天上的冤家

孙正凡

看似简单、人人皆知的现象背后，可能憩藏着深刻的科学原理。

兄弟反目的参宿与商宿

赠卫八处士

杜甫

人生不相见，动如参与商。

今夕复何夕，共此灯烛光。

少壮能几时，鬓发各已苍。

访旧半为鬼，惊呼热中肠。

杜甫这首诗表现了乱世之中的沧桑之感，因此很有名。这首诗大概作于公元759年（唐肃宗乾元二年）春天，安史之乱中，杜甫在旅途中遇见故交卫八处士，一夕倾谈，感慨良多。

处士

古时候指有德才而隐居不愿做官的人，后亦泛指未做过官的士人。

第二句中参（shēn）、商是两个星宿，两宿相对，此出彼没，所以永远不能相见。人生动辄如参、商二宿，难以相见；今夕又是何夕，两人能—同在灯烛光下叙谈。别离时两人都还年轻，而此时俱已鬓发斑白了。互相询问亲朋故旧的下落，竟有一半已不在人间了，彼此都不禁失声惊呼，心里火辣辣的难受。

对于“参商不相见”，在《春秋左传-昭公元年》里演绎了中国上古时的一则传说： “昔高辛氏有二子，伯日阏伯，季日实沈，居于旷林，不相能也，日寻干戈，以相征讨。后帝不臧，迁阏伯于商丘，主辰。商人是因，故辰为商星，迁实沈于大夏，主参。唐人是因，以服侍夏商……故参为晋星。”高辛氏即三皇五帝中的帝喾（kù），他的两个儿子阏（è）伯和实沈兄弟不和，整天拿着武器对打。老爹很不高兴，就把他俩分开。老大封到商丘，负责观测辰星，成为商朝人的始祖，故商朝人祭祀辰星；老二封到大夏，负责观测参星，成为虞唐（后来的晋国）的始祖，故晋国人祭祀参星。

商星也叫心大星，后来把附近的几颗星划分为商宿（心宿）；参星指的是排成一条直线的三颗星，后来这里划分为参宿。这则“兄弟反目”的传说反映了古人既重视对这两个明亮星宿的观测，又对它们不会同时出现在地面之上感到困惑。

古代诗歌里经常会用到“参商”这个比喻诉说离别之苦。如三国时蔡琰从匈奴离别孩子回汉地时写的《胡笳十八拍》：“子母分离兮意难任，同天隔越兮如商参。”曹植《种葛篇》：“昔为同池鱼，今为商与参。”南朝梁吴均的《闺怨》诗：“相去三千里，参商书信难。”

猎户座和天蝎座结深仇

“参商不相见”的现象，远在欧洲大陆边缘的古希腊人也注意到了，而且他们也讲了一个类似的故事。参宿和附近的几颗星在希腊星座里被称为猎户座，像个威武的猎人；商宿和附近的几颗星则称为天蝎座，像是带着毒针尾巴的蝎子。在希腊星座神话里，英雄猎人奥利昂因为触怒了天神，在克里特岛被蝎子的毒针蜇死了。他们两个都被天神提到天上成为辉煌的星座，但仍是仇敌，猎人依然在天上追赶蝎子要报一箭之仇。所以它们不会同时出现在地面上，每当猎户座从东方地平线上升起，天蝎座就匆匆忙忙地从西边落下去了，一直到猎户从东边落下，它才敢从西边露头。

这两个星宿（星座）也分别属于冬夏最醒目的星座之列。古代天文学家们通过观测它们可以测定季节。中国古籍《夏小正》记载“正月初昏参中”，黄昏时参星出现在正南方，所以民谚说“三星正南，家家拜年”；到了三月“参则伏”，也就是春分之后不久，参宿开始隐藏到地平线之下了，商宿从东方地平线上出现了。

现象背后隐藏的事实

从天文上来解释，参商位于天球两端，相差约、180°，所以才会出现这种“此出彼没”的现象。上期我们讲过，天球就是从我们视觉上看来整个恒星背景组成的大球，它的中心就是地球的中心。 天球坐标系可以看作地球坐标网格在天上的投影。当然中国古代把圆周分成365.25°（即中国古度），但这不影响，现象还是一样的。再推广一下，东西方的天文学家们都发现，我们的大地总是掩盖住一半的天空（星空）。中国的二十八星宿、西方的黄道十二宫，都总是有一半在地下。东汉天文学家张衡在《浑天仪图注》里说：“周天三百六十五度又四分度之一（即365.25°）；又中分之，则一百八十二度八分度之五（182.625°）覆地上，一百八十二度八分度之五统地下。故二十八宿半见半隐。”

古希腊天文学家们应用几何推理，发现了这个现象背后隐藏的一个事实，即地球比天球要小得多。古希腊伟大的天文学家托勒密在《天文学大成》里专列了一章，题为“地球相比于天空就是一个点”（几何学告诉我们，点是没有大小的）。文艺复兴时期，哥白尼在《天体运行论》中也同样专列一章，题为“天之大，地球尺寸无可比拟”。

事实的依据

在19世纪以前，天文学家们还不知道恒星（即天空）的距离。古希腊天文学家認为天球其实不大，恒星离我们的距离相等，组成了一层天球（中国古代天文学也认为天高可能只有八万里）。不过在任何地方、任何时间，我们观察天空时，总会发现大地覆盖整个天球的一半，对恒星位置的测量可以说明这一点。按照哥白尼的表述就是，当巨蟹宫的第一星升起时，摩羯宫的第一星正在落下。巨蟹宫和摩羯宫分别是黄道十二宫的第4和第10宫，就像“参商”一样，它们之间也正好相差了180°。

所以在我们看来，在天球上相距180°的两个点（如参商，或巨蟹宫和摩羯宫第一星）跟我们可以连成一条直线。几何学告诉我们，要平分一个球或一个圆，那么这条线必然是通过中心的直径。这就说明，其实我们处于天球中心。可是别忘了，地球的中心也是天球的中心。所以与天球相比，我们到地球中心的距离（也就是地球半径）完全可以忽略不计。反过来说，如果地球大小和天球大小可以相提并论的话，比如地球半径是天球半径的三分之一甚至十分之一，在地面上的我们看到的星空必然要明显小于天球的一半，但这种现象并不存在。

用哥白尼的话说：“这就清楚地说明，天不知道要比地大多少倍。”或者用托勒密的话说：“地球显然只是一个点。”当然，即使哥白尼也承认，他并不知道天的尺寸比地大，究竟会大到什么程度。到后来我们发现了恒星距离才知道“天球”只是一种视觉效果，它确实可以看成是无穷大的。古希腊天文学家们用简单的几何推理就能发现这个事实，体现了数学和逻辑的力量，真是太赞了！