北斗七星的今與昔

我們經常說，北斗七星是北方天空一年四季都可見的星宿，其實這并不是完全正確的。首先，北方一般指黃河以北地區，或者說北緯30 度左右以北地區。即便是在這些地區，古時候看到的星空與現代看到的星空也有所不同。

其實，不是星星在天空中的位置變了，而是因為北極點的移動。例如，當北極點移動到距離北斗七星較近的位置的那些年代，北斗七星圍繞北極點旋轉的圈較小，此時北斗七星在旋轉過程中都會在地平線以上，人們就會常年看到全部的北斗七星。然而，當北極點移動到距離北斗七星較遠的位置的那些年代，北斗七星圍繞北極點旋轉的圈較大，此時北斗七星在旋轉過程中就會有幾顆星轉到地平線以下了，因此人們就會在一年的某些時段里看不到全部的北斗七星。

在圖1 中，藍圈表示北極點在天空移動的軌跡；藍圈附近的紅點表示不同年代北極星的位置；紅圈表示現代（公元2000 年左右）北斗七星圍繞現在的北極點旋轉，某些時候七星中的某幾顆星會轉到地平線以下；紫圈表示古代（公元前2000 年左右）北斗七星圍繞當時的北極點旋轉，七星旋轉時都在地平線以上。

古代中國人認為地中是在洛陽一帶，就是北緯35 度左右，很多古代天象記錄的觀測點都是在北緯35 度附近。下面我們就使用Stellarium 軟件，以北緯35 度為觀察緯度，來考察一下古代和現代，人們看到的北斗七星有什么不同。

圖2 與圖3 是軟件顯示的古代（例如公元前2023 年）星空圖。當時的北極星（圖中紅點）距離北斗七星較近，故北斗七星圍繞當時的北極星轉的圈（圖中藍線）較小。例如，3 月北斗七星在北邊天空較高處（見圖2），9 月北斗七星在北邊天空較低處（見圖3），但都在地平線以上。同樣，其他月份的北斗七星在藍圈范圍內，也在地平線以上。也就是說，在當時當地所有季節的晚上都可以看到全部的北斗七星。

不同時代的人，即使在同一緯度上看北斗七星，它們出現在天空的高度也會不同。這是因為北極點有長周期（約2.6 萬年）的移動，當北極點移動到離北斗七星較遠的位置時，北斗七星圍繞北極點旋轉的圈就會變大，它們在旋轉時有幾顆星會轉到地平線下。

圖4 與圖5 是軟件顯示的現代（例如公元2023 年）星空圖。此時的北極星（圖中紅點）距離北斗七星較遠，故北斗七星圍繞現在的北極星轉的圈（圖中藍線）較大。例如，圖4 表示3 月北斗七星在東北方天空中部，圖5 表示9 月北斗七星在西北方天空中部，但10 月、11 月、12 月、1 月的北斗七星都在北方天空較低處（藍圈接近于地平線，故北斗七星中有幾顆會轉到地平線以下）。這就是說，現在我們在北緯35 度地區，并不是所有季節的晚上都可以看到全部的北斗七星。

在西方古代關于星座的傳說（例如希臘神話）中，大熊與小熊的故事，也能反映古代看北斗與現代看北斗的不同。我們知道地球上同一時代同一緯度上的人，看到的星空是一樣的。也就是說古代西方人（大約公元前，也是在北緯35 度左右）看到的星空與同時代中國人看到的是一樣的，只不過他們流傳的神話與中國人不一樣。西方普遍流傳著大熊追小熊的神話：說大熊與小熊本是地上的一對母子，因被詛咒變成了大熊和小熊，之后又被安置到天上成為大熊星座和小熊星座，但詛咒并沒有結束，而是讓小熊在天上轉圈跑，大熊在后面轉圈追，于是大熊和小熊就不分晝夜地繞著北極旋轉，“永遠”不得片刻安寧。

我們從用軟件還原的古代星空截圖（見圖6）上也可以看得很清楚，古代大熊星座和小熊星座在當時的北極點兩邊（差不多對稱），所以是兩星座都在圍繞北極點旋轉，好像大熊在追小熊，這也驗證了古人對星空觀察和描述的準確性。

這個故事里，大熊星座里大熊的尾部七顆星就是中國人說的北斗七星，小熊星座里小熊的尾巴是現在的北極星。

時間來到現代，北極點移到了小熊星座里（小熊的尾巴上）（見圖7），兩星座不再是相對于北極點對稱，大熊追小熊的天象不再上演，而是小熊圍繞自己的尾巴轉小圈，大熊圍繞小熊的尾巴轉大圈，而且大熊座里的某些星有時候會轉到地平線下“休息片刻”，與古代神話故事描述的天象就不符合啦。

問題1：請在你居住的地區觀察北斗七星，哪幾個月份能夠看到全部，哪幾個月份只能看到部分？

問題2：你知道現在要想看到全部的北斗七星不落到地平線下，需要在北緯多少度以上的地方觀察嗎？

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