天上的冤家

孫正凡

看似簡(jiǎn)單、人人皆知的現(xiàn)象背后，可能憩藏著深刻的科學(xué)原理。

兄弟反目的參宿與商宿

贈(zèng)衛(wèi)八處士

杜甫

人生不相見(jiàn)，動(dòng)如參與商。

今夕復(fù)何夕，共此燈燭光。

少壯能幾時(shí)，鬢發(fā)各已蒼。

訪舊半為鬼，驚呼熱中腸。

杜甫這首詩(shī)表現(xiàn)了亂世之中的滄桑之感，因此很有名。這首詩(shī)大概作于公元759年（唐肅宗乾元二年）春天，安史之亂中，杜甫在旅途中遇見(jiàn)故交衛(wèi)八處士，一夕傾談，感慨良多。

處士

古時(shí)候指有德才而隱居不愿做官的人，后亦泛指未做過(guò)官的士人。

第二句中參（shēn）、商是兩個(gè)星宿，兩宿相對(duì)，此出彼沒(méi)，所以永遠(yuǎn)不能相見(jiàn)。人生動(dòng)輒如參、商二宿，難以相見(jiàn)；今夕又是何夕，兩人能—同在燈燭光下敘談。別離時(shí)兩人都還年輕，而此時(shí)俱已鬢發(fā)斑白了?；ハ嘣儐?wèn)親朋故舊的下落，竟有一半已不在人間了，彼此都不禁失聲驚呼，心里火辣辣的難受。

對(duì)于“參商不相見(jiàn)”，在《春秋左傳-昭公元年》里演繹了中國(guó)上古時(shí)的一則傳說(shuō)： “昔高辛氏有二子，伯日閼伯，季日實(shí)沈，居于曠林，不相能也，日尋干戈，以相征討。后帝不臧，遷閼伯于商丘，主辰。商人是因，故辰為商星，遷實(shí)沈于大夏，主參。唐人是因，以服侍夏商……故參為晉星?！备咝潦霞慈饰宓壑械牡蹏浚╧ù），他的兩個(gè)兒子閼（è）伯和實(shí)沈兄弟不和，整天拿著武器對(duì)打。老爹很不高興，就把他倆分開(kāi)。老大封到商丘，負(fù)責(zé)觀測(cè)辰星，成為商朝人的始祖，故商朝人祭祀辰星；老二封到大夏，負(fù)責(zé)觀測(cè)參星，成為虞唐（后來(lái)的晉國(guó)）的始祖，故晉國(guó)人祭祀?yún)⑿恰?/p>

商星也叫心大星，后來(lái)把附近的幾顆星劃分為商宿（心宿）；參星指的是排成一條直線的三顆星，后來(lái)這里劃分為參宿。這則“兄弟反目”的傳說(shuō)反映了古人既重視對(duì)這兩個(gè)明亮星宿的觀測(cè)，又對(duì)它們不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)在地面之上感到困惑。

古代詩(shī)歌里經(jīng)常會(huì)用到“參商”這個(gè)比喻訴說(shuō)離別之苦。如三國(guó)時(shí)蔡琰從匈奴離別孩子回漢地時(shí)寫的《胡笳十八拍》：“子母分離兮意難任，同天隔越兮如商參。”曹植《種葛篇》：“昔為同池魚(yú)，今為商與參?！蹦铣簠蔷摹堕|怨》詩(shī)：“相去三千里，參商書信難?！?/p>

獵戶座和天蝎座結(jié)深仇

“參商不相見(jiàn)”的現(xiàn)象，遠(yuǎn)在歐洲大陸邊緣的古希臘人也注意到了，而且他們也講了一個(gè)類似的故事。參宿和附近的幾顆星在希臘星座里被稱為獵戶座，像個(gè)威武的獵人；商宿和附近的幾顆星則稱為天蝎座，像是帶著毒針尾巴的蝎子。在希臘星座神話里，英雄獵人奧利昂因?yàn)橛|怒了天神，在克里特島被蝎子的毒針蜇死了。他們兩個(gè)都被天神提到天上成為輝煌的星座，但仍是仇敵，獵人依然在天上追趕蝎子要報(bào)一箭之仇。所以它們不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)在地面上，每當(dāng)獵戶座從東方地平線上升起，天蝎座就匆匆忙忙地從西邊落下去了，一直到獵戶從東邊落下，它才敢從西邊露頭。

這兩個(gè)星宿（星座）也分別屬于冬夏最醒目的星座之列。古代天文學(xué)家們通過(guò)觀測(cè)它們可以測(cè)定季節(jié)。中國(guó)古籍《夏小正》記載“正月初昏參中”，黃昏時(shí)參星出現(xiàn)在正南方，所以民諺說(shuō)“三星正南，家家拜年”；到了三月“參則伏”，也就是春分之后不久，參宿開(kāi)始隱藏到地平線之下了，商宿從東方地平線上出現(xiàn)了。

現(xiàn)象背后隱藏的事實(shí)

從天文上來(lái)解釋，參商位于天球兩端，相差約、180°，所以才會(huì)出現(xiàn)這種“此出彼沒(méi)”的現(xiàn)象。上期我們講過(guò)，天球就是從我們視覺(jué)上看來(lái)整個(gè)恒星背景組成的大球，它的中心就是地球的中心。 天球坐標(biāo)系可以看作地球坐標(biāo)網(wǎng)格在天上的投影。當(dāng)然中國(guó)古代把圓周分成365.25°（即中國(guó)古度），但這不影響，現(xiàn)象還是一樣的。再推廣一下，東西方的天文學(xué)家們都發(fā)現(xiàn)，我們的大地總是掩蓋住一半的天空（星空）。中國(guó)的二十八星宿、西方的黃道十二宮，都總是有一半在地下。東漢天文學(xué)家張衡在《渾天儀圖注》里說(shuō)：“周天三百六十五度又四分度之一（即365.25°）；又中分之，則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統(tǒng)地下。故二十八宿半見(jiàn)半隱?！?/p>

古希臘天文學(xué)家們應(yīng)用幾何推理，發(fā)現(xiàn)了這個(gè)現(xiàn)象背后隱藏的一個(gè)事實(shí)，即地球比天球要小得多。古希臘偉大的天文學(xué)家托勒密在《天文學(xué)大成》里專列了一章，題為“地球相比于天空就是一個(gè)點(diǎn)”（幾何學(xué)告訴我們，點(diǎn)是沒(méi)有大小的）。文藝復(fù)興時(shí)期，哥白尼在《天體運(yùn)行論》中也同樣專列一章，題為“天之大，地球尺寸無(wú)可比擬”。

事實(shí)的依據(jù)

在19世紀(jì)以前，天文學(xué)家們還不知道恒星（即天空）的距離。古希臘天文學(xué)家認(rèn)為天球其實(shí)不大，恒星離我們的距離相等，組成了一層天球（中國(guó)古代天文學(xué)也認(rèn)為天高可能只有八萬(wàn)里）。不過(guò)在任何地方、任何時(shí)間，我們觀察天空時(shí)，總會(huì)發(fā)現(xiàn)大地覆蓋整個(gè)天球的一半，對(duì)恒星位置的測(cè)量可以說(shuō)明這一點(diǎn)。按照哥白尼的表述就是，當(dāng)巨蟹宮的第一星升起時(shí)，摩羯宮的第一星正在落下。巨蟹宮和摩羯宮分別是黃道十二宮的第4和第10宮，就像“參商”一樣，它們之間也正好相差了180°。

所以在我們看來(lái)，在天球上相距180°的兩個(gè)點(diǎn)（如參商，或巨蟹宮和摩羯宮第一星）跟我們可以連成一條直線。幾何學(xué)告訴我們，要平分一個(gè)球或一個(gè)圓，那么這條線必然是通過(guò)中心的直徑。這就說(shuō)明，其實(shí)我們處于天球中心?？墒莿e忘了，地球的中心也是天球的中心。所以與天球相比，我們到地球中心的距離（也就是地球半徑）完全可以忽略不計(jì)。反過(guò)來(lái)說(shuō)，如果地球大小和天球大小可以相提并論的話，比如地球半徑是天球半徑的三分之一甚至十分之一，在地面上的我們看到的星空必然要明顯小于天球的一半，但這種現(xiàn)象并不存在。

用哥白尼的話說(shuō)：“這就清楚地說(shuō)明，天不知道要比地大多少倍。”或者用托勒密的話說(shuō)：“地球顯然只是一個(gè)點(diǎn)?！碑?dāng)然，即使哥白尼也承認(rèn)，他并不知道天的尺寸比地大，究竟會(huì)大到什么程度。到后來(lái)我們發(fā)現(xiàn)了恒星距離才知道“天球”只是一種視覺(jué)效果，它確實(shí)可以看成是無(wú)窮大的。古希臘天文學(xué)家們用簡(jiǎn)單的幾何推理就能發(fā)現(xiàn)這個(gè)事實(shí)，體現(xiàn)了數(shù)學(xué)和邏輯的力量，真是太贊了！