《天经或问》中的气象学知识解析

[摘 要]明末清初，中国有很多文人如徐光启、熊明遇等与西方来华传教士交往密切，学习西方先进的科学文化知识。游艺在清初的时候师承熊明遇，从恩师那里了解了很多西方先进科学，并在此基础上与中国传统学说相结合，形成了很多新观点。《天经或问》是其较著名著名的代表作，书中涉及到一系列气象学知识，被誉为中国气象学启蒙之作，该书在国内外都有较为广泛的影响。此外，游艺在其师的基础上绘制了天气现象图，促进了当时人们对气象的新认识。游艺对我国古代气象事业的发展作出了一定贡献，我们在进行气象科技史研究时应对其予以重视。

[关键词]游艺；《天经或问》；气象；影响

游艺是我国明末清初目前，学界对游艺的研究主要是他的著作《天经或问》。游艺的《天经或问》是近代第一本天文学科普读物，但其中也涉及到诸多气象学知识，因此该书也被誉为“中国近代气象学启蒙之作”。该书受当时传教士传入的西方气象学的影响，并结合中国传统的气象学，对一些常见气象现象、大气光象、天气预报等进行了科学的解释，通俗易懂。乾隆年间，该书前集被收入《四库全书》子部天文算法类。

目前，专门针对“游艺”与《天经或问》的研究还较少。石云里《中国古代天文学在日本的流传和影响》一文中谈及了《天经或问》中的天文学知识以及其在日本产生的广泛影响。王国强在《西学汉籍东传日本述略》中提及了明末清初输入日本的西学汉籍，就包含了《天经或问》。此外，在冯《熊明遇内容解析》中提到《天经或问》中摘录了大量《格致草》的内容，也有一些学者对《天经或问》中的天文学知识进行过研究，但对于其中的气象科学知识涉猎较少。本文旨在对书中气象科技知识进行探讨，以加深学界对《天经或问》的认识。

一、明清气象科技发展概况

至明朝末期，中国古代气象事业已初具规模。我国古代关于天气现象形成的理论较多，但都受到“阴阳学说”的深刻影响。如西汉董仲舒在《雨雹对》中这样写道：“攒聚相合，其体稍重，故雨乘虚而坠”，他认为雨滴是因小云滴受风影响，合并变重下降形成的。明代王逵等也持相似观点，诚如他所言：“故云密则雨降，阳施而阴不能化，则有云则无雨。”

元末明初，娄元礼的《田家五行》记录了很多农业天气谚语。明代张燮《东西洋考》中的《占验》一节，记载了航海和渔业天气谚语，如“电光西南，明日炎炎，电光西北，雨下涟涟”等。明代茅元仪《武备志》中收录了《测天赋》、《玉帝亲机》二书，收集了许多有关天气的经验性认识，其中的天气谚语集中体现了古代劳动人民的智慧。这些谚语来自生活实践，因难免受封建迷信思想的影响，不少谚语有不科学之处。

到了明末，我国的气象事业有了一定的发展。但人们对于气象的认识较为分散，而且也局限于知识分子阶层，没有普及到群众中去。《天经或问》作为第一本天文科普读物，以一问一答的形式，像百性普及相关知识，其中也涉及到气象知识，通俗易懂，是中国气象学的启蒙之作。

二、《天经或问》中的气象学知识

游艺结合中西科技成果，撰成通俗读物《天经或问》一书，很有独特见解，被收入《四库全书》，并流传日本，多次翻印发行。《四库全书》总纂纪昀评述这部书：凡天地气象、日月星辰之运行，月盈日蚀的道理，以及风云、雷电、雨露、霜雾、云霓的变化，都设有问答，明其所以然，条理清晰，通俗易懂；至于星占应验之术，则摒弃不谈。

（一）各类天气现象

“问：雹，冷物也，何以不降于寒而降于暑也？或谓蜥蜴所喷，或谓龙鳞所藏？是乎？否乎？

曰：气之三际：中为冷际，下为地温，上近火热，极冷之处乃在冷际之中。二时之雨，三冬之雪，盖至冷之初际，即已变化下零矣。冬月气升，其力甚缓，非大地同云不能扶势，故云足甚广；二时之云足亦阔，云生缓迟，即雨舒徐，皆变于冷之初际也。夏月郁积浓厚，决绝上腾，力专势迟，故云足促狭・・・沟浍旋盈，盖因其专锐，故能径至于冷之深际。气升愈厚，腾上愈速，人冷愈深，变合愈骤，结体愈大矣。升入极冷之际，骤凝为雹。雹体大小，又因入冷之深浅、云气之厚薄也。雹中沙土，更多于雪；雹体中虚，以其激结之骤，包气于中也。若夫蜥蜴龙鳞之说，则樵木市语也。”

在该书中，游艺在对雹进行解释时很明显的受到了西方“三际说”的影响。在明末清初之际，有一些西方传教士对“三际说”作了简要介绍，如利玛窦的《乾坤体仪》将大气分为“暖域、冷域、热域”，熊三拔的《泰西水法》将大气分为“温际、冷际、热际”等，但均未对“三际说”作更为深入的分析。作为最早将西方中世纪气象知识与理论介绍到中国的气象学专著，《空际格致》对大气分层学说进行了相对全面地阐述。依据《空际格致》，“气厚分有上中下三域：上域近火，近火常热；下域近水土，水土常为太阳所射，足以发暖，故气亦暖；中域上远于天，下远于地，则寒。”高一志将大气分为上域、中域和下域，三域的特点分别是热、寒、暖。此处所说的下域，和我们今天气象学里面的对流层极为相似。高一志还提到了下域“暖”形成的原因，“下域近水土，水土常为太阳所射，足以发暖”，太阳辐射中的一部分被地面所吸收，所以高一志认为被吸收的太阳辐射足以使下域“发暖”。“上域近火，近火常热”，高一志的“上域”和现在的“热层”相类似，由于太阳辐射中的强紫外辐射的光化学分解和电离反应，使得这一层的温度随高度的增加而迅速升高。“中域上远于天，下远于地，则寒”，“中域”相当于现在的“中间层”，中间层大气吸收的辐射能量很少，温度随高度而降低，它是地球大气中最冷的部分。 在“三际说”的基础上，对雹作出了进一步解释。冬天的时候，这些气体继续上升，但是十分缓慢，力量也比较薄弱，只能依靠大地上性质相同的云，此时的云范围较为广泛；夏天的时候，气体越积越浓厚，继续上升，力量较强，直达冷际深处。气体越往上升，越来越厚密，速度也越来越快，聚散变化也越来越突然频繁。当气体进入极冷之际时，会骤然凝结成雹。雹体积的大小，与进入冷际的深浅、云的厚薄程度息息相关。雹中所含的沙土也比雪多，而且雹的中心是虚的，这是由于它是骤然凝结而成当中包含了气体的缘故。至于说，是雹是蜥蜴所喷或是龙鳞所藏，都只是老百姓们的市井流言而已。

现代气象学上认为冰雹来自对流特别旺盛的对流云中。云中的上升气流要比一般雷雨云强，小冰雹是在对流云内由小雹体上下数次和极冷水滴碰撞而增长起来的，当云中的上升气流支托不住时就下降到地面。大冰雹是在具有一支很强的斜升气流、液态水的含量很充沛的雷暴云中产生的。

游艺用通俗易懂的语言解释了雹的来源，并且指出民间的流言都是不可信的，在一定程度上破除了封建迷信思想。

（二）大气光象

《天经或问》中还涉及到很多大气光象。如：

①霄霞

依据《天经或问》，如霄霞，“问：霄，未见天之何色而指也，霞则见天之五色而著也。虽日月星辰不如霞之彩，测步者独不关之者何也？

曰：霄者，天之无云气而青碧者也。天色在五行之外，青亦非其真体壮生。所谓天之苍苍其正色耶？其远而无所至极耶？其视下也，亦若是则已矣。霞者，云正受日光则透白，虚斜相交则起色，皆假日之光或成五彩也・・・”

游艺认为“霞”是由于云受太阳光照射虚实相交后而形成了五颜六色的光象，这与现代气象学对“霞”的解释极为相似，都认为“霞是由于大气对日光的散射作用而产生的一种自然现象。”当阳光透过厚厚的大气层时，被大量的大气分子散射。当空中的水汽、杂质等越多，其色彩越显著。

②日月晕

“问：虹是薄雨为日光所映而成红绿也，然则日月四旁时有红白之气围抱成环，谓之日晕，此晕是何？曰：晕乃空中之气直逼日月之光围抱成环，其有缺者、有围者、抱者、背者、薄者、厚者，皆是气所注射，又有一等气在天上，外浅中深如井者，深是气厚处日光所照，一般浅系气薄日照之，故白色如井栏等。”

晕是由于日月光线透过卷层云时受折射作用而形成的。天空中有一层高云，阳光或月光透过云中的冰晶发生了折射或反射，便在太阳或者月亮周围产生彩色光环。大气的厚薄程度不同，日晕和月晕的形状也大小不一。

③日月重见

“问：日月晕，气是也。日为诸阳之尊，有重出为之抗者，此是何物也？

曰：日有重叠，见两三者，以云封日，一层云稍薄能透光，却被日光所射后，边却又有一层黑而厚者，挡住日光，反透薄云故成重日之象。”

这跟高一志《空际格致》中提到的“日有重叠”现象有相似之处。《空际格致》中提到“太阳行时，不拘南北，忽遇润云在旁，其云间日之面为薄，故深受日光及像，其背日之面为厚，故所受之光与像不能通透，乃退而不及人目，与成虹之云相似，致见日有二，其一系本轮，乃真者，一系旁云，乃伪者。正如对镜者必生像于镜内，凡在旁者见一真人与镜中所退宛有二像矣。”由于云层有厚有薄，日光透过薄的云层，遇到较厚的云层时则被挡住了，又反射至旁边较薄的云层形成了另一轮“太阳”。游艺的解释通俗简单，容易理解，即使是不了解气象学的人，读过之后也是一目了然，清楚明白。

（三）风雨预测

“问：日月晕与重出皆雨征也。然晕与重不常见而风雨则常有者，更有何征乎？

曰：气行空中为湿性所碍，不得上升，观之见其弯曲者，雨征也；晓间雾开而复拥者，雨征也；晨起气昏者，雨征也……日出时云多，破漏日光散射者，雨征也；日光暗淡而色苍白者，雨征也……”中国的气象谚语有很多，如元代娄元礼的《田家五行》中涉及到很多用自然现象来预测天气。游艺在《天经或问》中也对其中的一部分进行了总结，并做了简单扼要的解释，便于理解。

三、影响

《天经或问》融合了西方当时较为先进的天文学、气象学、地震学等知识与中国古代传统天文、气象及地震学，通俗易懂，流传广泛。它被誉为第一本天文气象科普读物，形式新颖，一问一答；卷一是各类图集，从卷二开始以一问一答的形式向人们普及天文气象学知识。同时还有学者称《天经或问》为中国气象学启蒙之作，简明地解释了各类气象要素、大气光象、风雨预测的知识。正如赵超在其论文《“片云头上黑，应是雨催诗”―论自然气象兴感与诗歌审美意境营造》中所言“风、雨、雷、电、云、雾、霜、雪等自然气象亘古长存，乃为天地之大美，但人类对其审美意蕴的发现却是比较晚期的事情。这种大美一旦为人类所感知，就会为文学创作提供无穷尽的题材。”（南京师大学报（社会科学版）.2001年1月第一期）

（1）

《天经或问》还在日本引起了新一轮的研究热潮，成为当时向日本人传播西方天文学和气象学知识的最重要来源，推动了日本当时天文事业和气象事业的发展。

游艺对中国古代气象的发展作出了一定的贡献，但是目前学界对游艺的研究还较少，我们应予以游艺及《天经或问》应有的重视。