把宇宙作為一個整體，探討我們所居住的大地在其中所處的位置，即天和地的關系，叫宇宙結構理論。在中國古代，天體學說有所謂論天六家：即蓋天、渾天、宣夜、昕天、穹天、安天。其中主要有三家：即蓋天、渾天、宣夜。昕天基本上屬于蓋天體系，穹天是蓋天說的翻版，安天則是宣夜的發(fā)展。
蓋天說出現于殷末周初。主要觀點為天在上，地在下，天為一個半球形的大罩子。南北朝時代鮮卑族歌手斛律金《敕勒歌》中天似穹廬，籠蓋四野兩句詩，是對蓋天說的形象化說明。蓋天說一共有兩種。
第一種蓋天說即天圓地方說?！稌x書天文志》中說：周髀家云：天員（圓）如張蓋，地方如棋局。關于方形的大地，戰(zhàn)國時代陰陽家齊人鄒衍解釋說，上有九個州，中國是其中之一，叫赤縣神州，每個州四周環(huán)繞著一個稗海。九州之外，還有一個大瀛海包圍著，一直與下垂的天的四周相連接。穹廬般的天穹有一個極（這個極實際上是地球自轉軸正對這一點），天就象車轱轆一樣繞著這個極旋轉不息。天圓地方說的最大破綻，就是半球形的天穹和方形大地之間不能吻合。迫使其修改為：天并不與地相接，而是象一把大傘一樣，高懸在大地上空，有繩子縛住它的樞紐，周圍有八根在柱子支撐著。天空有如一座頂部為圓拱的涼亭?！读凶訙珕枴菲兴f的共工觸倒的那個不周山，就是八根擎天柱之一，所以女媧便出來煉石補天。天圓地方說提出的宇宙模型，只是憑感性的觀察，又摻入了許多規(guī)定的。但在我國歷史上卻有廣泛影響，符合儒家關于天尊地卑的說教，在封建王朝的天地理論體系中占據正統(tǒng)地位。如北京的天壇，是圓形的；地壇，是方形的。這是天圓地方的象征性模型。
第二種蓋天說將方形大地改為拱表大地，即《晉書.天文志》中所說的天象蓋笠，地法覆盤。第二種蓋天說已經有了拱形大地的設想，為以后球形大地的認識奠定了基礎。便它仍然不能解釋天體的運行，如太陽的東升西落和月亮的盈虧等問題。
渾天說主張大地是個球形，外裹著一個球形的天穹，地球浮于天表內的水上。漢代天文學家張衡在《渾天儀圖注》中說：渾天如雞子，天體圓如彈丸，地如雞子中黃，孤居于天內，天大而地小。天表里有水，天之包地，猶殼之裹黃。天地各乘氣而立，載水而浮。......天轉如車轂之運也，周旋無端。其形渾渾，故曰渾天。渾天說始于戰(zhàn)國時期，戰(zhàn)國人慎到、惠施都提出過關于球形大地的設想。關于球形大地如何懸在空中，最早的渾天說認為天球里盛滿水，地球浮在水面。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。后來一些渾天論者紛紛反對地球浮于水面的說法。明代章潢《圖書編天地總論》中說：《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。
隨著元氣體論的發(fā)展，渾天說改為地球浮于氣中，與氣天相似。宋張載《正蒙.參兩篇》中說地在氣中。渾天說比起蓋天說來，無疑要進步得多。渾天說與球面天文學的基本出發(fā)點完全一致，對于觀測天文學來說，也能充分滿足要求。但是，作為宇宙結構理論來說，渾天說則是不符合事實的。天球的概念完全是個臆想的概念。
宣夜說認為天并沒有一固定的天穹，而只不過是無邊無涯的氣體，日月星辰就在氣體中飄浮游動。關于宣夜說的命名，清代鄒伯奇說：宣勞午夜，斯為談天家之宣夜乎？宣夜說之得名，是因為觀測星星常常鬧到夜半不睡覺。宣夜說的歷史淵源，可上溯到戰(zhàn)國時代的莊子。《莊子逍遙游》：天之蒼蒼，其正色邪？其遠而無所有至極邪？用提問的方式表達了自己對宇宙無限的猜測。宣夜說自然觀的基礎是元氣學說。戰(zhàn)國時代宇宙無限的猜測。宣夜自然觀的基礎是元氣學說。戰(zhàn)國時代道有中的宋尹學派，把宇宙萬事萬物的本源歸結為氣。這氣可以上為日月星辰，下為山川草木。在這方面，宣夜說有重大發(fā)展。三國時代的宣夜說學者楊泉在《物理論》中說：夫天，元氣也，皓然而已，無他物焉。他還進一步論證說：夫地有形而天無全。譬如灰焉，煙在上，灰在下也。
宣夜說的進一步發(fā)展，還牽涉到天體的物理性質問題。據《列子天瑞》篇記載，有位杞國人聽說日月星辰是在天空飄浮的，便憂天地崩墜，身無所寄，廢寢食者。這便是成語故事杞人憂天的由來。勸杞人的人，還提出了不但天空充滿氣體，連日月星辰也是氣體，只不過是發(fā)光的氣體。后來的宣夜說學者又進而提出地球會壞，天地也會壞，但是用不著擔憂。就其宇宙結構理論來說，宣夜說確實達到了較高水平，它提出了一個樸素的無限宇宙觀。但是，從觀測天文學的角度來看，宣夜說卻不如渾天說的價值大。渾天說能夠近似地說明太陽和月亮的運行，宣夜說只能指出它們運行的不同，卻沒有探討其運行的規(guī)律性。修訂歷法時，渾天說有很重要的實用意義，宣夜說卻僅僅具有理論意義。但在人類認識宇宙的歷史上，宣夜說無疑應有重要意義。
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