國際天文學(xué)家聯(lián)合會,以逝去的天文學(xué)家們?yōu)樵虑虮砻娴沫h(huán)形山命名。
在密密麻麻的小字中,有五個中國古人的名字:
萬戶、祖沖之、張衡、郭守敬、石申。
萬戶本名陶成道。其實萬戶二字并非人名,而是陶成道所屬朝代的一個官職。萬戶雖不是天文學(xué)家,但他是歷史上第一位試圖利用火箭飛天的人,他的勇氣是人類邁向太空的第一步,因此得到國際的首肯。
張衡,在其著作《靈憲》一書中,率先提出了“月光是日光的反射,月蝕起因于地遮日光”,其渾天儀的發(fā)明領(lǐng)先了歐洲500年。
祖沖之大家都知道,圓周率的祖師爺。在天文領(lǐng)域中,祖沖之在前人的基礎(chǔ)上重新測量木、水、火、金、土等五大行星在天空運行的軌道,以及運行一周所需的時間,與今日測量結(jié)果相比,祖沖之的結(jié)果誤差均不超過0.1。
還有另外兩個人,石申和郭守敬。他們在天文學(xué)上的成就,可謂開創(chuàng)人類歷史上的先河。
在介紹這兩個人之前,得先鋪墊一個知識。
其實在古代并沒有嚴(yán)格的“天文學(xué)家”一說,更多的是所謂的“欽天監(jiān)”,以前也稱為太史監(jiān)、司天監(jiān)。
可別小瞧了這個官,這在當(dāng)時可是要職。
他們能通過觀測星象的變化預(yù)測“天意”。
比如哪顆星星非常明亮,可能預(yù)兆著對應(yīng)的方位有好事發(fā)生;哪顆星星一下變得暗淡了,可能預(yù)示著哪里有人將駕鶴西去。
也正是因為如此,欽天監(jiān)們偶爾也會被卷入前朝后宮的權(quán)謀爭斗之中。
天文學(xué)家石申在戰(zhàn)國時期的魏國,從事的就是這個神秘工作。
當(dāng)時沒有精密的觀測儀器,石申只能成宿成宿地熬夜,仰著頭靠肉眼觀測天空中的恒星。
一天晚上,石申正盯著璀璨神秘的夜空,忽然意識到行星運動軌跡是有規(guī)律的。
通過觀察到天空中的金、木、水、火、土5顆行星在眾多恒星之間的運行,他準(zhǔn)確地測量出了行星運行路線。
這些行星在大多數(shù)時間里,在天球的運行方向是向東的,叫做“順行”。
但有些行星在向東運行了一段時間之后,卻會轉(zhuǎn)過頭來向西運行,這叫做“逆行”。
“逆行”了一段時間后,它們又恢復(fù)“順行”。
除此之外,他還首先發(fā)現(xiàn)“太陽黑子”“日冕”“日珥”現(xiàn)象,總結(jié)月球的運行規(guī)律,甚至還為彗星取名。
樁樁件件,在那個科技并不發(fā)達(dá)的年代,全靠肉眼觀測且記錄詳實,可謂奇跡。
石申對木星的觀測尤為精細(xì),是研究木星的專家,甚至還寫了本關(guān)于木星的專著,叫《歲星經(jīng)》。
后來,唐朝的《大唐開元占經(jīng)》還引用了一句石申論及木星時所說的話:
“若有小赤星附于其側(cè)?!?/p>
到這里,可能大家對于石申的天文成就還是沒有什么概念。
那我給大家再拉一條時間線——
歐洲第一次發(fā)現(xiàn)木星,是在十七世紀(jì)初望遠(yuǎn)鏡發(fā)明之后,意大利科學(xué)家加利略于1610年用望遠(yuǎn)鏡觀測到的。
咱們的石申,在沒有近現(xiàn)代工具輔助的情況下發(fā)現(xiàn)木星,早了伽利略將近兩千年。
但可惜的是,他的著作沒能得到妥善保存,其原著《天文》八卷,早佚。
后人拾遺補闕,把它與甘德(同屬戰(zhàn)國時期的天文學(xué)家)的《星占》八卷,合稱《甘石星經(jīng)》,又名《星經(jīng)》,曾收入北宋政和年間刊印的《道藏》一書,題名為《通占大象歷呈經(jīng)》。
今存的《甘石星經(jīng)》為2卷。
其中雖有一些后人增添潤色之辭,但不可否認(rèn)的是,這仍舊是一部對天文研究有很高科學(xué)價值的文獻(xiàn)。
讓我們再把時間線往后推700年,郭守敬對大部分人來說,應(yīng)該會熟悉一點。
他出生在元朝,跟著祖父郭榮長大。
受郭榮影響,郭守敬從小就喜歡學(xué)習(xí),尤其是天文。
但那時候喜歡天文,可沒法跟現(xiàn)在比。要想進(jìn)一步研究天文,還得考驗動手能力。
渾儀,是古代最早的天文觀測儀。
十五六歲時,郭守敬在書上看到了一幅渾儀的插圖,便開始謀劃著自己動手做一架。
要想做正兒八經(jīng)的渾儀,得先冶煉出金屬。
郭守敬沒那條件,于是就去砍竹子,用竹篾給自己做了一架。
為了更好地觀測天象,做好了渾儀之后,郭守敬又用泥巴搭了個土臺階,把渾儀往臺階上一放,就是妥妥的簡易版古代天文臺。
1276年,元軍攻下南宋首都臨安,全國統(tǒng)一已成定局。
疆域遼闊,歷代沿用下來的《大明歷》誤差越來越大,已經(jīng)嚴(yán)重不利于活動和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
1279年,元世祖忽必烈便下令成立“太史局”,調(diào)集全國各地的天文學(xué)者另修新厲。
郭守敬提出先進(jìn)行一次大規(guī)模的天象觀測。
相較于唐朝開元年間的13處觀測點,郭守敬組織大家在全國選取了27個觀測點。
他還在河南登封親自組織修建了一座觀星臺。
觀星臺由兩個觀測室組成,兩個觀測室中間架了一根銅棒,也就是橫梁。
橫梁下方有一座石圭,石圭由36塊青石拼接而成。圭面有刻度,所以石圭又被稱作量天尺。
石圭、凹槽、橫梁組成圭表,被郭守敬用來觀測日影。
根據(jù)太陽的升起和降落,結(jié)合橫梁影子投在圭面上的不同一刻度,郭守敬通過連續(xù)觀測橫梁影子的長度,不僅測算出了二十四節(jié)氣時刻,還測定出了一回歸年的長度為365.2425日。
在測驗期間,郭守敬發(fā)現(xiàn)宋、金時期遺留下來的天文儀器,已經(jīng)破舊得不能再使用。
于是他用了3年時間,對原來的十多種儀器進(jìn)行改制和創(chuàng)新。
先是改制。
不僅把渾天儀精進(jìn)為“簡儀”(類似現(xiàn)代的“天圖式望遠(yuǎn)鏡”),還把簡儀、赤道經(jīng)緯和日晷三種儀器合并歸一,用來觀察天空中的日、月、星宿的運動。
而且,改進(jìn)后再去進(jìn)行觀測,就不會被原本儀器上的圓環(huán)陰影所影響了。
再是創(chuàng)新。
郭守敬把八尺高表改為四丈高表,表上架設(shè)了一條橫梁,橫梁下方放置了石圭。
石圭上的景符透影和景符上的日影重合時,就是當(dāng)?shù)厝罩袝r刻。
這樣測出來的剛好是日心之影,精確度有了極大提升。而在郭守敬改進(jìn)之前,測出來的都是日邊之影。
這次大規(guī)模的測驗,被后世稱為“四海測驗”。
1281年,歷時三年的四海測驗結(jié)束。
與現(xiàn)代值相比,四海測驗不僅平均誤差僅僅在0.2 至0.35 之間,甚至還有兩處則與現(xiàn)代值完全相等。
同年,忽必烈為郭守敬一行人的測驗結(jié)果賜名《授時歷》,元朝正式開始實施新歷法。
《授時歷》中,約定365.2425日為一歲。
精確程度有多高呢?
郭守敬觀察到的一個回歸年為365.2425天,即365天5時49分12秒。
與后來世界上通用的《格里高利歷》(俗稱的陽歷),只相差26秒。
但郭守敬的《授時歷》比西方的《格里高利歷》整整早了300多年。
郭守敬在全世界天文學(xué)領(lǐng)域的影響力,有目共睹。
但說來滑稽。
丹麥也有一個很出名的天文學(xué)家,叫第谷。
第谷一生中有很多天文成就,被譽為近代天文學(xué)的奠基人。
明末時期的來華耶穌會士湯若望在聽說了郭守敬的事跡后,大受震撼,把郭守敬稱為“中國的第谷”。
但其實這個表述明顯不準(zhǔn)確。
借用樊樹志主編的《國史概要》的原話來說:
應(yīng)該說第谷是“歐洲的郭守敬”才確切。
畢竟,光是出生時間,郭守敬都比第谷整整早了三個世紀(jì)。
無論是郭守敬還是石申、甘德,他們都為世界天文史打下夯實的地基。
令人倍感無奈的是,我國在天文領(lǐng)域的卓著成就,正在被人遺忘。
當(dāng)今天的我們再次談?wù)撈鹛煳膶W(xué)時,腦海中第一個想到的卻只有伽利略、哥白尼、牛頓等西方天文學(xué)家,對中國天文史的了解少之又少。
兩千年前,古人留下的遺作本該是人類歷史上邁向神秘星空的第一步,然而受限于諸多歷史原因,我們未能在天文領(lǐng)域中站在世界的前沿。
但令人感到欣喜的是,還有一大批天文學(xué)者們從未停下探索宇宙的步伐。
被稱為中國天文事業(yè)拓荒者的戴文賽,在1940年獲得劍橋大學(xué)博士學(xué)位后,毅然決然地拒絕了老師的挽留。
當(dāng)時,國內(nèi)正在遭受日本侵略。
戴文賽堅信只有科技才能強國,他渴望能把自己學(xué)到的知識服務(wù)于祖國。
回國后,戴文賽夜以繼日地寫了本書,叫《太陽與太陽系》。
和人聊起這本書以及天文學(xué)時,他說:
“可惜的是,我講來講去只能介紹古人和外國人的學(xué)說,康德,拉普拉斯,布封……
要不就蘇聯(lián)的施密特學(xué)派怎么說,費森柯夫,薩弗郎諾夫怎么說。
就是沒有哪一個中國人怎么說。
說起來,我們還是古天文學(xué)最發(fā)達(dá)的國家……”
那時,戴文賽便在心里暗自思考:
被荒廢的天文土地,是時候重新開墾了。
開荒需要園丁,戴文賽愿意成為這名園丁。
于是,他帶著妻子去了南京大學(xué)。
教書是一方面,另一方面是當(dāng)時的中國連一套適合我們具體情況的天文教材都沒有。
編寫一套教材,是當(dāng)時中國天文教育事業(yè)的重中之重。
戴文賽扛下了這份重任。
在他的一生里,發(fā)展中國的天文事業(yè)就是他的全部。
直到身體已經(jīng)被病魔侵蝕,工作的時間從五小時遞減到一小時、半小時,戴文賽還是會把學(xué)生們、助手們叫到床邊來討論天文學(xué)術(shù)。
偶然有了一個想法,也要立刻讓家人幫自己記下來,以便學(xué)者們進(jìn)一步研究。
他為中國培養(yǎng)出眾多天文工作者,如今許多人已經(jīng)成為了我國各大天文臺站的骨干力量。
從動手術(shù)到臨終前的一年零九個月中,他還寫了十多萬字的手稿,校完了《太陽系演化學(xué)》(上冊)的原稿。
戴文賽之于中國天文事業(yè),不僅是開荒的園丁,更是天文教育事業(yè)的一場及時雨。
在他的影響下,如今依舊還有很多像戴文賽這樣的人在鉆研著天文學(xué)。
有一些世俗的聲音,會質(zhì)疑他們:“這個專業(yè)看起來不好找工作,沒有前途?!?/p>
但對他們和中國天文事業(yè)來說:
唯有熱愛,才是最光明的前途。
前人流芳百世的佳作,給了我們文化自信的底蘊;
后人發(fā)自肺腑的熱愛,正是我們探索宇宙的勇氣。
來源:人民閱讀(id:PeopleRead)
圖片來自網(wǎng)絡(luò)
編輯:桔
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