我国第一次记载日食(最早记录日食是在什么时候)
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今天老多给小盆友们讲几个和日食有关的故事。
和日全食有关的故事
老多这辈子有幸遇见过两次日全食,一次是2008年,几月记不太清了。那次和一位古建研究老前辈在山西考察古代建筑,路上得知当天有日全食,当时我们正在山西和河南交界的三门峡虢国墓。于是急问北京玩天文的小盆友这边可以看见不?回答是看不到日全食。结果没想到的是,傍晚我们在从山西最南端的风陵渡到运城的路上,日全食发生了。我们慌忙下车,虽然没有拍到,但是目睹了那次日全食从食既到生光的全过程,震撼之极。在食甚的那几秒钟,刚刚还是彩云灿烂的天空,瞬间一片漆黑,天空上漫天星斗,明亮的星星在那里向我们眨眼。好像在对我们说:哈哈,白天的星星被你们几位小盆友看见啦,啦啦啦!
第二次是2009年的7月20日,那次我们是做好充分准备,各种设备齐全,简直武装到了牙齿。我们几个奔赴那次日全食最佳观测地之一武汉,并占据了一座三十多层高楼的屋顶。19号夜里就架设好各种设备,准备大干一场。可惜的是,那天武汉多云,整个日全食都是在犹抱琵琶半遮面的情况下发生的,不过食甚时的情景仍然让人震撼难忘。现在依然记得,当天突然间变得一片漆黑时,只听见整个武汉市的狗狗都狂吠起来……。
这是老多2009年拍到的日食
日食是怎么发生的,在很古老的时代,人们对日食就已经有比较正确的了解了。也就是知道日食是因为月亮的影子挡住了太阳。但日食发生真正正确的原因和原理,直到哥白尼发现日心说以后才真正搞清楚。什么原因呢?用最通俗易懂的话说就是地球、月亮、太阳三星连珠了。也就是日食发生的时候,月亮在地球和太阳之间。这种情况其实每个月都会发生一次,每个月农历的二十九或者三十,我们晚上看不到月亮的时候,月亮姐姐其实就在我们和太阳之间。这时月亮姐姐是在白天的天空上,白天的阳光下我们看不见月亮姐姐。但是月亮不是每个月正好都在地球和太阳的正之间,大部分时间月亮的影子和地球擦肩而过,有时会档一点,挡住一点就是日偏食,日全食的情况发生的最少。
另外有些小盆友、熊孩子可能会问,月亮姐姐那么小,她的影子怎么会挡住这么巨大的太阳公公呢?这个问题问的很好,很棒!
这其中的原因是由于月亮姐姐、太阳公公她们俩和地球之间的距离造成的。月亮姐姐距离地球大约40万公里,太阳公公距离地球大约一亿四千万公里。月亮小却距离近,太阳大却距离远,于是她们俩在地球上看大小都一样!怎么一样呢?天文学上把这种视觉上的大小叫“视大小”,太阳视大小的直径是0.5度,月亮视大小的直径也是0.5度。于是月亮姐姐的影子就可以把太阳公公全部挡住了。
再给小盆友们讲个故事,啥故事呢?那就是最早记录日食的故事。
我们知道,人类历史上最早记录日食的是咱们中国人,证据呢?最早的证据就在甲骨文上。19世纪末到上世纪初科学家在河南安阳发现了甲骨文,于是科学家开始了对这种来自殷商时代古老文字的研究。有一位叫董作宾科学家,他专门研究甲骨文里关于历法的问题,他写了一本巨著《殷历谱》。董作宾先生在研究甲骨文的时候发现了人类最早关于日食的记录,我们可以在这本书里读到。
这是老多书房里的藏书《殷历谱》
《殷历谱》里董作宾先生画的,甲骨文里关于日食的记录
甲骨文关于日食的卜辞
另外中国古代流传下来的历史书里也记载了很多日食,其中最早的历史书大概就是孔子整理过的《春秋》,除了《春秋》还有一本《竹书纪年》。这本书很有意思,它是从西晋时代一帮盗墓贼在一座战国墓里发现的大批竹简里整理出来的史书。因为没有书名,于是学者就给这本用竹简整理出来的史书起名叫《竹书纪年》了。这本书记录的是从黄帝(年代不详)到战国魏国的魏惠成王去世(公元前319年)大约两三千年的历史,其中也有大量关于日食的记载。
《竹书纪年》里关于夏懿王元年发生的,可能是日食的记载,天再旦的意思的早上天又亮了一次。日食确实经常在早上发生。
这是《竹书纪年》里周朝帝仲康元年日食的记载
现在有个问题来了,古埃及和古巴比伦都有比中国更早的文字,他们在比中国更早的时候就发现了很多科学问题,但是为什么他们关于日食的记载却没有中国早呢?
要想了解这件事儿得从咱们中国人为啥会在那么古老的时代就记录日食等天文现象说起(中国不但最早记录了日食,还最早记录了月食,彗星,新星爆发等等天文事件)。中国之所以会在那么古老的时代记录日食,最主要的原因是中国有一种观念,“天人合一”。什么叫天人合一呢?天人合一就是认为天上和人间是有联系的,天上发生的事情会预示人间要发生的事情。
住着玉皇大帝的天庭,还有王母娘娘的蟠桃园等神话故事,都是出于天人合一的观念。因为中这种观念,所以观察天上星星的情况就成了中国宫廷里非常重要的事情。彗星是皇帝最害怕的星星,这个灾星一来,估计皇帝小命就难保了。古代像司马迁、张衡、一行,他们的官职叫太史令,这个官职就是皇帝身边的天官,要时刻为皇帝观察星星的动向。后来这种官职改名叫钦天监。钦天监最重要的任务就是计算历法和计算发生日食的时间。
中国古代很早就有历法,最早的历法就是董作宾先生研究的殷历,而且中国很早也已经知道日食是因为月亮的影子挡住了太阳。月亮的阴晴圆缺是有规律的,所以月亮的运行周期是可以计算的,那么日食发生的时间也就可以通过计算事先知道了。计算历法和日食肯定需要数学,而月亮的运动是圆周运动,计算圆周运动得用球面三角函数,但是球面三角函数中国一直没有人知道,也没人会玩。球面三角函数这种数学方法是公元1世纪一位叫门纳劳斯的希腊人发明的。门纳劳斯是一位天文学家,他在计算天体运动时发现了这个数学方法
没有球面几何中国人怎么计算历法和日食呢?中国用的方法是三角计算法,也就是勾股定理。用勾股定理计算出来的历法和日食精确性就差远了,所以中国的历法一般过两三百年就要修改一次,不然就不准了。而欧洲从公元1世纪开始使用儒略历,一直到1522年做了一次修改成为格里高利历法以后,再用几百万年也不需要修改了。那中国的历法不修改会怎么不准呢?比如春分那一天,无论哪一年太阳在这一天都是直射赤道,不准的话照的就不是直射赤道了,于是二十四节气就全乱了。据说在明朝后期,春分的时间比正确的时间延后了很多。
计算日食也是同样的道理,由于计算方法不精确,所以中国的钦天监经常会把日食发生的时间算错,或者算出来的时间根本没有日食。算错了日食,钦天监是要被杀头的,于是钦天监利用迷信蒙皇帝。他们说之所以算错或者没有日食,是因为皇帝治理国家治理的好,老天爷都改主意了。皇帝听信了钦天监的谎话,高兴的直蹦高儿,于是钦天监的脑袋保住了。这样的荒唐事儿中国历史上不知上演过多少次。到了17世纪,这出戏不好演了,为啥呢?
有一位德国传教士,他的名字叫汤若望,他1611年来的澳门,不久来到还是明朝的北京。当时由于中国人使用的历法已经越来越不准(明朝时使用的历法应该是元朝修改的历法《授时历》传下来的),于是朝廷召集学者修改历法。
汤若望
徐光启与利玛窦
由于汤若望的学识,他被邀请一起参加修改历法。当时主持修改历法的是明朝著名的具有科学思想的徐光启先生,他是中国最早接受西方科学知识的学者之一。他最著名的是与另一外传教士利玛窦一起翻译《几何原本》的故事。
新的历法就是他和汤若望以及其他中国学者一起,在1634年完成的,这部历法名字叫《崇祯历书》。在这部历法里汤若望明确引入了“地球”的概念,在计算方法上,介绍了球面和平面三角学,在坐标系方面介绍了黄道坐标系。但是《崇祯历》没有马上颁布。不久(1644年)明朝灭亡,清朝建立。汤若望把新的历书交给了清朝皇帝顺治,顺治皇帝把历书改名为《西洋新法历书》,后来又改为《时宪历》颁布,在全中国使用。《时宪历》一直使用到1911年辛亥革命。辛亥革命以后又经过我国早期著名天文学家,中国现代天文学的奠基人高鲁先生修订,并与西方格里高利历结合,在中国颁布了阳历农历并存的新型日历,这部历法和格里高利历一样,可以用五百万年不需要修改了。
中国现代天文学的奠基人高鲁先生
钦天监编谎话的时代一去不复返了。
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