古代行星“侦探”的探索

2024-10-29刁玉松

八大行星中，天王星和海王星距离地球太远，很难用肉眼观测，所以人们很晚才发现和认识它们。而中国古人对于金星、木星、水星、火星、土星这五大行星的观测甚至在商朝就开始了，几千年间，古人持续地对五大行星进行观测和记录，留下了宝贵的天文学遗产。

最初，五大行星并不叫如今的名字。春秋战国时期，五行说逐渐盛行，天文学受其影响，古人才将它们冠以金星、木星、水星、火星、土星的名字，并将太阳、月亮和五大行星合称为“七政”。

土星是五大行星中距离地球最远的行星，古人测算它每28年运行一周天（现代设备测算土星公转周期约为29.46年），几乎每年都能镇守或填充二十八宿中的一宿，因此将它称作镇星或填星。

观测水星时，它总是依附在太阳的左右，与太阳的最远距离不超过一辰（古时的30度，现代设备测得水星与太阳之间最大角距约为28度），因此取名为辰星。

由于水星离太阳过近，大部分时间都会被太阳的光辉“淹没”，肉眼观测十分困难。只有当它与太阳之间的距离达到最大时，才能在日出前的东方地平线附近，或日落后的西方地平线附近偶尔被观测到。

金星，颜色银白，是全天最亮的一颗星，于是古人给它起了“太白”这个十分形象的名字。

在天亮之前，金星会作为晨星出现在东方天空，被称作“启明星”；黄昏时，它又会出现在西方天空，则被称作“长庚星”。

木星，也被称作岁星，可能是古人最早发现和认识的一颗行星，商朝的甲骨文中已经有大量关于岁星的记载。

古人测得木星12年运行一周天（公转的周期，现代设备测得木星的公转周期约为11.86年），所以把黄道（可理解为地球公转的轨道平面）附近的亮星12等分，通过观测每年岁星经过的位置来制定纪年，如“岁在星纪”，这很可能是岁星名字的由来。

火星名为荧惑，因为它颜色发红，荧荧像火，而且光亮时常变化，顺行、逆行捉摸不定，让人迷惑。

大概是因为火星的颜色和运动变化无常，古人将其视为灾难之星。著名天象“荧惑守心”，指的便是火星在心宿（二十八宿之一，主要位于天蝎座、豺狼座天区）处一直徘徊的现象，曾被认为是大凶的天象。

天球是天文学中引进的概念，是一个以选定点（常为地球）为中心，以任意长为半径的假想圆球，人们可以将所观测到的天体投影到此球面上，用以标记和度量天体的位置和运动。

行星视运动，指的是观测者所见行星在天球位置上的移动。在对浩瀚繁星进行长期观测的过程中，古人逐渐掌握了行星视运动的特点和规律。

大部分时间，行星在天球上自西向东走，被称作“顺行”；偶尔，它们会自东向西反向运动，被称作“逆行”——我们常听说的“水逆”，指的就是水星在视运动中的逆行现象；而在顺行和逆行之间的转折时，行星在天球上的位置会短暂地不动，被称作“留”。

现代天文学研究表明，火星和金星的顺行、逆行交替十分明显；水星逆行虽然明显，但不易观测；木星和金星的逆行则需要长期、系统观测，才能发现其中的规律。

据《史记·天官书》和《汉书·天文志》记载，战国时期的天文学家甘德和石申已经发现了火星和金星的逆行现象。据《隋书·天文志》记载，到了汉初，古人已经明白五大行星都存在逆行的现象。

甘德和石申使用专有名词“勾巳”来描述行星逆行现象。《开元占经》记载：“甘氏曰：去而复还为勾，再勾为巳……石氏曰：东西为勾，南北为巳。”东汉郗萌对此进行解释：“星行如巳，字为巳。”即：行星由顺行到逆行，轨迹会在天空中划出了一个不规则的圈形，非常像“巳”这个字。

宋朝沈括在《梦溪笔谈》中，对五大行星的运动有着更加准确和形象的描述，他不仅将行星的逆行轨迹描述为“柳叶”，还记录了行星在逆行轨迹上运行的快慢情况。

在唐朝修订《大衍历》（也称《开元大衍历》，为729年修订的天文历法）之前，古人将两次晨始见行星之间的时间间隔定义为会合周期。《大衍历》后，其定义更改为“行星连续两次与太阳某一特殊位置相合的时间间隔”，同现代天文学的定义一致。

目前，我国现存最早的描述五大行星运动的文献，是1973年出土于湖南省长沙市马王堆汉墓的帛书《五星占》。其中，记载了自公元前246年（秦始皇元年）到前177年（汉文帝三年）间五大行星的运动周期，以及一份关于木星、土星和金星3颗行星位置的表格。

根据这些内容我们推算出，当时测算得到的金星会合周期为584.4天，仅比现代天文测量值大0.48天；土星的会合周期为377天，仅比现代天文测量值小1.09天。

西汉《三统历》和东汉《四分历》所测的五星会合周期与今天的测量值相差无几。祖冲之（南北朝天文家、数学家）在《大明历》中，将五星会合周期的测算精度再提高一步，误差全部小于0.095日。到了隋朝《大业历》时，除火星和金星的误差为1％日外，其余行星的误差降到1/500日以下。

中国古人对五大行星的观测精度令人赞叹不已，长期处于世界领先地位。几千年来，他们的观测为我们留下了丰富多样的行星观测记录，是中华民族乃至人类文明史上的宝贵财富。

古人将月亮、五星、太阳这些天体之间的位置关系大体分为“犯”“凌”“掩”几类。

据清朝天文学家何国栋所著《天文辑要》记载，对天体进行观测，若2个天体经度相同，纬度上比较接近就是“犯”，纬度上特别接近就是“凌”，纬度完全相同就是“掩”。不同历史时期的标准有所差异，但大体分类是一致的。

古代行星掩恒星和行星互掩的记录十分宝贵，因为这些基本上是古人在目视条件下所能达到的最精确的观测，在现代天文学的研究中，依然有参考价值。

（责任编辑 / 牛一名美术编辑 / 周游）