29.数星星的孩子
【北斗七星】
北斗是由天枢、天璇、天玑、天权、玉衡、开阳、瑶光七星组成的。古代汉族人民把这七星联系起来想象成为古代舀酒的斗形。
天枢、天璇、天玑、天权组成为斗身,古曰魁;
玉衡、开阳、瑶光组成为斗柄,古曰杓。
北斗星在不同的季节和夜晚不同的时间,出现于天空不同的方位,所以古人就根据初昏时斗柄所指的方向来决定季节:斗柄指东,天下皆春;斗柄指南,天下皆夏;斗柄指西,天下皆秋;斗柄指北,天下皆冬。
北斗七星从斗身上端开始,到斗柄的末尾,按顺序依次命名为α、β、γ、δ、ε、ζ、η,中国古代汉族天文学家分别把它们称作:天枢、天璇、天玑、天权、玉衡、开阳、瑶光。从“天璇”通过“天枢”向外延伸一条直线,大约延长5倍多些,就可见到一颗和北斗七星差不多亮的星星,这就是北极星。
道教称北斗七星为七元解厄星君,居北斗七宫,即:天枢宫贪狼星君、天璇宫巨门星君、天玑宫禄存星君、天权宫文曲星君、玉衡宫廉贞星君、开阳宫武曲星君、摇光宫破军星君。
星座方位
北斗七星属大熊座的一部分,从图形上看,北斗七星位于大熊的尾巴。这七颗星中有6颗是2等星,1颗是3等星。通过斗口的两颗星连线,朝斗口方向延长约5倍远,就找到了北极星。认星歌有:“认星先从北斗来,由北往西再展开。”初学认星者可以从北斗七星依次来找其它星座了。大熊座中排成勺形的7颗星。古人很重视北斗,因为可以利用它来辨别方向,定季节。
天枢、天璇、天玑、天权四星为魁,组成北斗七星的“斗”,柄状三星分别是——玉衡、开阳、瑶光。杓柄中央的星名叫“开阳”,相距11分处有一颗4等伴星,名“辅”,开阳星和辅星组成光学双星, 肉眼即能识辨。开阳与辅星也是全天唯一一对肉眼可见的物理双星季节不同,北斗七星在前半夜夜空中的位置也不尽相同。因此,我国古代人民就根据它的位置变化来确定季节。《甘石星经》:“北斗星谓之七政,天之诸侯,亦为帝车。”皇帝坐着北斗七星视察四方,定四时,分寒暑。古籍《鹖冠子》记载:“斗杓东指,天下皆春;斗杓南指,天下皆夏;斗杓西指,天下皆秋;斗杓北指,天下皆冬。”古代视北极星为上帝的象征,而北斗则是上帝出巡天下所驾的御辇,一年由春开始,而此时北斗在东,所以上帝从东方开始巡视,故《易·传》:“帝出乎震”,震卦在东。
北斗七星中,“玉衡”最亮,亮度几乎接近一等星。“天权”最暗,是一颗三等星。其他五颗都是二等星。在“开阳”附近有一颗很小的伴星,叫“辅”,它一向以美丽、清晰的外貌引起人们的注意。据说,古代阿拉伯人征兵时,把它当做测验士兵视力的“试验星”。
北斗七星始终在天空中作缓慢的相对运动。其中五颗星以大致相同的速度朝着一个方向运动,而“天枢”和“摇光”则朝着相反的方向运动。因此,在漫长的宇宙变迁中,北斗星的形状会发生较大的变化,10万年后,我们就看不到这种柄杓形状了。
北斗七星又简称“北斗”。离北天极不远,排列成斗形的七颗亮星(见图)。除δ(天权)星为3等星外,其余六星都是2等星。把北斗七星斗前二星连接,并朝斗口方向延长约五倍距离即可找到北极星,常被用作指示方向和识别星座的标志。此外,按照北斗七星斗柄曲线延伸,画出一条弧线后,会遇到21颗亮星之一的大角,即牧夫座α星。
【北极星】
北极星指的是最靠近北天极的一颗星,所以北极星不是一成不变的,现阶段所指是勾陈一。距地球约434光年,是夜空能看到的亮度和位置较稳定的恒星。
位置
现在的北极星是一颗叫勾陈一的亮星,西名塞纳久。此星位于小熊座小熊的尾巴尖处。
北极星是天空北部的一颗亮星,离北天极很近,差不多正对着地轴,从地球北半球上看,它的位置几乎不变,可以靠它来辨别方向。但由于岁差,北极星并不是位置永远不变的某一颗星,到公元14000年将是织女星。每隔25800年,极星要循环一次。比如在麦哲伦航海的时代,勾陈一距离北天极有约8度的角度差,而到今天,勾陈一更靠近北天极了,角度差只有40′,天文学家根据地轴摇摆和恒星引力计算,到公元2100年,勾陈一将到达离北极点正上方最近的位置,它距离北天极将只有28′,然后,勾陈一就将逐渐远离北天极。
北极星目前是小熊星座中最亮的一颗恒星,也就是小熊座α星。它是一颗光谱型为F型的黄巨星,距离地球约434光年,质量约为太阳的4倍,是离地球较远的一颗亮星,在星座图形上,它正处于小熊的尾巴尖端。勾陈一也是一颗三合星。
在北斗七星前端的天璇和天枢两星之间连一条直线,再向天枢方向延长5倍的距离,便遇到颗明亮的2等星,它就是勾陈一。这是寻找勾陈一的最简便的方法。
北极星也是一个三合星系统,较远的伴星使用小型望远镜就可以清楚观测到,而较近的那颗伴星因距离北极星太近而且太暗而无法得见。直到2005年8月初才由哈勃望远镜拍到其影像.北极星在很靠近地球北极指向的天空。因此,看起来它总在北方天空。正是因为它所处的位置重要,才大名鼎鼎。由于北极星的特殊名字,很多人认为勾陈一很亮,但实际上勾陈一的亮度已经基本到了城市中普通天气夜晚人眼分辨极限,这也是为什么很多人小时候看过科普书籍,知道了北极星,但在北方天空怎么也找不到的原因。除非夜晚天气很晴朗,否则勾陈一很难被直接找出。
因为地球是围绕着地轴进行自转的,而北极星正处在地轴的北部延长线上,所以夜晚看天空北极星是不动的,而且在头顶偏北方向,所以才可以指示北方。虽然在一年四季里,由于地球绕太阳公转,地轴倾斜的方向也发生变化,但是北极星距地球距离远远大于地球公转半径,所以地球公转带来的地轴变化可以忽略不计。于是一年四季里,我们看到在天空的北极星位置好像都是在正北方不动的,其实只是我们肉眼观察不到细微的变化,觉得地轴一直指向于北极星。
象征意义
正因为北极星的位置相对稳定,不以变化,所以给人的感觉是忠诚,有着自己的立场。从人生的角度来说,北极星有着引领我们到达目标的意义,正如它可以让我们分辨方向一样。
从爱情的角度来说,北极星象征着坚定,执着和永远的守护。如果将它拟人化,那么它一定对离它近的那个星有承诺,不然也不会不离不弃的守护,比如月亮,虽然它们离的远,但是北极星还是守护着。所以北极星很坚定,象征着永远不会变!
北极星曾经对地球说过,如果你什么时候迷路了,就抬头看看我,我会永远在这儿等你。于是迷路的人们都会抬头寻找北极星。
【张衡】
张衡(78年—139年),字平子。汉族,南阳西鄂(今河南南阳市石桥镇)人,南阳五圣之一,与司马相如、扬雄、班固并称汉赋四大家。中国东汉时期伟大的天文学家、数学家、发明家、地理学家、文学家,在东汉历任郎中、太史令、侍中、河间相等职。晚年因病入朝任尚书,于永和四年(139年)逝世,享年六十二岁。北宋时被追封为西鄂伯。
张衡在天文学方面著有《灵宪》、《浑仪图注》等,数学著作有《算罔论》,文学作品以《二京赋》、《归田赋》等为代表。《隋书·经籍志》有《张衡集》14卷,久佚。明人张溥编有《张河间集》,收入《汉魏六朝百三家集》。
张衡为中国天文学、机械技术、地震学的发展作出了杰出的贡献,发明了浑天仪、地动仪,是东汉中期浑天说的代表人物之一。被后人誉为“木圣”(科圣),由于他的贡献突出,联合国天文组织将月球背面的一个环形山命名为“张衡环形山”,太阳系中的1802号小行星命名为“张衡星”。后人为纪念张衡,在南阳修建了张衡博物馆。
发明
地动仪
公元132年(阳嘉元年),张衡在太史令任上发明了最早的地动仪,称为候风地动仪。据《后汉书·张衡传》记载:地动仪用精铜铸成,圆径八尺,顶盖突起,形如酒樽,用篆文山龟鸟兽的形象装饰。中有大柱,傍行八道,安关闭发动之机。它有八个方位,每个方位上均有一条口含铜珠的龙,在每条龙的下方都有一只蟾蜍与其对应。任何一方如有地震发生,该方向龙口所含铜珠即落人蟾蜍口中,由此便可测出发生地震的方向。经过试验,与所设制,符合如神,自从有书籍记载以来,是没有过的。曾经一龙机发,地不觉动,雒阳的学者都责怪不足信,几天之后,送信人来了,果然在陇西地发生地震,众人于是都服其神妙。自此之后,朝廷就令史官记载地动发生的地方。
关于地动仪的结构,流行的有两个版本:王振铎模型,即“都柱”是一个类似倒置酒瓶状的圆柱体,控制龙口的机关在“都柱”周围。这一种模型已被基本否定。 另一种模型由地震局冯锐提出,即“都柱”是悬垂摆(见袁宏《后汉纪》),摆下方有一个小球,球位于“米”字形滑道交汇处(即《后汉书·张衡传》中所说的“关”),地震时,“都柱”拨动小球,小球击发控制龙口的机关,使龙口张开。另外,冯锐模型还把蟾蜍由面向樽体改为背向樽体并充当仪器的脚。该模型经模拟测试,结果与历史记载吻合。
世界上地震频繁,但真正能用仪器来观测地震,在国外,是19世纪以后的事。候风地动仪是世界上的地震仪之祖。虽然它的功能尚只限于测知震中的大概方位,但它却超越了世界科技的发展约1800年。
浑天仪
张衡在西汉耿寿昌发明的浑天仪的基础上,根据自己的浑天说,创制了一个比以前都精确、全面得多的“浑天仪”。
漏水转浑天仪是一种水运浑象。用一个直径四尺多的铜球,球上刻有二十八宿、中外星官以及黄赤道、南北极、二十四节气、恒显圈、恒隐圈等,成一浑象,再用一套转动机械,把浑象和漏壶结合起来。以漏壶流水控制浑象,使它与天球同步转动,以显示星空的周日视运动,如恒星的出没和中天等。它还有一个附属机构即瑞轮冥菜,是一种机械日历,由传动装置和浑象相连,从每月初一起,每天生一叶片;月半后每天落一叶片。它所用的两级漏壶是现今所知最早的关于两级漏壶的记载。
张衡在创作了浑天仪之后曾写过一篇文章。此文全文已佚。只是在梁代刘昭注《后汉书·律历志》时作了大段引述而使之传世。刘昭注中把这段文字标题为《张衡浑仪》。称之为“浑仪”可能是刘昭所作的一种简化。在古代,仪器的定名并不严格。虽然后世将“浑仪”一词规范为专指观测仪器,但在隋、唐以前,“浑仪”也可用于表演仪器。
瑞轮荚
瑞轮荚是张衡别出心裁创造的自动日历,它模仿神话中奇树蓂荚的特征,靠流水作用,从每月初一开始,一天出现一片叶子,到满月出齐15片,然后每天再收起一片,到月末为止,循环开合。这个神话曲折地反映了尧帝时天文历法的进步。张衡的机械装置就是在这个神话的启发下发明的。听谓“随月盈虚,依历开落”,其作用就相当于现今钟表中的日期显示。
指南车
张衡制造的指南车利用机械原理和齿轮的传动作用,由一辆双轮独辕车组成。车箱内用一种能自动离合的齿轮系统,车箱外壳上层置一木刻仙人,无论车子朝哪个方向转动,木人伸出的臂都指向南方。
计里鼓车
张衡创造的计里鼓车是用以计算里程的机械。据《古今注》记载:“记里车,车为二层,皆有木人,行一里下层击鼓,行十里上层击镯”。记里鼓车与指南车制造方法相同,所利用的差速齿轮原理,早于西方1800多年。
独飞木雕
张衡制作独飞木雕,是模仿鸟类高空翱翔的滑翔翼型设计。
地形图
张衡也研究过地理学,根据他研究和考察的心得,画过一幅地形图。唐张彦远《历代名画记》卷三云:“衡尝作地形图,至唐犹存。”