十大古文明及其对天文学的贡献,都是什么?
追溯到上古时代,天文学是人类最古老的科学之一。人类对头顶的星星总有着深深的迷恋,并渴望去了解它们如何影响我们的生活。为此,千年之后的我们仍在努力。有史以来,许多文明都曾研究过天文学并为我们的知识库贡献了力量。
1. 巴比伦天文学
移除记录哈雷彗星经过的碑
作为世界上第一个拥有成文资料的文明,巴比伦也最早开始记录对星空的观测。古巴比伦天文学家实际上都是该领域熟练的记录员,同时也举行一些对他们意义重大的活动。记录在星表中的恒星和行星的活动对于那个时代来说非常的详尽——它们包含了围绕在我们身边的天体每年、每月甚至每日的位置。
那时,天文学仍然有着很大的神秘意味。这些记录员也为国王占卜吉凶,为将来可能发生的事情做出预言。然后这些记录会存档以便将来的天文学家能够用来学习独立观测星空。
当巴比伦人根据日月的活动发明了第一部历法时,他们的天文知识达到了巅峰。但更令人好奇的是他们可能分别在公元前164年和公元前87年最先记录了后来著名的哈雷彗星。(维基上说公元前240年《史记》便记载了它——译者)
2. 希腊天文学
移除埃拉托色尼
有相当一部分人认为没有任何一个文明对天文学的贡献比得上希腊。部分原因是希腊天文学家不单单来自希腊城,而是来自遭亚历山大大帝征服之后以希腊语为学者通用语言的整个希腊文化世界。接下来让我们去看看他们的伟大成就。
埃拉托色尼无疑是古希腊有史以来最伟大的学者之一。与许多其他希腊知识分子一样,他的成绩不局限于某一领域,而是涉及数学、地理学、诗歌、音乐和天文学。他最令人印象深刻的成就是计算出地球的周长。尽管缺少必要的知识和技术,他的误差也只有几百到几千英里。他使用的是一种叫做视距仪的古老仪器,关于对它的长度我们仍众说纷纭。他也测量过地轴的倾斜角(非常精确),并提出过闰日的想法。
另一位重要的希腊天文学家是萨摩斯的阿利斯塔克斯。他极可能是最早提出日心说的人。要知道,那可是一个绝大多数希腊学者接受地心说的时代。遗憾的是,我们无法确切了解阿利斯塔克斯的学说,因为他的作品没有流传下来。我们只能从后世的书籍和其他学者的引述中了解他的想法。
3. 埃及天文学
移除纳布塔普拉雅石阵 Photo: Raymbetz via Wiki Commons
天文学对古埃及来说非常重要,也是它特别神秘的组成部分。观察、绘图和预测天空的运转在许多埃及宗教仪式中都有巨大的作用。实际上,那些金字塔的位置和天上的恒星5000年前左右出现的位置一致。例如,吉萨金字塔(又称胡夫金字塔)对应着北极星(就像其他许多金字塔一样)。那时的北极星不是小熊座α,而是天龙座α。
埃及最有意思的地区之一是纳布塔普拉雅石阵(Nabta Playa)。这里有很多的考古遗址。其中包含一组环形排列的石柱,和英国史前巨石阵(stonehenge)类似,但比它要早一千年。然该石阵似乎像一个用来判定夏至的巨大日历,但是它的真正作用仍然在研究中。
埃及人对天文学的兴趣也有其实用的一面——预测尼罗河的洪水。埃及文明完全依托于尼罗河,所以需要准确预测汛期的来临。通过追踪星辰,埃及人发明了一个和我们今日使用的极为相似的历法:一年365天,有12个月,每月30天;每个月分成3个星期,每个星期10天。
4. 印度天文学
移除阿耶波多
和历史上的其他科学一样,印度天文学也有很强的宗教因素。实际上,天文学是印度传统占星术周谛士(Jotisha)的分支。即便如此,印度也有很多为帮助人类了解世界做出突出贡献的伟大的数学家和天文学家。这得先要从阿耶波多(Aryabhata)说起。
虽然阿耶波多只有一部著作流传下来,但这部作品一直被视为天文学和数学领域最有影响的印度文献。考虑到印度天文学是基于恒星的运算,阿耶波多不仅成功地推导出地球绕其轴自转,而且还以极高的精度计算出了恒星日和恒星年的旋转时间。他也揭示过日食和月食,精确计算出了地球的周长,并推断月亮是反射的其它光源的光。
阿耶波多引起了人们对天文学的浓厚兴趣,使天文学从开始从宗教中脱离,并采取更科学的方法进行研究。在他之后又很快出现了其他的杰出天文学家,例如传播阿耶波多成就的巴斯卡拉(Bhaskara)及在伊斯兰天文学上留下深远影响的婆罗摩笈多(Brahmagupta)。
5. 中国天文学
移除Ancient Chinese astronomical star map
中国天文学历史源远流长,早至公元前4世纪就有详尽的天文观测记录。甘德是那个时代最著名的天文学家之一。他进行了大量(尤其是关于木星)的天文观测。甘德著有一整本关于木星的书《岁星经》(Treatise on Jupiter),但遗憾的是并没有留存下来。在《岁星经》中甘德提到了木星附近的一颗淡红色小“星”。现代天文学家认为那是对木卫三Ganymede的首次观测。
另一位伟大的中国天文学家是与甘德同时代的石申。他著有世界上最早的星表之一、也是最早有确切作者名字的星表《石氏星经》。石申最早记录了太阳黑子,但他将其错标记为日食。
中国人详细观察记录星空的时间非常之久,但他们很可能没有意识到许多记录都是史上第一次。他们经常记录到突然出现于恒星(fixed star)间的意外的“亮星”。有一次是在公元185年,他们首次对一颗超新星进行了观测。
6. 玛雅天文学
移除《德雷克斯抄本》
许多中美洲的文明都表现出了对天文学的浓厚兴趣。他们中的很多都发展出了历法和历书作为指导来安排像耕种和收割作物甚至开战等重要的事件。如今,我们对某些人用来预言2012年是世界末日的玛雅历都很熟悉(当然2012年并不是世界末日)。但在当时,玛雅历是世界上最先进和最复杂精细的历法之一。
玛雅人创造的并不是中美洲第一部历法,而是从更古老的文明(如奥尔麦克文明还有同时代的阿芝特克文明)引用来尽可能地改良他们的历法。为了完善这部历法,玛雅人对太阳月亮、其它恒星和行星进行了极其详尽的观测。
他们对金星非常感兴趣,认为它很重要。在极少数流传了下来的古玛雅典籍之一《德雷克斯抄本》(the Dresden Codex)中有对这颗行星的繁复记录。玛雅人甚至用金星的升降来安排加冕和战争。
7. 印加天文学
移除栓日石天文钟(Inti Watana) Photo: David Stanley via Wiki Commons
与玛雅人相似,印加人也有他们自己仔细观察星空而发明的历法。昴星团(The Pleiades star cluster)对于印加人就如同对许多其他的文明那样有重要意义。在印加人看来,昴星团的明暗预示着他们在来年会经历丰富的降雨还是干旱。
遗憾的是,大部分关于他们的知识、文化的资料,都在印加帝国被入侵的西班牙摧毁时丢失了。但我们仍然知晓用来推导冬夏二至点( solstices)和春秋二分点(equinoxes.)的印加阴历。
印加天文学有很强的使用价值,尤其是在农业生产上。他们用其发明的历法选定最适合的时间耕种和收割谷物。当然天文学也有宗教成分。印加文明崇拜太阳,并因此建造了许多设施,最有名的是马丘比丘(Machu Picchu)的太阳神庙,那里拥有世上仅存的“拴日石”(Inti Watana)。印加人将这块具有宗教意义的石头当做天文钟,利用太阳的移动预报二至点。
8. 阿拉伯天文学
移除兀鲁伯天文台(Ulugh Beg Observatory) Photo: Oleg Brovko via Wiki Commons
伊斯兰教的崛起使得许多的阿拉伯和波斯文明更加关注科学。由于受早前文明(主要是印度和埃及文明)的成就激励,阿拉伯人对天文学特别感兴趣。穆斯林文明所产生的天文学的最伟大的贡献之一就是对之前存在的信仰和概念的接受和改良。最著名的例子是托勒密地心说(the Ptolemaic model)。这个太阳系地心说的版本经过了很大的改进和纠正,直到最终被“地球不是宇宙在中心”的新的模型所取代。
这些都是依靠观察和实验而不是哲学思考获得实际经验的努力的一部分。伊本·沙提尔(Ibn al-Shatir)就是一位开创这种思想的人。他提出了新的日地模型真正改变了托勒密的学说,并就行星运动写下了大量的作品。
阿拉伯对天文学的关注持续数百年,跨越了整个中世纪,一些最伟大的天文台就诞生于此。第一座是13世纪建成的马拉盖天文台(Maragheh observatory)。它的诞生同时也促进了撒马尔罕(Samarkand)的兀鲁伯天文台(Ulugh Beg Observatory)和伊斯坦布尔的塔奇丁天文台(Taqi al-Din Observatory)等其他天文台的建造。
9. 波斯天文学
移除从地球看大麦哲伦星云 Photo: ESO via Wiki Commons
后伊斯兰时代的波斯(Post-Islam Persia)文明也很关注天文学,并出现了一些那个时代最具天赋的天文学家。阿布德·热哈曼·阿尔苏飞(Abd al-Rahman al-Sufi)是其中无可争议的最伟大的人物。在西方,他以阿左飞(Azophi)的名字为人知晓。他早期的研究依托于托雷密的学说。事实上,他最有名的著作叫《恒星星座》(Book of Fixed Stars),是一本记录当时托雷密体系已知星座的汇编。
在他的书里,阿尔苏飞做了大量的纠正和增添,并首次描述了大麦哲伦星云和仙女座星系等几个新天体。
另一位值得一提的天文学家是Abu Mahmud Hamid ibn Khidr al-Khujandi(名字太长,没找到中文译名)。他在靠近现代的德兰黑的地方建造了一个大型天文台。在那里他制作了一个巨大的墙壁六分仪,用于计算地轴倾斜。这个六分仪巨大的尺寸使得它比之前建造的任何六分仪都精确得多,甚至能够表示到秒。他测量的结果与如今的值只差两分。
10. 印第安天文学
移除可能是描述1054年超新星爆发的阿纳萨齐人的岩画Photo Alex Marentes via Wiki Commons
在欧洲殖民者到达美洲之前有许多土著部落在此生活。每个部落都有自己的方式去理解他们看到的星空。他们的传统是通过故事和传说将他们头顶的星辰及其如何运动的理解代代相传。
即便如此,每一个发展到农业社会的文明都学会了更实际地利用星辰指导农业生产。就像波尼族的印第安人,不仅将一组称为“酋长议会”(The Council of Chiefs,即北冕座Corona Borealis)的星星用作宗教目的,还用其来指导农业生产。
有时候美洲的土著部落会用岩画和象形文字保存他们的观察记录。这在美洲很常见。他们用这些绘画和文字来描绘日常的动物和人,也用来记录重要的仪式。有些甚至记录了像日食这样的天文现象。人们甚至认为神秘的阿纳萨奇人的一幅画描述的是产生了蟹状星云的那次超新星爆发。