偉大的“望星人”

小丹　王亦楠

當人類仰望星空時，距離通往宇宙奧秘的入口就已經越來越近了。

“如果說那個原始人對宇宙的幾分鐘凝視是看到了一顆寶石，其后你們所謂的整個人類文明，不過是彎腰去拾它罷了。”

在科幻作家劉慈欣的短篇小說《朝聞道》中，有這樣一個情節：人類制造了有史以來最大的量子對撞機以尋求解開宇宙最深刻的秘密，而一個被稱為“排險者”的外星高級文明及時制止了人類。他告訴人們如果冒險探尋這個秘密會導致宇宙的毀滅，“排險者”的職責就是監控宇宙中的智慧生命，當有智慧生命企圖解開這個秘密的時候，他們就會收到警報，從而對這種智慧生物重點觀測并在關鍵的時刻進行制止。當人們問“排險者”人類的警報是什么時候響起時，“排險者”給出了令人驚訝的答案——不是從普朗克時代，不是從牛頓時代，也不是從亞里士多德時代，而是在37萬年前當一名原始人仰望星空并產生了好奇心的時候，警報就響起了。“排險者”說道，當生命意識到宇宙奧秘的存在時，距它最終解開這個奧秘只有一步之遙了。換句話說，當人們對宇宙產生好奇時，人們就會想盡一切辦法了解宇宙，并在這條道路上永不停止地前進下去。

我們并不知道科幻小說中的“望星人”是否真的存在過，但縱觀人類歷史，人們對宇宙的好奇心的確從未衰退過。即使在文明并不太發達的古代，也有無數的“望星人”憑借著對宇宙強烈的好奇心而進行著艱難的探索。在人類文明剛剛誕生的時候，就有了關于天文觀測的記錄，比如在古巴比倫這個人類最早的文明發源地之一，就有了觀測星星的記載。而到了輝煌的古埃及，文化最為繁榮的第三王朝到第六王朝，也是古埃及天文學最為輝煌的時期。比如：在埃及吉薩著名的胡夫金字塔北面正中有一入口，從那里走進地下宮殿的通道，和地平線恰成30°的傾角，正好對著當時的北極星。而胡夫金字塔底座非常精確的南北方向，也被專家普遍認為是在沒有羅盤的情況下使用天文方法測量的。從出土的棺蓋上所畫的星圖可以確定，他們觀測的成果有很多，最大的特征是將赤道附近的星分為36組，每組可能是幾顆星，也可能是一顆星，每組管10天，所以叫旬星。當一組星在黎明前恰好升到地平線上時，就標志著這一旬的到來，現已發現的最早的旬星文物屬于第三王朝，也就是公元前27世紀。

古希臘對于宇宙的描述。

古埃及對天狼星和獵戶座情有獨鐘，有學者認為，埃及吉薩3座著名金字塔的排列方式、角度都與獵戶座三星一一對應，就連3座金字塔的大小也與3顆星星的亮度相互對應。而天狼星更是古埃及最為在意也是觀測最多的星體，因為他們很早就發現，一年中當天狼星清晨出現在東方地平線上的時候，尼羅河就開始泛濫。古埃及人根據對天狼星升起和尼羅河泛濫的周期進行了長期觀測，把一年由360日增加為365日，這與如今的太陽年已經非常接近了，而在古埃及，人們也是將黎明前天狼星從東方升起定為一年的開始。

古代的中國人也是世界上最早的“望星人”，早在公元前24世紀的堯帝時代，就設立了專職的天文館，專門從事“觀象授時”的活動。而在公元前14世紀出土的殷墟甲骨文中，也有豐富的天文現象的記載。人類最早關于太陽黑子和哈雷彗星的記載也是由古代中國完成的。此外，古代中國還有大量關于恒星、新星、日食、月食、流星雨等天象的記錄。與其他古文明一樣，古代中國也會用天上的星星來標記方位，并據此來制定相應的歷法。

在遙遠的中美洲，瑪雅人同樣對星空進行了大量的觀測，不過他們更鐘情于太陽和金星，對它們活動軌跡的觀測和演算精確到了讓人難以置信的程度：瑪雅歷法中的太陽年比現在測量的數字僅僅相差了17秒，而對金星會合周期的計算也精確到了每6000年只差一天。不過，這些古文明之所以觀測星空，一部分原因是好奇心驅使，而更多的還是為了制定相應的歷法以滿足農耕時代的需求，還有一部分原因就是作為統治階級的工具增加其統治的權威性，而且其中還夾雜著不少神秘主義學說。雖然這些“望星人”沒有進一步地對宇宙的奧秘進行探索，但是他們對宇宙的觀測給后來人留下了豐富的遺產。

大部分古文明處于農耕文明階段，所以他們觀測星星最重要的目的是制定歷法指導農耕，但是在人類文明發展中，有這樣一群奇怪的“望星人”，這就是古希臘人。古希臘文明位于愛琴海地區，相對貧瘠的土地讓古希臘沒有走上農耕文明的道路，他們的文明有著獨有的特征：他們對宇宙的觀察和研究，更多的可能只是為了滿足自己的好奇心，探索宇宙的秘密或許是為了求得一個符合他們理念的解釋。

一開始，古希臘人對宇宙的觀察只是為了將這些現象納入到自己的哲學體系當中，來自米利都的泰勒斯被稱為古希臘第一位自然哲學家，以他為首的愛奧尼亞學派就認為地球是平的，漂在水上。后續又演化出一些認知：大地漂浮在空氣中；太陽是一塊燒熱的石頭，比希臘大不了多少；月亮、行星也是與地球一樣的，由巖石構成，月亮上也有山和居民，月亮發光是反射太陽光，而月食也是因為運行到了地球的陰影里……一名年輕人跟隨泰勒斯學習之后創立了自己的學派，這個學派喜歡用數學來解釋宇宙中的各種天體現象，這名年輕人就是著名的畢達哥拉斯，他不光創造了以自己名字命名的著名數學定理，還認為天上星星的復雜運動其實是很多簡單運動的組合。而畢達哥拉斯學派的學者菲洛勞斯還提出過“中央火”學說，他認為宇宙的一切都是圍繞著一團火進行運動，這團火在宇宙的中心，圍繞它的是太陽、月亮、金木水火土五星、地球和被算成一個天體的恒星，而太陽本身并不發光，只是一面巨大的鏡子，反射了“中央火”的光芒。他的這個學說對哥白尼的“日心說”也產生了一定的影響。

從柏拉圖開始，天文學逐漸擺脫了輔助哲學的任務，成為了一門獨立的學問。柏拉圖認為圓周運動是最完美的，而整個宇宙是一個圓球，球面上的任何一點都是一樣的，而且宇宙也是運動的，以一種圓周運動為規律。而柏拉圖的學生、著名的亞里士多德則提出了“以太學說”，他認為地球上所有物質由4種元素構成，即土、水、氣、火，而天體則是由第5種元素構成的，他稱之為“以太”，認為這種物質是不生、不滅、永恒的完美物質，而勻速圓周運動是這種元素所固有的完美運動。亞里士多德認為，因為我們時時刻刻正好看到半個天球，所以地球必然位于宇宙的中心，而月亮則是作為天層的分界，月亮以下是由四元素組成的不完美世界，而月亮以上則是以太構成的完美世界，比如彗星這種不完美的天體，肯定是在月亮之下這個世界的。雖然亞里士多德提出了一些關于天體的學說，但他被人記住的主要成就還是在于哲學層面，而柏拉圖的另一位不那么知名的學生，則為古希臘天文學作出了重大的貢獻，他就是歐多克斯。

歐多克斯接受了老師關于行星必須沿著正圓軌道運動的學說，但是長期對宇宙觀察后，他發現行星在實際運動中并不是圍繞著圓形軌道勻速運動的。不過，為了保全老師柏拉圖的面子，歐多克斯費盡心思創造了一套新的星體運動系統，在滿足柏拉圖學說的同時又能兼顧實際觀測中的情況，于是他提出了每個天體的復雜視運動都是由若干個同心球的勻速圓周運動復合而成的。這是第一次以數理的方式來解釋天文學，是“望星人”的一個重大的進步。歐多克斯還是第一個試圖繪制星圖的希臘人，為了描繪星星的位置，他將天空按經度、緯度劃分，后來這個概念就轉移到地球本身的表面上了。

因為這些成就，歐多克斯成為了古希臘最偉大天文學家的有力競爭者之一，這個頭銜另一位重量級的競爭者就是喜帕恰斯。提起這個名字，很多人可能覺得有些陌生，但喜愛天文的人一定聽說過著名的依巴谷衛星和《依巴谷星表》，而依巴谷正是喜帕恰斯名字的另一個音譯。如果說歐多克斯因為尊師在天文觀測上有些束手束腳，那么喜帕恰斯則完全沒有這些束縛。他在完成學業之后就來到愛琴海的羅德建立了他的觀象臺，并發明了許多肉眼觀測天象的儀器，在這里，他正式成為了一名“望星人”，而這些儀器也沿用了1700多年。公元前134年，喜帕恰斯在天蝎座發現了一顆以前觀測記錄中從未發現的星星，這件事讓他產生了很大的疑惑。我們現在知道宇宙中會有新星或者超新星爆發，使得以前肉眼很難觀測到的天體突然間變亮得以被看到，但是在當時，人們認為天上的星星是永恒不變的，一顆突然出現的星星讓當時的所有學說都無法解釋。于是，喜帕恰斯決定繪制一份標記1000多顆亮星連續位置的準確星圖，讓以后的“望星人”不再遭遇類似的困難。于是，他花費多年的時間，繪制出第一幅準確的星圖。這幅星圖的位置比前輩們所繪制的星圖都要精準，為后來的“望星人”創造了一個巨大的寶庫。

在喜帕恰斯繪制星圖的過程當中，還誕生了許多“副產品”，比如他首次運用了經緯度來標記星星的具體位置，從此，經緯度變成了地圖上“井井有條”的坐標格，并一直沿用到今天。他還發現全部恒星從西向東存在均勻的移動，他只能這樣解釋：這意味著春分和秋分每年都要稍微提前一點，形成一個大循環，這個現象被稱為“歲差”，而喜帕恰斯是第一個發現歲差現象的人，不過，歲差的原理直到1000多年后的牛頓的時代才被解決。他還是第一個根據星星的亮度為其劃分等級的人，他將空中最亮的20顆星星稱為“一等星”，然后以光亮度依次遞減為二、三、四、五等，第六等星則剛剛能用肉眼觀察到，這種排列體系一直保持到今天。

托勒密繪制的星圖和天球。

遺憾的是，喜帕恰斯生命的絕大多數時間都用來觀測和計算，并沒有留下屬于他自己的著作，幸好，后來有一位同樣偉大的天文學家，將他的研究成果進一步精煉和發揮，寫出了一部古希臘天文學的集大成之作，這位天文學家就是托勒密，而他的著作，就是著名的《天文學大成》。在這本著作中，描述出一個以地球為中心、天體進行復雜運動的宇宙模型，這就是在以后的千年之間一直被人們奉為圭臬的“地心說”。

對于當時人類文明的發展水平而言，托勒密的地心說已經是一個非常完美的宇宙理論了，這也是地心說在1000多年的時間里都難以被撼動的原因。直到大航海時代人們對天文觀測的精度要求變得越來越高，地心說才逐漸被哥白尼的日心說取代。托勒密可以說是古希臘天文學最后的輝煌，直到偉大的伽利略打開了現代科學的大門，借助望遠鏡，“望星人”們站到了新的高度仰望星空。

隨著人類文明的飛速進步，人們對宇宙的了解也越來越深，開普勒、牛頓、愛因斯坦等偉大的科學家都在不遺余力地向人們描繪宇宙到底是什么樣子：從萬有引力到廣義相對論，從黑洞到暗物質，從大爆炸理論到大一統模型……如今人們回看古代對于宇宙的研究、回看地心說，可能會覺得它們可笑，但正是因為這些“望星人”的不斷探索，人們對宇宙的認知才能一步一步地走到今天。如今，人們對宇宙的探索和認識仍只是冰山一角，也許在幾百年之后，后人看今天的某些理論會像我們看地心說一樣覺得可笑，但人們永遠會記得，正是因為每一個時代的“望星人”對宇宙的無盡好奇和探索，才會帶來如今大眾腦海中對宇宙更深的認識。

（責編：昭陽）