孫正凡

看似簡單、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

贈衛(wèi)八處士

杜甫

人生不相見，動如參與商。

今夕復(fù)何夕，共此燈燭光。

少壯能幾時，鬢發(fā)各已蒼。

訪舊半為鬼，驚呼熱中腸。

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

處士

古時候指有德才而隱居不愿做官的人，后亦泛指未做過官的士人。

第二句中參（shēn）、商是兩個星宿，兩宿相對，此出彼沒，所以永遠不能相見。人生動輒如參、商二宿，難以相見；今夕又是何夕，兩人能—同在燈燭光下敘談。別離時兩人都還年輕，而此時俱已鬢發(fā)斑白了?；ハ嘣儐栍H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。

對于“參商不相見”，在《春秋左傳-昭公元年》里演繹了中國上古時的一則傳說： “昔高辛氏有二子，伯日閼伯，季日實沈，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），他的兩個兒子閼（è）伯和實沈兄弟不和，整天拿著武器對打。老爹很不高興，就把他倆分開。老大封到商丘，負責(zé)觀測辰星，成為商朝人的始祖，故商朝人祭祀辰星；老二封到大夏，負責(zé)觀測參星，成為虞唐（后來的晉國）的始祖，故晉國人祭祀?yún)⑿恰?/p>

商星也叫心大星，后來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，后來這里劃分為參宿。這則“兄弟反目”的傳說反映了古人既重視對這兩個明亮星宿的觀測，又對它們不會同時出現(xiàn)在地面之上感到困惑。

古代詩歌里經(jīng)常會用到“參商”這個比喻訴說離別之苦。如三國時蔡琰從匈奴離別孩子回漢地時寫的《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，今為商與參?！蹦铣簠蔷摹堕|怨》詩：“相去三千里，參商書信難。”

獵戶座和天蝎座結(jié)深仇

“參商不相見”的現(xiàn)象，遠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，英雄獵人奧利昂因為觸怒了天神，在克里特島被蝎子的毒針蜇死了。他們兩個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一箭之仇。所以它們不會同時出現(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)家們通過觀測它們可以測定季節(jié)。中國古籍《夏小正》記載“正月初昏參中”，黃昏時參星出現(xiàn)在正南方，所以民諺說“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

從天文上來解釋，參商位于天球兩端，相差約、180°，所以才會出現(xiàn)這種“此出彼沒”的現(xiàn)象。上期我們講過，天球就是從我們視覺上看來整個恒星背景組成的大球，它的中心就是地球的中心。 天球坐標系可以看作地球坐標網(wǎng)格在天上的投影。當(dāng)然中國古代把圓周分成365.25°（即中國古度），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：“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)了這個現(xiàn)象背后隱藏的一個事實，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點”（幾何學(xué)告訴我們，點是沒有大小的）。文藝復(fù)興時期，哥白尼在《天體運行論》中也同樣專列一章，題為“天之大，地球尺寸無可比擬”。

事實的依據(jù)

在19世紀以前，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)家認為天球其實不大，恒星離我們的距離相等，組成了一層天球（中國古代天文學(xué)也認為天高可能只有八萬里）。不過在任何地方、任何時間，我們觀察天空時，總會發(fā)現(xiàn)大地覆蓋整個天球的一半，對恒星位置的測量可以說明這一點。按照哥白尼的表述就是，當(dāng)巨蟹宮的第一星升起時，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，在天球上相距180°的兩個點（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，要平分一個球或一個圓，那么這條線必然是通過中心的直徑。這就說明，其實我們處于天球中心?？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。反過來說，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：“這就清楚地說明，天不知道要比地大多少倍?！被蛘哂猛欣彰艿脑捳f：“地球顯然只是一個點。”當(dāng)然，即使哥白尼也承認，他并不知道天的尺寸比地大，究竟會大到什么程度。到后來我們發(fā)現(xiàn)了恒星距離才知道“天球”只是一種視覺效果，它確實可以看成是無窮大的。古希臘天文學(xué)家們用簡單的幾何推理就能發(fā)現(xiàn)這個事實，體現(xiàn)了數(shù)學(xué)和邏輯的力量，真是太贊了！