打開《晉書》，翻到“地理志”，在枯燥內容中，有短短的兩段內容，閃爍着古人探天尋地的智慧：
“昔大禹觀於濁河而受綠字，寰瀛之內可得而言也。天有七星，地有七表；天有四維，地有四瀆。八紘之外，名為八極。地不足東南，天不足西北。八極之廣，東西二億三萬一千三百里，南北二億三萬一千三百里。自地至天，半八極之數，自下亦如之。”
“昔黃帝令豎亥步自東極，至於西極，五億十萬九千八百八步。史臣案，凡周天積百七萬九百一十三里，徑三十五萬六千九百七十里。所謂南北為經，東西為緯。”
大意就是：從前大禹在治理渾濁的黃河時，受天書旨意，領悟到對世界的深刻認識。人類居住的地方，天上有七星，地上對應七個分野；天有四個方位，地上有四條大河。大地八方的最遠之處，稱為八極（柱）。平坦的大地在東南方向有所缺失，高聳的天空在西北方向有所下凹。八極的寬度，東西方向為二億三萬一千三百里，南北方向也為二億三萬一千三百里。從地面到天空的距離是八極的一半，從地面到地底的距離也是如此。
黃帝（還是大禹）命令豎亥用腳步丈量大地的距離。豎亥從東極走到西極，一共走了五億十萬九千八百八步。史官根據測量數據，計算出周天的總長度為一百七萬九百一十三里，直徑為三十五萬六千九百七十里。所謂南北方向為經，東西方向為緯。
我非常吃驚，這些測量數據精確到步、里。幾千年前的古人，他們是如何做到的？
而透過這些記載，發現古人量天丈地的三種方法就躍然紙上，從神人豎亥萬里跋涉用腳進行的實驗測量，到藉助圭表測影的精巧實驗和幾何計算，再到基於蓋天說的宇宙模型。這其實就是古人逐步揭開人類空間距離的不斷探索過程，不僅展現了古人的智慧，更揭示了他們對天地結構的系統性認知。堪稱是一部地球認知史詩。
（1）豎亥步地——用腳步丈量九州
《山海經·海外東經》的描述更加詳細：“帝命豎亥步自東極至於西極，五億十選九千八百步。豎亥右手把算，左手指青丘北。一曰禹令豎亥，一曰五億十萬九千八百步。”其它的《淮南子·地形訓》和《吳越春秋》中也都有這個故事的記載，只是在細節上略有差異。
這是人類歷史上第一次偉大的大地測量活動，故事主角叫豎亥，被認為是古代神話中的一位“神行太保”，以其非凡的腳力著稱。豎亥受命測量大地的長度，他右手拿着算籌，左手指向青丘國的北端，風餐露宿從東極測量到西極，一共走了五億十萬九千八百步，完成了這次史詩級的實地勘測工作。
雖然帶有神話般傳奇色彩，但也反映了大禹治水後，為了劃分地域九州、重整家園而進行的一次地球測繪創舉，是解讀中國早期文明大範圍地理測量的關鍵線索。
如果這是一次真實的測量，那這個五億十萬九千八百步的勘測結果是否可靠呢？特別是如此精準的步數，在遠古的條件下，是怎麼得到的。我無法驗證這個數據，但可以和《山海經·中山經》中的“天地之東西二萬八千里，南北二萬六千里。”等史料進行互證。
找到一篇專業文章，是中國科學院自然科學史研究所徐鳳先發表於2017年的《中國文明早期對於大範圍地理距離的認知》，該文章對這個問題進行了深入探討，為了方便，簡稱《地理認知》。下面就簡單介紹一下《地理認知》進行的驗證：
首先，是關於’億‘的假設：文章認為，秦漢以前，“萬”是常用的最大的數量級，“億”經常用來表示較“萬”大一級的數字。因此，對‘五億十萬九千八百步’這個數，因為億在十萬之前，故當做百萬使用。這樣，就是五百一十萬九千八百步。
接下來，需要把步數轉換為古代的里。文獻有一里為300步、250步等關係，《地理認知》根據詳細的研究，得出一里為200步的新轉換規則。
以1里約200步計，則5,109,808步，摺合後就約等於2.6萬里。這一數字與《山海經·中山經》、《淮南子·地形訓》“南北二萬六千里”的記載一致，雖然豎亥測量的方向是東西極，文章認為是筆誤或者理解差異導致。
不管怎樣，基於上述假設，核查豎亥的測量步數與許多歷史記載的南北極距離基本上吻合。雖然無法知道這個具體數據是什麼產生的，但通過和其它的史料數據進行比對，也能夠解釋通。
這在一定程度上顯示出古代測量數據的可靠性或者一致性，也間接證明華夏遠古時期，先人們可能真的進行過這樣一次偉大的實驗！
相信這場跨越東西極的跋涉並非坦途。豎亥的足跡需穿越崇山峻岭、湍急河流，甚至面對瘴氣瀰漫的南方沼澤與酷寒的北方荒原。每一步都需校準方向，每一里都需記錄數據。在沒有現代工具的時代，這一壯舉依賴人力與毅力，堪稱人類歷史上首次偉大的系統性大地測繪。
先秦時期的一里約250米，故2.6萬里相當於6500公里。所以，這個測量應該是丈量了九州山河的輪廓。
（2）圭表測影——幾何智慧的開端
然而，豎亥的步地測量，一方面是成本太大，誤差很大。更重要的是，想要重複測量幾乎是不可能的。因為歷史上，只有豎亥一個健走神俠能夠完成這項艱巨的使命。於是，先秦時期的人們發明了圭表測量日影這樣一個精妙技術，來解決這個問題。這是中國古代地理學從簡單的觀察實驗，邁向科學測量和計算的起點。
具體的講，古人是通過“立八尺之表，觀天地之影”的方法，來捕捉日影的微小變化。而這背後的基礎，則是《周髀算經》中記載的：“日影千里差一寸”，即在夏至的正午，日影長度每變化一寸，對應地面距離一千里的差異。圭表測影奠定了華夏大地測量的基本方法與數學理論，是天地觀測的幾何密鑰。
我們就用古人的圭表測影技術作一個非常簡單實驗，來檢驗《晉書·地理志》中的，“八極之廣，東西二億三萬一千三百里，南北二億三萬一千三百里。”這個數據。
同樣，這裡的“億”在萬之前，當做“十萬”使用。故八極之東西、南北距離就是23.13萬里。這個更大尺度的距離，無法使用腳了丈量了。
這裡先解釋一下八極的概念。古人對他們生活居住的地方，已經有了一個“天圓地方”的樸素認知。到先秦時期，又形成了“九州之外，乃有八殥。八殥之外，而有八紘。八紘之外，乃有八極。”（《淮南子》）這樣一個蓋天說。可以這樣理解，九州位於一個中央正方形的區域，它被一層層的正方形地域包圍着。從裡向外，分別是八殥、八紘兩層，最外一層，就是八極，也有人認為就是八柱（山）。總之，這就是古人認知里的宇宙邊緣，方地棋盤的最外、最遠層了。
因此，這23.13萬里，就是最外層正方形的邊長。
根據《周髀算經》記載的：“冬至日影長一丈三尺”（即13尺），按“夏至千里差一寸”進行粗略換算，大約冬至千里差二寸。
因此，冬至日道（最南端）至測量地（周地）的距離就是：130寸×1000里/2寸=65,000里。
另外，“北極旋璣影長一丈三寸”（即10.3尺），得到北極至測量地（周地）的距離是：103寸×1000里/2寸=51,500里。
因此，四極之內的距離為冬至日道高度與北極高度之和：65,000里 + 51,500里 = 11.65萬里。
這個數據，與古書上記載的23.13萬里，差了一半，可能是因為我用的這個方法過於簡單導致。但不管怎麼，相信已經體會了古人從簡單的實地測量，轉向通過觀察值、經驗參數和理論計算相結合的科學方法。
而這個23萬里，也許就是古人認知中大地的邊界了。這是世界上早期的幾何大地測量計算體系，將“天圓地方”的想象轉化為可量化的空間框架。
（3）蓋天模型——數學模型統合天地
隨着知識的增長和測量數據的不斷積累，古人已經不滿足受制於一個簡單的“天圓地方”和“蓋天說”的概念，便構建了一個宏觀宇宙的理論模型。《周髀算經》在籠統的“天似蓋笠，地法覆盤”假設基礎上，進一步提出天穹為半球形的蓋子，地為方形的平盤。天地平行，之間依靠八極之柱支撐。天地間距為八極之半，從地面到地底的距離也同樣是八極的一半，這樣一個相對比較完整的宇宙結構模型。天地關係就是天蓋以北極為中心旋轉，日月星辰附着在天蓋上運行。
這就是《晉書·地理志》上面的量化模型：“凡周天積百七萬九百一十三里，徑三十五萬六千九百七十里。”周天積是宇宙模型的圓周長，長度是一百七萬九百一十三里，其直徑是三十五萬六千九百七十里。
以當時《周髀算經》“徑一周三”的圓周率計算直經，周長1,070,913 / 3 = 356,971里，與直徑數據就差1里，幾乎是完美的吻合，展現了古人數學推理的嚴謹。加上“天地間距為八極之半”，就是23.3萬里 / 2 = 11.65萬里，“地面到地底的距離”也是11.65萬里，從而構建了一個完備的宇宙模型。
天穹直徑達35.7萬里，遠超大地八極的23.13萬里寬度，是否暗示古人已意識到地球僅是宇宙的一部分。蓋天說的核心在於勾股定理的應用：通過日影高度與地面距離的幾何關係，推演出天頂至地面的弧度。這種計算早於歐洲，體現了中國古代科學的領先性。
儘管蓋天說以現代視角看並非精確，但它標誌着從經驗測量到理論建模的飛躍，為後世渾天說與地圓說的演進鋪平了道路。
雖然，我們已經無法知道古人是如何得出一個個如此精確的數據。但經過一系列的相互驗證，我們有理由充分相信，這些數據，絕對不是古人憑空杜撰出來的！
《晉書》上的短短數語，匯總了許多歷史資料信息，讓我們了解到從豎亥步地的實踐壯舉，到圭表日影的幾何智慧，再到蓋天說的數學模型，這樣一個中國古代大地測量的“三部曲”。它們構成了一個自成體系的科學史詩，是古代華夏文明的完美體現。不僅揭示了先民對地球尺度的認知，更展現了他們以理性與勇氣探索宇宙的精神，是人類智慧的永恆見證。
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