泰尔斯(3)〈科学之父〉 江铭辉 五梦网
(二)、天文学上的贡献
泰尔斯在天文学上的贡献有四;一是开创西方宇宙学;二是预报了一次日食,停止了两国之间的战争;三是建议希腊的航海者按小熊星座去寻找北方;四是提出四季的时间并不相等。
(1) 开创西方宇宙学
西方的宇宙学是由泰尔斯起源的,他首先舍弃以神秘的眼光来观看宇宙,脱离当世的人深信不疑地有关宇宙是由「神」创造的观点,构思一幅入世的宇宙观。除了上述所说的宇宙是由水构成外,他进一步指出地球像一块漂浮在水上的扁平盘片,太阳、月亮和星星则充满散发光芒的水汽。
(2)预报日食
日食(Solar eclipse)是太阳被月球遮蔽的现象,当月球运行到太阳和地球中间,地球的前方被月球挡住,这时从地球上看太阳,则太阳有一部分或全部被月球遮住,叫作日食(图6)。
图6:当月球位于地球和太阳之间,月球之阴影落至地球上之一部分地区,位于此区域内的人,就无法全部看见太阳或部分太阳不能看见,而产生日食。如果从地球上全完看不见太阳称为日全食,有部分太阳尚能见到称为日偏食。月球无法完全遮蔽太阳,留下一个环状的光亮部分,称为日环食。
太阳有一部分被月球遮住时,叫作日偏食;太阳的外围剩下一圈光环叫做日环食;太阳全部被月球遮住,叫日全食(图7)。
图7:日食依太阳被月球遮盖的部分,可分为日全食(左)、日环食(中)、日偏食(右)
天文学发达的今日,日食并不恐布,但是在古时候,日食却是一件惊天动地的大事情。当时位于今日伊朗、阿富汗北部、土耳其东部地区的米底亚(Media)和位于今日土耳其西部的律底亚(Lydia),两国发生剧烈战争,连续五年未见胜负,横尸遍野,哀声载道。泰尔斯预先推算某月某日有日食,便扬言天帝反对两国战争,在某月某日必以日食来警告两国的互相屠杀。果然到了那一天,两军正在酣战不停时,突然太阳失去光辉,大地暗淡无光。双方军队大为恐惧,于是两国立刻停战和好。
据考证这次日食发生在公元前585年5月28日下午3时。泰尔斯是应用了巴比伦人发现的日食每隔18年又10天发生一次的沙罗周期(Saros Cycle)(注1)推算日食的时间。他根据公元前603年5月18日发生过一次日食,推算在下一次发生的日食时间将是公元前585年5月28日下午3时。
注1:沙罗周期
约18年10天为一个食循环,相对地球每隔一沙罗周期,太阳、月亮和交点线都返回18年10天前相同的位置,重新开始另一次月食及日食。
(3)建议希腊的航海者从小熊星座(Little Bear)去寻找北极星
在黑夜里,面对着北方的天空,很明显的可看到有七颗明亮的星星。古代的中国人假想把这七颗星连结起来,很像一个大斗,因此就给它取一个名字叫:「北斗七星」。西方人把北斗七星以外的几颗星星再连接上去,看起来像一只大熊称它为「大熊星座」(Ursa Major或Big Bear)。中国人把北斗七星从斗口顺序到斗柄分别称它为天枢、天璇、天玑、天权、玉衡、开阳、摇光。其中从天枢和天璇引出一条直线,以这两颗星距离做单位,大约量到五个单位距离的地方,就有一颗亮度大约是二等亮有黄色光的恒星,它几乎是正对着地球的北极,所以被称为「北极星」(North Star或Polaris)。找出北极星的方法,也不只上述这个方法,利用其他方法亦能判断北极星。在靠近北天极的一个区域,位于天龙座(Draco)和大熊座附近,也有类似北斗七星,它亦由七个星组成的星座,人们称为小北斗七星(Little Dipper)或小熊星座(Little Bear或Ursa Minor)(图8)。
这个星座被发现的最早文献是出于公元前三世纪的希腊诗人卡利马却斯(Callimachus)的著作,他说泰尔斯已测量并绘出腓尼基人乘帆船行驶北方所利用的小熊星座。跟据传说,腓尼基人在海上航驶时是根据小熊星座,而非大熊星座测出北极星。小熊星座虽然比大熊星座的北斗七星小而且暗,但它较靠近北极星,而且北极星就位于小熊星座内小熊的尾点,因此提供了一个指向正北方的较佳导引。古代希腊天文学家阿拉塔斯(Aratus)甚至直呼小熊星座为Cynosura,意思是指狗的尾巴。因此泰尔斯在他的航海天文学书籍建议希腊的航海者按较简明的小熊星座去寻找北极星,而放弃他们习惯使用较复杂的大熊星座。
图8:北斗七星是大熊星座的一部分,它的星名从斗口顺序到斗柄,叫做天枢、天璇、天玑、天权、玉衡、开阳、摇光。从天枢和天璇引出一条直线大约量它的5倍距离的地方就是北极星了。西方于1630年德国的拜尔以亮度将星座分类,他采取希腊字母α,β,γ,δ,ε……来标明,因此依明亮标示:天枢是α,天璇是β,天机是γ,天权是δ,王衡是ε,开阳是ζ,摇光是η。而小北斗七星是小熊星座,熊的尾巴就是北极星。