科學與人

  中國是天文學發展最早的國家之一，早在史前時代，先民們對寒來暑往，月圓月缺，植物的生長、成熟和動物的活動規律，就積累了一定的知識。最遲在新石器時代早期，中國先民就開始對日、月等天象進行觀測。1972年，在河南鄭州市大河村仰韶文化遺址出土的彩陶片上，曾發現繪有天文的圖案，這些圖案有光芒四射的太陽紋和肉眼極難看到的日暈圖，有滿月和蛾眉月彩繪，還有殘存的北斗星象圖等，這些圖像反映出先民們已積累了相當多的天文知識，並把它們繪製在陶器上。據專家考證，其圖案繪於5000年以前。而1963年在山東莒縣凌陽河大汶口文化遺址出土的灰色陶尊上，則刻畫著太陽與雲氣的形象圖案，陶尊的年代距今大約有4500年。或許在這個時候，人們就根據日之升降、月之圓缺及某星在天空的位置來定方位、定時間、定季節了。當時，除日、月外，人們對紅色亮星「大火」相當重視。「大火」，現代天文學稱為「天蠍座α星」。傳說在中國古帝顓頊時代，就設置「火正」之官，觀察大火運行，用以指導農業生產。可以說，天文學在各門自然科學中是產生最早的一門學科。誠如恩格斯所說：「必須研究自然科學各個部門的順序的發展，首先是天文學——遊牧民族和農業民族為了定季節，就已經絕對需要它。」

  中國早期天文學在「定季節」的同時，還伴有鮮明的占星術特點和強烈的政治色彩。《周易·彖傳》說：「觀乎天文，以察時變。」《繫辭·上》也說：「天垂象，見吉凶。」這裡說的天文就是天象，按中國古代的占星家的理論和學說，宇宙天體與人間社會可相互感應，天象的變化乃是上天對人間禍福的示警。這種獨特的文化心理不僅促使統治者壟斷一切天文占驗，而且使他們不得不辛勤地觀測天象，以便尋找天象與人事之間的某種聯繫。從傳說中的黃帝開始，歷朝歷代都有占星家，這些人幾乎都以他們各自的占星術對當時的政治產生過不同程度的影響。

  歷史上的占星家關注的天象主要有兩類，一類屬於奇異天象，另一類則是五星運動。關於奇異天象的占驗比較簡單，因為某一顆星主掌某事都已形成一套固定的模式，於是占星家根據它們的變化特點，便可預測吉凶。相對而言，五星的占驗就複雜得多，不僅各星所具有的吉凶性質不同，而且它們的動態所反映的吉凶情況也不同，占星家們把已經掌握的五星在一個運動周期內的運動情況作為五星的常態，如果它們的運動與常態相違背，就可以依據不同的變化來確定吉凶。而中國古代天象記錄，其數量之多，門類之全，系列之長也是世界其他國家難以匹敵的。正是古人留下的這筆珍貴而豐富的文化遺產，才為夏商周斷代工程提供了一條重要的研究途徑。

  不難理解的是，由於天象自身所具有的周期性，根據其運行規律，利用現代先進的科學手段，完全可以對文獻記載中早已逝去的天象進行回推，這種推算方法在科學高度發達的今天，已達到了相當精密的程度，完全可以推算出這些天象發生的準確時間，從而可以幫助研究者解決歷史年代學中，特別是夏商周三代年代學中的某些難題。

  夏商周斷代工程啟動之初，李學勤、席澤宗等專家就注意到天象的研究將在工程中起重大作用，因而參考國外的天象研究方法，專門列出了「仲康日食」「武王伐紂天象」「懿王元年天再旦」等研究課題或專題，並由工程首席科學家、科學史界的翹楚席澤宗具體負責在全國範圍內選擇有關學者，對各個項目進行分配，然後分頭研究。

  

  席澤宗，1927年6月生於山西省垣曲縣，自6歲起開始在家鄉念私塾。1938年，抗日戰爭的烽火結束了他5年的私塾生活。這一年，國民黨軍隊節節敗退，日軍乘機追至垣曲。席家不得不舉家避往鄉間，席澤宗也被迫輟學，從此開始了顛沛流離的少年時代。

  席澤宗在書房（作者攝）

  1941—1944年間，席澤宗在陝西洋縣國立七中二分校上初中，雖然生活極為清苦，但此處實行的是新式教育，他開始在這裡接觸到一些自然科學知識，包括天文學。1941年9月21日發生的日全食給他留下了深刻印象。1944年他進入蘭州西北師範學院附中讀高中，西北師院的前身即北京師範大學，北平淪陷後遷往後方。當時學校里學習空氣濃厚，席澤宗讀了許多課外讀物，其中有南京紫金山天文台台長、著名天文學家張鈺哲寫的《宇宙叢談》，這本天文學的科普文集使席澤宗對天文學產生了更加濃厚的興趣，進而開始找其他的天文書籍來閱讀。席澤宗回憶說，自己生平在科學道路上有兩個轉折點，都和張鈺哲有關，《宇宙叢談》就是其中之一。

  1948年元旦，正在中山大學讀書的席澤宗在廣州《越華報》發表了他的第一篇文章《預告今年日月食》。此後他一面學習，一面在廣州、香港等報紙上發表了幾十篇文章，這些文章大部分都和天文學有關。1951年，北京商務印書館出版了他的第一本著作《恆星》，那時他還是一名學生。

  席澤宗從中山大學畢業前，因對天體物理感興趣，曾聯繫好去南京紫金山天文台工作，但畢業時人事部門卻把他分配到了北京的中國科學院編譯局，擔任《科學通報》的編輯。在這裡，他認識了主管編譯局的中科院副院長、著名氣象學家竺可楨。1952年，根據竺可楨的安排，他被送往哈爾濱俄語專科學校，專修俄語兩年。1954年回編譯局後，他和戴文賽合作翻譯了蘇聯阿米巴楚米揚等人的《理論天體物理學》。此書於1956年由科學出版社出版後，曾長期被作為研究生的教材使用。

  當時蘇聯天文學界對利用歷史資料研究超新星爆發與射電源的關係很感興趣，他們曾致函中國科學院，請求幫助調查有關的歷史資料。竺可楨把這個任務交給了席澤宗，這是席澤宗涉足天文學史研究的第一步。一年之後，即有蜚聲中外的《古新星新表》問世。

  20世紀40年代初期，金牛座蟹狀星雲被證認出是公元1054年超新星爆發的遺蹟。1949年又發現蟹狀星雲是一個很強的射電源，不久發現著名的1572年超新星和1604年超新星遺蹟也是射電源。根據這個發現，天文學家產生了設想：超新星爆發可能會形成射電源。由於超新星爆發是極為罕見的天象，因此要檢驗上述設想，必須藉助於古代長期積累的觀測資料。而證認古代新星和超新星爆發記錄的工作，曾有一些外國學者嘗試過，如倫德馬克等。但他們的結果無論在準確性還是完備性方面都顯得不足。

  從1954年起，席澤宗連續發表了幾篇研究中國古代新星及超新星爆發記錄與射電源之間關係的論文，接著在1955年發表了《古新星新表》。他充分利用中國古代在天象觀測資料方面完備、持續和準確的巨大優越性，考訂了從殷代到公元1700年間的90次新星和超新星爆發記錄，成為這方面空前完備的權威資料。《古新星新表》發表後很快引起美國和蘇聯的重視，兩國先後在報刊上做了報導，隨後在專業雜誌上全文譯載。俄譯本和英譯本的出現使得這一成果被各國研究者廣泛引用。在國內，竺可楨副院長也給予很高的評價，並一再向學術界介紹。竺可楨臨終前將這項成果和《中國地震資料年表》並列為新中國成立以來中國科學史研究的兩項重要成果。

  隨著射電天文學的迅速發展，《古新星新表》日益顯示出其重大意義。於是席澤宗和薄樹人合作，於1965年又發表了《中朝日三國古代的新星紀錄及其在射電天文學中的意義》一文。此文是在《古新星新表》的基礎上做了進一步修訂，又補充了朝鮮和日本的有關史料後，製成的一份更為完善的古代新星和超新星爆發編年記錄表。這份記錄表同時確立了七項鑑別新星爆發記錄的判據和兩項區分新星和超新星記錄的標準，並討論了超新星的爆發頻率。這篇論文發表後，在國際上產生了更大範圍的影響。第二年（1966年），美國《科學》雜誌第154卷第3749期譯載了全文，同年，美國國家航天和航空局又出版了一種單行本。自此之後，世界各國科學家在討論超新星、射電源、脈衝星、中子星、γ射線源、X射線源等最新天文學研究對象時，經常引用以上兩文。1965年李約瑟致函竺可楨，建議推薦席澤宗為國際科學史研究院通訊院士，這時的席澤宗僅是一名助理研究員。劍橋英文版《中國天文學和天體物理學》雜誌主編、愛爾蘭丹辛克天文台的江濤在1977年10月的美國《天空與望遠鏡》雜誌上撰文說：「對西方科學家而言，發表在《天文學報》上的所有論文中，最著名的兩篇可能就是席澤宗在1955年和1965年關於中國超新星記錄的文章。」美國著名天文學家O.斯特魯維等在《二十世紀天文學》一書中只提到一項中國天文學家的工作，這就是席澤宗的《古新星新表》。

  1981年2月13日，香港《大公報》對席澤宗重要論證的報導

  對利用歷史資料來解決現代天文學課題，席澤宗長期保持著注意力。1981年他去日本講學時曾指出：「歷史上的東方文明絕不是只能陳列於博物館之中，它在現代科學的發展中正在起著並且繼續起著重要的作用。」或許，正是有了這種思想的指導，才有了《伽利略前二千年甘德對木衛的發現》論文的發表，並再次轟動了世界天文學界。

  木衛是指從屬於木星周圍的小星，它們和木星共同組成了一個系統。學術界大都認為木星的4顆大衛星是伽利略於1610年用望遠鏡首先發現的。有些書中說，用肉眼無法看見這4顆大衛星，因為它們離明亮的木星太近了。但是席澤宗經研究發現，木星的181顆大衛星是肉眼可見的，兩千多年前的中國戰國時代天文學家甘德就看見過。

  早在1957年，席澤宗就注意到《開元占經》中所引一條戰國時期關於木星的史料：「甘氏曰，單閼之歲，攝提格在卯，歲星在子，與嬃女、虛、危晨出夕入，其狀甚大有光，若有小赤星附於其側，是謂同盟。」正是這條史料，使席澤宗懷疑甘德可能已經發現了木衛。這條史料許多人都知道，但伽利略用望遠鏡發現木衛這一事實，使那種認為木衛只能用望遠鏡才看得到的說法深入人心，成為傳統觀念，所以人們對這條史料大都輕易放過了。席澤宗卻把這件事放在心上。多少年之後，他在弗拉馬利翁的著作中發現了木衛可用肉眼看見的主張，後來又在德國地理學家洪堡的記述中發現有肉眼看見木衛的實例，這使他聯想起甘德的記載，於是著手研究。經過周密的考證和推算，他證明：上述甘德的記載是公元前364年夏天的天象，甘德確實發現了木衛。同時，他又將這一結論交付北京天文館天象廳做模擬觀測。與此同時，中國科學院自然科學史研究所組織青少年在河北興隆縣做實地觀測，北京天文台在望遠鏡上加光闌，模擬人眼進行觀測，三家觀測結果一致表明在良好條件下木衛可用肉眼看到，而且甘德的記載非常逼真。這些觀測有力地證實了席澤宗的結論。這個結論把人類認識行星衛星的歷史提前了兩千年，在國際上引起巨大反響，國內外報刊做了大量報導，英、美等國都翻譯了全文。以畢生精力研究中國天文學史的日本京都大學名譽教授藪內清為此發表了《實驗天文學史的嘗試》一文，認為席澤宗的研究是實驗天文學史的開端。

  席澤宗從青年時代醉心於天體物理學，至20世紀50年代以《古新星新表》蜚聲國際天文學、科學史兩界，由此奠定了他在學術史上的地位。此後他在中國恆星觀測、宇宙理論、天文學思想史、人物研究、敦煌卷子、馬王堆漢墓出土帛書中的天文學文獻等方面又做了大量重要工作，終成享有國際聲譽的天文學家和天文史專家。他曾出任中國科學院自然科學史研究所所長、中國科學院院士、中國科學技術史學會理事長、國際天文學聯合會天文學史組織委員會委員、第16屆國際科學史大會遠東組主席、國際科學史研究院通訊院士等，並已被8種世界名人錄列傳。

  夏商周斷代工程正式啟動之前，他就作為中國天文學史界的代表，參加了論證籌劃以及可行性報告的起草工作。不過按席澤宗的說法，他剛開始介入這項工作之時，心理上有一種「如臨深淵，如履薄冰」的感覺。因為夏商周斷代工程所要解決的是一個古史年代學問題，而過去的年代學研究者，往往付出了很大的努力，但成功率卻極其有限。中國兩千年來的研究者不用說，就是國外也是如此。例如世界頂級的大科學家牛頓，在完成有關的天體力學研究之後，開始研究《聖經》中記載的有關古史年代問題，他所傾注大量心血研究出的結果，後來被科學界當作神學類的東西無情地拋棄了。可以說，在這一研究領域，牛頓是不成功的。在20世紀50年代初期，席澤宗任《天文學報》編輯時，在第一期就刊登了天文學家劉朝陽寫的關於武王伐紂年代的文章，結果引來了許多批評意見。有的學者在寄給編輯部的信中寫道：按照幾何原理，兩點方可畫一線，三點才可畫一個圓。而劉朝陽是只知其一不知其二，就開始連線和畫圓，其間謬誤可想而知。面對眾多學者對劉朝陽文章觀點的批評，席澤宗感到武王伐紂問題，是個既讓學者們敏感，又十分棘手複雜的難題，不是一兩個學者憑自己掌握的知識，在短時間內就可以解決的，所以後來只在刊物上刊登了一篇批評文章，就匆匆偃旗息鼓了。這次當席澤宗和李學勤、仇士華等專家聚在一起談到「工程」，並表露了自己的擔心時，李學勤從社會科學的角度對「工程」所具備的條件和可行性做了解釋，而仇士華則用具體的事例說明有些過去看似無法解決的問題，現在能夠得到解決。如武王伐紂的年代問題，仇士華表示可以用14C測年法，對一些墓葬的系列樣品，通過高精度測年來確定這段歷史的範圍，然後再參考其他的研究成果，就可以確定一個較為準確的年代。過去只從天文學的角度來看待年代學的席澤宗，想不到還可以從考古、14C測年、金文歷譜的排序等角度來綜合交叉研究並確定年代。經過幾次溝通和交流，他消除了顧慮，信心大增，決心為「工程」的完成儘自己的最大努力。

  古新星的視分布圖。圖中，·為新星；X為超新星；⊙為再發新星；□為南赤極（引自席澤宗《古新星新表》）

  席澤宗（中）與夏商周斷代工程專家討論歷史記載中的日食事件（作者攝）

  在「工程」的早期，他受有關方面的委託，邀請全國各地的部分天文學家如吳守賢、張培瑜、陳美東、陳久金、薄樹人、劉次沅、江曉原、孫小淳、胡鐵珠等，在京召開了一個專業性的座談會，就如何利用天文學方法研究夏商周年代問題進行了討論。會上，席澤宗開列了在「工程論證報告」中擬定的十個天文學研究專題，供大家討論，並根據與會者各自的條件和能力選擇其中的一個或幾個專題分頭進行研究。與此同時，對每一個研究項目承擔者的工作條件、工作計劃、研究方法與途徑、所達到的目標等，都給予了初步論證。如相傳在夏代仲康年間曾發生過一次日食，這次日食後來記載於《尚書》中。如果通過天文學研究，算出這次日食在夏朝仲康時所發生的絕對年代，可對夏代年代框架起到很好的補充和驗證作用。當與會者對「仲康日食研究」這個項目的工作條件、研究方法與途徑等問題和困難進行論證時，席澤宗特別指出：「當年考古學家徐旭生對這一記載曾看得非常重要。徐老說過，『我們疑惑我國古史可靠年代開始的問題，等到將來仲康時日食的問題能圓滿解決以後，或者就沒有太多的問題了。也同埃及年代學上的問題一樣，到了天文學家確實計算出來天狼星於公元前4241年7月19日黎明在孟菲斯的緯度出現以後，就沒有太多的問題一樣』。」

  對於這種看法，席澤宗說：「徐旭生先生未免把問題看得過於簡單了。事實上，古埃及的年代問題，並不是單靠天狼星偕日出的計算就可以解決的。而中國夏代仲康時期的日食，也是梁代虞鄺以來，1000多年爭論不休的問題。首先，記載這次日食的《尚書·胤征》的真偽有問題；其次，承認確有這個文獻，但說的是不是日食，又有爭論；第三，承認是日食，但發生在哪一年，又有爭論，經過歷代為數眾多的天文學家的推算，仲康日食發生的時間，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，而按一般的說法，夏朝只有400多年。」

  面對以上情況，席澤宗和承擔此專題的天文學家吳守賢等學者，在經過反覆討論後認為，其研究的目標，首先是要確定《尚書·胤征》的有關記載是不是日食事件。假如確為日食事件，就可以運用天文學成果，對這次日食的發生時間進行推算。鑑於目前國內外已有多種推算結果，必須運用最先進的天文軟體和國內外日食記事的比較法，重新推算公元前2200—2000年間中原地區的可見日食。為了保證結果的正確，還需要加進月亮軌道根數長期變化和地球自轉長期變化的數據。最後還要與文獻考證相配合，以斷定最合理的日食年代。

  在這次討論會上，席澤宗在總結性發言中強調：單純的天文學計算不能解決夏商周年代問題，必須各學科互相配合，才能取得進展，而夏商周斷代工程正是為這種合作開闢了前所未有的大好局面。在這項自然科學與社會科學聯合攻關的「工程」中，天文學研究必將發揮獨特而重要的作用。

  夏商周斷代工程正式啟動後，席澤宗以首席科學家之一、專家組副組長的身份，統攬、指導有關天文學方面的研究工作，並同另外三位首席科學家和專家人員一道，對研究成果做出最終的評判和取捨。