王贞仪
王贞仪像
自古以来,天文学领域几乎全部都为男性所独占,妇女研究天文的事极为罕见。那么,中国古代有没有女天文学家呢?
回答是肯定的。东汉史学家班固的妹妹班昭(又称班惠姬、曹大家)可算是一位代表,她在班固死后,继承其遗志,完成了《汉书》的天文志和八表,因而名留青史。班昭之后,由于封建伦理道德的束缚,致使再很少出现有名的女天文学家。直到清代乾隆年间,才出现了一位杰出的女天文学家王贞仪,而她在天文学上的成就远远高于班昭。无怪乎清代著名学者钱大昕称她是“班昭之后,一人而已”。
王贞仪,字德卿,安徽天长县人,生于一个医生世家,自幼聪颖有大志,少年时代的她已经表现出不同于一般女子百折不挠的坚强性格,突破了封建社会“女子无才便是德”的束缚。当她十几岁时,就曾向蒙古将军的夫人学习骑射,史书说她“跨马横戟,往来如飞”,达到“发必中的”的程度。为此,王贞仪还得意地写下诗句:“亦曾习射复习骑,盖调粉黛逐绮靡。”她认为“同是人也,则同是心性”。强调学问并不是专门为男人而设的,女子的智慧并不比男子差,男人能做到的事,女人也能够做到。她还曾以花木兰等巾帼英雄为题材,写下了《题女中丈夫图》的长诗,抒发自己“足行万里书万卷,常拟雄心似丈夫”的胸怀。她用自己的实际行动和学术造诣,表明她确实是当之无愧的。
王贞仪对探索宇宙星辰的奥秘有着相当浓厚的兴趣。其祖父王者辅,曾任丰城知县和宣化知府,精通历算,著述甚丰。特别是他家藏书丰富,据说有75橱,这些对王贞仪的成长有很大影响。还在很小的时候,一年的除夕家宴结束后,别人都陆续回去歇息,唯有她未曾离去,却凝视着房梁上一盏燃着蜡烛的吊灯和刚才设宴用过的圆桌,手里还拿着一块照脸用的镜子。过了一会,她把镜子放在圆桌旁地上的阴影里,又爬上桌子提高吊灯的系绳,使灯光再照进圆镜。后来她又把镜子举过头顶,使灯光照出的镜子的阴影落在圆桌面上……这期间,她一会儿紧锁眉头,一会儿又舒展眉宇,高兴得几乎笑出声来。当年她就是用这种土办法研究天文学中的日月食理论的。她把吊灯当做太阳,圆桌当做地球,镜子当做月亮,用不断变换月亮、地球和太阳之间的相对位置来研究日月食的形成原理以及月食同望月的关系。强烈的求知欲使她连除夕举行家宴的机会也不肯轻易放过。
月食本是一种自然现象,但星占家却说成是人世间出了问题,连皇帝也要下“罪己诏”,请求上天原谅他德行有过。而在民间,则有“天狗食月亮”的传说。王贞仪为了破除迷信,著《月食解》,用科学道理解释月食的成因:凡光线的传播都以直线进行。日光被地球或月球所阻,不能前进,便在它的背面形成一圆锥体的黑影,横亘太空。此圆锥体的轴与日、地或日、月的连心线相一致。新月之时,月在日、地之间,适成一直线,月影蔽地,则生日食,故日食常在朔(农历初一日)。满月之时,地球介于日、月之间,地影蔽月,则生月食,故月食常在望(农历十五日)。
有人问她:“每个月必有朔望,为什么每逢朔望不一定有日、月食呢?”
她回答道:“这是由于黄道和白道倾斜约五度八分,虽在朔望,而地与月影或月与地影不一定相遇。只有在黄道和白道的交点及交点的附近,才可能有食象发生。”王贞仪画出图来解释,听的人就容易弄明白了。
“天圆地方”是中国古代的传统观念,王贞仪却否定这一说法,并著《地圆说》,提出六点理由,用通俗易懂的方法证明地球是圆形的。
其一,人们依罗盘指示的方向一直向东方行进,有时要泛舟下海,有时要舍舟登陆,只要坚持方向不变,总有一天要回到原处。其二,人们向南方行走,看见北极星逐渐降低,到了赤道,北极星在地平线上;人们向北方行走,看见北极星逐渐升高,到了北极,北极星正在天顶。其三,“欲穷千里目,更上一层楼”——人们登得越高,看得就越远。其四,人们在岸上望远处驶来的船,先看见桅杆,而后才渐渐看见船身;望驶出港口的船,则是近处见船身,远处见桅杆;船驶入大海越走越远,最后就什么也看不见了。其五,月食的时候,地球运行到日与月之间,地影遮蔽了月球,有时仅遮住一部分,地球在月球上呈现出圆影。其六,人们在东方看见日出比在西方早,越往西走,见日越迟,必有一个地方与东方见日相差半天,这就是古人所说的“东方日中,西方夜半”。以上六条理出,论述得深入浅出,不得不使人信服。
有一位迂儒,读了王贞仪的《地圆说》,向她提出质问:“大地既然像一个大圆球,人们住在球面上,必然存在脚板对脚板的情况,那么在球下面和两侧的人怎么能直立行走而不是侧卧在地面上呢?”王贞仪笑着回答道:“人们所说的上和下,是以向地心的方向为下,与地心的相反方向为上,懂得这个道理,地球上的人,实际上脚皆向下,头皆向上,顶天立地,悠然自得。你不也是这样的吗?”在这里,王贞仪已正确地提出,在广阔无垠的宇宙空间中,没有上、下、侧、正的严格区别。这是一个很可贵的认识。
王贞仪博览群书,并批判地吸收。如当时一些历书将恒星年同回归年的区别说成了起于汉武帝进行太初改历的时候。王贞仪指出,这种差别并不是起于《太初历》,而是自晋代虞喜发现“岁差”以后才“天自为天,岁自为岁”。历书上还说,由于岁差,春分点逐渐东移。王贞仪指出,岁差引起的春分点移动是西移而不是东移。王贞仪这些批评和见解,基本符合中国古代天文学的实际。她这种一丝不苟的治学态度,至今仍使我们钦佩。
王贞仪对西方的学说也不是囫囵吞枣,而是有选择地使用。她既知道哥白尼的日心体系,也了解第谷的折衷体系(即认为地球是宇宙的不动中心,日、月、恒星都绕地心运行,而五大行星又绕日运行)。她认为“西历虽至密,亦未能言概准”,“有所可行,即有不可行;有所是,即有不是”。生活在18世纪末叶的一位女子,能有这样的见地,实在是难能可贵。
可惜的是,王贞仪29岁就英年早逝,她的天文著作也大多湮没,现在能看到的只有《金陵丛书》中的《德风亭集》卷五、卷六和卷七中有关天文历法方面的心得体会。王贞仪巾帼不让须眉,后世一直传为佳话。