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天文學知識

2024-10-08 17:39:35 作者: 西爾韋納斯·莫利

  太陽年

  著名的天文學權威宣稱,古瑪雅人比托勒密王朝(公元前305年—公元前30年)之前的古埃及人掌握的天文學知識更精確。例如,古埃及第十一王朝(公元前2135年—公元前1991年)的墓葬棺材蓋上發現的所謂天文學文獻中,關於太陽和月亮運動的知識遠遠少於古瑪雅帝國所擁有的天文知識。

  我們已經知道,古瑪雅人的日曆年是365天,表示地球繞太陽公轉一整圈所需的時間;但根據現代天文學家的測算,這個時間應當是365.2422天。然而,古瑪雅祭司充分認識到了他們的日曆年與真正的太陽年之間的差異。他們通過前面提到的次級序列來修正他們的日曆年在運行過程中導致的誤差累積。事實上,科潘的祭司作為古瑪雅天文學家在公元6世紀或公元7世紀制定的曆法修正辦法,比我們現在使用的公曆閏年修正法(晚於他們近1000年,公元1582年,才由教皇格里高利十三世引入修正法)還略為精確一些。下面的列表就可以證明這一點:

  現代天文學意義上的一年長度…………………365.2422天

  西方未矯正的儒略曆的一年長度………………365.2500天

  西方已經矯正的公曆的一年長度………………365.2425天

  古瑪雅天文學矯正後的一年長度………………365.2420天

  經過公曆閏年修正法矯正後的年誤差比實際多0.0003天,而古瑪雅人矯正後的年誤差僅僅比實際少0.0002天。

  月亮

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  古瑪雅人在測量陰曆月的精確時長,即月球繞地球旋轉一整圈的時間方面也取得了顯著的成就。根據現代天文學家通過精密儀器的測量,這一周期約為29.53059+天。古瑪雅人的數學中沒有分數的概念,古代瑪雅祭司怎麼會測量出53059/100000天這樣複雜而且極難處理的分數的呢?他們應該是類似於我們通過閏年這種跳躍式修正的方式得出的結果。為了使我們的公曆年和實際的天文學周期保持一致,我們在經過連續三年是365天之後,第四年是366天的閏年。這種跳躍式修正即閏年插值的方法還有其他規則,閏年分為普通閏年和世紀閏年:普通閏年是4的倍數且不是100的倍數的公曆年份,世紀閏年是100的倍數的公曆年份必須同時是400的倍數才是閏年,例如公元1900年不是閏年,公元1200年、公元1600年和公元2000年,這幾個年份都是366天的閏年。這種插值方法可以一直持續到年份值能被8000整除時,例如當閏年規則再次被打破時,就到了公元8000年或公元16000年。我們矯正的過程是每4年一次輕微的矯正,每100年又一次輕微的矯正,每400年一次更輕微的矯正,每8000年一次最輕微的矯正。簡言之,通過一系列的過矯和欠矯相互平衡,使我們的曆法與自然現象保持了非常緊密的一致。

  古瑪雅人也是如此。起初,由於沒有單獨用以矯正陰曆的日子,他們可能嘗試過使用將30天作為一個月球公轉周期,即將陰曆月的時間設為30天而不是29天。但很快他們發現,真正的周期不到30天。接下來,他們又將陰曆月的時間設為29天,結果更迅速地發現,真正的周期超過了29天。當這一切發生的時候,一定有一位瑪雅老天文學家祭司驚呼道:「我成功了!我們的母親,月亮女神,在我們周圍旅行的時間既不是29天,也不是30天,而是正好在這兩個時間周期之間。所以,我們先做一個29天的陰曆月,然後再做一個30天的陰曆月,再做一個29天的陰曆月,再做一個30天的陰曆月,如此往復循環。這樣就能準確地計算出她在我們周圍旅行的實際天數了。」

  但即便是這樣的修正,他們還是失敗了,雖然這次失敗用了很長時間。他們設計的陰曆每兩個月平均有29.5天,而實際的數字則是29.53059+天;換句話說,這個誤差經過陰曆的每33.33月就會累計為一整天,也就是每2.67年累計為一整天。這一定使得那位瑪雅老天文學家祭司變得有些氣餒,但他們還是看到自己走上了正確的方向。最後,一個對古代人來說極其精確的陰曆必然是通過古老的反覆試驗發展起來的,人類正是通過不斷的試驗才獲得了所有經驗知識。

  在《德勒斯登古抄本》的第51頁至第58頁中,共有405個連續月份(約32.75年),這些月分為69個組群。這些組群通常包含6個月,但少量的只有5個月。在總共60個包含6個月的組群中,有的是178天,有的是177天,這取決於是否插入了額外的30天的月,即多出一個30天的月,30+29+30+29+30+30=178天;或正常情況,30+29+30+29+30+29=177天。另一方面,其餘的9個包含5個月組中的每一個都是148天,即30+29+30+29+30=148天。《德勒斯登古抄本》中的這幾頁只不過是日食表,因為這69個月組群中每一個的結束日都是在某些條件下從地球某處可以觀察到日食的日子。此外,插入額外的30天陰曆月是如此巧妙,以至於在這個跨度達到近1/3個世紀的405個連續月份中,沒有一個月中出現的誤差達到一天,這對於沒有精密儀器的古代人來說無疑是一個偉大的成就。

  天文觀測台

  古瑪雅人沒有望遠鏡、星盤或其他現代天文學家所依賴的儀器,他們是如何達到如此精確的天文學精度的呢?答案很簡單。如果視線足夠長,即觀察的距離足夠遠,我們就能確定許多天體的公轉周期,並且誤差不超過一天。瑪雅神廟都很高,例如,蒂卡爾的5座大金字塔神廟的高度從70英尺到150英尺不等,從森林頂部的山頂到地平線上遙遠的地方都有很清晰的視野。將一對交叉的棍子放在金字塔頂部神廟黑暗的房間裡,將這裡作為一個固定的觀察點,觀察太陽、月亮或者金星在地平線上的一些具備自然特徵的位置,如兩座山之間的凹口或山頂的升起或落下。當被觀察的天體第二次升起或落在地平線上的同一個點時,就說明它已經實現了一次完整的會合周期。亞利桑那和新墨西哥的普韋布洛印第安人至今仍然在地平線上標示日出和日落的位置。正如他們在村莊裡觀察到的那樣,太陽在夏至和冬至這兩天移動得最慢,他們說太陽這時候休息了一下,然後又開始了新的旅程。

  我們之前提到過,科潘有一條天文觀測線,以確定何時應焚燒已經清理的玉米地。在下一章中,我們將介紹其他瑪雅城市的天文觀測台。不幸的是,三部已知的瑪雅古抄本中沒有提到過這樣的天文觀測台,但偶爾能在墨西哥的古抄本中發現有些觀測台的圖片。圖58(a)是《努托爾古抄本》中的圖畫,說明有這樣的觀測台。圖中神廟門口有一對交叉的棍子,有個人探著頭從門口通過交叉的棍子向外望。同樣,圖58(b)是《塞爾登古抄本》中的圖畫,圖中有一隻眼睛出現在神廟門口的一對交叉的棍子形成的缺口處。在第三部墨西哥手稿《博德萊恩古抄本》中,畫著兩個交叉棍子之間的眼睛,和一個已經下降到某個缺口的恆星,以及兩個觀測者,如圖58(c)。古瑪雅人可能就是用這些簡單的儀器來測量天體的運動,預測日食以及晨星和昏星的升起和降落的位置。

  金星

  金星是古代瑪雅天文學家觀察到的最重要的行星之一。它似乎至少有兩個名字:諾赫,意思是「大星星」;修克斯,意思是「暴躁星」。蘭達主教提到金星是晨星,但沒有給出具體的名字:「他們用七姊妹星團和雙子星作為夜晚的嚮導,以便知道晨星的時間。」

  《德勒斯登古抄本》第24頁和第46頁至第50頁提出了一個值得注意的金星曆法,一共記錄了384年。

  根據現代天文學觀測的結果,金星完成一次會合周期,即出現在天空中的位置再次與地球上觀測到的相同,需要583.920天。它的會合周期按5個運行周期循環,每次分別是580天、587天、583天、583天、587天左右,但任何連續5次的平均值都十分接近583.92天。古瑪雅人只處理整數,所以他們稱這段時間為584天,不過他們知道這個數值有點兒多了。

  金星在一個會合周期中分為四個相位:(1)下合之後,它是晨星,大約8個月,約240天;(2)上合期間,它消失3個月,大約90天;(3)作為昏星出現有8個月,大約240天;(4)下合期間,又消失14天。之後它再次以晨星的身份出現,開始新的循環。儘管每個會合周期的總天數始終保持584天不變,瑪雅天文學家祭司還是給金星的這四個相位分配了稍微不同的值。根據瑪雅天文學,金星有236天(比上面少4天)是晨星;在上合期間消失90天(與上面相同);作為昏星出現250天(比上面多10天);下合期間再消失8天(比上面少6天),總共584天。有人認為,古瑪雅人為了便於和已經確定的月相保持一致,所以將這四個金星相位的長度進行了主觀處理。如果是這樣的話,金星有8個月是晨星;有3個月消失;約有8.5個月是昏星;此後有8天看不見,或者也是從584天中扣除19.5陰曆月(576天)後剩下的天數,這似乎也是一種解釋。

  但我們已經看到,把金星一個會合周期的時間定為584天,比準確的583.92天稍長一些。古代瑪雅祭司非常清楚,每584天就有0.08天的誤差,而且他們知道如何糾正這個誤差。他們最重要的儀式日期之一是一個純人工設定的時間單位——2920天,正好由金星的5次同向旋轉組成,即5×584=2920天。他們還發現,這也正好等於他們日曆年的8年,即8×365=2920天,這一巧合對他們來說具有最高的儀式意義。它精確地將他們365天太陽年中的8年和584天的金星年中的5年統一在一起。而且,正如我們所看到的,它還為修正金星曆法提供了一個方便的時間段,金星年每個周期多出0.08天或每5個金星年多出0.4天(5×0.08=0.4天)。

  如《德勒斯登古抄本》所述,金星曆實際上是三個不同的曆法,都由65個金星會合周期組成,或者等於104個太陽曆年,但這三種曆法互相之間既不重合也不連續。也就是說,它們彼此之間有間隙。每隔一段時間,當584天的金星曆年超過金星會合周期年4天或者8天的時候,就要插入修正值來填補間隙。從這三個金星曆法中的第一個開始,當第57個金星-太陽年結束時,經過57×2920=166440天,累計誤差達到8天,通過從第一個曆法的第57個金星-太陽年結束之日回退8天,這就是第二個曆法的起始日,然後第一個曆法結束不用,換到了第二個曆法。同樣,在第二個曆法的第61個金星-太陽年結束時,就會累積4天的誤差,然後從第二個曆法的這一天回退4天,這就是第三個曆法的起始日,以此類推。利用這種方法,金星-太陽年和金星實際的相位可以在長達384年的時間裡保持協調,但384年之後由於累計誤差的原因,這種計算方式就不能再繼續使用了。

  其他恆星和星座

  古瑪雅人將七姊妹星團稱為「tzab」,瑪雅語的意思是響尾蛇發出的沙沙聲,也許是因為這二者在古瑪雅人的幻想中有某種奇特的相似之處。雙子座被古瑪雅人稱為「烏龜」,或許是因為他們認為這個星座與烏龜很像。

  有人認為,古瑪雅人對黃道帶可能有自己的理解,不過與我們的黃道12宮不同,他們是13宮。此外,古瑪雅人的黃道帶可以在《佩雷斯古抄本》第23頁和第24頁中找到。如果是這樣的話,那也並非不可能,那麼瑪雅黃道帶的前三個星座或宮位似乎是蠍子、烏龜和響尾蛇,因為這是第24頁中間一欄里畫的一個星座帶上懸掛的前三個圖案。

  北極星也很重要。它在夜空中靜止不動,周圍其他星座都在整齊而壯觀地行進,一邊是北斗七星,另一邊是仙后座,使它成為眾多移動星座和行星中獨一無二、完全可靠的燈塔,是商旅真正的朋友和嚮導。

  (1) 本章以短文的形式,最初發表在《基里瓜遺址指南》(華盛頓特區華盛頓卡內基研究所,增刊第16號,1935年)中。——原注

  (2) 數字11的頭部變體符號尚不能確定。——原注


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