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共工怒触不周山:现代研究改写认知,难怪古人说“天倾西北”

共工怒触不周山,又名共工触山,是一个著名的上古神话传说,与女娲补天、后羿射日、嫦娥奔月并称中国古代著名的四大神话。

淮南子记载:“昔者,共工与颛顼争为帝,怒而触不周之山,天柱折,地维绝。天倾西北”,地陷东南。《史记·补三皇本纪》记载,共工与祝融大战,不胜而怒撞向不周山,导致天柱倾倒,于是“天倾西北、地陷东南”。

我们都知道,地球倾斜23.5度(天倾西北),不是立正的姿势,按照古人解释,地球倾斜23.5度是共工撞出来的。但问题是,共工怒触不周山导致天倾西北,肯定是一个神话故事,既然如此古人如何知道“天倾西北,地陷东南”?

地球倾斜时间:始于八亿年前

地球形成之初,黄道赤道交角为0,自然也就没有四季之分。但大约在八亿年前开始,地球发生一次膨裂,就造成一次地震(地震是地球膨裂的表现形式),地球就倾斜一次,最终演变到现在倾斜到23.5°,平均每年倾斜约2.5厘米。

最新研究表明,大约8400万年前,处于白垩纪时代,地球突然多倾斜了12°,相当于北京移动到长沙的大致位置,但后来慢慢又恢复到了原状。

也就是说,地球倾斜问题,并非是共工时突然出现的,不是古人亲眼所见天崩地裂的转变,更非共工怒触不周山的缘故,而是漫长时间里演变而来的。既然如此,古人如何知道“天倾西北,地陷东南”?

黄赤交角天象:推出天倾西北

想要探索出“天倾西北,地陷东南”,必然需要一定天文知识,而以考古来看,中国天文始于距今万年时,目的是为了给农业生产提供准确的“农时”。

更为重要的是,从距今万年前到距今3000年左右,中国古人经过漫长的天文观测与计算,最终发现了“天倾西北,地陷东南”。

与古希腊天文突然出现、突然成熟不同,中国古代天文一步一个脚印,有着极其漫长的探索期,如今考古大致印证。在这一过程中,勾股定理与“量天尺”这两个发现极为重要。

首先是圭表测影(见上图),就是将腿骨(西水坡遗址考古发现类似腿骨,上古时成年人腿骨相差不大,可以作为相对稳定的标准)作为“表”,垂直立于地面,观察正午日影“勾”的影子在何处,由此判断一年中的相关时间。于是,通过漫长的探索,古人由此发现勾股定理。

其次是“量天尺”,就是同一时期不同纬度的日影长度距离。古人发现山西陶寺遗址一带夏至日影长度是“一尺六寸”,嵩山一带长度是“一尺五寸”,两地相差700里左右,因此周髀算经认为“影差一寸,地差千里”(上古大致估算的距离),而这个认知就是“量天尺”。

掌握了这两个工具,古人就能搭建宇宙模型(以地平说为基础)。比如周髀算经记载“候勾六尺,从髀至日下六万里,而髀无影。从此以上至日,则八万里。”

简而言之,古人以“髀无影”之处(赤道)、所在位置、太阳为三点,构建出一个直角三角形,因为“影差一寸,地差千里”,所以从“所在位置”(先测出夏至日影长度)到“髀无影”的距离可以算出,然后套用“勾三股四弦五”,就能得出太阳高度(见上图)。

通过勾股定理与基础天文知识,古人探索了各种天象,由此提出盖天说等理论。需要注意的是,盖天说等不是无缘无故出现的,而是有着大量计算作为基础,当然由于前提错误很多,注定最终结论不可信,不过这是另一回事了。

更为重要的是,以勾股定理、圭表测影、“量天尺”为工具的天文探索过程中,古人发现了黄赤交角的现象,通过下图可以轻松发现“天倾西北,地陷东南”。

在《周髀算经》中,记载了一个用八尺圭表测量黄赤大距的方法,即冬至正午测得表的影长是一丈三尺,夏至影长是一尺五寸,最终利用最基本的天文知识和勾股定理就可求得黄赤大距。所谓“黄赤大距”,就是黄道上的冬至点、夏至点离赤道的距离最远,所以古代称之为黄赤大距,如今称之为黄赤交角。

从周髀算经来看,大约在周代以前已有相关发现黄赤交角。不过,一些现代学者在研究濮阳西水坡遗址时,通过现代科学计算,发现周髀算经中的黄赤交角的某些数据,与西水坡的天象极其吻合,说明6500年前中国古人可能已经知道黄赤交角,即知道“天倾西北,地陷东南”。

“天倾西北”的天文学解释,就是真正的北天极不在正北方,而是在正北偏西的位置,但上古先民无法解释这一现象,忧心“天倾西北,地陷东南”,或许由此将“天倾西北”的原因,归咎于战争“罪人”共工怒触不周山,并在此基础上又构建出“女娲补天”的传说。总之,共工怒触不周山是古人借神话传达“天倾西北”的天文认知。

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