科学与人(1 / 1)

中国是天文学发展最早的国家之一,早在史前时代,先民们对寒来暑往,月圆月缺,植物的生长、成熟和动物的活动规律,就积累了一定的知识。最迟在新石器时代早期,中国先民就开始对日、月等天象进行观测。1972年,在河南郑州市大河村仰韶文化遗址出土的彩陶片上,曾发现绘有天文的图案,这些图案有光芒四射的太阳纹和肉眼极难看到的日晕图,有满月和蛾眉月彩绘,还有残存的北斗星象图等,这些图像反映出先民们已积累了相当多的天文知识,并把它们绘制在陶器上。据专家考证,其图案绘于5000年以前。而1963年在山东莒县凌阳河大汶口文化遗址出土的灰色陶尊上,则刻画着太阳与云气的形象图案,陶尊的年代距今大约有4500年。或许在这个时候,人们就根据日之升降、月之圆缺及某星在天空的位置来定方位、定时间、定季节了。当时,除日、月外,人们对红色亮星“大火”相当重视。“大火”,现代天文学称为“天蝎座α星”。传说在中国古帝颛顼时代,就设置“火正”之官,观察大火运行,用以指导农业生产。可以说,天文学在各门自然科学中是产生最早的一门学科。诚如恩格斯所说:“必须研究自然科学各个部门的顺序的发展,首先是天文学——游牧民族和农业民族为了定季节,就已经绝对需要它。”

中国早期天文学在“定季节”的同时,还伴有鲜明的占星术特点和强烈的政治色彩。《周易·彖传》说:“观乎天文,以察时变。”《系辞·上》也说:“天垂象,见吉凶。”这里说的天文就是天象,按中国古代的占星家的理论和学说,宇宙天体与人间社会可相互感应,天象的变化乃是上天对人间祸福的示警。这种独特的文化心理不仅促使统治者垄断一切天文占验,而且使他们不得不辛勤地观测天象,以便寻找天象与人事之间的某种联系。从传说中的黄帝开始,历朝历代都有占星家,这些人几乎都以他们各自的占星术对当时的政治产生过不同程度的影响。

历史上的占星家关注的天象主要有两类,一类属于奇异天象,另一类则是五星运动。关于奇异天象的占验比较简单,因为某一颗星主掌某事都已形成一套固定的模式,于是占星家根据它们的变化特点,便可预测吉凶。相对而言,五星的占验就复杂得多,不仅各星所具有的吉凶性质不同,而且它们的动态所反映的吉凶情况也不同,占星家们把已经掌握的五星在一个运动周期内的运动情况作为五星的常态,如果它们的运动与常态相违背,就可以依据不同的变化来确定吉凶。而中国古代天象记录,其数量之多,门类之全,系列之长也是世界其他国家难以匹敌的。正是古人留下的这笔珍贵而丰富的文化遗产,才为夏商周断代工程提供了一条重要的研究途径。

不难理解的是,由于天象自身所具有的周期性,根据其运行规律,利用现代先进的科学手段,完全可以对文献记载中早已逝去的天象进行回推,这种推算方法在科学高度发达的今天,已达到了相当精密的程度,完全可以推算出这些天象发生的准确时间,从而可以帮助研究者解决历史年代学中,特别是夏商周三代年代学中的某些难题。

夏商周断代工程启动之初,李学勤、席泽宗等专家就注意到天象的研究将在工程中起重大作用,因而参考国外的天象研究方法,专门列出了“仲康日食”“武王伐纣天象”“懿王元年天再旦”等研究课题或专题,并由工程首席科学家、科学史界的翘楚席泽宗具体负责在全国范围内选择有关学者,对各个项目进行分配,然后分头研究。

席泽宗,1927年6月生于山西省垣曲县,自6岁起开始在家乡念私塾。1938年,抗日战争的烽火结束了他5年的私塾生活。这一年,国民党军队节节败退,日军乘机追至垣曲。席家不得不举家避往乡间,席泽宗也被迫辍学,从此开始了颠沛流离的少年时代。

席泽宗在书房(作者摄)

1941—1944年间,席泽宗在陕西洋县国立七中二分校上初中,虽然生活极为清苦,但此处实行的是新式教育,他开始在这里接触到一些自然科学知识,包括天文学。1941年9月21日发生的日全食给他留下了深刻印象。1944年他进入兰州西北师范学院附中读高中,西北师院的前身即北京师范大学,北平沦陷后迁往后方。当时学校里学习空气浓厚,席泽宗读了许多课外读物,其中有南京紫金山天文台台长、著名天文学家张钰哲写的《宇宙丛谈》,这本天文学的科普文集使席泽宗对天文学产生了更加浓厚的兴趣,进而开始找其他的天文书籍来阅读。席泽宗回忆说,自己生平在科学道路上有两个转折点,都和张钰哲有关,《宇宙丛谈》就是其中之一。

1948年元旦,正在中山大学读书的席泽宗在广州《越华报》发表了他的第一篇文章《预告今年日月食》。此后他一面学习,一面在广州、香港等报纸上发表了几十篇文章,这些文章大部分都和天文学有关。1951年,北京商务印书馆出版了他的第一本著作《恒星》,那时他还是一名学生。

席泽宗从中山大学毕业前,因对天体物理感兴趣,曾联系好去南京紫金山天文台工作,但毕业时人事部门却把他分配到了北京的中国科学院编译局,担任《科学通报》的编辑。在这里,他认识了主管编译局的中科院副院长、著名气象学家竺可桢。1952年,根据竺可桢的安排,他被送往哈尔滨俄语专科学校,专修俄语两年。1954年回编译局后,他和戴文赛合作翻译了苏联阿米巴楚米扬等人的《理论天体物理学》。此书于1956年由科学出版社出版后,曾长期被作为研究生的教材使用。

当时苏联天文学界对利用历史资料研究超新星爆发与射电源的关系很感兴趣,他们曾致函中国科学院,请求帮助调查有关的历史资料。竺可桢把这个任务交给了席泽宗,这是席泽宗涉足天文学史研究的第一步。一年之后,即有蜚声中外的《古新星新表》问世。

20世纪40年代初期,金牛座蟹状星云被证认出是公元1054年超新星爆发的遗迹。1949年又发现蟹状星云是一个很强的射电源,不久发现著名的1572年超新星和1604年超新星遗迹也是射电源。根据这个发现,天文学家产生了设想:超新星爆发可能会形成射电源。由于超新星爆发是极为罕见的天象,因此要检验上述设想,必须借助于古代长期积累的观测资料。而证认古代新星和超新星爆发记录的工作,曾有一些外国学者尝试过,如伦德马克等。但他们的结果无论在准确性还是完备性方面都显得不足。

从1954年起,席泽宗连续发表了几篇研究中国古代新星及超新星爆发记录与射电源之间关系的论文,接着在1955年发表了《古新星新表》。他充分利用中国古代在天象观测资料方面完备、持续和准确的巨大优越性,考订了从殷代到公元1700年间的90次新星和超新星爆发记录,成为这方面空前完备的权威资料。《古新星新表》发表后很快引起美国和苏联的重视,两国先后在报刊上做了报道,随后在专业杂志上全文译载。俄译本和英译本的出现使得这一成果被各国研究者广泛引用。在国内,竺可桢副院长也给予很高的评价,并一再向学术界介绍。竺可桢临终前将这项成果和《中国地震资料年表》并列为新中国成立以来中国科学史研究的两项重要成果。

随着射电天文学的迅速发展,《古新星新表》日益显示出其重大意义。于是席泽宗和薄树人合作,于1965年又发表了《中朝日三国古代的新星纪录及其在射电天文学中的意义》一文。此文是在《古新星新表》的基础上做了进一步修订,又补充了朝鲜和日本的有关史料后,制成的一份更为完善的古代新星和超新星爆发编年记录表。这份记录表同时确立了七项鉴别新星爆发记录的判据和两项区分新星和超新星记录的标准,并讨论了超新星的爆发频率。这篇论文发表后,在国际上产生了更大范围的影响。第二年(1966年),美国《科学》杂志第154卷第3749期译载了全文,同年,美国国家航天和航空局又出版了一种单行本。自此之后,世界各国科学家在讨论超新星、射电源、脉冲星、中子星、γ射线源、X射线源等最新天文学研究对象时,经常引用以上两文。1965年李约瑟致函竺可桢,建议推荐席泽宗为国际科学史研究院通讯院士,这时的席泽宗仅是一名助理研究员。剑桥英文版《中国天文学和天体物理学》杂志主编、爱尔兰丹辛克天文台的江涛在1977年10月的美国《天空与望远镜》杂志上撰文说:“对西方科学家而言,发表在《天文学报》上的所有论文中,最著名的两篇可能就是席泽宗在1955年和1965年关于中国超新星记录的文章。”美国著名天文学家O.斯特鲁维等在《二十世纪天文学》一书中只提到一项中国天文学家的工作,这就是席泽宗的《古新星新表》。

1981年2月13日,香港《大公报》对席泽宗重要论证的报道

对利用历史资料来解决现代天文学课题,席泽宗长期保持着注意力。1981年他去日本讲学时曾指出:“历史上的东方文明绝不是只能陈列于博物馆之中,它在现代科学的发展中正在起着并且继续起着重要的作用。”或许,正是有了这种思想的指导,才有了《伽利略前二千年甘德对木卫的发现》论文的发表,并再次轰动了世界天文学界。

木卫是指从属于木星周围的小星,它们和木星共同组成了一个系统。学术界大都认为木星的4颗大卫星是伽利略于1610年用望远镜首先发现的。有些书中说,用肉眼无法看见这4颗大卫星,因为它们离明亮的木星太近了。但是席泽宗经研究发现,木星的181颗大卫星是肉眼可见的,两千多年前的中国战国时代天文学家甘德就看见过。

早在1957年,席泽宗就注意到《开元占经》中所引一条战国时期关于木星的史料:“甘氏曰,单阏之岁,摄提格在卯,岁星在子,与媭女、虚、危晨出夕入,其状甚大有光,若有小赤星附于其侧,是谓同盟。”正是这条史料,使席泽宗怀疑甘德可能已经发现了木卫。这条史料许多人都知道,但伽利略用望远镜发现木卫这一事实,使那种认为木卫只能用望远镜才看得到的说法深入人心,成为传统观念,所以人们对这条史料大都轻易放过了。席泽宗却把这件事放在心上。多少年之后,他在弗拉马利翁的著作中发现了木卫可用肉眼看见的主张,后来又在德国地理学家洪堡的记述中发现有肉眼看见木卫的实例,这使他联想起甘德的记载,于是着手研究。经过周密的考证和推算,他证明:上述甘德的记载是公元前364年夏天的天象,甘德确实发现了木卫。同时,他又将这一结论交付北京天文馆天象厅做模拟观测。与此同时,中国科学院自然科学史研究所组织青少年在河北兴隆县做实地观测,北京天文台在望远镜上加光阑,模拟人眼进行观测,三家观测结果一致表明在良好条件下木卫可用肉眼看到,而且甘德的记载非常逼真。这些观测有力地证实了席泽宗的结论。这个结论把人类认识行星卫星的历史提前了两千年,在国际上引起巨大反响,国内外报刊做了大量报道,英、美等国都翻译了全文。以毕生精力研究中国天文学史的日本京都大学名誉教授薮内清为此发表了《实验天文学史的尝试》一文,认为席泽宗的研究是实验天文学史的开端。

席泽宗从青年时代醉心于天体物理学,至20世纪50年代以《古新星新表》蜚声国际天文学、科学史两界,由此奠定了他在学术史上的地位。此后他在中国恒星观测、宇宙理论、天文学思想史、人物研究、敦煌卷子、马王堆汉墓出土帛书中的天文学文献等方面又做了大量重要工作,终成享有国际声誉的天文学家和天文史专家。他曾出任中国科学院自然科学史研究所所长、中国科学院院士、中国科学技术史学会理事长、国际天文学联合会天文学史组织委员会委员、第16届国际科学史大会远东组主席、国际科学史研究院通讯院士等,并已被8种世界名人录列传。

夏商周断代工程正式启动之前,他就作为中国天文学史界的代表,参加了论证筹划以及可行性报告的起草工作。不过按席泽宗的说法,他刚开始介入这项工作之时,心理上有一种“如临深渊,如履薄冰”的感觉。因为夏商周断代工程所要解决的是一个古史年代学问题,而过去的年代学研究者,往往付出了很大的努力,但成功率却极其有限。中国两千年来的研究者不用说,就是国外也是如此。例如世界顶级的大科学家牛顿,在完成有关的天体力学研究之后,开始研究《圣经》中记载的有关古史年代问题,他所倾注大量心血研究出的结果,后来被科学界当作神学类的东西无情地抛弃了。可以说,在这一研究领域,牛顿是不成功的。在20世纪50年代初期,席泽宗任《天文学报》编辑时,在第一期就刊登了天文学家刘朝阳写的关于武王伐纣年代的文章,结果引来了许多批评意见。有的学者在寄给编辑部的信中写道:按照几何原理,两点方可画一线,三点才可画一个圆。而刘朝阳是只知其一不知其二,就开始连线和画圆,其间谬误可想而知。面对众多学者对刘朝阳文章观点的批评,席泽宗感到武王伐纣问题,是个既让学者们敏感,又十分棘手复杂的难题,不是一两个学者凭自己掌握的知识,在短时间内就可以解决的,所以后来只在刊物上刊登了一篇批评文章,就匆匆偃旗息鼓了。这次当席泽宗和李学勤、仇士华等专家聚在一起谈到“工程”,并表露了自己的担心时,李学勤从社会科学的角度对“工程”所具备的条件和可行性做了解释,而仇士华则用具体的事例说明有些过去看似无法解决的问题,现在能够得到解决。如武王伐纣的年代问题,仇士华表示可以用14C测年法,对一些墓葬的系列样品,通过高精度测年来确定这段历史的范围,然后再参考其他的研究成果,就可以确定一个较为准确的年代。过去只从天文学的角度来看待年代学的席泽宗,想不到还可以从考古、14C测年、金文历谱的排序等角度来综合交叉研究并确定年代。经过几次沟通和交流,他消除了顾虑,信心大增,决心为“工程”的完成尽自己的最大努力。

古新星的视分布图。图中,·为新星;X为超新星;⊙为再发新星;□为南赤极(引自席泽宗《古新星新表》)

席泽宗(中)与夏商周断代工程专家讨论历史记载中的日食事件(作者摄)

在“工程”的早期,他受有关方面的委托,邀请全国各地的部分天文学家如吴守贤、张培瑜、陈美东、陈久金、薄树人、刘次沅、江晓原、孙小淳、胡铁珠等,在京召开了一个专业性的座谈会,就如何利用天文学方法研究夏商周年代问题进行了讨论。会上,席泽宗开列了在“工程论证报告”中拟定的十个天文学研究专题,供大家讨论,并根据与会者各自的条件和能力选择其中的一个或几个专题分头进行研究。与此同时,对每一个研究项目承担者的工作条件、工作计划、研究方法与途径、所达到的目标等,都给予了初步论证。如相传在夏代仲康年间曾发生过一次日食,这次日食后来记载于《尚书》中。如果通过天文学研究,算出这次日食在夏朝仲康时所发生的绝对年代,可对夏代年代框架起到很好的补充和验证作用。当与会者对“仲康日食研究”这个项目的工作条件、研究方法与途径等问题和困难进行论证时,席泽宗特别指出:“当年考古学家徐旭生对这一记载曾看得非常重要。徐老说过,‘我们疑惑我国古史可靠年代开始的问题,等到将来仲康时日食的问题能圆满解决以后,或者就没有太多的问题了。也同埃及年代学上的问题一样,到了天文学家确实计算出来天狼星于公元前4241年7月19日黎明在孟菲斯的纬度出现以后,就没有太多的问题一样’。”

对于这种看法,席泽宗说:“徐旭生先生未免把问题看得过于简单了。事实上,古埃及的年代问题,并不是单靠天狼星偕日出的计算就可以解决的。而中国夏代仲康时期的日食,也是梁代虞邝以来,1000多年争论不休的问题。首先,记载这次日食的《尚书·胤征》的真伪有问题;其次,承认确有这个文献,但说的是不是日食,又有争论;第三,承认是日食,但发生在哪一年,又有争论,经过历代为数众多的天文学家的推算,仲康日食发生的时间,最早的可以早到公元前2165年,最晚的可以晚到公元前1876年,上下相差289年,而按一般的说法,夏朝只有400多年。”

面对以上情况,席泽宗和承担此专题的天文学家吴守贤等学者,在经过反复讨论后认为,其研究的目标,首先是要确定《尚书·胤征》的有关记载是不是日食事件。假如确为日食事件,就可以运用天文学成果,对这次日食的发生时间进行推算。鉴于目前国内外已有多种推算结果,必须运用最先进的天文软件和国内外日食记事的比较法,重新推算公元前2200—2000年间中原地区的可见日食。为了保证结果的正确,还需要加进月亮轨道根数长期变化和地球自转长期变化的数据。最后还要与文献考证相配合,以断定最合理的日食年代。

在这次讨论会上,席泽宗在总结性发言中强调:单纯的天文学计算不能解决夏商周年代问题,必须各学科互相配合,才能取得进展,而夏商周断代工程正是为这种合作开辟了前所未有的大好局面。在这项自然科学与社会科学联合攻关的“工程”中,天文学研究必将发挥独特而重要的作用。

夏商周断代工程正式启动后,席泽宗以首席科学家之一、专家组副组长的身份,统揽、指导有关天文学方面的研究工作,并同另外三位首席科学家和专家人员一道,对研究成果做出最终的评判和取舍。