佛教的物理学和天文学思想
黄秦安
《陕西师范大学继续教育学报》
佛教自创立之始就对自然界的各种现象表现出强烈的探索与阐释精神。在长期的佛教认识过程中逐步形成了一系列基本的宇宙图像。物理学和天文学研究作为佛教沟通人与自然关系的有力模式之一，是佛教科学文化中极富生机和活力的篇章。佛教的传播也带动了各国物理学和天文学知识的交流。在历史上，佛教徒也对物理学和天文学做出过许多重要的贡献，推动了世界范围内物理学和天文学在特定历史时期的发展。尽管从现代物理学和天文学的角度和标准看，佛教的物理学和天文学思想和成果无论从科学性上、技术性上、实效性上还是方法论上都还只能算作是原始的、思辨的和素朴的，但佛教中蕴含的宇宙观念和天文学思想却是佛教文化的一份瑰宝。因此它的历史价值和文化价值还是很高的。
一、佛教的宇宙观念
在人类文明的进程中，天文学是较早发达起来的一门学问。当人类社会进入畜牧农耕阶段，就必须按照四季循环的规律来进行生产。对天象的观测和认识、历法的制定就都成为人类的一项基本活动。
广漠无垠、变幻莫测、星光闪烁的天空，曾激起古人多少绮丽的遐想和伴随着疑惑和恐惧而来的认识自然奥秘的愿望。在三藏中，宇宙的本性被当作客观事实。它原来就存在在那里，任何人只要能够都可以发现它。宇宙是永恒的，而且始终处于演变进程中。佛教学说相信空间和时间的无限性，相信有许多的世界以及几乎是历无数劫的时间过程。佛教著作中常说到有大千世界存在于例如一滴水或一粒微尘之中。在6世纪的佛教著作《立世阿毗昙论》这部主要论日月运行的书中，就有关于宇宙观念的接近近代科学的论述。例如上面几乎谈到了现代天文学所说的“光年”的概念。
“有比丘问佛世尊，从阎浮提至梵处，近远若何。佛言:‘比丘，从阎浮提至梵处，甚远甚高。譬如九月十五日月圆满时，若有一人在彼梵处，放一百丈方石坠向下界，中间无碍，到于后岁九月圆满时，至阎浮提。’”佛经中表达的传统宇宙观念，认为须弥山为天地的正中央，日月环绕须弥山运动而不入地下，日绕行一周为一昼夜。这与中国古代的盖天说较为接近。这些思想在人类认识宇宙的过程中起到过重要的作用。佛教中还有关于周期性的世界灾难或大火的理论。在灾难之中海洋与陆地颠倒过来，一切事物都回复到混沌状态，然后再度分化为正常的世界。这些周期性包括四种状态，即分化(成)、停滞(住)、毁坏(坏)、混沌或云空(空)。这与现代科学关于宇宙可能经历了连续的膨胀和收缩的周期的理论有些相似。
佛教的宇宙观念对各家学派有深刻的启发。以理学为例，理学创始人周敦颐(公元1017-1073)，其“惩岔窒欲”的思想，就是取材于佛教学说的。周敦颐曾作“爱莲说”。这是一篇蕴藏深刻佛教思想的佳作，从中展露出他思想深层的佛学因缘。在宇宙起源问题上，周敦颐吸取了佛教“非有非无”的观点，将有和无统一起来，并结合道教的“太极图”，形成了描绘一个庞大而精密的宇宙生成模式的名著“太极图说”。理学的集大成者朱熹把它奉为自己理学思想的基础。
唐代著名的天文学家僧一行(公元683-727年)博大精深的佛学基础对其天文学研究无疑有着重要的影响。在宇宙理论和方法论方面，一行指出前人计算天的大小的错误，质问“宇宙之广，岂若是乎?”刹住了计算宇宙大小的风气。柳宗元在和刘禹锡的通信中曾经讨论过一行的工作。柳宗元和刘禹锡曾分别作“天对”和“天论”，试图回答屈原的“天问”。他们在各自文章中把一行的工作推进一步，形成了关于“天人之际”的许多基本论点，对后世有许多启发。
二、 佛教与天文学传播
佛教发源于古印度。从前汉时期开始，随着佛教传入中国，带动了中国与印度的科学与文化交流。这种交流是双向的。不仅印度的天文学被传入中国，而且中国古代的天文学也经由佛教传播到世界。如佛教徒宋云、玄奘和义净等在赴印期间，都曾对中国的科学技术成就给与高度的赞美并予以大力宣传。在中国和印度，以及经印度与阿拉伯和西方国家的科学交流中，佛教徒做出过很多重要的贡献。
在印度来华僧人中，由于兼学五明，多有通晓天文数理的。其中较为著名的代表人物有:曹魏嘉平中(公元249-253年)来华的印度高僧昙柯迦罗;苻秦建元17年(公元381年)来华的僧人伽跋澄;姚秦弘始3年(公元401年)来至长安的鸠摩罗什;刘宋元嘉13年(公元436年)来至金陵的求那·跋陀罗等。这些僧人对天文、阴阳、星算、数经都有高深的造诣。他们到中国来不仅促进了佛教的传播，而且带来了印度的天文学知识。随着印度天文学的传入，中国天文学开始了对印度天文学进行吸收和融合的新时期。这在世界天文学历史上是一件极有意义的事件。两个文明古国在古代极为困难的交通状况下所进行的科学交流堪称人类文明史的一大壮举。
与佛经俱来的印度天文学与历法知识，对中国天文学与历法的发展产生了较大的影响。吴黄龙2年(公元230年)，由传译佛经输入了印度的七曜历，即五星配合日、月的七曜名义。唐代僧人不空译《宿曜经》(公元759年)，举及七曜的胡名、波斯名和天竺(古印度)名。其中天竺名在前义净所译《佛说大孔雀咒王经》(公元705年)中已译出。七曜名义输入后，中国历算家所修的历法曾统称七曜历。如《通志·艺文略》即记有4世纪至8世纪30部七曜历的目录。唐代参用七曜历，并流传到了日本。
由印度输入七曜历后，又输入九执名义。公元230年竺律炎所译《摩登伽经》中即例举七曜和罗喉、记都。约公元320至340年，帛·尸梨密多罗所译《大孔雀王神咒经》，亦于七曜外另有罗喉、记都，共九星，称为“九执”。公元718年瞿昙悉达在《开元占经》中专节论述“天竺九执历经”。九执历是当时(公元7世纪前后)较为先进的印度历法。九执历，是以19年7闰，和1月等于29又703分之373日计算。其中有推算日月运行和交食预报等方法，历元起自春分朔日夜半。它将周天分为360度，1度分为60分。又将一昼夜分为60刻，每刻60分。恒星年为365.2762日。朔望月为29.530583日。用车轮均轮系统推算日月的不均匀运动。
随着佛教的传播。中国的天文家通过学习佛经获得印度天文学知识。南北朝时期的天文学家何承天(公元370-447年)就曾通过学习佛经获取并吸收印度的天文、数学知识。据《高僧传》记载，何承天曾向僧人慧严询问天竺所用历法，才有《元嘉历》之作。僧一行在其《大衍历》中，也引述了印度天文学中的12宫位次，以及拘摩罗的断日蚀法。隋代以前随佛经传入了许多印度天文学著作。在《隋书》卷34“经籍志”中记载有《婆罗门天文经二十一卷》、《婆罗门竭伽仙人天文说三十卷》等，这些书籍都是从法显到义净这一段时期内译成中文的。但由于不入藏经，故不久就散佚了。
唐代高僧玄奘在《大唐西域记》卷2“印度总述·岁时”条中记载了当时的印度历法。玄奘在印度住过的大寺院，如著名的那烂陀寺，对天文、数学、医药等都有深入的研究。
三、佛教徒对天文学的卓越贡献
中国是文艺复兴以前所有文明中对天象观测得最系统、最精密的国家。即使是今天的射电天文学家仍要以极大的兴趣去查阅中国古代的天象记录。而在中国乃至东方的天文学历史上，佛教徒僧一行是贡献巨大的杰出代表人物。
僧一行是中国古代最杰出的天文学家之一。本姓张，名遂，魏州昌乐(今河南南乐县)人。一行是唐初功臣张公瑾的后裔。剃度为僧后，曾先后在嵩山、天台山学习佛教经典和天文数学。曾翻译过多种印度佛经，后成为密宗教理的组织者。
一行开一代天文学研究之先河。其天文学研究以注重实际观察和测量、注重仪器的使用、追求精确量化为基本特色。一行的天文学研究涉及当时几乎所有的领域。举凡天象的观测与记录、星图的绘制、计时仪器的改良、历法的修订以及宇宙理论的推衍，都有卓越的贡献。
在制造仪器和观测天象方面，一行主张在实测的基础上编订历法。开元11年(公元723年)，一行和率府兵曹参军梁令瓒用铜铁铸成可以测量星宿运动和考察月球运行规律的黄道游仪。一行利用这架仪器，证实了恒星的位置有移动(主要是由岁差引起)。后来，一行和梁令瓒等又设计水运浑象，这是对张衡水运浑仪的发展。这个以水力推动而运转的浑象，附有报时装置，可以自动报时。这被认为是最早的自鸣钟。它为宋代苏颂建造天文钟奠定了基础。李约瑟认为，以机械的运行来计算时间，取代传统的水钟，对于世界文化有莫大的贡献。现代的表和钟，都是基于这种机械计时的原理。
在天文大地测量方面，从开元12年(公元724年)起，一行主持大规模的全国天文大地测量。这一测量，从印度支那一直到西伯利亚，沿子午线共设12点，所测子午已超过2500公里。被科学史家称为是中世纪各文明中，工作量最大、最有组织的科学研究之一。测量结果不光纠正了《周髀算经》中“王畿千里影差一寸”的说法，而且求出了地球子午线一度之长。虽然测量结果与实际值有较大误差，但却是世界上第一次子午线实测。
制定《大衍历》是一行在天文学上的又一大贡献。开元9年(公元721年)，据李淳风的《麟德历》几次预报日食不准，玄宗命一行主持修编新历。从开元13年(公元725年)起，一行开始编历，经过两年时间，写成草稿，定名为《大衍历》。但由于不幸去世，年仅45岁，《大衍历》后经张说和历官陈玄景等人整理成书。从开元17年(公元729年)起，根据《大衍历》编算成的历书颁行全国。经过检验，《大衍历》比唐代已有的其他历书都要精密。开元21年，《大衍历》传入日本。
《大衍历》的编排结构严谨、条理分明。共有历术7篇、略例1篇、历议10篇。《大衍历》以定气编太阳运动表，即以太阳在一个回归年内所行度数，平分为24等分。太阳每到一个分点为一个节气。《大衍历》把李淳风关于蚀差的计算向前推进一步，提出全国不同地点相对于标准点阳城(今河南登封告成镇附近)计算蚀差的方法，称为“九服蚀差”。《大衍历》把全部计算项目归纳成“步中朔”等7篇，成为后代历法的典范。
四、佛教的物理观与佛教徒的物理学实践
物理学是研究物质基本结构及其最基本、最普遍的运动规律的科学。佛学作为认识物质世界与精神世界的一种理论，有其按照佛教理念建立起来的对于物质形态和物质结构的基本看法。其中包含着对物质运动及其规律的若干理解。从《大藏经》中对雷、电、声、光等物理现象的描述，到佛教关于物质世界的见解，以及佛教徒从事的物理学研究，佛教展示出其独特的物理学思想和实践精神。
关于物质世界，佛教是把它同精神世界作为一个整体来看待的。这种精神与物质的统一观是佛教物质观念的一个鲜明特色。
在佛教各宗中，唯识宗对物质的分析是最为细密、透彻和具有条理性的。物质在佛学中相当于“色法”。色为质碍义，色法即有质碍的东西。佛学以色法为缘起万象不可或缺的重要条件即心识所缘的主要对象。在大乘唯识学说中色法凡11种，分根、尘2类。
根，指心识依之而生，并能生起烦恼的物质性感知器官。凡5根:一眼根、二耳根、三鼻根、四舌根、五身根。5根分为“扶尘根”和“净色根”，扶尘根指肉眼可见的粗显器官，佛教认为它们仅起扶助净色根发生感觉的作用。净色根，虽肉眼不可见，却有物质实体，由微妙物质“净色”构成的内在感觉机制，住于肉眼耳等5根中，为产生感觉的根本机制。
尘，亦称“境”，凡有6尘。
(一)色尘。为眼识所对境。分3种:第一显色，指青、黄、赤、白等色。佛学认为显色属“实色”，相对反映了客观真实。第二形色，指长、短、方、圆等形状，佛学认为此乃依人的意识分别比较而假立，为“假色”。第三表色，指曲、伸、坐、立等动作，为人主观意志的外在表现，亦属假色。
(二)声尘。为耳识所了别境。分执受大种因声(语言、击掌声)、非执受大种因声(自然界风、水等声)、俱大种因声(击鼓声等)、可意声、不可意声、俱相违(非可意不可意)声等6种。佛学认为声尘虽无方位，不占空间，却有物质实体。
(三)香尘。为鼻识所了别境。
(四)味尘。为舌识所了别境。
(五)触尘。为身识(触觉)所了别境。有实、假之分。实触尘为地、水、火、风“四大”，为当时印度各家哲学公认的物质基本元素。之所以称为“大”，意指普遍于一切色法，为构成一切物质现象的基本元素。四大能保持自相及所造色法，具质的规定性，故名为“界”。佛学认为四大种的组合有其特定的内在结构，并非简单的组合。
(六)法处所摄色。属第六意识(大乘佛学说产生第六意识者是为意根)所了别的“法尘”摄。“法”的本义是“能持自性，轨生物解”即在认识中可予规定，以概念表述的东西。意识所的色尘，分为五种，即极略色、极回色，受所引色、遍计所起色、自在所生色。其中以极略色和极回色最具物理学意义。极略色，指构成物质的最小单位“极微”，小乘有部认为极微虽实有，却非属五识所能感知。《大智度论》卷36把“微尘”作大中小之分，可见认为极微是有实体的。极回色至于虚、空、明、暗等色分析至极微而建立。
以上佛学对“色法”(物质)范围的分类，是十分精细的，显示了佛学关于物质及其分类的非凡理解力。特别值得注意的是，佛学强调了识这一精神因素对于五尘境(各种有形或无形的物质境界)的重要作用。因此，佛学的物质观是一种心与物互为缘起的观点，把精神与物质统一起来的观点。
在佛教的世界物质图式中，一切存在都不超过六大——地大、水大、火大、风大、空大和识大。前五种属物质，后一种属精神。由于“大”字在佛学上是具有无所不在的种子功能，地、水、风、火、空、识是极具概括力的形容词。六大的性能都包含在“阿赖耶”这个大系统中，整个宇宙人生都是这六大与众缘和合而成。
佛教对物质是持无限可分思想的。如《楞伽经》中释迦就表达了一种物质无限可分的看法:“又牛角者，析为微尘，又分别为微尘，刹那不住。”
佛教不仅有自己对于宇宙万物的一套理论，而且有许多丰富的物理学实践。以下仅撷取数例加以说明。
中国佛教建筑融会了中印建筑之精华，堪称世界建筑奇葩。其中尤以寺塔最为引人入胜。许多佛教胜地都有式样各异、造型独具的古塔。如河南登封县嵩岳寺塔，历经1600余年，依然雄伟屹立;西安小雁塔、山西应县木塔都经历严重地震考验，至今仍巍然耸立。这些都表明佛教建筑技术在古代已达到十分高超的水准，其对力学原理的掌握和运用必定具有相当深厚的造诣。
唐代僧一行所主持的大规模的子午线测量是地球物理的开创性研究。他与梁令瓒设计的水轮连杆擒纵器被用于驱动天象仪，表明当时机械工程达到较高水平。《宋史·僧怀丙转》曾记载了宋僧怀丙于宋平治三年(公元1066年)用浮船打捞沉落江中的万斤铁牛的故事:“以二大舟实土，夹牛维之，用大木为权衡状，钩牛，徐去其土，舟浮牛出。”说明怀丙已懂得利用浮力原理。
在声学方面，圆钟在佛寺中用得最多。一般认为，其起源于印度，由佛教传入中国。据现代声学理论，钟的振动是一种复杂的板振动，圆钟的振动方式使钟口处的空气涡流发生迂回，产生较长时间的纵声波。另外，在佛教建筑中许多利用回声效应的例子。如山西的普救寺塔，四川潼南县大佛寺鉴亭前的潼南石琴(宽4米的36级石梯)等，对声学原理的运用可谓巧夺天工。
明清之际的僧人方以智，其重要的物理学著作是《物理小识》(这里的物理指事物之理，比今天的物理学要广义一些)12卷。成书于崇祯年间(17世纪30年代)，是一部百科全书式的自然科学著作。其中有不少是物理学内容。涉及力、热、声、光、磁等。力学如简单机械的利用，虹吸现象，潮汐同月球运行的关系;热学如凝固、熔解、蒸发和风云雨露的变化;声学如声的发生、反射和共振;光学如小孔成像，光的反射、折射，透镜的焦点，色散现象，日月食等;磁学如磁针指南，磁偏角等。
