午夜之子：星座圖背后的故事

麗莎：“記住，爸爸，北斗七星的勺柄指向北極星?！?/p>

荷馬：“說得不錯(cuò)，麗莎，但我們不是在上天文課。我們?cè)跇淞掷??！?/p>

——《辛普森一家》（The Simpsons）

很久很久以前，夜空對(duì)任何地方的每個(gè)人來說都十分黑暗。那時(shí)沒有人造光源，人們用肉眼可以看見月亮和許多星星。而如今，在現(xiàn)代城市里已經(jīng)很難看清星星了。星星是那么令人感到熟悉：人們依靠它們的位置導(dǎo)航，穿越陸地和海洋；它們的形狀是災(zāi)難的預(yù)兆；它們的規(guī)律分布和可預(yù)測性展示了人類對(duì)宇宙的信仰。宇宙是如此合理，如此有規(guī)律，它不是天神們復(fù)仇和互相爭斗的游戲場。星星真的非常重要。

最持久、最生動(dòng)的星空?qǐng)D像被保留在星座圖上。恒星聚集在一起，形成了星座。給星座賦以動(dòng)物或其他日常物件的形狀，或許是為了彰顯它們及其在天空中位置的宗教或神話意義，或許只是為了便于記憶和讀懂星空。夜復(fù)一夜，恒星緩慢而穩(wěn)定地在黑夜中運(yùn)行，月亮有盈有虧，地球繞著太陽年復(fù)一年地旋轉(zhuǎn)，這些都是人們計(jì)算時(shí)間的方式，讓航海家們?cè)谝鼓唤蹬R之后也有辦法導(dǎo)航。如果你在陸地上旅行，當(dāng)夜幕降臨時(shí)，你可以停下來等待太陽升起后再出發(fā)，但如果你在海上航行，通常就無法這樣做了。

緩慢演變的星座圖在人類歷史中扮演了一個(gè)多面的角色。它曾經(jīng)是迷信的助力、天文學(xué)的推手、導(dǎo)航的儀器，它也曾創(chuàng)造了宇宙一體論。夜晚的星空是人類最古老的共同體驗(yàn)，圖片和彩繪手稿中再現(xiàn)的星空展示并升華了多種文化中的人類體驗(yàn)，在任何偉大的科學(xué)圖片展中都少不了這樣一些展品。

在地球上的人類看來，太陽每年的運(yùn)行軌跡在天上畫出了一條巨大的弧線。在古代，太陽每年（看上去）圍繞地球運(yùn)動(dòng)的平面被劃分成了黃道十二宮。時(shí)至今日，世界上還有很多雜志和報(bào)紙的占星術(shù)專欄用這十二宮來糊弄人。實(shí)際上，黃道十二宮（zodiac的字面意思是“動(dòng)物之環(huán)”）與黃道上的星座不同，即使它們用的是同樣的名字。星座是一群毗鄰的星星，形成某些可以識(shí)別、令人浮想聯(lián)翩的圖形。而相比之下，黃道十二宮是12個(gè)各為30°的區(qū)域，或者說對(duì)應(yīng)著時(shí)鐘面上一小時(shí)的區(qū)域，它們?cè)谔炜罩行纬闪?60°的一整圈。傳統(tǒng)上來說，每個(gè)星座占據(jù)天空中18°的區(qū)域。起初，十二宮及其同名的星座有著很緊密的聯(lián)系，但漸漸地，人們命名了越來越多的古代星座，星座很快比十二宮要多得多了。由于十二宮只用于占星，因此它們的數(shù)量最終保持在了12個(gè)。其實(shí)，星座主要用于導(dǎo)航，在世界上不同區(qū)域?qū)Ш叫枰谔炜罩杏胁煌臉?biāo)記和線條，因此要不停地增加星座的數(shù)量，以保證覆蓋整個(gè)天空。大部分人知道自己的星座，占星術(shù)正是通過研究一個(gè)人出生時(shí)的特定星座以及該星座在性格上的傳統(tǒng)解釋，來預(yù)測一個(gè)人的個(gè)性和行為。

最古老的星座圖還有一個(gè)令人著迷的特點(diǎn)：它能讓天文學(xué)家確定創(chuàng)造星座的古老文明所處的年代和具體地點(diǎn)。地球在旋轉(zhuǎn)的時(shí)候會(huì)發(fā)生輕微的晃動(dòng)，就像一個(gè)正在旋轉(zhuǎn)的陀螺。因此，地軸不是一直指向天空中同樣的方向，而是要花約26000年才能完成一次循環(huán)?，F(xiàn)在，地軸已經(jīng)與南北磁極有一定的偏離，地軸的北端指向我們所謂的“北極星”，但在過去或未來，地球的北極會(huì)指向不同的方向，要么指向另一顆星星，要么根本不指向任何星星。例如在公元前3000年，當(dāng)時(shí)的“北極星”是天龍座α星。因此，當(dāng)莎士比亞筆下的尤利烏斯·凱撒說自己像“北極星一樣永不動(dòng)搖”時(shí)，這是犯了時(shí)間上的錯(cuò)誤，因?yàn)樵趧P撒的時(shí)代，根本沒有所謂的“北極星”。

地軸北極的進(jìn)動(dòng)（天文學(xué)稱這一現(xiàn)象為歲差），意味著對(duì)處于地球上不同緯度和歷史上不同時(shí)期的觀察者來說，天空看起來完全不一樣。最有趣的是，一個(gè)從北緯L°觀測的古代天文學(xué)家無法看見以南極為中心的2L°范圍內(nèi)的天空。19世紀(jì)和20世紀(jì)的一些天文學(xué)家宣稱，他們根據(jù)古代星座圖可知，最早的星座圖繪制者處于北緯35°附近，因?yàn)樵撔亲鶊D上沒有描繪南部某個(gè)區(qū)域內(nèi)的天空。

北緯35°線穿越地中海，米諾斯、腓尼基和古巴比倫都位于其附近。通過定位星座圖空白區(qū)域的中心點(diǎn)，可以倒推出歲差的歷史，從而找出南極何時(shí)處于空白區(qū)域的中心。最終，人們推斷出古星座圖繪制的時(shí)間在公元前2500年到公元前1800年。

星座的形狀和命名，其來源已經(jīng)湮沒無聞，但如果我們假定命名者是地中海的航海者，那么許多動(dòng)物的形狀就能夠解釋了。這些航海者追逐天空中升起的星星，以便夜晚也能繼續(xù)航行。地圖象征著人類理解和控制周遭事物的渴望。為一片區(qū)域繪制地圖意味著占領(lǐng)這片區(qū)域；為天空繪制地圖為人類提供了一種終極確認(rèn)，即宇宙中的一切都有跡可循，我們處于掌控宇宙的中心位置，在宇宙演進(jìn)過程中扮演著特殊角色。

每種宗教對(duì)十二宮和星座都有自己的理解。尤利烏斯·席勒（Julius Schiller）制作了一幅基督教的星座圖，圖上用《新約》和《舊約》中的名字取代了奇怪的異教形象。但最偉大的星圖制作者和藝術(shù)家是荷蘭裔德國數(shù)學(xué)家、宇宙學(xué)家安德里亞斯·塞拉里烏斯（Andreas Cellarius）。他在1660年繪制的作品《宇宙和諧之擎天神阿特拉斯》（Atlas Coelestis seu Harmonica Macrocosmica）是有史以來最美的書之一。這本手繪雕版畫集在星座圖的范圍里用生動(dòng)的色彩繪制了豐富的人物，是這位制圖者的巔峰之作。

安德里亞斯·塞拉里烏斯繪制的北半球及其星空，1660年

時(shí)至今日，我們能見到的最古老的星座圖像不是繪于紙上，而是刻在石上，同與眾不同的擎天神阿特拉斯相結(jié)合。在意大利那不勒斯國家考古博物館中，“擎天神阿特拉斯”（The Farnese Atlas）是一座公元2世紀(jì)的羅馬雕塑，展示了擎天神阿特拉斯肩扛一只繪有星座圖的白色大理石圓球。這座雕像因?yàn)槭枪虐＜暗倪z物而著稱于世。雕像高度超過兩米。阿特拉斯一腿半跪，半披一件斗篷。繪有星座圖的圓球直徑約65厘米。雕像唯一的缺陷是其頂部有一小孔，穿過大熊星座和小熊星座之間。球上共有41個(gè)星座，全部都是浮雕，而沒有一顆星星；赤道、南北回歸線、分至圈和兩個(gè)極圈都以浮雕的形式展現(xiàn)，環(huán)繞天球表面。這個(gè)圓球上的星座圖非常精準(zhǔn)，其位置與天空中的實(shí)際位置相差不到1.5°。2005年，美國路易斯安那大學(xué)教授布拉德利·謝弗（Bradley Schaefer）重新分析了“擎天神阿特拉斯”肩上圓球的星座分布，確信它們是古代最偉大的天文學(xué)家羅德島的喜帕恰斯（Hipparchus of Rhodes）遺失已久的星圖。喜帕恰斯的眾多成就之一就是通過精確的觀察，發(fā)現(xiàn)了上文提及的約每26000年一次的歲差循環(huán)。通過研究星座的位置和星圖中沒有顯示的天空，謝弗推測圓球上的星圖繪制于公元前125年，前后誤差不超過55年。喜帕恰斯的星圖繪制于公元前129年，但已消失在歷史的長河中，除了被一些人提及之外，至今我們?nèi)晕匆娺^其真身。具有諷刺意味的是，喜帕恰斯發(fā)現(xiàn)的歲差循環(huán)周期恰好用于檢測這張星圖繪制的時(shí)間。

擎天神阿特拉斯

正面展示了劃分大犬座和南船座之間天空的分至圈

背面展示了赤道、黃道、二分圈和兩條回歸線。白羊座的犄角正好處于二分圈上

然而，星座創(chuàng)造了一段奇妙而神秘的歷史。利用歲差和古代星圖中的空白區(qū)域來確定已知星圖的繪制日期和制圖者所處位置，最初使用這一技巧的是一位鮮為人知的瑞典業(yè)余天文學(xué)家卡爾·斯沃茨（Carl Swartz）。他在1807年出版了一本用瑞典語和法語寫成的書，并在1809年出了第2版。他依靠手頭已有的星圖，推斷出星圖最初的繪制者生活在公元前1400年左右，所處位置是北緯40°附近。他推測，亞美尼亞海岸邊的小城巴庫很可能是繪圖者的家鄉(xiāng)。后來，其他天文學(xué)家，如英國皇家天文學(xué)家愛德華·蒙德（Edward Maunder）和邁克爾·歐文登（Michael Ovenden）分別在1910年和1965年（他們兩人似乎都不知道斯沃茨的書）將星圖繪制者所處的緯度范圍縮小到了北緯36°左右，并將其所處時(shí)代范圍縮小到了公元前2500年到公元前1800年。歐文登相信，星圖來自米諾斯文明的可能性最大——盡管許多歷史學(xué)家不接受這一點(diǎn)，因?yàn)槊字Z斯人通過航海與同一緯度上的先進(jìn)文明有所聯(lián)系，而這些先進(jìn)文明卻因自然災(zāi)難在大約公元前1450年突然消失。但歐文登注意到一個(gè)歷史疑團(tuán)。最有用的古代天文學(xué)記錄保存在索利的阿拉圖斯（Aratus of Soli）所寫的一首敘事詩中，該詩名為《現(xiàn)象》（Phaenomena），發(fā)表于約公元前270年。詩人將這首詩獻(xiàn)給生活在公元前409年到公元前356年的偉大希臘天文學(xué)家和數(shù)學(xué)家——科尼杜斯的歐多克索斯（Eudoxus of Cnidus），并在詩中列舉了48個(gè)星座和它們?cè)谔炜罩械南鄬?duì)位置。古代文學(xué)中提到過“歐多克索斯區(qū)域”，人們普遍相信歐多克索斯擁有一個(gè)天球儀，但是關(guān)于這個(gè)天球儀，以及他本人的天文學(xué)著作和星圖，沒人知道更多信息了。幸運(yùn)的是，阿拉圖斯在詩中描繪星空時(shí)，借鑒了歐多克索斯失傳已久的著作。因此，詩人讓我們一個(gè)星座接一個(gè)星座地領(lǐng)略了歐多克索斯的天空。但在150年后，喜帕恰斯在研究這首詩時(shí)感到相當(dāng)迷惑：阿拉圖斯和歐多克索斯描繪的星空并非兩人所能看見的星空。如果算上歲差，他們?cè)谒幍哪甏臀恢酶究床灰娔切┬亲?，而且兩人還忽略了一些他們本可以看見的星座。此后，歐文登分析了這首詩，發(fā)現(xiàn)它描繪了在公元前3400年到公元前1800年只有在北緯34.5°和北緯37.5°之間才能看到的一片星空。這非常接近于我們從古星座圖推測出來的時(shí)間和地點(diǎn)。

一種可能的結(jié)論是，歐多克索斯繼承了古代星圖，該星圖是身處其他位置的另一個(gè)文明繪制的。但歐多克索斯不知道如何更新這幅圖，或許他根本沒有意識(shí)到需要更新，因?yàn)樗⒉恢赖剌S會(huì)發(fā)生偏移。如果歐多克索斯擁有一個(gè)非常古老的天球儀，他就會(huì)描述從天球儀上看到的天空，而不是自己看到的天空。是否真的存在一個(gè)來自古埃及或其他地中海文明，比如古巴比倫文明的古代神秘天球儀？

這是一個(gè)奇怪的故事，但至少事實(shí)并沒有幻想那么奇怪。布拉德利·謝弗仔細(xì)檢查了歐文登及其前人對(duì)星圖上南部天空空白區(qū)域的大小和位置所做出的研究，發(fā)現(xiàn)了許多錯(cuò)誤和不確定性，因?yàn)橛泻芏嘈切鞘强床灰姷?。為了區(qū)分事實(shí)與虛構(gòu)，謝弗采用了現(xiàn)代天文分析方法，檢查了所有已有的歷史信息，復(fù)查了過去的分析結(jié)果，并引入了更可靠的全新技術(shù)，來確定星圖繪制者所處的時(shí)期。他檢查了南天六個(gè)主要星座中星星的可見度，包括天壇座、南冕座、南魚座、水瓶座、半人馬座和南船座。他追溯到公元前3000年，并算出了能夠看到這些星座的最靠北的緯度。隨著時(shí)間的推移，能看見水瓶座和南魚座這兩個(gè)星座的地點(diǎn)越來越靠北，其他星座則相反?？傊芸匆娺@些星座的緯度隨著時(shí)間變化，前兩個(gè)星座和后四個(gè)星座的曲線相交。有趣的是，我們看見所有曲線的相交點(diǎn)都處于緯度和時(shí)間相對(duì)狹窄的區(qū)域內(nèi)。如果說這些星座都是由一個(gè)獨(dú)立的文明創(chuàng)造出來的，而不是在一段時(shí)期內(nèi)由不同民族創(chuàng)造出來的，那么這些相交點(diǎn)暗示著它們被創(chuàng)造出來的時(shí)間和地點(diǎn)。

布拉德利·謝弗對(duì)創(chuàng)造6個(gè)星座的文明所處緯度和時(shí)期的判斷

在公元前500年前后，同時(shí)可見這些星座的緯度相差僅為6°左右；在公元前300年前后，這些緯度僅相差2.5°。謝弗的結(jié)論是，通過研究這些不確定性能推導(dǎo)出，在公元前900年到公元前330年，這六個(gè)星座的創(chuàng)造者處于北緯30°和北緯34°之間。這一結(jié)論排除了先前的一些假設(shè)，而且從歷史角度看更容易理解：它排除了米諾斯和古希臘文明，但相當(dāng)符合處于北緯32.5°的古巴比倫文明。這是一個(gè)顯而易見的結(jié)論，因?yàn)槲覀円呀?jīng)知道古巴比倫文明在公元前500年前后為星圖增加了16個(gè)星座，其中之一就是南魚座，而這正是謝弗選擇的六個(gè)例證之一。

時(shí)至今日，我們不僅仍在欣賞古星座圖的美麗，還能從中發(fā)現(xiàn)誰最早講述了星座的故事，這真是令人難以置信。

本文摘自《科學(xué)的畫廊：圖片里的科學(xué)史》。

《科學(xué)的畫廊：圖片里的科學(xué)史》，【英】約翰·D.巴羅/著 唐靜、李盼/譯，人民郵電出版社·圖靈新知，2022年6月版