仰看星月观云间——中国古代重要科技发明创造(四)
图为《敦煌星图》纪念封。(中国集邮有限公司供图)
(资料图)
图为《敦煌星图》纪念封。(中国集邮有限公司供图)
图为有史以来最大的银河系星图,收录了大约33亿个恒星(局部)。(图片由作者提供)
飞龙在天马国馨院士篆刻
余生趣潭
年少时读《三字经》“三光者,日月星”;曹丕《燕歌行》“仰看星月观云间”;王勃《滕王阁序》“星分翼轸,地接衡庐”;欧阳修《秋声赋》“星月皎洁,明河在天”。还有若干成语:满天星斗、灿若繁星、星月交辉、月明星稀……描述星空、星图的诗句成语,使我对天文产生了浓厚的兴趣。
每个人生下来,仰望天,俯察地,观人物,分远近,接触世界,格物致知。天文学是世界上各地区各民族最先发展起来的科学学科。中国古代天文学有天象观测、天文仪器、历法制定和宇宙论四方面的伟大成就,而天象观测、日月星辰的位置和运动变化,则是天文学的基础。我国战国时期就有了《甘石星经》,后来失传。三国时期孙吴两晋太史令(天文官)陈卓著作的《甘、石、巫咸三家星官》整理了三垣二十八宿体系。敦煌文书中找到的唐代《星占书》残卷,记录了甘德、石申、巫咸发现的星座名称,并绘有星图,现统称敦煌星图。
敦煌星图1900年出土于敦煌藏经洞,它是已知最早表示了几乎所有中国星座的星图,也是迄今发现的第一张用不同颜色的点来区别星表所列星的星图。法国天文学家让-马克·博奈-比多形容敦煌星图:“它是天文学历史上最让人叹为观止的文献资料,它描绘的一连串星图,完整展现了中国的星空中无数的星星和星宿。”而著名英国科学史家李约瑟则称之为“世界上现存最早的科学星图”。
敦煌星图现藏于伦敦大英博物馆,是世界上最早的星图,有人认为可能是唐太史令李淳风(公元602—670年)所绘,但最迟不晚于唐中宗时期(公元705-710年)。
敦煌经卷的画法从12月开始,按照每月太阳位置沿黄赤道带分为12段,先把紫微垣以南诸星用类似墨卡托投影的方法画出,再将紫微垣画在以并极为中心的圆形平面投影上。全图按圆圈、黑点和圆圈涂黄3种方式绘出约1350颗星。
星图对于天文学家,就像地图对于旅游者一样极为有用,天空也有自己的网格系统来标量天体的位置。地球旋转时,天空像在沿着相反的方向旋转。在两极,天体由于观察者所在的纬度不同而按相应不同的角度升起和落下。
天体四散分布,从地球上看去它们都包围着地球。人们把它们想像成一个巨大的球体,称为天球。天球上有网格,有南北极和赤道,它们都与地球上的各个部位相对应。譬如,天球的北极对应地球的北极。天球在我们周围起伏延伸,而星图却是平的。这就意味着一些天体的位置会被扭曲。
为了最大限度地减少这种扭曲,天空被划分成一个个部分,有点像把橘子切开后再压平一样。星图中大小不同的圆点表示我们看到的天体的亮度,这只是一个大致的表达。我们所看到的亮度并不表示天体距离我们是远是近,或是大是小。
使用星图时将一端对着自己的头顶,另一端对着南(北)地平线方向。星图会告诉你此刻可以看到的天体有哪些。南北半球看到的情况是不一样的,同时因为靠近星图底部的天体都处于地平线附近,可能因种种原因会看不到。所以在选用星图时要清楚自己所在的纬度。
根据最近《天体物理学杂志增刊》刊发的论文,天文学家发布了一份包含33亿多颗恒星组成的银河系“巨无霸”星图,以前所未有的细节展示了银河系的雄伟景象。这份星图用时两年完成,对银河系21400次单独曝光产生了超过10TB的数据。
这幅银河系的“千里江山图”就像是一张同时摄入了30亿人,且每个人的形象都清晰可辨的巨大合影。天上的星星真的是多得数也数不清!
(作者系国家教育咨询委员会委员,中国科技馆原馆长、研究员)
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