天由什么组成？天是什么形状的
天由什么组成？天是什么形状的周髀家还解释了晚上为何不见太阳，那是因为太阳转到了低处：“周髀家”的说法，当是对《周髀算经》的“天似盖笠”的修正。显然，周髀家是把北极星作为天的最高点。而周、汉时期，皆定都在西安或者洛阳。北极星，就在这一带的北方，而不是在正顶。据唐初成书的《晋书·天文志》记载，则还有所谓“周髀家”说。周髀家的说法是：天之居如倚盖，故极在人北，是其证也。极在天之中，而今在人北，所以知天之形如倚盖也。打个比方，天就像一个面南背北的人肩上斜扛着一把伞，伞的顶端在人头的后上方。
中国古代，关于天体的形状问题，介绍者已经很多。但是对于不同学派的相互驳论，说明似乎不够。然而正是这些驳论，才显出科学探索的艰辛，科学探索的意义。
一、 盖天说及其相关的驳论
依据《周髀算经》的说法，天像一个斗笠，即有一个中心点，四周下垂。地像倒扣的盘子，中间高，四边低。天的中心点离天四周最低处有六万里，地的中心点离地四周的最低处也为六万里。天离地的高度为八万里，所以天的最低处离地的最高处还有两万里。天的这种形状被概括为“天似盖笠，地法覆盘”。
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据唐初成书的《晋书·天文志》记载，则还有所谓“周髀家”说。周髀家的说法是：
天之居如倚盖，故极在人北，是其证也。极在天之中，而今在人北，所以知天之形如倚盖也。
打个比方，天就像一个面南背北的人肩上斜扛着一把伞，伞的顶端在人头的后上方。
“周髀家”的说法，当是对《周髀算经》的“天似盖笠”的修正。显然，周髀家是把北极星作为天的最高点。而周、汉时期，皆定都在西安或者洛阳。北极星，就在这一带的北方，而不是在正顶。
周髀家还解释了晚上为何不见太阳，那是因为太阳转到了低处：
天形南高而北下。日出高故见，日入下故不见。（《晋书·天文志》）
依照“天似盖笠”的说法，夜晚时不见太阳，是因为太阳转到了远处，光亮减弱的缘故。依照“天如倚盖”的说法，则夜晚不见太阳是因为太阳转到了比较低的、接近地面、甚至地面以下的某个地方。
西汉末年，著名的儒学大师扬雄，反驳盖天说，提出了八个问题，称“难盖天八事”。
扬雄的《难盖天八事》，著名科学史家钱宝琮有具体解释，后来又有人给予补充。我们这里只简单地介绍几条：
第一条，按照盖天说，二十八宿中，牛宿在北极以北，距离北极110度；井宿在北极南，距离北极70度。这样，二十八宿围成的圆圈，直径就有180度。按周三径一，二十八宿的圆周就应当是540度。可为什么说周天是360度？
第二条，根据盖天说的理论。夜晚的时间应当是白天的一倍。可是实际是，白天和晚上的时间大体是一样的，为什么？
第三条，按照盖天说，北斗星每年有六个月是看不见的，可是现在为什么常年都可以看见？
可以看出，扬雄的《难盖天八事》，是他认真地观测了天象所得出的结论。看过《三国演义》的人都知道诸葛亮夜观天象，其实，在中国古代，真正观天象观出科学成果的，是类似扬雄这样的学者。
二、王充的平天说及有关反驳
按大的分类，王充的说法也可以归入盖天说。但他认为天不是像斗笠或者斜倚的伞，而是和大地的形状一样，坚硬、扁平，所以有人把王充的说法称为“平天说”。
王充（图片来源：网络）
王充反驳天像斜倚的伞。他提出，假如天像一把伞，那么伞柄在什么地方？没有伞柄，伞又如何能撑得起来？还有，这把斜倚的伞一部分要转到地下。那么，它在转动中不和大地碰撞吗，又如何能够转入地下？他认为，天是平的。日月都随着天的运行，在天的平面上转动。晚上不见太阳，是因为转到远处的缘故。就像一个火把，距离太远，人就看不见了。
王充关于太阳的说法，遭到了晋代葛洪的反驳。葛洪也列举了几条理由：
第一，假如像王充所说的那样，天像磨石一样的旋转，日月和星辰应该由东而南而西而北，然后回到东方。实际上，太阳和星辰都是出自东方，经人头顶转向西方而沉没，没有转向南北。所以王充的说法是错误的。
第二，假如看不见太阳是因为转远的缘故，那么应当看见它变小，而不应当完全看不见。太阳比星星要大，能够看见北方的星星却看不见北方的太阳，说明太阳没有转到北方去。
第三，日月在天上，从出来到进去，大小都没有改变，也不是转远转近的表现。假如不见太阳是因为转远，那么将要看不见时应当变小，而实际情况是，将要看不见时，反而变大。这也不是转远的现象。
葛洪是晋代最推崇王充的学者。但是在天体形状问题上，他对王充的反驳也最为详尽和有力。
如果仅仅从扬雄到葛洪所处的年代计算，则浑天说对盖天说的反驳，差不多经历了三百年的历史。
三、浑天说遇到的反驳和解决方法
依据张衡的《浑天仪注》，浑天的意思是，天像一个圆球，围绕着大地旋转：“半覆地上，半绕地下”。天球里有水，地浮在水上，天“载水而行”。也就是说，天一半在地上，一半在地下。大地下面是水，水负载着大地。于是，盖天说的学者提出问题：天如何能从水中通过？
比如王充说：“今掘地一丈辄有水，天何得从水中行乎”（《隋书·天文志》）。这个问题其实包含着这样的意思，大家都认为，太阳是火。如果天从水中通过，也就意味着太阳要从水中通过。那么，作为火的太阳，如何能从水中通过而不减损它的光芒？
浑天说的学者，为回答这个问题，也做了几百年的努力。
首先回答这个非难的，是最推崇王充的葛洪。
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葛洪首先指出，从张衡造浑天仪开始，到陆绩造浑象，用来考察天体运行，“与天皆合如符契”。依浑天说制定历法，也非常精确，这是人们相信浑天说的基本根据。由于依浑天说造出的浑天仪和历法与天体运行完全符合，所以天必然从水中通过：“若天果如浑者，则天之出入行于水中，为必然矣”（《隋书·天文志》）。
《周易》说“时乘六龙”，把阳爻称为龙。天，也是阳物。出入水中，和龙相似，所以才可以把天比喻为龙。其晋卦是坤上离下，这是太阳出于地的证据；明夷卦离下坤上，是太阳入地的证据。需卦乾下坎上，也是天入于水的象征。《周易·说卦传》，乾为天，为金。也就是天为金。金生水，天出入水中，也不会受到伤害。结论是：天出入水中，是无可怀疑的。
葛洪旁征博引，但并没有一条过硬的证据。大约葛洪也感到自己的证据不过硬，所以才旁征博引。后人大约也感到葛洪的回答过于勉强，于是何承天提出了另外一种说法。
何承天说，他详细地研究了前人的说法，认真观察了浑象，悟到天体是正圆形，其中一半是水。大地中间高四周低，水环绕在大地之下。《庄子》说的北溟、南溟，一定是上古流传下来的说法，也是四方都是水的证据。
四方都是水，所以称为“四海”。根据五行相生，金生水。金藏于山中，所以水都发源于山中，由高向低，流入海中。太阳是阳的精华，光明而炎热，一夜经过水中所烧干的水，白天就由流入海中的河水加以补充。所以海水在天旱时不减少，天涝时也不增加。
何承天的解释不再援引儒经，而是尽量援引事实，不过也是漏洞百出。说太阳入水能够烧干许多水，为什么不是被没有穷竭的海水所浇灭呢？说海水大旱不少，大涝不多。需知大旱时河中的流水是少的，大涝时是多的。何承天也没有很好地回答王充提出的天出入水中何以可能的问题。
浑天说始终也没有解决好“携带着太阳的天，如何能从承载着大地的水中通过”这样的难题。
四、纷纭复杂的天体结构说
由于浑天说能够很好地和历法数据相互印证，所以获得了广泛的赞同。但是盖天说对它提出的责难，始终也没有能够做出令人信服的解答。此外，依据浑天说，太阳和人的距离，无论春夏秋冬，都是一样的。然而人们的感觉，是夏天太阳离人距离近，所以热；冬天离人距离远，所以寒等等，浑天说也未能作出令人信服的答案。
而且无论浑天说还是盖天说，都面临着一个共同的问题：如果天是一个硬壳，为什么不会毁坏？所以，后来被视为笑料的“忧天倾”问题，在古代，则是被认真提出的科学问题。于是又有人主张“宣夜说”。
宣夜说不承认天是一个硬壳，认为日月星辰都在天空自由自在的运行。那么，这些自由运行的日月星辰，为什么不掉下来？这样，宣夜说似乎解决了天不会垮塌的问题，却又难以回答日月星辰为何不会坠落的问题。此外，晋代的葛洪还反驳说，假如日月星辰都不在天上，天就是个无，要天干什么！
据《隋书·天文志》，在汉代，除了扬雄、张衡等人之外，还有桓谭、郑玄、蔡邕、陆绩等等，都认真研究过天体结构问题。到了魏晋时代，更是出现了新的“论天三家”。
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为了解决天会不会毁坏的问题，晋代虞喜提出了“安天论”。他根据宣夜说，认为天是一大“积气”，即气的积聚，就像大海是水的积聚一样。日月星在天上，各自运行。只是和宣夜说一样，安天论也没有解决日月星为何不坠落的问题。为了弥补安天论的缺陷，虞喜的族祖虞耸，造出了“穹天论”。
穹天论认为，天像一个圆顶帐篷，周围连接着四海。帐篷中充满了气，所以不会坠落。
安天论和穹天论以外，三国时吴国的姚信还造过“昕天论”。说天的运行，“寒依于浑，夏依于盖”，冬至天极低，太阳离人远而北斗离人近，北方的寒气就到来，所以气候寒冷。夏至天极变高，太阳离人近而北斗离人远，于是南方热气到来，气候炎热。昕天论还要解决浮在水上的大地为什么不会沉没。该论认为，地有两层，下层是上层的根。天，就运行于两地之间。
在某种意义上，昕天论也是一种浑天说和盖天说的结合。于是在南北朝后期，开始出现了所谓“浑盖合一说”，认为浑天、盖天，都只是讲对了某些方面。把它们正确的地方合在一起，才是正确的答案。
五、尾语
唐代大地测量的数据，否定了传统的天体数据，也否定了有关天体形状、大小的争论。不过争论中的思想成果，有的还是被继承下来了。
其中第一，就是认为，天是气的积聚。这是宣夜说和安天论的主张。所以才有李白那著名的诗句：“杞人无事忧天倾”。从此以后，中国古人不再怕天会塌下来了。
第二，浑天说对日月运行的描述，仍然是制定历法的指导。南北朝时，天文学家姜岌还解释了太阳为什么中午小、早晚大的问题。说是“游气”的阻碍，今天被称为“大气消光理论”。这是中国古代对天体认识的一项重要成果。
盖天说被否定了，包括一些相关的数据，特别是“千里一寸”。但是，北极半年白天，半年黑夜。那里夏天也有不化的冰；南方某地，冬天也有不死的草。这些知识，还都是正确的。在南方一定的距离之上，夏至的中午太阳没有影子。王充指出，我们是夜晚的时候，有的地方可能就是中午等等，这些看法，也都是正确的。
至于太阳如何能从承载着大地的水下通过，仍然是浑天说面临的难题。还有，夏热冬寒，是由于大气的流动，还是因为太阳离人的距离远近不同？直到明代，仍然在激烈争论。
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