向。这样，东西南北两个相互垂直的方向确定以后，它们的交点就是地中的具体方位。这种做法抛开了传统的以夏至影长一尺五寸处为地中的定义，几何图景鲜明，立论严谨，从数学上看无懈可击，因而获得了后世的认可。元初天文学家赵友钦就曾精心简化过祖暅的测量方法。

尽管祖暅的方法在数学模型构造上十分严谨，但它的前提——大地是平的——是错误的。因此，如果真正用这一方法进行测量，会发现处处皆是地中。事实上，在中国历史上，任何企图通过实测来确定地中的做法，都是不切实际的。

但是，古代地中位置准确与否，直接影响到对历法的制定，为此，古人不得不持续地对地中概念进行探讨，但从数学上看，祖暅的方法已经不可逾越了，因此，古人开始从更根本的层面上考虑这一问题了。

地中概念在中国历史上发挥作用，首先表现在天文学史上，且突出表现在浑天说和盖天说的争论（简称浑盖之争）中。浑天说和盖天说是中国古代天学中具有实用价值的两个重要学说，这两者曾进行过长达数百年的争论，地中概念在这场论争中发挥了一定的作用。

相对于浑天说而言，盖天说产生的时间要早一些。盖天说主张天地形体相似，两者分离，天在上，地在下。它认为北极之下为天地之中，那个地方地势最高。因此，它拒绝以人世社会中心所在地为地中的洛邑地中说，而更支持昆仑山地中说。

浑天说出现于西汉中期。汉武帝时，为制定《太初历》，朝廷组织了一批包括民间天文学家在内的制历人。在这批人中，司马迁是盖天家，而民间天文学家落下闳等人则是浑天家，他们在制历过程中产生了严重分歧，这就是由制定《太初历》所引发的浑盖之争。

浑盖之争一开始就集中在与测量有关的问题上。司马迁等人所用的观测手段是“定东西，立晷仪，下漏刻，以追二十八宿相距于四方”，也就是盖天说的立表测度法。而落下闳等人则依据浑天说，用其发明的早期浑仪，“为汉孝武帝于地中转浑天，定时节，作《泰初历》”。“转浑天”，就是用浑仪测天。地中概念就这样登上了浑盖之争的历史舞台。在地中测天，可以做到“日月星辰，不问春秋冬夏，昼夜晨昏，上下去地中皆同，无远近”。也就是说，地中是进行天文测量的理想地点，在地中进行测量，符合比例对应测量的要求，结果也最具权威性和参考价值。因此，落下闳通过在地中进行的测量，为浑天说战胜盖天说奠定了基础。这就是地中概念在浑盖之争中发挥的重要作用。

前面说到过，地中的定义是“日至之影，尺有五寸”的地方。那么，为什么会有这种定义？这是因为，在古代传统中有这样三个认识前提：一是认为太阳在大地的最南端正上方一万五千里处；二是认为从大地最南边到地中有一万五千里；三是认为以八尺高的竿在夏至测影时，从正南到正北，每隔一千里，竿影就会长一寸。在这样的前提下，可知在最南端的日下测影时，影长为零，那么在地中测影时，正好相隔了一万五千里，那么影长就是一尺五寸了。

但即使运用祖暅的方法，也测不出地中的具体位置，这一现实，使得人们开始怀疑起千里一寸的传统认识。隋代天文学家刘焯就提出过应该通过实测来重新确认千里一寸是否属实。最终他的建议未被采纳，但引起了学术界的重视。唐代李淳风也对千里一寸的说法提出了自己的怀疑。

到了唐开元年间，在僧一行的组织下，中国历史上的第一次天文大地测量终于得以实施。当然，这次测量的目的是想要通过大规模的实测来确定地中的准确位置，但测量结果却发现了一些浑天说和盖天说均不能解释的现象，而且这次测量也否定了传统上“地隔千里，影差一寸”的说法，也使人们想要通过实地测量确定地中位置的想法破灭。唐代之后，中国历史上仍有几次天文测量，但都不再以求得地中为目的了。

（本章执笔：胡晗博士）

中外科学技术对照大事年表

（远古到1911年）

地学