封面圖：1986年3月8日拍攝的哈雷彗星，圖片來源：Wikipedia

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導(dǎo)讀

古時的“掃把星”，因其形狀而得名，又因其寓意而聞名。現(xiàn)代科學(xué)告訴我們，“掃把星”其實就是天上的彗星，跟其寓意并無關(guān)聯(lián)。而在一眾“掃把星”里面，哈雷彗星可能是最“倒霉”的一個。

它是怎么被人們認(rèn)識的？中國歷史上連續(xù)記載了二十九次哈雷彗星的回歸，為什么卻沒有以中國來命名？哈雷彗星能幫助我們解決武王伐紂的年代問題嗎？本期賽先生天文，讓我們一同回顧一下哈雷彗星的發(fā)現(xiàn)史。是的，它“快”回來了！

撰文 | 黎耕（中國科學(xué)院國家天文臺、中國科學(xué)院大學(xué)）

責(zé)編 | 韓越揚、呂浩然

01

會回歸的“掃把星”

1680年11月14日，一顆彗星的出現(xiàn)在歐洲大陸引起了軒然大波。在以往的印象中，能見到一顆彗星便算得是上一件天文盛事。難以置信的是，一個多月之后，另一顆彗星再次出現(xiàn)！

那些我們今天耳熟能詳?shù)目茖W(xué)先驅(qū)們：牛頓、胡克、以及英國首任皇家天文學(xué)家弗拉姆斯蒂德，都被這樣的景象震驚了，他們每晚注視著星空，尋覓彗星的蹤跡。更加令人震驚的是，兩年后，第三顆彗星再次出現(xiàn)。兩年內(nèi)數(shù)次彗星的出沒，在時年24歲的哈雷心中留下了深刻的印象。

圖1：鹿特丹人觀測1680年大彗星（The Great Comet），圖片來源：Wikipedia

1684年，哈雷在劍橋認(rèn)識了牛頓，并成為好友。哈雷全力支持牛頓撰寫他的巨著《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》，甚至連這本書的出版經(jīng)費也是他私人捐助的。牛頓早就懷疑1680年所出現(xiàn)的兩顆彗星，其實是同一顆彗星掠過太陽之前與之后的景象，但他并未將這一發(fā)現(xiàn)寫入自己的巨著之中。

1705年，哈雷也出版了《彗星天文學(xué)論說》一書，他使用牛頓運動定律計算行星對彗星軌道的影響，推斷1682、1607以及1531年出現(xiàn)的三顆彗星其實是同一顆彗星的多次回歸。他還預(yù)測這顆彗星在1758年會再次出現(xiàn)。這顆被哈雷首次準(zhǔn)確預(yù)言的彗星，也就是我們后來所說的哈雷彗星。

哈雷彗星的發(fā)現(xiàn)，不僅是科學(xué)革命的重要里程碑，也終結(jié)了一個遙遠東方大國千百年來對天災(zāi)的幻想。

02

“惡魔的使者”

彗星在中國民間被形象地稱作掃把星，這大概是因為它長得就像一把長長的掃把。正如同掃把并不會帶給人們多少美好的聯(lián)想一樣，彗星往往也被看做是不祥的預(yù)兆。

在中國古代文獻中，彗星往往被記為“彗”或者“孛（讀作bèi）”。例如《天元玉歷祥異賦》中，對于彗星的占辭是“彗星，為喪氣也”，而對于孛星，則記載“光芒四出者曰孛。孛星，為兵也”。

圖2：明朱絲欄彩繪本《天元玉歷祥異賦》插圖

和中國一樣，在科學(xué)革命以前，西方人對彗星也充滿恐懼，認(rèn)為彗星是帶給人們?yōu)碾y和疾病的罪魁禍?zhǔn)?。例?066年4月哈雷彗星回歸時候，正趕上英格蘭的黑斯廷戰(zhàn)爭，最終英王哈羅德二世陣亡。于是在貝葉掛毯（Bayeux Tapestry）上就記錄了哈雷彗星的景象，認(rèn)為哈雷彗星帶來了上帝的警示。

圖3：貝葉掛毯上的1066年哈雷彗星回歸，圖片來源：Wikipedia

在看《哈利·波特》的時候，不知道你是否想過這樣一個問題：為什么西方的巫師都是騎掃把的？我也曾經(jīng)設(shè)想過，這樣的聯(lián)想是否與彗星有關(guān)，不過并沒有搜到類似的記載或者說法。巫師的邪惡與彗星帶來的災(zāi)難，就這樣構(gòu)成了古代世界東西方人們的共情記憶。

圖4：歐洲中世紀(jì)抄本中就出現(xiàn)了女巫騎掃把的形象，圖片來源：Wikipedia

03

東方的遺產(chǎn)

不過如果要說中國古人只專注占卜，而不會觀察，恐怕會有失偏頗。事實上，中國先人從很早以前就開始觀測彗星，而且不但要看，還要畫下來。僅僅流傳下來漢代墓葬中的彗星圖，就至少有三幅。

最著名的當(dāng)數(shù)湖南省長沙市馬王堆三號漢墓出土的西漢早期帛書《天文氣象雜占》。這幅圖上畫的可不是一顆彗星，而是形形色色的29種彗星形態(tài)，還根據(jù)彗核、彗尾的形狀進行了分類，目的當(dāng)然還是為了更好地預(yù)測吉兇。兩千多年的古人便已觀察得如此詳細(xì)，就問你服不服？

圖5：馬王堆漢墓中出土的帛書《天文氣象雜占》，圖片來源：湖南省博物館

兩漢時期讖（讀作chèn）緯之術(shù)盛行，人們渴望理解自然界的特殊現(xiàn)象，但是又缺乏行之有效的方法。于是，便通過觀察、總結(jié)，以及強行解釋的方法來滿足自己對未知的渴望。

像彗星這種并不會對人們生活產(chǎn)生多大影響的天象，往往會與水、旱、雹、風(fēng)、冬無雪、地震、山崩、蝗蟲這樣的自然災(zāi)害相聯(lián)系。因此，異常天象的觀測自然也就成為皇權(quán)統(tǒng)治下天文機構(gòu)的重要內(nèi)容。《周禮》中記載，保章氏是西周時期執(zhí)掌天文觀測的官員，他的職責(zé)中就有“掌天星以志日月星辰之變動，以觀天下之遷，辨其吉兇”。

在這樣的指導(dǎo)思想指引下，當(dāng)然也就不難想像，為什么在中國古籍中，能找到從秦始皇七年（公元前240年）至清王朝滅亡前夕的宣統(tǒng)二年（公元1910年）的每一次哈雷彗星回歸記錄了吧。

不僅如此，其實在此之前的春秋戰(zhàn)國時期，還有兩次哈雷彗星的回歸記錄呢。它們分別是公元前613年（魯文公十四年）的“秋七月，有星孛入于北斗（《春秋·文公十四年》）”，以及公元前467年的“秦厲共公十年，彗星見（《史記·六國年表》）”。

圖6：《清續(xù)文獻通考·卷三百六》上記載的1910年哈雷彗星回歸

1910年哈雷彗星回歸，這時候中國已經(jīng)走到了封建制度崩潰的前一年。據(jù)《清朝續(xù)文獻通考》的記錄：“四月十八日戌正三刻，正西偏南柳宿間彗星出見，尾指東南，翼宿、名堂之間，測得彗星高二十六度，正西偏南十二度。日漸微，至五月三十日不見?！?/span>

可見，欽天監(jiān)的官員們也算與時俱進，開始采用測角儀器來測量哈雷彗星的高度、方位以及運動軌跡等參數(shù)了。天文官們還專門呈遞了封奏，表明哈雷彗星的出現(xiàn)“并不主吉兇等語”。

相對于幾千年的封建傳統(tǒng)而言，這當(dāng)然要算一種進步。只可惜這個進步來得太晚了一些。此時的世界早已進入現(xiàn)代，汽車、飛機、無線電都已經(jīng)耳熟能詳。而我們，不可避免地落后了。

英國人哈雷最先預(yù)測了哈雷彗星的回歸，這顆與人類最常相伴的短周期彗星，也以他的名字來命名。我們幾千年的持續(xù)觀測，卻并沒有換來一顆彗星的命名權(quán)，就好像傳了全場的好球，卻沒有完成臨門一腳的射門。

圖7：1910年德國出版的哈雷彗星回歸明信片，圖片來源：Wikipedia

04

中國古代的哈雷彗星記載都是廢紙嗎？

好在科學(xué)研究并不是一場足球比賽。哈雷之所能成功預(yù)測這顆彗星的回歸，也是得益于開普勒的行星三定律以及牛頓的引力定律，對自然的探索從來都是需要前赴后繼，一步一個腳印的。

實際上，由于彗星的軌道運動十分復(fù)雜，在哈雷之后的很長時間中，天文學(xué)家想要精確地預(yù)測彗星的回歸時間并不是十分容易。

1818年發(fā)現(xiàn)的恩克彗星每次回歸都比上一次縮短0.11天左右。而哈雷彗星的回歸時間就更不確定，在之前的29次回歸中，最長的回歸周期有79.3年，最短的則只有74.4年，平均為76.73年，最長與最短竟相差五年之久。這主要是因為太陽系內(nèi)木星、土星等大行星的引力會對彗星軌道產(chǎn)生影響。

圖8：1910年哈雷彗星回歸時候天文學(xué)家計算的軌道，圖片來源：Wikipedia

要了解這個規(guī)律，光靠我們一代人的觀測顯然是不夠的，畢竟我們一個人從出生到去世，最多也只能看到兩次哈雷彗星的回歸罷了。在中國古代文獻中，關(guān)于彗星的記載異常豐富，1911年以前的彗星記錄不少于2583次，總條目萬余條，其中有些記錄還對彗星的位置、方向、形態(tài)、日期等進行了周全的描述。

圖9：《宋史·天文志》中關(guān)于1066年哈雷彗星的記載堪稱最長彗星記錄

上個世紀(jì)中期以來，張鈺哲先生、江濤先生，以及美國學(xué)者J.L. Brady等人，先后利用中國的哈雷彗星記錄驗算了它的軌道，為我們進一步了解哈雷彗星的運行規(guī)律奠定了基礎(chǔ)。

05

武王伐紂時候看到的是哈雷彗星嗎？

張鈺哲先生的研究還產(chǎn)生了一個副產(chǎn)品：他在演算了哈雷彗星的回歸記錄之后，于1986年發(fā)表文章提出，《淮南子·兵略訓(xùn)》上所記載的“武王伐紂，彗星出而授殷人其柄，時有彗星，柄在東方，可以掃西人也”，有可能指的是哈雷彗星的一次回歸，從而確定了武王伐紂的年代應(yīng)該在公元前1057年。

這個結(jié)論一出，立即引起了強烈反響，尤其是歷史學(xué)界對于利用天文方法來解決歷史年代學(xué)問題，都感到十分驚喜，如今我們將這類研究稱作天文歷史年代學(xué)。

只可惜，張鈺哲先生的推斷中，有“如果”二字，是被人們所忽略的。也就是說，也很有可能在武王伐紂時候所見的彗星并非哈雷彗星。直到1999年，盧仙文先生等人通過對各種周期性彗星進行分析后認(rèn)為，單純通過哈雷彗星來推斷武王伐紂的年代并不現(xiàn)實。天文歷史年代學(xué)的道路，仍然任重而道遠。

06

“掃把星”回來了！

哈雷彗星的最近一次回歸是在1985年?。如果說1910年天文學(xué)家的觀測手段還極其有限的話，那么到了1985年，情況簡直是有了翻天覆地的改觀。畢竟，在哈雷彗星轉(zhuǎn)了一圈的這半個多世紀(jì)中，科學(xué)技術(shù)也已日新月異，射電天文學(xué)、太空探索、電子計算機等技術(shù)，都在這期間應(yīng)運而生。

因此，為了這次哈雷彗星的回歸，全世界的天文學(xué)家都摩拳擦掌，做好了一切準(zhǔn)備。國際天文聯(lián)合會專門成立了“國際哈雷彗星聯(lián)測（IHW）”，美國帕洛瑪天文臺的5.1米光學(xué)望遠鏡早在1982年就遠遠地捕捉到了哈雷彗星回歸的跡象，歐洲空間局發(fā)射的喬托號飛船近距離飛抵哈雷彗星的彗核并收集塵?！璉HW下設(shè)的七個研究組，以及全世界的天文愛好者們聞風(fēng)而動?？梢哉f，這是人類歷史上第一次可以利用技術(shù)手段來全方位研究這位“老朋友”。

對于中國天文學(xué)而言，此時也已擺脫了歷史的桎梏，努力追趕世界天文學(xué)前沿。1984年11月4日，云南天文臺1米反射望遠鏡捕捉到了哈雷彗星，盡管比美國人晚了兩年，不過也是中國人第一次用自己的望遠鏡來觀測哈雷彗星，實現(xiàn)了歷史的突破。

圖10：國家天文臺觀測臺站（截止至2019年，黎耕制圖）

下一次哈雷彗星回歸是在2061年。近十年來，中國已有越來越多的天文望遠鏡以及天文衛(wèi)星投入使用。相信四十年之后，中國天文人將再次成為國際哈雷彗星聯(lián)測中不可或缺的力量。

?作者簡介?

黎耕

中國科學(xué)院國家天文臺副研究員、中國科學(xué)院大學(xué)天文學(xué)院副教授。畢業(yè)于南京大學(xué)天文系與中國科學(xué)院自然科學(xué)史研究所，主要研究領(lǐng)域為考古天文學(xué)與歷史天文學(xué)?，F(xiàn)任中國科學(xué)技術(shù)史學(xué)會理事、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進會副秘書長。

參考文獻：

[1] 張培瑜. 我國對哈雷彗星的歷史記載. 中國科技史料，1986(7).

[2] 張鈺哲. 哈雷彗星的軌道演變的趨勢和它的古代歷史. 天文學(xué)報，1978.6.

[3] 盧仙文，江曉原，鈕衛(wèi)星. 古代彗星的證認(rèn)與年代學(xué). 天文學(xué)報，1999.8.

[4] 葉璐. 1910年哈雷彗星回歸及“末世論”芻議. 自然辯證法研究，2017.7.

制版編輯 | Morgan

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