第三讲：史上视力最好的天文学家

在中国古代神话故事中，有一位叫作“千里眼”的神仙，常常和另一位搭档“顺风耳”一起出镜，在《西游记》和《封神演义》中都出现过，可以放眼千里，明察秋毫。

在古希腊，也有一位眼力出了名的人物，不过不是神话中人，而是真实存在的---他叫喜帕恰斯，我们可以亲密称呼他为喜哥。

据说有一晚，喜哥在天蝎座看到一颗陌生的星星。这颗星星非常暗淡，以前的文献中没有任何记录。这到底是一颗新出现的星星？还是以前就存在、只是别人没看到？这事儿似乎说不清了。喜哥决定采用“星空身份证”制度——绘制一份详细的星图，给天空的群星登记造册，把满天星星“一图打尽”。

喜哥将恒星按照亮度分成等级，最亮的二十颗作为一等星，最暗的作为六等星，中间又有二等星、三等星、四等星、五等星。每相邻等级之间的亮度相差2.5倍——这都是靠眼睛来判别的，根本没有其它辅助仪器。当一般人还只是用“明”和“暗”来描述一颗星星时，喜哥把太空的星星按照亮度分成了六等。

那么，喜哥是怎么进行分级的呢？视力好也不可能这样任性啊。他采用了一个非常巧妙的方法，大喊一声：“星星们给我一个一个出来列队！”

太阳西坠，晚霞映红了天空，当天色渐渐暗淡，最迫不及待的星星开始闪亮。第一批闪亮的二十颗星星，被封为“一等星”。天色更暗，仿佛画家给天空涂上了一层墨，有更多的星星开始眨眼，这是“二等星”。随着夜色渐深，亮度更低的星星一个个登场，分别被赋予不同的等级，直到“六等星”，这是人类肉眼能识别的极限。

喜哥巧妙地利用从黄昏到夜晚的天色变化规律，和星星按次序出现的规律，让星星自己各就各位，自分等级。这个方法如此奇妙，甚至让人觉得不是喜哥在给星星分等级，而是星星自己“乖乖地”给自己分等级。

经过喜哥的巧干加苦干，标有八百多颗恒星位置和亮度的星图，就这样诞生了。

有了星座图在手的喜哥，真是“一表在手，双眼炯炯，星空我有”啊。

他拿着这幅图对比前人的纪录，发现了有一颗“一等星”室女座α有蹊跷。

那一年的那一天正好是春分，那一夜正好有月食。喜哥测量出了这颗星星和月亮中心的距离，发现这颗星星比150年前同一天纪录的位置偏移了1.5 °。不仅如此，他发现全部恒星都从西向东均匀移动了1.5 °。这就意味着，春分时刻每年都要稍微提前一点，每100年移动1.5 °，他把这个现象称为“岁差”。

1.5 °在视觉上有多大距离？就是你伸直手，看到的无名指指甲那么大。室女女神移动了无名指那么一点点，居然被喜哥发现了，这眼神太神了。

中国晋朝时也有一位科学家，叫虞喜，同样发现了“岁差”这个现象。虞喜通过观测发现：

2700年之前唐尧时代，冬至黄昏的时候，南天正中的星宿为昴宿，在中国古代神话里，就是昴日星官大公鸡住的地方。

而到了虞喜生活的晋朝，冬至黄昏，在南天正中的是飞马座，就是动画片《圣斗士星矢》里的天马座。

冬至点在这2700年里，从大公鸡的家移到了星矢的家，大约移动了50°，这是真正的“乾坤大挪移”。于是他得出结论：冬至点2700年偏移50°，每50年就大概偏移1°。这个结果比喜哥精确得多。

喜帕恰斯和虞喜，这两位名字里都有“喜”的科学家，相隔了400多年分别独立发现了岁差现象。他们对天文的观察都非常细致入微，喜哥的眼力好，看出1.5°的差别。虞喜的数据准，发现2700年有50°的移动。

星图和岁差，只是喜哥的牛刀小试。他还发现了一年有365天又1/4.

一年有多少天？这是小学生都知道答案的问题。但是，对于古代人来说，这是个非常难的问题。日出日落是一天，这个很直观明了。可一年的周期很长，通过春花秋月只能得到一个大概的、定性的认识，却无法定量。

我们在第一回讲到了埃拉长老测量太阳下的阴影。这个影子，就是古人最早用来测定一年长度的工具。一天当中，正午的影子最短。而一年四季中每天正午的影子，都有细微的变化，夏至的影子最短（就是埃拉托色尼测量日影的那一天），然后渐渐变长，直到冬天的某一日变得最长，这一天称为冬至。冬至过后，影子又慢慢变短，直到夏至。循环往复，周而复始。影子变化的这个规律，被古人发现，并用来制订历法。相邻两个夏至中间，有三百六十五个日出日落，所以一年有三百六十五天。

圭表一年中影长变化

如果你有了这样的知识，穿越到远古的原始部落，是不是就能做部落里神秘的巫师了呢？

第一年，相信你的部民发现两个夏至中间有三百六十五个日出，大家围着篝火欢庆。

第二年，相信你的部民发现两个夏至中间有三百六十五个日出，大家再次围着篝火欢庆。

第三年，相信你的部民发现两个夏至中间有三百六十五个日出，大家第三次围着篝火欢庆。

第四年，相信你的部民发现两个夏至中间有三百六十六个日出，多了一天，怎么回事？巫师你要解释清楚！不然烧烤了你。

别慌，你如果拥有喜哥的细致，便可免了烧烤之祸了。

喜哥利用自制的观测工具连续做了几十年的观察和记录，并参照古巴比伦人的文献，发现在300年间总共的天数，然后求平均，计算出一年为365又1/4天，再减去1/300天。

所以，每过4年，会多一天，再过300年会少一天！这个数据，和现代天文测量的精确值相差6分钟，十年才会累积差一小时，一百年累积差十小时。

这样细微的差别，要靠多么精细的观察和计算才能发现？！

喜帕恰斯的大部分研究成果，是通过三百年后另一位天文学家托勒密流传下来的。托勒密的巨著《天文学大成》，是根据喜帕恰斯的研究写成的，在中世纪被尊为天文学的标准著作，直到16世纪中哥白尼的日心说发表，地心说才被推翻。可以说，喜哥在1700多年里，一直是西方天文界的大神。

用一双明察秋毫的“千里眼”观察星空，是喜帕恰斯相比其他天文学家得天独厚的优势，也是他制胜的武器之一。

然而，喜帕恰斯真正的武器，不是他的视力，而是他的细致入微和见微知著。

只有细致入微，才能制订出“等级森严”的星座图，让八百多颗星星“按等级”入座。

只有细致入微，才能发现150年里细微的岁差。

只有细致入微，才能发现一年有“365又1/4日，再减去1/300日”。

下一期我们会介绍古希腊最伟大的科学家阿基米德，他从洗澡中发现物理定律，从繁杂的计算中发现圆周率。