二、以球形大地為基礎的渾天說

渾天說發達於西漢，但是它淵源於戰國時代法家慎到（西元前四世記）所說：「天體如彈丸，其勢斜倚」相反於蓋天說之天為半球形的說法，而認為天是一個整球，此乃渾天說的主要論點。慎到雖然沒有談到大地形狀問題，但是那時候的惠施（西元前年 3 7 0 - 3 1 0 年）已較為確切地提出大地是球形的初步揣測，他認為「南方無窮而有窮」，只能解為大地是球形，才能越過南端而繞回來，同樣，「我知天下之中央，燕之北，越之南是也」。燕在北方，越在南方，天下的中央何以同時在燕的北方和越的南方呢？合理的解釋是：大地不是一個平面，而是一個圓球，因此有兩個「天下之中央」，一個在天北極之下，另一個在天南極之下。或者說，一個在地球北極即「燕之北」，一個在地球南極即「越之南」，可見惠施對於大地之為球形，是有初步認識的。

惠施的理論中尚有「天與地卑」一句，這是說，星斗所附麗的天空，確實可以低於地平的。這也是渾天思想的萌芽。渾天說郎認為，天空是渾圓的，大地也是渾圓的，因而天空總有一部分位於地平線下面。所似惠施是渾天說的先驅，但是渾天說就成為一種宇宙結構體系，卻是遲至漢代之事。漢武帝時的民間天文學家落下閎所製作的渾儀就是按照渾天說的構想設計的，渾儀外圈的圓環代表圓形的天空，而觀測用的窺管穿過的圓環中心，正是代表地球的位置。所以渾儀既是觀測儀器，又象 ? 渾天說的宇宙體系。到了東漢時代，張衡在「渾儀圖注」中更明白地說︰

「渾天如雞子，天體圓如彈丸，地如雞中黃，孤居於內，天大而地小。天表裏有水，天之包地，猶殼之裹黃。大地各乘氣而立，載水而浮。」張衡只說明天地之關係，而沒有說明日月星辰的情形，所以三國時代王蓄（西元 2 2 8 年 - 2 6 6 年）說︰

「天地之體，狀如鳥卵，天包於地外，猶卵之裹黃，周旋於端，其形渾渾然，故曰渾天。其術以為天半覆地上，半在地下，其南北極持其兩端，其天與日月星宿斜而回轉。」

王蓄說明半邊天在地上，半邊天在地下；日月星辰附在天殼上，隨天周日旋轉。這就是渾天說的天體運行理論，極類似於古希臘亞里士多德的地球為中心之宇宙體系。無疑的，「地如雞中黃」表示中國先民已認識到大地是一懸於宇宙間的圓球，在人類認識宇宙的歷史上是一個里程碑。

但是渾天說也面臨著不少的問題，其中最主要的是，地球，這個圓球是如何懸在空中的？最早的渾天說認為包在外面的「天球」（天體圓如彈丸）裏面盛了水，而地球就浮在水面。此與蓋天說的說法相似。然而地球浮在水上的說法也同樣遇到難題，即附在天球內壁，隨著天球繞地球轉的日月星辰，當它們運行到地平線以下時，如何從水裏通過呢？渾天說無法提出令人滿意的解釋，所以後來的天文學家紛紛起來反對，如明代的章潢（西元 1 5 2 7 年 - 1 6 0 8 年）說︰

「隋書謂日入水中，妄也。水由地中行，不離乎地，地之四表皆天，安得有水？謂水浮天載地，尤妄也。」

於是渾天說隨著元氣本體論的發展乃改為地球浮於氣中，仿如氣球一般的說法，這可以舉宋代張載所主張的為代表，他說︰

「地在氣中，地有升降，日有修短，地雖凝聚不散之物，然一氣升降其間，相從而不已也。」

張載把地球運動的原因歸之於氣之升降；夏季氣上升，地球隨之上浮，離太陽較近，所以天氣就熱；冬季氣比較稀薄，地球隨之下降，離太陽較遠，所以天氣就冷，

張載的理論雖然不對，但是他說明了以下兩點︰

1. 地球在空間中是懸浮著的，而且不停地運動中。
2. 地球上四李的交替不是由於外在原因，而是地球本身運動所致。

所以張載的理論比前人更加進步。明代的章潢也有一套理論，他說︰「天空虛而其狀與雞卵相似，地局定於天中，則如雞卵中黃。地之上下四圍，蓋皆虛空處即天也。地所以懸於虛空，而 ? 古不墜者，天行於外，晝夜旋轉而無一息停也。」

章演以動力學的平衡來說明地球懸空不墮的原因，也是一個為渾天說打開一條出路的理希。

總之，渾天說比蓋天說進步。以觀察天體的視動而論，渾天說按照渾天體系來解釋宇宙的結構，比蓋天論精確得多，所似渾天說在中國古代的宇宙結構學說中，遂取代蓋天說而居主導的地位。