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古代中国天学家的做法本质上与巴比伦类似，也是一种数值模型。古代中国的办法是观测行星在一个“会合周期”中的表现（顺行、逆行、伏、留），并给出详细的描述，然后从一个理想的起算点（即所谓“上元”）开始，利用“会合周期”的叠加，推算出日、月、五大行星任意时刻在天球上的位置。
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在这种数值模型方法中，宇宙的真实状况问题通常可以被回避。所以中国天学虽然有“浑天说”作为主流的宇宙模型，但这种模型并不与具体的天象推算密切结合。这与古希腊的几何模型颇为不同。
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二、宇宙模型与天球坐标体系
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（一）几种宇宙模型之评价
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中国古代相传有六种宇宙学说，其中有初步理论纲要者为“浑天”、“盖天”、“宣夜”三说。
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三说中，“宣夜”说一直得到国内许多论者的高度评价，其说实始于李约瑟。李氏在《中国科学技术史》的天学卷中，为“宣夜说”专设一节。他热情赞颂这种宇宙模式：“这种宇宙观的开明进步，同希腊的任何说法相比，的确都毫不逊色。……中国这种在无限的空间中飘浮着稀疏的天体的看法，要比欧洲的水晶球概念先进得多。”“宣夜”说的历史资料见《晋书·天文志》：
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宣夜之书亡，惟汉秘书郎郗萌记先师相传云：天性了无质，仰而瞻之，高远无极，眼瞀精绝，故苍苍然也。譬之旁望远道之黄山而皆青，俯察千仞之深谷而窈黑，夫青非真色，而黑非有体也。日月众星，自然浮生虚空之中，其行其止皆须气焉。是以七曜或逝或住，或顺或逆，伏现无常，进退不同，由乎无所根系，故各异也。故辰极常居其所，而北斗不与众星西没也。摄提、填星皆东行。日行一度，月行十三度，迟疾任情，其无所系著可知矣。若缀附天体，不得尔也。
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首先，这段话中其实并无宇宙无限的含义。“高远无极”明显是指人目远望之极限而言。其次，断言七曜（日、月、五大行星）“伏现无常，进退不同”，却未能对七曜的运行进行哪怕是最简单的描述，造成这种致命缺陷的原因被认为是“由乎无所根系”，这就表明这种宇宙模式无法导出任何稍有实际意义的结论。相比之下，西方在哥白尼之前的宇宙模式——哪怕就是亚里士多德学说中的水晶球体系，也能导出经得起精确观测检验的七政运行轨道。前者虽然在某一方面比较接近今天我们所认识的宇宙，终究只是哲人思辨的产物；后者虽然与今天我们所认识的宇宙颇有不合，却是实证的、科学的产物。
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“宣夜”说未能引导出哪怕只是非常初步的数理天文学系统——即对日常天象的解释和数学描述，以及对未来天象的推算。从这个意义上来看，“宣夜”说（更不用说“昕天”、“穹天”、“安天”等说）根本没有资格与“盖天”说和“浑天”说相提并论。真正在古代中国产生过重大影响和作用的宇宙模式，是盖天与浑天两家。
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《周髀算经》中的盖天学说，作为一个用公理化方法构造出来的几何宇宙模型，和早于它及约略与它同时代的古希腊同类模型相比，在“说明现象”方面固然稍逊一筹，然而确实可以明显感受到古希腊科学的气息。从科学思想史的角度来说，公理化方法在两千前的遥远东方，毕竟也尝试了，也实践了，这是意味深长的。
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《周髀算经》之后，构造几何模型的公理化方法就在古代中国绝响了。特别令人疑惑的是，《周髀算经》的几何宇宙模型究竟是某种外来影响的结果，还是中国本土科学中某种随机出现的变异？而且，不论是上述哪一种情形，为何它昙花一现之后就归于绝响？这些都是令人非常感兴趣的问题，可惜还不能得到解答。
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与“盖天”说相比，“浑天”说在古代中国的地位要高得多——事实上它是在中国古代占统治地位的主流宇宙学说，但是它却没有一部像《周髀算经》那样系统陈述其学说的著作。通常将《开元占经》卷一所引《张衡浑仪注》视为浑天说的纲领性文献。这段引文很短，全文如下：
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浑天如鸡子。天体（这里意为“天的形体”）圆如弹丸，地如鸡子中黄，孤居于内。天大而地小。天表里有水，水之包地，犹壳之裹黄。天地各乘气而立，载水而浮。周天三百六十五度又四分度之一，又中分之，则一百八十二分之五覆地上，一百八十二分之五绕地下。故二十八宿半见半隐。其两端谓之南北极。北极乃天之中也，在正北，出地上三十六度。然则北极上规径七十二度，常见不隐；南极天之中也，在南入地三十六度，南极下规径七十二度，常伏不见。两极相去一百八十二度半强。天转如车毂之运也，周旋无端，其形浑浑，故曰浑天也。
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这就是“浑天”说的基本理论。其内容没有《周髀算经》中盖天理论那样丰富详细。但是这个宇宙模型和中国最主要的传统天文观测仪器“浑仪”有着直接对应的关系，而那些演示天象的仪器如“浑象”、“浑天仪”等等，也是直接模拟这个宇宙模型的，所以三家宇宙学说中，确实只有“浑天”说能够和此后两千年中国的数理天文学相容。
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（二）天球坐标
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西方之黄道坐标。在西方天文学传统中，一直使用黄道坐标，即以太阳在天球上的周年视运动轨道（实际上就是地球围绕太阳公转的轨道）面为基准的坐标系。直到公元16世纪后期，第谷（Tycho）革新天文仪器，才开始使用赤道坐标系统。今天国际天文学界使用的大部分仪器都已经是赤道式装置了。
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中国之赤道坐标。古代中国一直使用赤道坐标，即以地球赤道面在天球上的投影为基准的坐标系。这个基准面可以通过观测特定恒星围绕北天极的周日视运动（实际上是地球自转造成的）来确定。中国传统的天球坐标系统即“二十八宿”体系，其中“入宿度”相当于现代的赤经，“去极度”对应于现代的赤纬。
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中国古代的“伪黄道坐标”。传统中国天学虽一直使用赤道坐标体系，但并非不知道黄道。黄道作为日月运行的轨道，只要天文学知识积累到一定程度，不可能不被知道。但是古代中国人却一直使用一种与西方不同的黄道坐标（如图2.1所示），现代学者称之为“伪黄道”。“伪黄道”虽然有着符合实际情况的黄道平面，却从来未能定义黄极。“伪黄道”利用从天球北极向南方延伸的赤经线与黄道面的相交点，来量度天体位置，这样所得之值与正确的黄经、黄纬都不相同。这一现象的深层原因是古代中国在几何学方面不够发达。
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（三）中国二十八宿天球坐标体系及其起源问题
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对于二十八宿体系的起源问题，李约瑟持巴比伦起源说甚力，他认为二十八宿“是中国人、印度人和阿拉伯人的天文学所共有的。……二十八宿的发源地可能不是这几个地方当中的任何一个，它们关于二十八宿的概念统统是从巴比伦传去而衍生的”。当代中国学者中涉及二十八宿起源问题而其论述又值得注意者为郭沫若和竺可桢。郭沫若虽主张以黄道十二宫为特征的巴比伦天学早在殷初或此前已输入中土，并成为上古中国天学的重要组成部分，但相信二十八宿体系起源于中国；竺可桢就二十八宿起源问题先后至少发表过四篇专题论文。初时他主张中国起源说，但后来观点有所改变，倾向于接受巴比伦起源说。
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如果不拘泥于“二十八”这一数字，则类似中国二十八宿之天球坐标系统在巴比伦天学中确实是存在的。在塞琉古（Seleucid）王朝时期，一直有两套天球坐标同时并存于巴比伦天学中。一套即众所周知之黄道十二宫，另一套则不太被注意。其法以三十一颗恒星构成参照系（如图2.2所示），以描述月球及行星位置，谓之“标准星”。该坐标系统有如下几点特别值得注意：
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（1）黄经分布很不均匀。