封面圖：1986年3月8日拍攝的哈雷彗星，圖片來(lái)源：Wikipedia

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導(dǎo)讀

古時(shí)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(shí)就是天上的彗星，跟其寓意并無(wú)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(gè)。

它是怎么被人們認(rèn)識(shí)的？中國(guó)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(méi)有以中國(guó)來(lái)命名？哈雷彗星能幫助我們解決武王伐紂的年代問(wèn)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(lái)了！

撰文 | 黎耕（中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)）

責(zé)編 | 韓越揚(yáng)、呂浩然

01

會(huì)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(jiàn)到一顆彗星便算得是上一件天文盛事。難以置信的是，一個(gè)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(guó)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(méi)，在時(shí)年24歲的哈雷心中留下了深刻的印象。

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

1684年，哈雷在劍橋認(rèn)識(shí)了牛頓，并成為好友。哈雷全力支持牛頓撰寫(xiě)他的巨著《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》，甚至連這本書(shū)的出版經(jīng)費(fèi)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(shí)是同一顆彗星掠過(guò)太陽(yáng)之前與之后的景象，但他并未將這一發(fā)現(xiàn)寫(xiě)入自己的巨著之中。

1705年，哈雷也出版了《彗星天文學(xué)論說(shuō)》一書(shū)，他使用牛頓運(yùn)動(dòng)定律計(jì)算行星對(duì)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(shí)是同一顆彗星的多次回歸。他還預(yù)測(cè)這顆彗星在1758年會(huì)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(lái)所說(shuō)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(gè)遙遠(yuǎn)東方大國(guó)千百年來(lái)對(duì)天災(zāi)的幻想。

02

“惡魔的使者”

彗星在中國(guó)民間被形象地稱(chēng)作掃把星，這大概是因?yàn)樗L(zhǎng)得就像一把長(zhǎng)長(zhǎng)的掃把。正如同掃把并不會(huì)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(guó)古代文獻(xiàn)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(duì)于彗星的占辭是“彗星，為喪氣也”，而對(duì)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(guó)一樣，在科學(xué)革命以前，西方人對(duì)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)住＠?066年4月哈雷彗星回歸時(shí)候，正趕上英格蘭的黑斯廷戰(zhàn)爭(zhēng)，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(lái)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(lái)源：Wikipedia

在看《哈利·波特》的時(shí)候，不知道你是否想過(guò)這樣一個(gè)問(wèn)題：為什么西方的巫師都是騎掃把的？我也曾經(jīng)設(shè)想過(guò)，這樣的聯(lián)想是否與彗星有關(guān)，不過(guò)并沒(méi)有搜到類(lèi)似的記載或者說(shuō)法。巫師的邪惡與彗星帶來(lái)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(lái)源：Wikipedia

03

東方的遺產(chǎn)

不過(guò)如果要說(shuō)中國(guó)古人只專(zhuān)注占卜，而不會(huì)觀察，恐怕會(huì)有失偏頗。事實(shí)上，中國(guó)先人從很早以前就開(kāi)始觀測(cè)彗星，而且不但要看，還要畫(huà)下來(lái)。僅僅流傳下來(lái)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(zhǎng)沙市馬王堆三號(hào)漢墓出土的西漢早期帛書(shū)《天文氣象雜占》。這幅圖上畫(huà)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(jìn)行了分類(lèi)，目的當(dāng)然還是為了更好地預(yù)測(cè)吉兇。兩千多年的古人便已觀察得如此詳細(xì)，就問(wèn)你服不服？

圖5：馬王堆漢墓中出土的帛書(shū)《天文氣象雜占》，圖片來(lái)源：湖南省博物館

兩漢時(shí)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(guò)觀察、總結(jié)，以及強(qiáng)行解釋的方法來(lái)滿足自己對(duì)未知的渴望。

像彗星這種并不會(huì)對(duì)人們生活產(chǎn)生多大影響的天象，往往會(huì)與水、旱、雹、風(fēng)、冬無(wú)雪、地震、山崩、蝗蟲(chóng)這樣的自然災(zāi)害相聯(lián)系。因此，異常天象的觀測(cè)自然也就成為皇權(quán)統(tǒng)治下天文機(jī)構(gòu)的重要內(nèi)容?！吨芏Y》中記載，保章氏是西周時(shí)期執(zhí)掌天文觀測(cè)的官員，他的職責(zé)中就有“掌天星以志日月星辰之變動(dòng)，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(guó)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(shí)在此之前的春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)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(jiàn)（《史記·六國(guó)年表》）”。

圖6：《清續(xù)文獻(xiàn)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(shí)候中國(guó)已經(jīng)走到了封建制度崩潰的前一年。據(jù)《清朝續(xù)文獻(xiàn)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(jiàn)，尾指東南，翼宿、名堂之間，測(cè)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(jiàn)?！?/span>

可見(jiàn)，欽天監(jiān)的官員們也算與時(shí)俱進(jìn)，開(kāi)始采用測(cè)角儀器來(lái)測(cè)量哈雷彗星的高度、方位以及運(yùn)動(dòng)軌跡等參數(shù)了。天文官們還專(zhuān)門(mén)呈遞了封奏，表明哈雷彗星的出現(xiàn)“并不主吉兇等語(yǔ)”。

相對(duì)于幾千年的封建傳統(tǒng)而言，這當(dāng)然要算一種進(jìn)步。只可惜這個(gè)進(jìn)步來(lái)得太晚了一些。此時(shí)的世界早已進(jìn)入現(xiàn)代，汽車(chē)、飛機(jī)、無(wú)線電都已經(jīng)耳熟能詳。而我們，不可避免地落后了。

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

圖7：1910年德國(guó)出版的哈雷彗星回歸明信片，圖片來(lái)源：Wikipedia

04

中國(guó)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(chǎng)足球比賽。哈雷之所能成功預(yù)測(cè)這顆彗星的回歸，也是得益于開(kāi)普勒的行星三定律以及牛頓的引力定律，對(duì)自然的探索從來(lái)都是需要前赴后繼，一步一個(gè)腳印的。

實(shí)際上，由于彗星的軌道運(yùn)動(dòng)十分復(fù)雜，在哈雷之后的很長(zhǎng)時(shí)間中，天文學(xué)家想要精確地預(yù)測(cè)彗星的回歸時(shí)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(shí)間就更不確定，在之前的29次回歸中，最長(zhǎng)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(zhǎng)與最短竟相差五年之久。這主要是因?yàn)樘?yáng)系內(nèi)木星、土星等大行星的引力會(huì)對(duì)彗星軌道產(chǎn)生影響。

圖8：1910年哈雷彗星回歸時(shí)候天文學(xué)家計(jì)算的軌道，圖片來(lái)源：Wikipedia

要了解這個(gè)規(guī)律，光靠我們一代人的觀測(cè)顯然是不夠的，畢竟我們一個(gè)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(guó)古代文獻(xiàn)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(wàn)余條，其中有些記錄還對(duì)彗星的位置、方向、形態(tài)、日期等進(jìn)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(chēng)最長(zhǎng)彗星記錄

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

05

武王伐紂時(shí)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(gè)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(shí)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(gè)結(jié)論一出，立即引起了強(qiáng)烈反響，尤其是歷史學(xué)界對(duì)于利用天文方法來(lái)解決歷史年代學(xué)問(wèn)題，都感到十分驚喜，如今我們將這類(lèi)研究稱(chēng)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(shuō)，也很有可能在武王伐紂時(shí)候所見(jiàn)的彗星并非哈雷彗星。直到1999年，盧仙文先生等人通過(guò)對(duì)各種周期性彗星進(jìn)行分析后認(rèn)為，單純通過(guò)哈雷彗星來(lái)推斷武王伐紂的年代并不現(xiàn)實(shí)。天文歷史年代學(xué)的道路，仍然任重而道遠(yuǎn)。

06

“掃把星”回來(lái)了！

哈雷彗星的最近一次回歸是在1985年?。如果說(shuō)1910年天文學(xué)家的觀測(cè)手段還極其有限的話，那么到了1985年，情況簡(jiǎn)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(gè)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(jì)算機(jī)等技術(shù)，都在這期間應(yīng)運(yùn)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(guó)際天文聯(lián)合會(huì)專(zhuān)門(mén)成立了“國(guó)際哈雷彗星聯(lián)測(cè)（IHW）”，美國(guó)帕洛瑪天文臺(tái)的5.1米光學(xué)望遠(yuǎn)鏡早在1982年就遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(hào)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(gè)研究組，以及全世界的天文愛(ài)好者們聞風(fēng)而動(dòng)?？梢哉f(shuō)，這是人類(lèi)歷史上第一次可以利用技術(shù)手段來(lái)全方位研究這位“老朋友”。

對(duì)于中國(guó)天文學(xué)而言，此時(shí)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(tái)1米反射望遠(yuǎn)鏡捕捉到了哈雷彗星，盡管比美國(guó)人晚了兩年，不過(guò)也是中國(guó)人第一次用自己的望遠(yuǎn)鏡來(lái)觀測(cè)哈雷彗星，實(shí)現(xiàn)了歷史的突破。

圖10：國(guó)家天文臺(tái)觀測(cè)臺(tái)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(lái)，中國(guó)已有越來(lái)越多的天文望遠(yuǎn)鏡以及天文衛(wèi)星投入使用。相信四十年之后，中國(guó)天文人將再次成為國(guó)際哈雷彗星聯(lián)測(cè)中不可或缺的力量。

?作者簡(jiǎn)介?

黎耕

中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)副研究員、中國(guó)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(guó)科學(xué)院自然科學(xué)史研究所，主要研究領(lǐng)域?yàn)榭脊盘煳膶W(xué)與歷史天文學(xué)?，F(xiàn)任中國(guó)科學(xué)技術(shù)史學(xué)會(huì)理事、中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)：

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

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

賽先生

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