打开《晋书》，翻到“地理志”，在枯燥内容中，有短短的两段内容，闪烁着古人探天寻地的智慧：
“昔大禹观于浊河而受绿字，寰瀛之内可得而言也。天有七星，地有七表；天有四维，地有四渎。八纮之外，名为八极。地不足东南，天不足西北。八极之广，东西二亿三万一千三百里，南北二亿三万一千三百里。自地至天，半八极之数，自下亦如之。”
“昔黄帝令竖亥步自东极，至于西极，五亿十万九千八百八步。史臣案，凡周天积百七万九百一十三里，径三十五万六千九百七十里。所谓南北为经，东西为纬。”
大意就是：从前大禹在治理浑浊的黄河时，受天书旨意，领悟到对世界的深刻认识。人类居住的地方，天上有七星，地上对应七个分野；天有四个方位，地上有四条大河。大地八方的最远之处，称为八极（柱）。平坦的大地在东南方向有所缺失，高耸的天空在西北方向有所下凹。八极的宽度，东西方向为二亿三万一千三百里，南北方向也为二亿三万一千三百里。从地面到天空的距离是八极的一半，从地面到地底的距离也是如此。
黄帝（还是大禹）命令竖亥用脚步丈量大地的距离。竖亥从东极走到西极，一共走了五亿十万九千八百八步。史官根据测量数据，计算出周天的总长度为一百七万九百一十三里，直径为三十五万六千九百七十里。所谓南北方向为经，东西方向为纬。
我非常吃惊，这些测量数据精确到步、里。几千年前的古人，他们是如何做到的？
而透过这些记载，发现古人量天丈地的三种方法就跃然纸上，从神人竖亥万里跋涉用脚进行的实验测量，到借助圭表测影的精巧实验和几何计算，再到基于盖天说的宇宙模型。这其实就是古人逐步揭开人类空间距离的不断探索过程，不仅展现了古人的智慧，更揭示了他们对天地结构的系统性认知。堪称是一部地球认知史诗。
（1）竖亥步地——用脚步丈量九州
《山海经·海外东经》的描述更加详细：“帝命竖亥步自东极至于西极，五亿十选九千八百步。竖亥右手把算，左手指青丘北。一曰禹令竖亥，一曰五亿十万九千八百步。”其它的《淮南子·地形训》和《吴越春秋》中也都有这个故事的记载，只是在细节上略有差异。
这是人类历史上第一次伟大的大地测量活动，故事主角叫竖亥，被认为是古代神话中的一位“神行太保”，以其非凡的脚力著称。竖亥受命测量大地的长度，他右手拿着算筹，左手指向青丘国的北端，风餐露宿从东极测量到西极，一共走了五亿十万九千八百步，完成了这次史诗级的实地勘测工作。
虽然带有神话般传奇色彩，但也反映了大禹治水后，为了划分地域九州、重整家园而进行的一次地球测绘创举，是解读中国早期文明大范围地理测量的关键线索。
如果这是一次真实的测量，那这个五亿十万九千八百步的勘测结果是否可靠呢？特别是如此精准的步数，在远古的条件下，是怎么得到的。我无法验证这个数据，但可以和《山海经·中山经》中的“天地之东西二万八千里，南北二万六千里。”等史料进行互证。
找到一篇专业文章，是中国科学院自然科学史研究所徐凤先发表于2017年的《中国文明早期对于大范围地理距离的认知》，该文章对这个问题进行了深入探讨，为了方便，简称《地理认知》。下面就简单介绍一下《地理认知》进行的验证：
首先，是关于’亿‘的假设：文章认为，秦汉以前，“万”是常用的最大的数量级，“亿”经常用来表示较“万”大一级的数字。因此，对‘五亿十万九千八百步’这个数，因为亿在十万之前，故当做百万使用。这样，就是五百一十万九千八百步。
接下来，需要把步数转换为古代的里。文献有一里为300步、250步等关系，《地理认知》根据详细的研究，得出一里为200步的新转换规则。
以1里约200步计，则5,109,808步，折合后就约等于2.6万里。这一数字与《山海经·中山经》、《淮南子·地形训》“南北二万六千里”的记载一致，虽然竖亥测量的方向是东西极，文章认为是笔误或者理解差异导致。
不管怎样，基于上述假设，核查竖亥的测量步数与许多历史记载的南北极距离基本上吻合。虽然无法知道这个具体数据是什么产生的，但通过和其它的史料数据进行比对，也能够解释通。
这在一定程度上显示出古代测量数据的可靠性或者一致性，也间接证明华夏远古时期，先人们可能真的进行过这样一次伟大的实验！
相信这场跨越东西极的跋涉并非坦途。竖亥的足迹需穿越崇山峻岭、湍急河流，甚至面对瘴气弥漫的南方沼泽与酷寒的北方荒原。每一步都需校准方向，每一里都需记录数据。在没有现代工具的时代，这一壮举依赖人力与毅力，堪称人类历史上首次伟大的系统性大地测绘。
先秦时期的一里约250米，故2.6万里相当于6500公里。所以，这个测量应该是丈量了九州山河的轮廓。
（2）圭表测影——几何智慧的开端
然而，竖亥的步地测量，一方面是成本太大，误差很大。更重要的是，想要重复测量几乎是不可能的。因为历史上，只有竖亥一个健走神侠能够完成这项艰巨的使命。于是，先秦时期的人们发明了圭表测量日影这样一个精妙技术，来解决这个问题。这是中国古代地理学从简单的观察实验，迈向科学测量和计算的起点。
具体的讲，古人是通过“立八尺之表，观天地之影”的方法，来捕捉日影的微小变化。而这背后的基础，则是《周髀算经》中记载的：“日影千里差一寸”，即在夏至的正午，日影长度每变化一寸，对应地面距离一千里的差异。圭表测影奠定了华夏大地测量的基本方法与数学理论，是天地观测的几何密钥。
我们就用古人的圭表测影技术作一个非常简单实验，来检验《晋书·地理志》中的，“八极之广，东西二亿三万一千三百里，南北二亿三万一千三百里。”这个数据。
同样，这里的“亿”在万之前，当做“十万”使用。故八极之东西、南北距离就是23.13万里。这个更大尺度的距离，无法使用脚了丈量了。
这里先解释一下八极的概念。古人对他们生活居住的地方，已经有了一个“天圆地方”的朴素认知。到先秦时期，又形成了“九州之外，乃有八殥。八殥之外，而有八纮。八纮之外，乃有八极。”（《淮南子》）这样一个盖天说。可以这样理解，九州位于一个中央正方形的区域，它被一层层的正方形地域包围着。从里向外，分别是八殥、八纮两层，最外一层，就是八极，也有人认为就是八柱（山）。总之，这就是古人认知里的宇宙边缘，方地棋盘的最外、最远层了。
因此，这23.13万里，就是最外层正方形的边长。
根据《周髀算经》记载的：“冬至日影长一丈三尺”（即13尺），按“夏至千里差一寸”进行粗略换算，大约冬至千里差二寸。
因此，冬至日道（最南端）至测量地（周地）的距离就是：130寸×1000里/2寸=65,000里。
另外，“北极旋玑影长一丈三寸”（即10.3尺），得到北极至测量地（周地）的距离是：103寸×1000里/2寸=51,500里。
因此，四极之内的距离为冬至日道高度与北极高度之和：65,000里 + 51,500里 = 11.65万里。
这个数据，与古书上记载的23.13万里，差了一半，可能是因为我用的这个方法过于简单导致。但不管怎么，相信已经体会了古人从简单的实地测量，转向通过观察值、经验参数和理论计算相结合的科学方法。
而这个23万里，也许就是古人认知中大地的边界了。这是世界上早期的几何大地测量计算体系，将“天圆地方”的想象转化为可量化的空间框架。
（3）盖天模型——数学模型统合天地
随着知识的增长和测量数据的不断积累，古人已经不满足受制于一个简单的“天圆地方”和“盖天说”的概念，便构建了一个宏观宇宙的理论模型。《周髀算经》在笼统的“天似盖笠，地法覆盘”假设基础上，进一步提出天穹为半球形的盖子，地为方形的平盘。天地平行，之间依靠八极之柱支撑。天地间距为八极之半，从地面到地底的距离也同样是八极的一半，这样一个相对比较完整的宇宙结构模型。天地关系就是天盖以北极为中心旋转，日月星辰附着在天盖上运行。
这就是《晋书·地理志》上面的量化模型：“凡周天积百七万九百一十三里，径三十五万六千九百七十里。”周天积是宇宙模型的圆周长，长度是一百七万九百一十三里，其直径是三十五万六千九百七十里。
以当时《周髀算经》“径一周三”的圆周率计算直经，周长1,070,913 / 3 = 356,971里，与直径数据就差1里，几乎是完美的吻合，展现了古人数学推理的严谨。加上“天地间距为八极之半”，就是23.3万里 / 2 = 11.65万里，“地面到地底的距离”也是11.65万里，从而构建了一个完备的宇宙模型。
天穹直径达35.7万里，远超大地八极的23.13万里宽度，是否暗示古人已意识到地球仅是宇宙的一部分。盖天说的核心在于勾股定理的应用：通过日影高度与地面距离的几何关系，推演出天顶至地面的弧度。这种计算早于欧洲，体现了中国古代科学的领先性。
尽管盖天说以现代视角看并非精确，但它标志着从经验测量到理论建模的飞跃，为后世浑天说与地圆说的演进铺平了道路。
虽然，我们已经无法知道古人是如何得出一个个如此精确的数据。但经过一系列的相互验证，我们有理由充分相信，这些数据，绝对不是古人凭空杜撰出来的！
《晋书》上的短短数语，汇总了许多历史资料信息，让我们了解到从竖亥步地的实践壮举，到圭表日影的几何智慧，再到盖天说的数学模型，这样一个中国古代大地测量的“三部曲”。它们构成了一个自成体系的科学史诗，是古代华夏文明的完美体现。不仅揭示了先民对地球尺度的认知，更展现了他们以理性与勇气探索宇宙的精神，是人类智慧的永恒见证。
