中國古人智慧讓老外驚為天人:僅憑肉眼,描繪出現代科學星圖!

                             

在沒有科學的幾千年裡,我們人類照樣繁衍生息。

中國古人智慧讓老外驚為天人:僅憑肉眼,描繪出現代科學星圖!

造就第316位講者 黎耕

  • 中國科學院國傢天文臺副研究員

說到天文,大傢首先會想到星際旅行、時空穿越、外星人等一些充滿科幻色彩的詞匯。但是,今天我想和大傢說的是,天文離我們並不遙遠。

中國有句古話,叫「三代以上人人皆知天文」。在上古時代,比如說夏商周三代以前,幾乎每一個人都懂天文。

其實天文離我們非常近,時間和空間的概念就是來自於天文。古人稱天下四方為宇,古往今來為宙,可見「宇宙」這個詞本身就是時間和空間的意思。

古人是怎麼知道時間的?

我們現在要想知道時間,會習慣性地拿出手機或者是手表。但是設想一下,在沒有手機和手表的時代,古人是怎麼知道時間的?

古人對此做瞭很多創新。

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北宋時期的中國天文學傢制造瞭一架儀器,叫水運儀象臺。通過讓水流均勻地運轉,來驅動中間的大輪,從而「時間」較為均勻地留在地面上。得知具體時間後,再通過一個授時系統把時間播發給大傢。

古代的授時系統和現代的沒有太大差別。隻不過我們現在有瞭各種先進的手段,可以實時校準。

除瞭時間,還有一項重要的東西就是歷法。歷法說白瞭就是幾月幾號。我們的歷法是由什麼決定的呢?

為什麼一年是365天?因為地球繞太陽一周大概是365.2425天,所以將一年確定為365天。每四年再多出一天,就基本上和地球運轉的周期相等瞭。

那為什麼一個月是30天左右,有時候是29天,有時候是30天,有時候是31天?那是因為月球繞地球運轉一周的時間大概是29.5天。

很久以前,古人就已經學會瞭通過天文預測來掌握歷法。在公元前2500年到至2300年的陶寺時期,古人通過觀測地平方位來確定日期。

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因為太陽每天升起時出地平的位置都是不一樣的,所以,隻要你站在同一個地方去觀測,就會知道,當太陽從這個狹縫出來大概是幾月幾號,太陽從那個狹縫出來時是幾月幾號。

古代從事這些工作的天文機構,明清時叫欽天監。

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它主要有三項重要功能:

首先是觀象授時。通過天文觀測來編制歷法,再頒行到全國。

第二是觀測天象,記錄星象的鬥轉星移;

除此之外,還有一個現代天文學傢不太會做的事情,就是星占。當皇帝有一些重要的國事活動,比如蓋一個新東西要進行選址,都會派欽天監的天文學傢去測算,看選的地方是不是合適。

正因為它和政治之間的緊密關系,欽天監雖然隻是一個正五品的衙門,與現在國傢天文臺的級別相當,但是權力卻比現在大得多。

古人憑肉眼能夠觀測到6000多顆恒星

說到天文觀測,大傢首先會想到的是什麼呢?肯定是望遠鏡,對吧?其實望遠鏡是在1609年才發明出來並且被用於天文觀測的。在此之前的幾千年歷史長河中,人類隻能依賴肉眼觀星。

但肉眼觀星有其極限,最多能看到六千多顆恒星。這個數量已經算非常非常多瞭。

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大傢可能會疑惑,為什麼我平時看不到?

首先你要找一個非常非常黑暗的地方仔細地去觀測,還要經過長時間的積累與經驗。慢慢的,你就可以看到越來越多的星星。

就像地球有經度和緯度,天文學傢也要給每一顆星一個經度和緯度,確定這顆星的位置,並形成星圖和星表。

中國古代天象記錄非常全,為天文學做出瞭非常多的貢獻。比如說發現蟹狀星雲。

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我們從哈勃太空望遠鏡拍攝的照片,可以非常清晰地看倒蟹狀星雲裡面的纖維狀結構正在不斷地向外擴張,而且擴張的速度非常快。

1928年,美國著名的天文學傢哈勃通過計算發現,如果蟹狀星雲一直在膨脹話,那麼它其實是一顆恒星在九百多年前爆炸後留下的殘骸。

而非常巧合的是,在九百多年前,中國正好是宋代,我們在《宋史》和《宋會要》等很多歷史文獻中也找到瞭關於蟹狀星雲的記載。隻不過中國古人管它叫做「客星」。所謂客星就是來做客的星,平時根本就看不到,突然有一天它來瞭,而且異常明亮,甚至在白天都可以看到。

這種異狀持續瞭大概兩年時間,而且顏色一直在變化!

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在這兩年間,中國古代欽天監的官員對它持續地進行觀測與記錄,留下瞭非常寶貴的數據。

所以我們說,雖然美國現在擁有世界上最先進的觀測設備,但是中國古人的智慧以及幾千年來不斷觀測的行為,仍然是美國人不可比擬的。

中國的這些天文記錄也將會用於一些其他的地方。

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敦煌星圖是目前世界上現存最古老的一張星圖。很可惜的是因為一些歷史原因,它現在藏在大英圖書館。通過這張星圖,我們可以看到古人把天空分成不同的天區,還把原本散亂的恒星用線條連在一起,形成星座。

雖然我們如今常用的是古希臘的一些星座,但中國古代其實也有占星學,隻不過跟西方的體系不太一樣。我們的星座體系叫三垣二十八宿,也是分成不同的天區,並賦予它不同的含義,隻不過不是用動物來命名的。

中國古人相信天人感應學說,認為天上有什麼東西,地上就有什麼東西。如果天上有異常天象發生的時候,古人就認為有大事將要發生。這也是中國古代君國占星術的一個重要基礎。

講到中國古代天文學的時候,大傢總覺得這是封建迷信的東西,其實也不完全是。

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比如說北宋時期的這張星圖是人類史上對於現代科學星圖最早的一次嘗試。它在南宋的時候被刻成石刻。現在就存放在蘇州,也叫蘇州天文石刻。這個石刻刻著將近1300多顆星,並且標出瞭它們相應的位置和相對的關系。

我們都知道,在中國科技史研究領域有一個非常著名的英國人,叫李約瑟。他提出的一個著名的「李約瑟問題」:雖然中國古代有這麼發達的科學和技術,為什麼近代科學沒有產生在中國呢?

這個問題乍一聽覺得很有道理,但其實我們不必糾結於此。李約瑟還是以西方中心論的角度看待問題,當我們把科學放在一個文明的框架下去看的話,就會獲得不一樣的視角。

科學隻是我們理解自然的一種方式。而現代科學的產生不過短短幾百年的時間,而人類文明已有上萬年的歷史。在沒有科學的幾千年裡,我們人類照樣繁衍生息。

此時此刻,我們站在這裡,看未來和過去,眼前無不是一片黑暗。

科學,就像一束光,指引我們從一段黑暗,走向另一段黑暗……

我們不知道的遠遠大於我們知道的

我給大傢列一組人類探索太空的數據。

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中國最早的《石氏星經》裡記載瞭121顆恒星及其位置的信息。比我們晚一些的古希臘時期的喜帕恰斯星表記載瞭大概1022顆恒星的數據。到瞭1609年望遠鏡出現之後,我們的視野得到瞭很大地擴張,可以看到非常暗弱的天體。

十九世紀初,貝塞爾星表記載瞭五萬顆恒星的數據;二十世紀初,德雷伯星表記載的恒星數已經達到40萬顆,且數據比之前要精確得多;1997年的第谷星表,記載的恒星數據進一步增加到105萬顆。

當LAMOST望遠鏡出現後,可以同時觀測將近4000顆恒星的光譜,並對這些恒星進行詳細分類。截至2017年6月,LAMOST望遠鏡已經觀測到瞭900萬顆恒星的光譜。

看到這裡,大傢可能會想,人類的進步真是非常非常大。但是,我想再告訴大傢一個數據:據初步估算,在我們的銀河系裡有1000億顆恒星,而在宇宙裡至少有1000億個以上像銀河系這樣的星系。可想而知,我們人類對宇宙的探索僅僅是個開始。

正如張衡在《靈憲》裡所講:過此而往者,未知或知也。未知或知者,宇宙之謂也。宇之表無極,宙之端無窮。

其實我們的古人早就想去知道,宇宙究竟是什麼樣的。

我們人類在宇宙裡是如此渺小,不管是對於我們自己的歷史也好,還是對於時空也好,都還有太多太多的未知。

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可能很多人都聽說過《暗淡藍點》這張照片,它是由著名天文學傢卡爾·薩根倡導拍攝的。

1990年2月14日,美國的旅行者1號飛船飛到太陽系邊緣,NASA(美國航空航天局)指示它調過鏡頭,拍下瞭一組太陽系的全傢福。

我們在這張照片裡找到瞭地球,就是那個小藍圈的位置。

原來,所有的人類,我們所愛的所有人,都生活在這麼渺小的一個小點上。宇宙還有如此浩瀚、如此無窮的空間等待我們去探索。

我們不知道的遠遠大於我們知道的

我們一直處在從一段未知走向另一段未知的路途上

在這不斷探索的道上

希望也將會有你們的足跡!

編輯:漢嵐

校對:其奇

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