问题

古人没有望远镜,是怎么确定金木水火土这些行星的……?

回答
古人没有望远镜,这确实是一个非常令人着迷的问题。当我们今天仰望星空,看到那些明亮的光点在夜空中缓缓移动,很容易觉得它们就是固定在那里的。但古人却观察到,有那么几颗“星星”的行为举止与其他星星截然不同——它们会穿越我们熟悉的星座背景,在天上“漫步”。这几颗星星,就是我们今天所说的行星。

那么,在没有望远镜的帮助下,古人是如何一步步揭开这些天体的面纱,并将它们与我们现在所知的“金木水火土”对应起来的呢?这背后是一段漫长而精密的观察史,掺杂着对天象的敬畏、朴素的数学推理,以及一些与日常生活经验的联系。

首先,要理解古人是如何“看到”这些行星的。

夜空中最显著的景象就是恒星。它们虽然会随着地球自转在东西方向移动,但彼此之间的相对位置几乎是不变的,就像在一块巨大的黑色丝绒上固定着无数闪烁的钻石。但古人很快就发现,有那么少数几个光点,它们的移动方式完全不一样。

你可以想象一下,在古代,没有灯红酒绿的城市光污染,也没有电子屏幕的光芒干扰,古人拥有的就是一片纯粹的、深邃的夜空。他们有的是时间和耐心去观察。他们发现,有五颗特别明亮的光点,它们不像恒星那样整夜从东边升起、西边落下,而是会在天空中缓慢地、有规律地改变它们在恒星背景中的位置。它们会在某个星座待一段时间,然后慢慢向东(顺行)或向西(逆行)移动,再回到之前的区域。这种不循规蹈矩的移动,让古人觉得它们是特别的,是“游移不定”的。

这五颗“游星”后来就被命名为我们熟知的五大行星:水星、金星、火星、木星和土星。它们之所以能被注意到,是因为它们相对明亮,而且移动的轨迹虽然复杂,但在古代的肉眼观察能力范围内,是可以被捕捉到的。

接下来,古人是如何给这些行星“命名”并赋予它们“属性”的呢?这涉及到他们对宇宙的理解和对自然现象的观察。

古人的宇宙观与我们今天不同。他们倾向于将天上的现象与地上的事物联系起来,认为天象是地象的映射,或是某种神秘力量的体现。这种思维方式,在给行星命名时起到了关键作用。

水星(Mercury/水星): 水星是离太阳最近的行星,也是最难观测的行星之一,因为它总是紧贴着太阳出现,要么在日出前出现在东方地平线上,要么在日落后出现在西方地平线上。它移动的速度非常快,就像信使一样穿梭于星辰之间。在很多文化中,都有一个代表信使、速度、智慧或商业的神祇,比如古罗马的神墨丘利(Mercury),古希腊的神赫尔墨斯(Hermes)。这些神祇的特质与水星的快速移动和难以捕捉的特性非常契合,于是“水星”这个名字就应运而生。在中国传统文化中,水星之所以被称为“辰星”或“填星”,与其颜色(常呈微白色或淡黄色)和在五行中的位置(属水)有关,这又是另一套体系的命名方式。

金星(Venus/太白星): 金星是天空中除了月亮之外最明亮的自然天体。它在早晨作为“启明星”出现,在傍晚作为“长庚星”出现。它光芒四射,明亮耀眼,如同黄金般璀璨。这个特点很容易让人联想到美、爱、光明或财富。在罗马神话中,维纳斯(Venus)是爱与美的女神。在中国,金星被称为“太白星”,它在傍晚时分最明亮,常被视为“白帝子”,与金属(金)的属性相联系,也因为其光芒锐利明亮,有时也被赋予军事的象征。

火星(Mars/荧惑): 火星之所以叫火星,是因为它在夜空中经常呈现出一种独特的红色光芒,尤其在它比较靠近地球的时候,这种红色会非常明显。这种红色很容易让人联想到火焰、战争、热情或愤怒。在罗马神话中,玛尔斯(Mars)是战神。在中国,火星被称为“荧惑”,它的红色光芒有时显得不稳定,会“荧荧如火”,因此与火的属性相联系,并且在古代也与灾祸、兵戈等联系在一起,所以叫“荧惑”,意为“荧荧而惑人”。

木星(Jupiter/岁星): 木星是所有行星中体积最大的一颗,它的光芒也相对稳定而明亮。在古代,它的移动速度相对较慢,而且它在黄道上的周期性出现和消失,被认为与岁月的更替、时间的周期性有关。在罗马神话中,朱庇特(Jupiter)是众神之王,掌管天空和雷电,地位至高无上。在中国的古代,“木星”被称为“岁星”,因为它的运行周期(约12年绕太阳一周)与中国古代的“十二次”或“十二辰”天区划分相对应,人们认为它“岁一守一星”,预示着一年的流转,与年岁相关。

土星(Saturn/镇星):土星是古代能够肉眼看到的、离地球最远的行星。它的运行速度最慢,给人的感觉是稳重、缓慢,有时甚至显得有些“黯淡”或“迟滞”。这种缓慢的移动和相对微弱的光芒,很容易让人联想到大地、时间、农耕,或者一种古老、稳定但又不那么活跃的力量。在罗马神话中,萨图尔努斯(Saturn)是时间之神、农业之神,常常被描绘成一位年长、持重的神祇。在中国,土星被称为“镇星”,因为它在天空中的位置相对固定,运行缓慢,给人一种“镇守”的感觉,也与“土”的属性联系在一起,象征着稳固、厚重和周期性的耕作。

更进一步:古人的数学与天文观察

单纯的观察还不足以完全理解行星的运动。古人还发展出了相当精密的数学方法来预测行星的运行轨道和位置。

记录与周期性: 古人会花费大量时间去记录行星的视位置,将其与背景恒星进行对比。他们会发现行星的运动并非简单的直线或匀速圆周运动,而是会周期性地出现逆行现象——行星在天空中会突然停止前进,然后向后(与地球自转方向相反)移动一段距离,再重新向前(顺行)移动。这种“后退再前进”的现象,让早期的天文学家非常困惑,他们将其称为“行星的舞蹈”。

几何与模型: 为了解释这种复杂的运动,古人开始发展各种天体模型。最早的模型可能是基于简单的几何概念,比如认为行星是沿着一些被包裹在更大的天体(如水晶球)中的轨道运行。后来,尤其是到了古希腊时期,天文学家们提出了本轮(epicycle)和均轮(deferent)的概念。简单来说,就是行星并非直接绕着地球(地心说)运动,而是沿着一个大圆(均轮)移动,同时这个大圆上的一个点又沿着一个小圆(本轮)移动。通过巧妙地调整这些本轮和小圆的半径、速度和方向,古人能够非常准确地模拟出行星的观测轨迹,包括它们的逆行。

数学工具: 要做到这一点,需要大量的计算和数学工具。他们发展出了球面几何,能够计算天体在天球上的位置;他们发明了天文仪器,比如简单的量角器、准星仪(如“象限仪”)等,来测量天体的高度和方位角;他们还发展了天文年历,记录天象的周期和规律。

总结一下,古人没有望远镜,能够确定并命名金木水火土这些行星,是通过以下几个关键步骤实现的:

1. 细致的肉眼观察: 日复一日、年复一年地仰望星空,识别出那些在恒星背景中“游移不定”的光点。
2. 对自然属性的联想: 将行星的颜色、亮度、移动速度等肉眼可辨的特征,与他们对自然界(火、金、水、土)的理解以及所崇拜的神祇或概念联系起来,从而赋予它们名称和象征意义。
3. 长期的记录与周期性分析: 通过精确记录行星的运动轨迹和周期,发现其运动规律,特别是逆行现象。
4. 几何模型的构建与数学计算: 运用当时的数学知识,构建出能够解释和预测行星运动的模型,例如本轮均轮模型。

这个过程是人类智慧的结晶,是无数代天文学家辛勤观察、思考和计算的结果。它不仅仅是认出了几个星星,更是人类对宇宙运行规律的一次伟大探索的开端,即使在没有现代科技的辅助下,也展现出了惊人的洞察力。

网友意见

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晚上天上那么多闪的星。。他们怎么就分出来的呢

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