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《国语》卷十八《楚语下》云：
昭王问于观射父曰：“《周书》所谓重、黎实使天地不通者何也？若无然，民将能登天乎？”对曰：“非此之谓也。古者民神不杂，民之精爽不携贰者，而又能齐肃衷正，其智能上下比义，其圣能光远宣朗，其明能光照之，其聪能听彻之，如是则明神降之，在男曰觋，在女曰巫。”
楚昭王所问之事见《尚书·吕刑》：
皇帝哀矜庶戮之不辜，报虐以威，遏绝苗民，无世在下，乃命重、黎绝地天通，罔有降格。
观射父的解释认为：天地间并不存在物质性的通道，所谓交通天地，是巫觋们与上天的精神沟通。这些巫觋在观射父笔下，颇类今日所说的有特异功能者。
观射父虽否认了天地间通道的存在，但楚王之问却也不是完全无稽。在古代中国神话中，天地间的通道确实存在。这种通道主要是山，兹举若干条记载如次，《山海经·海外西经》云：
巫咸国在女丑北，右手操青蛇，左手操赤蛇。在登葆山，群巫所从上下也。
又《山海经·大荒西经》云：
大荒之中，有山名曰丰沮玉门，日月所入。有灵山，巫咸……巫罗十巫，从此升降，百药爰在。
最典型、描述最完备的通天途径见《淮南子·地形训》，即中国神话中著名的昆仑山：
昆仑之丘，或上倍之，是谓凉风之山，登之而不死；或上倍之，是谓悬圃，登之乃灵，能使风雨；或上倍之，乃维上天，登之乃神，是谓太帝之居。
这是一个整齐的等比级数，公比为2，欲“乃维上天”，须升昆仑山高度的23=8倍。而昆仑山的高度，《淮南子·地形训》中有“其高万一千里百一十四步二尺六寸”之说，则“天”之高约九万里。又“悬圃”亦作“县圃”或“玄圃”，《楚辞·天问》云：
昆仑县圃，其尻安在？增城九重，其高几里？ 王逸注：昆仑，山名也，在西北，元气所出。其巅曰县圃，乃上通于天也。
通天之所除名山外，又有神木，亦见于《淮南子·地形训》：
建木在都广，众帝所自上下，日中无景，呼而无响，盖天地之中也。
注意此“天地之中”，正与埃利亚德 （M. Eliade） 所论述的“宇宙轴心” （axis mundi，拉丁文） 完全吻合，埃氏谓此种象征屡见于亚洲诸民族。联系到前述楚昭王的问题上来。天地之间的神秘通道，在远古时代曾经存在而后来失去了，这并不是楚昭王一人偶然的奇情异想。克雷默 （S. N. Kramer） 指出：
至于认为天地曾相通，人与神的相联系曾成为可能，后来天地始隔离——这种观念在种种不同的文化中已是屡见不鲜。
关于“乃命重、黎绝地天通”，则是理解古代中国天学与政治之间内在联系的大关键，将于本书第二章详论之。
天地相通，人类能沿着某种神秘通道而登天的意象，长期存在于中国人的心目中。当然，能够登天的，比如从昆仑山上升九万里，必非寻常之人。许多常见的古代诗文和说法都可以与天地相通的意象联系起来，由此获得更深一层的理解和领会。
比如李白《蜀道难》有“蜀道之难，难于上青天”之句，又如白居易《长恨歌》“排空驭气奔如电，升天入地求之遍。上穷碧落下黄泉，两处茫茫皆不见”，做这番功夫的人是“临邛道士鸿都客”，唐明皇自己就不行。
又比如《升天行》《升天引》之类的诗题，历代文人百作不厌，陈子昂更有“结交嬴台女，吟弄《升天行》。携手登白日，远游戏赤城” （《与东方左史虬修竹篇》） 之句。又明代歌谣有云：“神仙与他把棋下，又问哪是上天梯。若非此人大限到，上到天上还嫌低。”又形容某人神通广大，则曰“有通天彻地之能”，形容走投无路，则曰“上天无路，入地无门”，等等。
宇宙即时空，但“时空”出于现代人对西文time-space之对译，古代中国人从不这样说。《尸子》 （通常认为成书于汉代） 上说：
四方上下曰宇，往古来今曰宙。
这是迄今在中国典籍中找到的与现代“时空”概念最好的对应。不过我们也不要因此就认为这位作者 （相传是周代的尸佼） 是什么“唯物主义哲学家”——因为他接下去就说了“日五色，至阳之精，象君德也，五色照耀，君乘土而王”之类的“唯心主义”话语。
以往的不少论著在谈到中国古代宇宙学说时，常有“论天六家”之说，即盖天、浑天、宣夜、昕天、穹天、安天。其实此六家归结起来，也就是《晋书·天文志》中所说的“古言天者有三家，一曰盖天，二曰宣夜，三曰浑天”三家而已。
既然宇是空间，宙是时间，那么空间有没有边界？时间有没有始末？无论从常识还是从逻辑角度来说，这都是一个很自然的问题。
现代人在宇宙问题上其实颇多困惑，例如有人认为，凡主张宇宙为有限者，即为“唯心主义”；而主张宇宙为无限者，必以“唯物主义”誉之。
古人没有现代宇宙学的观测证据，当然只能出之以思辨。东汉张衡作《灵宪》，其中陈述天地为直径“二亿三万二千三百里”的球体，接下去的看法是：
过此而往者，未之或知也。未之或知者，宇宙之谓也。宇之表无极，宙之端无穷。
张衡将天地之外称为“宇宙”，他明确认为“宇宙”是无穷的——当然这也只是他思辨的结果，他不可能提供科学的证明。
古人也有明确主张宇宙为有限的，比如西汉扬雄在《太玄·玄摛》中给宇宙的定义是：
阖天谓之宇，辟宇谓之宙。
天和包容在其中的地合在一起称为“宇”，从天地诞生之日起才有了“宙”。这是明确将宇宙限定在物理性质的天地之内。这种观点因为最接近常识和日常感觉，即使在今天，对于没有受过足够科学思维训练的人来说也是最容易接纳的。
虽然在古籍中寻章摘句，还可以找到一些能将其解释成主张宇宙无限的话头
（比如唐代柳宗元《天对》中的几句文学性的咏叹）
，但从常识和日常感觉出发，终以主张宇宙有限者为多。
总的来说，对于古代中国人的天学、星占学或哲学而言，宇宙有限还是无限并不是一个非常重要的问题。而“四方上下曰宇，往古来今曰宙”的定义，则可以被主张宇宙有限、主张宇宙无限、主张宇宙有限无限为不可知的各方所接受。
李约瑟在《中国科学技术史》中为“宣夜说”专设一节，他热情赞颂这种宇宙模式说：
这种宇宙观的开明进步，同希腊的任何说法相比，的确都毫不逊色。亚里士多德和托勒密僵硬的同心水晶球概念，曾束缚欧洲天文学思想一千多年。中国这种在无限的空间中飘浮着稀疏的天体的看法，要比欧洲的水晶球概念先进得多。虽然汉学家们倾向于认为宣夜说不曾起作用，然而它对中国天文学思想所起的作用实在比表面上看起来要大一些。
这段话使得“宣夜说”名声大振。从此它一直沐浴在“唯物主义”“比布鲁诺
（Giordano Bruno）
早多少多少年”之类的赞美声中。虽然笔者早在三十多年前已指出这段话中至少有两处技术性错误，
但那还只是枝节问题。这里要讨论的是李约瑟对“宣夜说”的评价是否允当。
“宣夜说”的历史资料，人们找来找去也只有李约瑟所引用的那一段，见于《晋书·天文志》：
宣夜之书亡，惟汉秘书郎郗萌记先师相传云：“天了无质，仰而瞻之，高远无极，眼瞀精绝，故苍苍然也。譬之旁望远道之黄山而皆青，俯察千仞之深谷而窈黑，夫青非真色，而黑非有体也。日月众星，自然浮生虚空之中，其行其止皆须气焉。是以七曜或逝或住，或顺或逆，伏见无常，进退不同，由乎无所根系，故各异也。故辰极常居其所，而北斗不与众星西没也。摄提、填星皆东行。日行一度，月行十三度，迟疾任情，其无所系著可知矣。若缀附天体，不得尔也。”
其实只消稍微仔细一点来考察这段话，就可知李约瑟的高度赞美是建立在他一厢情愿的想象之上的。
首先，这段话中并无宇宙无限的含义。“高远无极”明显是指人目之极限而言。其次，断言七曜“伏见无常，进退不同”，却未能对七曜的运行进行哪怕是最简单的描述，造成这种致命缺陷的原因被认为是“由乎无所根系”，这就表明这种宇宙模式无法导出任何稍有积极意义的结论。
相比之下，西方在哥白尼之前的宇宙模式——哪怕就是亚里士多德学说中的水晶球体系，也能导出经得起观测检验的七政运行轨道。前者虽然在某一方面比较接近今天我们所认识的宇宙，终究只是哲人思辨的产物；后者虽然与今天我们所认识的宇宙颇有不合，却是实证的、科学的产物。两者孰优孰劣，应该不难得出结论。
“宣夜说”虽因李约瑟的称赞而获享盛名，但它根本未能引导出哪怕只是非常初步的数理天文学系统——即对日常天象的解释和数学描述，以及对未来天象的推算。从这个意义上来看，“宣夜说” （更不用说昕天、穹天、安天等说） 完全没有资格与“盖天说”和“浑天说”相提并论。真正在古代中国产生过重大影响和作用的宇宙模式，是“盖天”与“浑天”两家。盖天宇宙因事涉中外交流，将在本书第六章中详论，此处先论浑天。
与“盖天说”相比，“浑天说”的地位要高得多——事实上它是在中国古代占统治地位的主流学说，但是它却没有一部像《周髀算经》那样系统陈述其学说的著作。通常将《开元占经》卷一中所引的《张衡浑仪注》视为“浑天说”的纲领性文献，这段引文很短，全文如下：
浑天如鸡子。天体 （这里意为“天的形体”） 圆如弹丸，地如鸡子中黄，孤居于内。天大而地小。天表里有水，天之包地，犹壳之裹黄。天地各乘气而立，载水而浮。周天三百六十五度四分度之一，又中分之，则一百八十二度八分之五覆地上，一百八十二度八分之五绕地下。故二十八宿半见半隐。其两端谓之南北极。北极乃天之中也，在正北，出地上三十六度。然则北极上规径七十二度，常见不隐；南极天之中也，在正南，入地三十六度，南极下规径七十二度，常伏不见。两极相去一百八十二度半强。天转如车毂之运也，周旋无端，其形浑浑，故曰浑天也。
这就是“浑天说”的基本理论。内容远没有《周髀算经》中盖天理论那样丰富，但还是有几个值得稍加分析的要点。
“浑天说”的起源时间，一直是个未能确定的问题。可能的时间大抵在西汉初至东汉之间，最晚也就到张衡的时代。
认为西汉初年已有“浑天说”的主张，主要依据两汉之际扬雄《法言·重黎》中的一段话：
或问浑天，曰：落下闳营之，鲜于妄人度之，耿中丞象之。
有的学者认为这表明落下闳
（活动于汉武帝时）
的时代已经有了浑仪和“浑天说”，因为浑仪就是依据“浑天说”而设计的。有的学者强烈否认那时已有浑仪，但仍然相信是落下闳创始了“浑天说”。
迄今未见有得到公认的结论问世。
在上面的引文中有一点值得注意，即北极“出地上三十六度”。这里的“度”应该是中国古度。中国古度与西方将圆周等分为360°之间有如下的换算关系：
1中国古度=360/365.25=0.985 6°
因此北极“出地上三十六度”转换成现代的说法就是：北极的地平高度为35.48°。
北极的地平高度并不是一个常数，它是随着观测者所在的地理纬度而变化的。但是在上面那段引文中，作者显然还未懂得这一点，所以他一本正经地将北极的地平高度当作一个重要的基本数据来陈述。由于北极的地平高度在数值上恰好等于当地的地理纬度，这就提示我们，“浑天说”的理论极可能是创立于北纬35.48°地区的。然而这是一个会招致很大麻烦的提示，它使得“浑天说”的起源问题变得更加复杂。
如果打开地图来寻求印证，上面的提示就会给我们带来很大的困惑——几个可能与“浑天说”创立有关系的地区，比如巴蜀 （落下闳的故乡） 、长安 （落下闳等天学家被召来此地进行改历活动） 、洛阳 （张衡在此处两次任太史令） 等，都在北纬35.48°之南很远。以笔者之孤陋寡闻，好像未见前贤注意过这一点。如果我们由此判断“浑天说”不是在上述任一地点创立的，那么它是在何处创立的呢？地点一旦没有着落，时间上会不会也跟着出问题呢？
多年以后，笔者指导的博士研究生毛丹，利用古希腊史料，证实了这一猜测。
在“浑天说”中，大地和天的形状都已是球形，这一点与“盖天说”相比大大接近了今天的知识。但要注意它的天是有“体”的，应该意味着某种实体 （就像鸡蛋的壳） ，而这就与亚里士多德的水晶球体系半斤八两了。然而先前对亚里士多德水晶球体系激烈抨击的论著，对“浑天说”中同样的局限却总是温情脉脉地避而不谈。
但是球形大地“载水而浮”的设想造成了很大的问题。因为在这个模式中，日月星辰都是附着在“天体”内面的，而此“天体”的下半部分盛着水，这就意味着日月星辰在落入地平线之后都将从水中经过，这实在与日常的感觉难以相容。于是后来又有改进的说法，认为大地是悬浮在“气”中的，比如宋代张载《正蒙·参两篇》说“地在气中”，这当然比让大地浮在水上要合理一些。
用今天的眼光来看，“浑天说”显得初级、简陋，与约略同一时代西方托勒密精致的地心体系 （注意“浑天说”也完全是地心的） 无法同日而语，就是与《周髀算经》中的盖天学说相比也大为逊色。然而这样一个初级、简陋的学说，为何竟能在此后约两千年间成为主流学说？
原因其实也很简单：就因为“浑天说”将天和地的形状认识为球形。这样一来，至少可以在此基础上发展出一种最低限度的球面天文学体系。而只有球面天文学，才能使得对日月星辰运行规律的测量、推算成为可能。“盖天学说”虽有它自己的数理，但它对天象的数学说明和描述是不完备的 （例如《周髀算经》中完全没有涉及交蚀和行星运动的描述和推算） 。
笔者之所以加上“最低限度的”这一限定语，是因为“浑天说”中有一个致命的缺陷，使得天文学家和数学家都无法从中发展出任何行之有效的几何宇宙模型，以及建立在此几何模型基础之上的球面天文学。这个致命的缺陷，简单地说只是四个字：地球太大。
中国古代是否有“地圆说”，这个问题是在明末传入了西方“地圆说”并且此学说被一部分中国天文学家当作正确结论接受之后才产生的。而答案几乎是众口一词的“有”。然而，这一问题并非一个简单的“有”或“无”所能解决。
被作为中国古代地圆学说的文献证据，主要有如下几条：
南方无穷而有穷。……我知天下之中央，燕之北、越之南是也。 （《庄子·天下》引惠施语）
浑天如鸡子。天体圆如弹丸，地如鸡子中黄，孤居于内。天大而地小。天表里有水，天之包地，犹壳之裹黄。 （东汉张衡《浑天仪图注》）
天地之体，状如鸟卵，天包地外，犹壳之裹黄也；周旋无端，其形浑浑然，故曰浑天也。 （三国王蕃《浑天象说》）
惠施的话，如果假定地球是圆的，可以讲得通，所以被视为“地圆说”的证据之一。后面两条，则已明确断言大地为球形。
但是能否确认地圆，并不是一件孤立的事情。换句话说，并不是承认地球是球形就了事。在古希腊天文学中，“地圆说”是与整个球面天文学体系紧密联系在一起的。这样的“地圆说”实际上有两大要点：
一、地为球形；
二、地与“天”相比非常之小。
第一点容易理解，但第二点的重要性就不那么直观了。然而这里只要指出下面一点或许就已足够：球面天文学中，只在极少数情况比如考虑地平视差、月蚀等问题时，才需计入地球自身的尺度，而在其他绝大部分情况下都将地球视为一个点，即忽略地球自身的尺度。这样的忽略不仅是非常必要的，而且是完全合理的，这只需看一看下面的数据就不难明白：
地球半径 6 371公里
地球与太阳的距离 149 597 870公里
上述两值之比约为 1∶23 481
进而言之，地球与太阳的距离，在太阳系八大行星中仅位列第三，太阳系的广阔已经可想而知。如果再进而考虑银河系、河外星系……那更是广阔无垠了。地球的尺度与此相比，确实可以忽略不计。古希腊人的宇宙虽然是以地球为中心的，但他们发展出来的球面天文学却完全可以照搬到日心宇宙和现代宇宙体系中使用——球面天文学主要就是测量和计算天体位置的学问，而我们人类毕竟是在地球上进行测量的。
现在再回过头来看中国古代的“地圆说”。中国人将天地比作鸡蛋的蛋壳和蛋黄，那么显然，在他们心目中天与地的尺度是相去不远的。事实正是如此，下面是中国古代关于天地尺度的一些数据：
天球直径为三十八万七千里；地离天球内壳十九万三千五百里。 （《尔雅·释天》）
天地相距六十七万八千五百里。 （《河洛纬甄耀度》）
其周天也，三百六十五度；其去地也，九万一千余里。 （杨炯《浑天赋》）
以第一说为例，地球半径与太阳距离之比是1∶1。在这样的比例中，地球自身尺度就无论如何也不能忽略。然而自明末起，学者们常常忽视上述重大区别，而力言西方“地圆说”在中国“古已有之”；许多当代论著也经常重复与古人相似的错误。
非常不幸的是，不能忽略地球自身的尺度，也就无法发展出古希腊人那样的球面天文学。学者们曾为中国古代的天文学何以未能进展为现代天文学找过许多原因，诸如几何学不发达、不使用黄道体系等，其实将地球看得太大，或许是根本的原因之一。
评价不同宇宙学说的优劣，当然需要有一个合理的判据。我们在前面已经看到，这个判据不应该是主张宇宙有限还是无限，也不能是抽象的“唯心”或“唯物”。
另一个深入人心的判据，是看它与今天的知识有多接近。许多科学史研究者将这一判据视为天经地义，却不知其实大谬不然。人类对宇宙的探索和了解是一个无穷无尽的过程，我们今天对宇宙的知识，也不可能永为真理。当年哥白尼的宇宙、开普勒的宇宙……今天看来都不能叫真理，都只是人类认识宇宙的过程中的不同阶梯，而托勒密的宇宙、第谷的宇宙……也同样是阶梯。
对于古代的天学家来说，宇宙模式实际上是一种“工作假说”。因此如果我们以发展的眼光来看，评价不同宇宙学说的优劣，比较合理的判据应该是：
看这种宇宙学说中能不能容纳对未知天象的描述和预测；如果这些描述和预测最终导致对该宇宙学说的修正或否定，那就更好。
在这里笔者的立场接近科学哲学家波普尔
（K. R. Popper）
的“证伪主义”，即认为只有那些通过实践
（观测、实验等）
能够对其构成检验的学说才是有助于科学进步的，这样的学说具有“可证伪性”
（falsifiability）
。而那些永不会错的真理
（比如“明天可能下雨也可能不下”）
，以及不给出任何具体信息和可操作检验的学说，不管它们看上去多么正确，对于科学的发展来说都是没有意义的。
按照这一判据，几种前哥白尼时代的宇宙学说可排名次如下：
1.托勒密宇宙体系；
2.《周髀算经》中的盖天宇宙体系；
3.中国的“浑天说”。
至于“宣夜说”之类就根本排不上号了。“宣夜说”之所以在历史上没有影响，不是因为它被观测证据所否定，而是因为它根本就是“不可证伪的”，没有任何观测结果能构成对它的检验，因而对于解决任何具体的天文学课题来说都是没有意义的。
托勒密的宇宙体系之所以被排在第一位，是因为它是一个高度可证伪的、公理化的几何体系。从它问世之后，直到哥白尼学说胜利之前，西方世界 （包括阿拉伯世界） 几乎所有的天文学成就都是在这一体系中做出的。更何况正是在这一体系的滋养之下，才产生了第谷体系、哥白尼体系和开普勒体系。
笔者已经证明，《周髀算经》中的盖天学说也是一个公理化的几何体系，尽管比较粗糙、幼稚。
其中的宇宙模型有明确的几何结构，由这一结构进行推理演绎时又有具体的、绝大部分能够自洽的数理。“日景千里差一寸”正是在一个不证自明的前提、亦即公理“天地为平行平面”之下推论出来的定理。
而且，这个体系是可证伪的。唐开元十二年
（公元724年）
，一行、南宫说主持全国范围的大地测量，以实测数据证明了“日景千里差一寸”是错的，
遂宣告了“盖天说”的最后失败。这里之所以让“盖天说”排名在“浑天说”之前，是因为它作为中国古代唯一的公理化尝试，实有难能可贵之处。
“浑天说”没能成为像样的几何体系，但它毕竟能够容纳对未知天象的描述和预测，使中国传统天文学在此后的一两千年间得以持续运作和发展。它的论断也是可证伪的 （比如大地为球形，就可以通过实际观测来检验） ，不过因为符合事实，自然不会被证伪。而“盖天说”的平行平面天地就要被证伪。
中国古代在宇宙体系方面相对落后，但在数理天文学方面却能有很高成就，这对西方人来说是难以想象的。其实这背后另有一个原因。
中国人是讲究实用的，对于纯理论的问题、眼下还未直接与实际运作相关的问题，都可以先束之高阁，或是绕道避之。宇宙模式在古代中国人眼中就是一个这样的问题。古代中国天学家采用数值计算方法，以经过观测获得的会合周期数值叠加来描述日、月、五大行星的运行，效果也很好 （古代巴比伦天文学也有类似方法） 。宇宙到底是怎样的结构，可以不去管它。宇宙模式与数理天文学之间的关系，在古代中国远不像在西方那样密切——西方的数理天文学是直接在宇宙的几何模式中演绎、推导而出的。
