古代行星“偵探”的探索

八大行星中，天王星和海王星距離地球太遠(yuǎn)，很難用肉眼觀測(cè)，所以人們很晚才發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)它們。而中國(guó)古人對(duì)于金星、木星、水星、火星、土星這五大行星的觀測(cè)甚至在商朝就開(kāi)始了，幾千年間，古人持續(xù)地對(duì)五大行星進(jìn)行觀測(cè)和記錄，留下了寶貴的天文學(xué)遺產(chǎn)。

認(rèn)識(shí)五星

最初，五大行星并不叫如今的名字。春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，五行說(shuō)逐漸盛行，天文學(xué)受其影響，古人才將它們冠以金星、木星、水星、火星、土星的名字，并將太陽(yáng)、月亮和五大行星合稱為“七政”。

土 星

土星是五大行星中距離地球最遠(yuǎn)的行星，古人測(cè)算它每28年運(yùn)行一周天（現(xiàn)代設(shè)備測(cè)算土星公轉(zhuǎn)周期約為29.46年），幾乎每年都能鎮(zhèn)守或填充二十八宿中的一宿，因此將它稱作鎮(zhèn)星或填星。

水 星

觀測(cè)水星時(shí)，它總是依附在太陽(yáng)的左右，與太陽(yáng)的最遠(yuǎn)距離不超過(guò)一辰（古時(shí)的30度，現(xiàn)代設(shè)備測(cè)得水星與太陽(yáng)之間最大角距約為28度），因此取名為辰星。

由于水星離太陽(yáng)過(guò)近，大部分時(shí)間都會(huì)被太陽(yáng)的光輝“淹沒(méi)”，肉眼觀測(cè)十分困難。只有當(dāng)它與太陽(yáng)之間的距離達(dá)到最大時(shí)，才能在日出前的東方地平線附近，或日落后的西方地平線附近偶爾被觀測(cè)到。

金 星

金星，顏色銀白，是全天最亮的一顆星，于是古人給它起了“太白”這個(gè)十分形象的名字。

在天亮之前，金星會(huì)作為晨星出現(xiàn)在東方天空，被稱作“啟明星”；黃昏時(shí)，它又會(huì)出現(xiàn)在西方天空，則被稱作“長(zhǎng)庚星”。

木 星

木星，也被稱作歲星，可能是古人最早發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)的一顆行星，商朝的甲骨文中已經(jīng)有大量關(guān)于歲星的記載。

古人測(cè)得木星12年運(yùn)行一周天（公轉(zhuǎn)的周期，現(xiàn)代設(shè)備測(cè)得木星的公轉(zhuǎn)周期約為11.86年），所以把黃道（可理解為地球公轉(zhuǎn)的軌道平面）附近的亮星12等分，通過(guò)觀測(cè)每年歲星經(jīng)過(guò)的位置來(lái)制定紀(jì)年，如“歲在星紀(jì)”，這很可能是歲星名字的由來(lái)。

火 星

火星名為熒惑，因?yàn)樗伾l(fā)紅，熒熒像火，而且光亮?xí)r常變化，順行、逆行捉摸不定，讓人迷惑。

大概是因?yàn)榛鹦堑念伾瓦\(yùn)動(dòng)變化無(wú)常，古人將其視為災(zāi)難之星。著名天象“熒惑守心”，指的便是火星在心宿（二十八宿之一，主要位于天蝎座、豺狼座天區(qū)）處一直徘徊的現(xiàn)象，曾被認(rèn)為是大兇的天象。

在天空中“逆著跑”？

天球是天文學(xué)中引進(jìn)的概念，是一個(gè)以選定點(diǎn)（常為地球）為中心，以任意長(zhǎng)為半徑的假想圓球，人們可以將所觀測(cè)到的天體投影到此球面上，用以標(biāo)記和度量天體的位置和運(yùn)動(dòng)。

行星視運(yùn)動(dòng)，指的是觀測(cè)者所見(jiàn)行星在天球位置上的移動(dòng)。在對(duì)浩瀚繁星進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)的過(guò)程中，古人逐漸掌握了行星視運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律。

大部分時(shí)間，行星在天球上自西向東走，被稱作“順行”；偶爾，它們會(huì)自東向西反向運(yùn)動(dòng)，被稱作“逆行”——我們常聽(tīng)說(shuō)的“水逆”，指的就是水星在視運(yùn)動(dòng)中的逆行現(xiàn)象；而在順行和逆行之間的轉(zhuǎn)折時(shí)，行星在天球上的位置會(huì)短暫地不動(dòng)，被稱作“留”。

現(xiàn)代天文學(xué)研究表明，火星和金星的順行、逆行交替十分明顯；水星逆行雖然明顯，但不易觀測(cè)；木星和金星的逆行則需要長(zhǎng)期、系統(tǒng)觀測(cè)，才能發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律。

據(jù)《史記·天官書(shū)》和《漢書(shū)·天文志》記載，戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的天文學(xué)家甘德和石申已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了火星和金星的逆行現(xiàn)象。據(jù)《隋書(shū)·天文志》記載，到了漢初，古人已經(jīng)明白五大行星都存在逆行的現(xiàn)象。

甘德和石申使用專有名詞“勾巳”來(lái)描述行星逆行現(xiàn)象。《開(kāi)元占經(jīng)》記載：“甘氏曰：去而復(fù)還為勾，再勾為巳……石氏曰：東西為勾，南北為巳。”東漢郗萌對(duì)此進(jìn)行解釋：“星行如巳，字為巳。”即：行星由順行到逆行，軌跡會(huì)在天空中劃出了一個(gè)不規(guī)則的圈形，非常像“巳”這個(gè)字。

宋朝沈括在《夢(mèng)溪筆談》中，對(duì)五大行星的運(yùn)動(dòng)有著更加準(zhǔn)確和形象的描述，他不僅將行星的逆行軌跡描述為“柳葉”，還記錄了行星在逆行軌跡上運(yùn)行的快慢情況。

再次相遇之時(shí)

在唐朝修訂《大衍歷》（也稱《開(kāi)元大衍歷》，為729年修訂的天文歷法）之前，古人將兩次晨始見(jiàn)行星之間的時(shí)間間隔定義為會(huì)合周期。《大衍歷》后，其定義更改為“行星連續(xù)兩次與太陽(yáng)某一特殊位置相合的時(shí)間間隔”，同現(xiàn)代天文學(xué)的定義一致。

目前，我國(guó)現(xiàn)存最早的描述五大行星運(yùn)動(dòng)的文獻(xiàn)，是1973年出土于湖南省長(zhǎng)沙市馬王堆漢墓的帛書(shū)《五星占》。其中，記載了自公元前246年（秦始皇元年）到前177年（漢文帝三年）間五大行星的運(yùn)動(dòng)周期，以及一份關(guān)于木星、土星和金星3顆行星位置的表格。

根據(jù)這些內(nèi)容我們推算出，當(dāng)時(shí)測(cè)算得到的金星會(huì)合周期為584.4天，僅比現(xiàn)代天文測(cè)量值大0.48天；土星的會(huì)合周期為377天，僅比現(xiàn)代天文測(cè)量值小1.09天。

西漢《三統(tǒng)歷》和東漢《四分歷》所測(cè)的五星會(huì)合周期與今天的測(cè)量值相差無(wú)幾。祖沖之（南北朝天文家、數(shù)學(xué)家）在《大明歷》中，將五星會(huì)合周期的測(cè)算精度再提高一步，誤差全部小于0.095日。到了隋朝《大業(yè)歷》時(shí)，除火星和金星的誤差為1％日外，其余行星的誤差降到1/500日以下。

中國(guó)古人對(duì)五大行星的觀測(cè)精度令人贊嘆不已，長(zhǎng)期處于世界領(lǐng)先地位。幾千年來(lái)，他們的觀測(cè)為我們留下了豐富多樣的行星觀測(cè)記錄，是中華民族乃至人類文明史上的寶貴財(cái)富。

知識(shí)鏈接

古人對(duì)天體位置關(guān)系的分類

古人將月亮、五星、太陽(yáng)這些天體之間的位置關(guān)系大體分為“犯”“凌”“掩”幾類。

據(jù)清朝天文學(xué)家何國(guó)棟所著《天文輯要》記載，對(duì)天體進(jìn)行觀測(cè)，若2個(gè)天體經(jīng)度相同，緯度上比較接近就是“犯”，緯度上特別接近就是“凌”，緯度完全相同就是“掩”。不同歷史時(shí)期的標(biāo)準(zhǔn)有所差異，但大體分類是一致的。

古代行星掩恒星和行星互掩的記錄十分寶貴，因?yàn)檫@些基本上是古人在目視條件下所能達(dá)到的最精確的觀測(cè)，在現(xiàn)代天文學(xué)的研究中，依然有參考價(jià)值。

（責(zé)任編輯 / 牛一名 美術(shù)編輯 / 周游）