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走近天文之二:理解星座的真面目

 劉JOY 2022-01-18

作者:孫正凡



1  引言

星座可以說是天文學的起點,古代天文學家用星座來跟蹤日月星辰的運行規(guī)律,告訴我們時間歷法。在這個過程里,古人還編織了非常生動有趣的星座故事,如今通過這些故事,我們可以理解究竟星座是怎么回事兒。通過破解占星術的秘密,我們還可以理解古人對于天文現(xiàn)象的疑問,思索我們和宇宙之間的聯(lián)系。

“生日星座”(星宮)是一種時尚文化,在大多數(shù)解讀中誤解了它和天上星座之間的關系,筆者通過溯源和剖析星座的作用,揭開了星座和星宮的真實面目。中西方星座既有異曲同工之妙,也有顯著的差異,理解星座里藏著秘密,有助于我們理解早期的天文科學。







2  中國和西方星座簡介

俗話說“天上的星星數(shù)不清”,恒星在天上的位置是基本不動的,但看上去雜亂無章。為了認識星空,人們發(fā)明了星座:以比較亮的一些恒星為基礎,把天空劃分成了很多塊兒區(qū)域,編成星空地圖,每一片區(qū)域就是一個星座。星座名稱來源于古人想象那一塊區(qū)域的星星組成什么樣的圖案。幾乎每個古代民族都有自己的星座劃分。

中國古代的星座設定,可以簡單地稱為“三垣四象二十八星宿”,三垣指的北極北斗附近的區(qū)域,垣字的本意指墻,指在天上是一系列星星組成的墻圍起來的區(qū)域。三垣的名稱是紫微垣、太微垣、天市垣,古人認為這三片區(qū)域分別代表皇宮、朝廷和市場。二十八星宿是在天赤道和黃道附近的星空,它們又分成四組,以想象中的動物命名,叫四象,每組七個星宿,古人分別把它們和東南西北方位、顏色、季節(jié)等對應。四象分別是東方青龍、西方白虎、南方朱雀、北方玄武(玄武是龜蛇合體的形象)。二十八星宿的名稱是[1]
  • 東方青龍七宿:角、亢(kàng)、氐(dī)、房、心、尾、箕(jī);

  • 北方玄武七宿:斗、牛、女、虛、危、室、壁;

  • 西方白虎七宿:奎、婁、胃、昴(mǎo)、畢、觜(zī)、參(shēn);

  • 南方朱雀七宿:井、鬼、柳、星、張、翼、軫(zhěn)。

中國古代不了解南極附近的星空,大部分星圖不會表現(xiàn)出來這一區(qū)域,有的星圖上會用空白區(qū)域表示。在現(xiàn)存于蘇州文廟的宋代石碑《蘇州石刻天文圖》(圖1),可以看到中國古代星宿的劃分。二十八宿的起源非常早,在湖北隨州出土的戰(zhàn)國時期曾侯乙墓箱蓋上,已經有了二十八星宿的名稱。

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圖1 刻于南宋的蘇州石刻天文圖,記錄了中國古代對“三垣四象二十八宿”的劃分

了解中國星宿有什么用呢?在古詩里我們經常會遇到它們。比如詩經里有“維南有箕,不可以簸揚。維北有斗,不可以挹酒漿”,說的就是箕宿和斗宿;杜甫詩里“人生不相見,動如參與商”,說的參就是參宿,商就是心宿。

現(xiàn)代世界通用的88 星座(constellations)劃分,在1930 年由國際天文學聯(lián)合會確定下來。它的基礎是公元2 世紀古希臘托勒密星表里的星座,而希臘星座劃分(圖2)起源于更古老的巴比倫和蘇美爾文明。古希臘的地理緯度和古代中國相當,因此托勒密也沒有見過南極附近的星空。他確定下來了48 個星座(圖3),大家比較熟悉的獵戶座、大熊座、仙女座在那個時候都有了。到了地理大發(fā)現(xiàn)時代,歐洲航海家繞過非洲南端的好望角,記錄下了南極星空,逐漸填補了古代星空記錄的空白,最終確定了今天我們所見到的星座劃分[2]。

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圖2 15 世紀重新繪制的托勒密星圖,表現(xiàn)了古希臘的星座劃分,其中上圖為北方星座,下圖為南方星座

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圖3 托勒密在天文女神幫助下觀測星空。注意圖中托勒密戴著王冠,因為古人常把這位天文學家的名字與曾統(tǒng)治埃及的托勒密王朝姓氏混淆

星座里最著名的是黃道星座。所謂黃道就是太陽在一年里相對于恒星背景在天球上走過的路線,它是一個球大圓。黃道經過的星座,就是黃道星座,或者可稱為“太陽星座”。我們要注意的是,黃道星座其實不只12 個,一共有13 個(在天蝎座和人馬座之間有個“ 蛇夫座”),這個原因可能是一年除了12個月份之外,有時還需要加入第13個月即閏月。按照傳統(tǒng)上的順序,它們名稱分別是[3]

白羊座、金牛座、雙子座、巨蟹座、獅子座、室女座、天秤座、天蝎座、蛇夫座、人馬座、摩羯座、寶瓶座、雙魚座。有時候,星座名稱會被翻譯成不一樣的名字,比如室女座也叫處女座,天秤座也叫天平座,人馬座也叫射手座,寶瓶座也叫水瓶座。這是歷史上不同的翻譯習慣造成的,在西文里其實沒有差異。

黃道十三星座是太陽星座,中國古代的二十八星宿是月亮星座。因為古人想象星宿就是月亮每天停留歇息的客棧,月亮在恒星背景上運行的周期是27.3 天,所以古人劃分了28 個星宿。星座、星宿名稱雖然有別,可它們實際上是對同一片星空的不同劃分,本質上是一致的。

而且無論是中國星宿,還是西方星座,它們都是“大小不一,參差不齊”,大的很大,小的又很小,排列好像也沒有什么規(guī)律,為什么會這樣呢?宋朝學者沈括在《夢溪筆談》里解釋說,因為天文學家想要記錄太陽、月亮的位置,天上沒有其他東西可以標記,只能用星星來作為標記。可天上那些星星分布本身就是不均勻的,所以28 星宿看起來一點兒也不整齊[4]。







3  星座與時間歷法

古人劃分星座、星宿的目的有兩個,一是為了記錄日月星辰(五大行星)的方位,探索它們的運行規(guī)律;二是為了記錄星空里的變化,探索它們與人間事務之間的關系。

第一個目的,形成的“產品”就是我們熟悉的時間歷法。在有歷史記錄以前古人就發(fā)現(xiàn),太陽、月亮、星星出沒變化,存在非常穩(wěn)定的規(guī)律。在現(xiàn)代原子鐘產生之前,時間標準都是從日月星辰運行而來。所以認識星座,掌握星座出沒規(guī)律,對于古人來說非常重要。

室女座角宿一附近有“天門”二星,金牛座有“天關”星,名稱均來自于它們位于黃道旁邊,是日月五星出入之關隘。又如《呂氏春秋》記載[5]:“孟春之月,日在營室,昏參中,旦尾中?!泵洗杭粗复杭镜牡谝粋€月,營室大致相當于寶瓶座,參宿相當于獵戶座,尾宿大致相當于天蝎座。這里指明的就是月份與太陽在恒星背景上的位置,以及可見星宿的關系。既然指出的是太陽所在(即看不見的)星宿,說明這時已經明確掌握了相關的測算方法;而昏旦所見星宿是直接看見的,也便于民眾掌握?,F(xiàn)代天文學根據(jù)這些描述,可以推算出這些記錄對應的歷史時期。

掌握了這些規(guī)律,古人就可以從星座出沒來判斷和預測季節(jié)。比如經常被“黑”的處女座,也就是室女座(圖4),這個星座的故事,就跟古人判斷季節(jié)變化的經驗有關系。在古希臘的星座神話中,室女座代表的是一個女孩子普希芬妮,她的母親是主管萬物生長的豐收女神德墨忒爾[6]。這個星座最亮的恒星,中文名叫角宿一,代表女孩手上拿著的麥穗。神話里說,普希芬妮在外出玩耍時,被主管地獄的冥王搶走了,成為了冥府的王后。豐收女神四處尋找,都找不見女兒,悲傷欲絕。你想想,豐收女神傷心了,會發(fā)生什么?——大地上到處萬物凋零,一片荒蕪,人們也沒有食物,發(fā)生了饑荒。希臘眾神看到如此人間慘劇,不得不出來干預,跟冥王溝通,讓已經成為冥府王后的普希芬妮半年在地下冥府生活,半年回到地上和豐收女神團聚。當普希芬妮回到地上的時候,她的母親豐收女神心情舒暢,把自己開心地裝扮起來,于是大地上萬物復蘇,草木生長,春季來臨??砂肽曛螅畠翰坏貌换氐降馗?,豐收女神不開心了,于是秋天又來了……

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圖4 19 世紀倫敦出版的一份普及型星座卡片里的室女座,大角星被想像成她手上的麥穗

室女座神話講的其實就是春夏秋冬四季循環(huán)的故事。因為古人看到,黃昏后室女座逐漸露出地面的時候,大地開始回春;半年之后到了秋天,這個星座又逐漸從夜空消失不見了。那時候的人們還不知道為什么會有季節(jié)變化,可他們發(fā)現(xiàn)了室女座出沒和春天回歸、秋天來臨之間的聯(lián)系,于是編出了這樣的星座故事。

有意思的是,中國跟希臘雖然遠隔萬里,可兩邊的思路是完全一致的,看到的也是同樣的星空,只是編出來的故事表面上不一樣。中國的說法是“二月二,龍?zhí)ь^”。農歷二月,春回大地,蟄伏一年的龍也蘇醒回來工作了。這里的“龍”就是東方青龍七宿(圖5),室女座對應中國二十八星宿里的角宿、亢宿,角宿就代表東方青龍的一個犄角。

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圖5 中國古代把二十八宿分成青龍、朱雀、白虎、玄武四象,并將其與季節(jié)、方位等對應起來。比如青龍七宿對應春季、東方

這種通過觀察恒星位置來判斷當前季節(jié)的方法,叫觀象授時,觀察天上星象,告訴我們時間季節(jié)。可是,這種方法判斷的結果,不能立刻通知到很遠的地方,所以隨著古代國家區(qū)域擴大,這種方法就不太方便了。天文學家們就得發(fā)展新的能力,制定統(tǒng)一的歷法,提前預告季節(jié)日期[7]。

有了星宿、星座這些坐標之后,天文學家們就可以非常準確地掌握太陽、月亮的運行規(guī)律了,所以早在幾千年之前,古代中國、古代巴比倫、古希臘就都誕生了相當準確的歷法。天文學是人類歷史上最早達到精密程度的學科。







4  星座的起源和作用

中國和西方因為傳統(tǒng)習慣有別,計算太陽月亮位置的時候,對星座的具體利用方法有些細節(jié)也略有不同。比如中國古代按照太陽一天走一度,一年長度比較精確的數(shù)值是365.25 天,于是把黃道/赤道一圈劃分為365.25 度,這是中國古代的角度劃分, 可稱為“中國古度”[8]。中國古代記錄恒星位置采用的是近似赤道坐標系,這個坐標系沒有統(tǒng)一的起點,是在二十八宿分別計算位置的,稱為“ 去極度”(離北天極的度數(shù))和“入宿度”(在某宿中離某標準星的度數(shù))。

古巴比倫、古希臘更習慣使用黃道坐標系,把黃道一圈設置為360度。幾何學上用來表示角度符號的小圓圈就代表太陽,就是來自巴比倫。可能是在巴比倫,也可能是古希臘天文學家伊巴谷,為了方便起見,設置了星宮(signs)[9]。從春分點(黃赤交點)開始把黃道一圈360 度平均分成了12 份,每一份正好30 度,這就是黃道十二宮。十二宮的名字,依然沿用黃道上12 個星座的名字(只是忽略了蛇夫座),稱為白羊宮、金牛宮等。比如白羊宮,是從黃道經度0 度到30 度,金牛宮是從30 度到60 度;雙子宮是從60 度到90 度,依次類推。我們說的生日星座,實際就是黃道十二宮[10]。

我們要注意的是,星座和星宮之間的聯(lián)系和區(qū)別。

黃道十二宮(圖6)是對黃道十三星座的“重整化”,把具體星點組成的大小不均勻的實際星座,數(shù)學平均成為均勻分布的坐標系統(tǒng),是從星座體系向現(xiàn)代球面坐標系轉變中的一個環(huán)節(jié)。由于地軸進動(即地球像不穩(wěn)陀螺一樣擺動),春分點退行(又叫做歲差),星座位置相對于北天極、黃道和赤道位置會發(fā)生變動。定義了從春分點開始算的黃道十二宮,也就重新定義了一套不變的星空坐標,使跨越歷史長時期的天文學家們有了統(tǒng)一的時空標準。有了這套坐標工具,古希臘天文學家能夠更方便和準確地計算太陽、月亮在天上的位置。

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圖6 古典星圖地圖上經常會出現(xiàn)環(huán)繞地球的黃道十二宮,以此代表天空和黃道坐標系

在古希臘時代,星座和星宮是基本對應的。隨著春分點退行,每71 年退行1 度,約2000 年移動一個星宮。古希臘時代,春分點位于白羊座(宮)頭上,故得名白羊宮第一點。如今,春分點已經位于雙魚座,再過幾百年,還會進入到寶瓶座。但根據(jù)定義,星宮與黃道經度坐標的對應關系是永遠不變的,變化的是星座坐標。

從前面討論可以看出,無論是星宿、星座、星宮,它們都是古代天文學家描述和記錄星空位置的坐標工具。







5  破解占星術的秘密

談到黃道十二宮即生日星座,就不可避免地要談到占星術。按照托勒密的劃分,天文學研究日月星辰的運行規(guī)律,占星術研究日月星辰對個人健康和軍國大事等人間事務的影響。

為什么我們會把黃道十二宮稱為“生日星座”呢?因為天文學家計算太陽在黃道十二宮里的位置來確定時間歷法。比如從春分點(白羊宮第一點)開始算,太陽經過多少天到達金牛宮,再過多少天到達雙子宮,以此來安排未來的月份日期。古巴比倫、古希臘都曾有過把春分作為一年開始的歷法,太陽在一個星宮里的時間,大致和一個月對應(注意公歷是到羅馬共和國末期才開始使用的)。

當占星術士從表面上看到了月份日期和黃道十二宮的對應關系。于是他們把生日和黃道十二宮綁定,稱當太陽位于某星宮時出生的人,其“生日星座”就是該星宮。比如生日為3 月21 日到4 月20 日的人就是白羊宮人,更通俗一點說,這段時間出生的人的生日星座就是白羊座。然后,占星術賦予星宮( 星座) 一定的“ 性格設定”,比如認為白羊座的人直率、熱情,金牛座的人勤勞, 有耐力。用古巴比倫、古希臘想象出來的星座形象,來描述人的性格,完全無視了人性的復雜性,其實一點兒也不靠譜。

在古人認識水平還比較低的時候,會誤以為這樣的聯(lián)系是有道理的(圖7)。古希臘天文學家托勒密本身就是占星大師,他所著的《占星四書》至今仍是占星術經典。但隨著時代的進步,尤其是隨著現(xiàn)代科學的建立,我們就會發(fā)現(xiàn)無論是中國占星術,還是西方占星術根本就站不住腳。中國古代的思想家認為我們的世界是由陰陽五行這些成分構成,認為太陽月亮是陰陽二氣之精,五顆行星則是金木水火土五行之精,星空的變化“皆陰陽之精,其本在地,而上發(fā)于天者”[11],從而探尋它們與人間大事之間的聯(lián)系。經古希臘發(fā)展起來的占星術,根據(jù)是哲學家們關于萬物組成的“四元素”理論,把黃道十二宮賦予水土氣火四元素屬性(希臘哲學認為天體是有第五種元素以太構成的);同時又把黃道十二宮跟人體部位、生日等對應,人體即“小宇宙”,從而把天地人聯(lián)系在一起[12]。完美而神圣的宇宙,影響人類的命運,“天人合一”是中國和西方古代看似很美的猜想??墒窃谝陨喜孪胫?,無論是陰陽五行,還是四元素(曾譯為“四行”,加上以太就成五元素),都是古代哲學對物質成分的錯誤認識。這種基礎認識的錯誤,決定了古代占星術是不可靠的。

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圖7 占星術記錄了人類一個古老的問題:星空和我們人類之間有什么樣的聯(lián)系。古人曾經以為星座出沒、行星運行等現(xiàn)象會決定人的性格、健康乃至命運,因而把人稱為“小宇宙”

同樣,對于星座劃分和星座形象都是人為的地域文化,與星星、宇宙的本質并無關聯(lián)。當然,古人對于人的本質也不了解,認為人類是被天地眷顧的“萬物之靈長”,并不知道人類和其他動物一樣都是進化而來的。古人用中國星宿形象,或者古希臘星座的形象,描述它們對人間事務的影響,完全是出于文化想象。

很多人會誤以為占星術“說得很準”,這又是為什么呢?因為占星術有一套成熟的套路,它對性格的表述,都是大大的表揚,小小的批評,用的詞語都讓聽眾覺得舒服又模棱兩可。比如說某人熱情直率,又有點兒小猶豫,小懶惰??晌覀冏屑毾胂?,誰不是這樣的呢?即使人們明知道是假話,也愛聽別人這么巧妙地表揚。所以說,占星術只是一種非常古老的、巧妙的迷信和騙術,對我們其實沒有什么實際的幫助。

當然,占星術也并不是一無是處。它其實提出了一個非常重要的問題,那就是人類從遠古就在追問的,星空、宇宙和我們之間究竟有什么樣的關系?只是占星術給出的星空決定人的性格乃至軍國命運等答案都是錯誤的。隨著現(xiàn)代科學的進展,如今的天文學家們實際上找到了這個遠古追問的答案。在20 世紀,天文學家們發(fā)現(xiàn),我們在天上看到的那些星座,里面的恒星都是遙遠的太陽,還有更多的、上千億顆恒星組成了銀河系。太陽系、銀河系和整個宇宙,都是從最初一個很小的點開始演化,我們管它叫宇宙大爆炸。宇宙最初只有氫元素和氦元素,在恒星演化過程中,創(chuàng)造出了碳、氧、鐵這些元素。以前的恒星生命結束,爆炸的時候把這些元素拋灑出來,這些元素,也就是恒星的塵埃,又再一次凝聚形成了我們的太陽系,包括地球。然后地球上才得以進化出生命,包括我們人類。

所以,星空、宇宙和我們之間的真實聯(lián)系是:我們都是星塵,我們是恒星爆炸拋灑出來的各種元素塵埃演化出來的產物。因為存在宇宙演化過程,我們才能在地球上出現(xiàn),仰望星空,開始探索宇宙奧秘。







6  總結

在我們討論星座這個話題的時候,實際上會涉及至少三個概念:中國星宿,包括三垣四象二十八宿;國際通用的88 星座,包括黃道十三星座;從黃道星座又演變出了黃道十二星宮,它是對黃道的平均劃分。它們都是天文學家確定的星空坐標體系,用來計算太陽、月亮的位置,從而告訴我們時間歷法。

所謂生日星座是占星術把歷法日期和黃道十二宮對應的名稱。從消極的一面來講,占星術的基礎是不可靠的,只是因為話術的原因才被廣泛接受成為一種流行的文化。從積極的一面來講,占星術實際上記錄了一個古老的問題,就是“我們和星空之間究竟是什么樣的聯(lián)系”,這個問題的答案已經被現(xiàn)代天體物理學找到了。

星座是一個歷久彌新的話題。星座的起源非常古老,可以追溯到幾千年前,但直到1930 年才確定下來國際88 星座體系。星座文化里面所蘊含的悠久的歷史和科學發(fā)現(xiàn)還有待于我們進一步的挖掘,從而為天文科普作出進一步的貢獻。 

理解星座的真面目 | 孫正凡




參考文獻

[1] 司馬遷. 史記·天官書

[2] Ridpath I. Norton's Star Atlas and Reference Handbook. 20th Edition

[3] Allen R H. Star Names. Dover Publications, Inc., New York, 1963

[4] 沈括. 夢溪筆談·象數(shù)一

[5] 呂氏春秋·孟春紀第一

[6] 莎德瓦爾德(德),盧白羽譯. 古希臘星象說. 華東師范大學出版社,2008

[7] 張聞玉. 古代天文歷法講座. 廣西師范大學出版社,2008

[8] 張培瑜. 中國古代歷法. 中國科學技術出版社,2008

[9] Thomas L H. Greek Astronomy (New edition). Dover Publications,2011

[10] Ptolemy C. Almagest (天文學大成)

[11] 班昭, 馬續(xù). 漢書·天文志

[12] Ptolemy C. Tetrabiblos (占星四書)


本文選自《物理》2020年第4期


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