共工怒觸不周山,又名共工觸山,是一個(gè)著名的上古神話傳說,與女媧補(bǔ)天、后羿射日、嫦娥奔月并稱中國古代著名的四大神話。
淮南子記載:“昔者,共工與顓頊爭為帝,怒而觸不周之山,天柱折,地維絕。天傾西北”,地陷東南。《史記·補(bǔ)三皇本紀(jì)》記載,共工與祝融大戰(zhàn),不勝而怒撞向不周山,導(dǎo)致天柱傾倒,于是“天傾西北、地陷東南”。
我們都知道,地球傾斜23.5度(天傾西北),不是立正的姿勢,按照古人解釋,地球傾斜23.5度是共工撞出來的。但問題是,共工怒觸不周山導(dǎo)致天傾西北,肯定是一個(gè)神話故事,既然如此古人如何知道“天傾西北,地陷東南”?

地球傾斜時(shí)間:始于八億年前
地球形成之初,黃道赤道交角為0,自然也就沒有四季之分。但大約在八億年前開始,地球發(fā)生一次膨裂,就造成一次地震(地震是地球膨裂的表現(xiàn)形式),地球就傾斜一次,最終演變到現(xiàn)在傾斜到23.5°,平均每年傾斜約2.5厘米。
最新研究表明,大約8400萬年前,處于白堊紀(jì)時(shí)代,地球突然多傾斜了12°,相當(dāng)于北京移動(dòng)到長沙的大致位置,但后來慢慢又恢復(fù)到了原狀。
也就是說,地球傾斜問題,并非是共工時(shí)突然出現(xiàn)的,不是古人親眼所見天崩地裂的轉(zhuǎn)變,更非共工怒觸不周山的緣故,而是漫長時(shí)間里演變而來的。既然如此,古人如何知道“天傾西北,地陷東南”?
黃赤交角天象:推出天傾西北
想要探索出“天傾西北,地陷東南”,必然需要一定天文知識(shí),而以考古來看,中國天文始于距今萬年時(shí),目的是為了給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供準(zhǔn)確的“農(nóng)時(shí)”。
更為重要的是,從距今萬年前到距今3000年左右,中國古人經(jīng)過漫長的天文觀測與計(jì)算,最終發(fā)現(xiàn)了“天傾西北,地陷東南”。
與古希臘天文突然出現(xiàn)、突然成熟不同,中國古代天文一步一個(gè)腳印,有著極其漫長的探索期,如今考古大致印證。在這一過程中,勾股定理與“量天尺”這兩個(gè)發(fā)現(xiàn)極為重要。

首先是圭表測影(見上圖),就是將腿骨(西水坡遺址考古發(fā)現(xiàn)類似腿骨,上古時(shí)成年人腿骨相差不大,可以作為相對穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn))作為“表”,垂直立于地面,觀察正午日影“勾”的影子在何處,由此判斷一年中的相關(guān)時(shí)間。于是,通過漫長的探索,古人由此發(fā)現(xiàn)勾股定理。
其次是“量天尺”,就是同一時(shí)期不同緯度的日影長度距離。古人發(fā)現(xiàn)山西陶寺遺址一帶夏至日影長度是“一尺六寸”,嵩山一帶長度是“一尺五寸”,兩地相差700里左右,因此周髀算經(jīng)認(rèn)為“影差一寸,地差千里”(上古大致估算的距離),而這個(gè)認(rèn)知就是“量天尺”。
掌握了這兩個(gè)工具,古人就能搭建宇宙模型(以地平說為基礎(chǔ))。比如周髀算經(jīng)記載“候勾六尺,從髀至日下六萬里,而髀無影。從此以上至日,則八萬里。”
簡而言之,古人以“髀無影”之處(赤道)、所在位置、太陽為三點(diǎn),構(gòu)建出一個(gè)直角三角形,因?yàn)?ldquo;影差一寸,地差千里”,所以從“所在位置”(先測出夏至日影長度)到“髀無影”的距離可以算出,然后套用“勾三股四弦五”,就能得出太陽高度(見上圖)。
通過勾股定理與基礎(chǔ)天文知識(shí),古人探索了各種天象,由此提出蓋天說等理論。需要注意的是,蓋天說等不是無緣無故出現(xiàn)的,而是有著大量計(jì)算作為基礎(chǔ),當(dāng)然由于前提錯(cuò)誤很多,注定最終結(jié)論不可信,不過這是另一回事了。

更為重要的是,以勾股定理、圭表測影、“量天尺”為工具的天文探索過程中,古人發(fā)現(xiàn)了黃赤交角的現(xiàn)象,通過下圖可以輕松發(fā)現(xiàn)“天傾西北,地陷東南”。
在《周髀算經(jīng)》中,記載了一個(gè)用八尺圭表測量黃赤大距的方法,即冬至正午測得表的影長是一丈三尺,夏至影長是一尺五寸,最終利用最基本的天文知識(shí)和勾股定理就可求得黃赤大距。所謂“黃赤大距”,就是黃道上的冬至點(diǎn)、夏至點(diǎn)離赤道的距離最遠(yuǎn),所以古代稱之為黃赤大距,如今稱之為黃赤交角。
從周髀算經(jīng)來看,大約在周代以前已有相關(guān)發(fā)現(xiàn)黃赤交角。不過,一些現(xiàn)代學(xué)者在研究濮陽西水坡遺址時(shí),通過現(xiàn)代科學(xué)計(jì)算,發(fā)現(xiàn)周髀算經(jīng)中的黃赤交角的某些數(shù)據(jù),與西水坡的天象極其吻合,說明6500年前中國古人可能已經(jīng)知道黃赤交角,即知道“天傾西北,地陷東南”。
“天傾西北”的天文學(xué)解釋,就是真正的北天極不在正北方,而是在正北偏西的位置,但上古先民無法解釋這一現(xiàn)象,憂心“天傾西北,地陷東南”,或許由此將“天傾西北”的原因,歸咎于戰(zhàn)爭“罪人”共工怒觸不周山,并在此基礎(chǔ)上又構(gòu)建出“女媧補(bǔ)天”的傳說?傊,共工怒觸不周山是古人借神話傳達(dá)“天傾西北”的天文認(rèn)知。