天文學家常以天象來驗證歷史的記載,稱為天文考古。這是因為天體的運行相當有規律,即使經過數千年,甚至上萬年,也可以依循天體的運行法則重現當年或呈現未來的天象。在過去,要進行這類天體運行的計算,非學者專家無法做到。但隨著電腦軟件的日新月異,功能越來越強,價格則日趨下滑甚至免費,已經有許多電子星圖或電子星象館(為了簡便,后文都稱為電子星圖)之類的電腦軟件,可以重現任一地點、任何時間的天象。這讓天文考古變得簡單而有趣,一般人也都能一嘗天文考古的威力和樂趣。
觀星人觀賞星空,如果只想知道當時所能觀賞的星座,可以使用簡易星座盤。但是要想知道當時的月亮、行星或比較暗淡的恒星的資料時,只能依賴《天文年鑒》、《天文日歷》之類的工具書。當然,越來越多的人依賴電子星圖,只要動動鼠標,就“秀才不出門,能知星空事”,還能“涵蓋前后數千年,甚至上萬年”。
本文所使用的電子星圖是The Sky6.0版本,或免費電子星象館軟件Stellariun 0.9.0版本。前者可以上網或通過代理商采購,后者則可以在網絡上免費下載、安裝,而且還可以安裝中文字體版。操作界面也都具親和性,很容易上手。
歲差
早在1000余年前,科學家就已經知道北極星不是固定的,也知道天北極會規律性地移動,稱為歲差。這是因為地球在不停自轉,而自轉軸也會繞圈圈,只是繞一圈需要約26000年。地球自轉軸所指的方向稱為天北極,也是群星繞日運動圓弧的中心,而北極星只是靠近天北極的亮星。
宋朝理學宗師朱熹就已經了解天北極和北極星的分別,他說:“北辰(即天北極)是中間無星處,些子不動,北辰無星,緣人要取此為極,不可無記認,所以就其旁取一小星,謂之極星(即北極星)。”
電子星圖中時間的設定范圍相當廣,從“公元前”至“公元后”數千年都可以。例如把年代設定在公元2年,就能看出天北極的位置和現在不同,北極星也不是小熊座a,而是另一顆星了。你可以試著多設定幾個年代,四五個點便能連成一條曲線,便能看出天北極隨年代變動的軌跡,也就是地球自轉軸在天上所劃出的軌跡。
天北極在天球上的移動量每年大約5度,大約72年才在群星間移動1度但是要謹記在心的是,天體的位置坐標隨著歲月變化,誤差也隨著歲月的增加而累積,超過一定年數時誤差便累積至無法真實反映當時的星空。
恒星并不是不動的。在銀河系中的所有天體都繞著銀河中心運轉,恒星也不例外,天文學家把恒星在天球上的移動稱為“自行”。恒星的自行量很小,絕大多數恒星經過數千年的移動也還不到1度,因此恒星間的相對位置不會有明顯的變化。所以在計算機屏幕上觀看,并不需要擔心恒星的相對位置有什么變化。
月相
使用電子星圖很容易便能驗證古代文獻中有關月相的敘述是否正確。
我們先來驗證蘇東坡《赤壁賦》中的月相。《赤壁賦》中提到“壬戌之秋,七月既望”,也就是宋神宗元豐五年七月十六日,相當于公元1082年8月12日。蘇東坡描述“月出于東山之上,徘徊于斗、牛之間”,是說月亮正在斗宿和牛宿之間。
現在讓我們使用電子星圖來重現蘇東坡游赤壁當晚的月相。
步驟一:開啟電子星圖之后,先把地點設定在赤壁所在的黃岡縣:東經114.9度、北緯30.4度。
步驟二:把日期定在公元1082年8月12日20時。這時屏幕上立即呈現出當時的星空,可以看出當晚的月亮并不是在斗宿(人馬座)和牛宿(魔羯座)之間,而是位于室宿(雙魚座頭部附近)。再把月亮的影像放大,則發現月相是符合的。
步驟三:如果把月亮倒退至斗、牛之間,則發現日期是8月7日和8日之間,而月相是屬于凸月的狀態。
關于蘇東坡游赤壁當晚并不是“月徘徊于斗、牛之間”,早在清朝時便有人提出這個論點了。清朝的凌廷堪指出,因為“望”的時候太陽和月亮在天上相對180度,所以可以由太陽的位置來推算月亮的位置,而太陽的運行可以精確推算。凌廷堪推算出乾隆七年的壬戌這一天到宋神宗元豐五年的壬戌當天,共經歷了11個甲子循環。共660年。一年中太陽在黃道上的位置是固定的,只受到歲差的影響,660年的歲差大約是10度。因此在宋神宗元豐五年的壬戌這一天,太陽的位置比乾隆七年壬戌這一天的位置后退10度,太陽約在張、翼之間,而月亮應在相對180度左右的室、壁之間。他認為蘇東坡在《赤壁賦》中所記的月相和事實不符,應該是蘇東坡信手拈來描寫星月交輝的景象而已。他甚至認為蘇東坡當晚沒有游赤壁,只是在想象中完成《赤壁賦》這篇文章。
有興趣的讀者可以在文獻中找到許多相關的事件一一加以驗證,也是很有趣的天文考古。
日食和月食
在古代天文學中,日食和月食占有非常重要的地位,是驗證歷法是否準確的重要依據。
中國古書上有許多記載日食和月食的事件,電子星圖也可以呈現當時的日食或月食景象。不過要強調一點,月食比較單純,只要發生時間在晚上就都能看見,而且各地看見的月食景象是相同的。日食便不一樣了,只有少數地方能看見日食的景象,多數地區是無法看到的,能看見日全食的地區就更狹窄了。因此要使用電子星圖驗證日食,必須以史書上看見日食的地點為準,輸入當地的經度和緯度,才能驗證史書上的日食記載。
《漢書·五行志》記載:“征和四年八月辛酉晦,日有食之,不盡如溝,在亢二度,晡時(15時~17時)食,從西北;日下晡時,復。”這是發生在公元前89年9月28日的一次日偏食,食分很大,日面如鉤。太陽位于亢宿二度,是從西北方開始。現在無法確認這一次日食的實際觀測地點,但可以漢朝京城長安作為觀測地點來驗證。
公認的中國古籍中最古老的日全食記載見于《書經·胤征篇》:“惟仲康肇位四海……乃季秋月朔,辰弗集于房,瞽奏鼓,嗇夫馳,庶人走……”依據《通鑒綱目》的考證,“辰弗集于房”中的“辰”是指日月之會,“房”意是相會之處。也就是說在季秋月的朔這一天,日、月相會于房宿形成日全食。這則日全食記載曾經引起西方天文學界的注意,他們依據中國史學家提供的一些年代進行推算,認為這次日全食應該發生在公元前1948年10月28日,但也有人認為是公元前2137年。有興趣的讀者可以自行上網找出時間和地點,考據驗證一番。
行星軌跡和五星聯珠
在古代的星占學上,金、木、水、火、土五顆行星(又稱為五緯)在天上運行的軌跡屬于重要的天象,其中一種名為五星聯珠的天象引起許多人的興趣。
五星聯珠是指金、木、水、火、土五顆行星相聚在一個星宿內。人類很早便由觀測知道五顆行星大致沿黃道運行,雖然繞天一圈的周期不同,但總有彼此相會的時候,這種情形等于求五顆行星繞天周期的最小公倍數。這不過是個數學問題,但是中國古人就是要把天象和人間聯系到一起,認為五星聯珠時會發生改朝換代之類的重大事件。
今本《竹書紀年》記載:“孟春六月,五緯聚房。后有鳳凰銜書,游文王之都。”后文有提到“殷帝無道,虐亂天下,星命已移,不得復久,靈祗遠離,百神吹去。五星聚房,昭理四海”,意思是說在公元前1059年5月28日,五緯會聚在二十八宿中的房宿,殷商壽數已盡,周朝興起。依據推算,當時五顆行星聚集在巨蟹座內6.45度的范圍。
《馬王堆帛書》中也提到:“(漢高祖)元年冬十月,五星聚于東井。沛公至霸上。”是說漢高祖元年(公元前206年),當時五大行星會聚在東井天區,劉邦進入關中稱王。但是依據天象考證,當漢高祖自立為王時,五星聯珠尚未出現,公元前206年11月28日23時的天象,只有土星和木星在東井。實際上五星聯珠在公元前205年5月才發生,比劉邦稱王至少晚了10個月。從這里可以看出古人假借天象傳達“天意”的附會。
熒惑守心
中國古代對天上的兩個紅色天體:熒惑和火非常關心。熒惑就是行星之一的火星,火是心宿二,顏色火紅,又稱為火或大火。五緯在天上運行的方向分為順行、逆行及留三種。由西向東運行是平常的方向,稱為順行,由東向西運行則稱為逆行,行星由順轉逆或由逆轉順的過渡時期,稱為留。
熒惑和火兩個天體彼此靠近時,顯然非常搶眼。中國古人認為熒惑運行到心宿時,如果正好又處于留或逆行的情形,稱為熒惑守心,是非常不吉的征兆,被視為侵犯帝王,占星學指其為“大人易政,主去其宮”。
清華大學歷史研究所的黃一農教授,曾經對熒惑守心進行過深入研究。他發現在23次有關熒惑守心的記載中,有17次都不曾發生。他認為這17次的記載是偽造的,屬于政治斗爭的產品。有興趣的讀者可以通過電子星圖,很容易地驗證這些記載是否正確。
電子星圖的功能齊全,可以作為星座盤使用,顯示任一地點、任何一天的星象、月相、行星位置和軌跡。過去,天文考古這門學問屬于專家學者的領域,現在靠著電子星圖可以很輕松地驗證古代天象記載,天文考古成為人人可以接觸甚至把玩的一門學問。