天文常识漫谈

13智宇

转自稻草人语的博客 http://blog.sina.com.cn/necedemalis

地球绕着太阳转动。这对我们来说一点都不新鲜，但是对六百年前的古人来说，这却是意想不到的事情。事实上，中世纪以前，人们认为地球是静止的，太阳绕着地球转动，其在夜空大背景即天球背景上留下的轨道痕迹被称为黄道。所谓的天球背景是离太阳系非常遥远的参考星空，因为从地球上观察，这些远处的星空背景是相对静止不变的。这个基础上，人们将太阳运行的圆轨道十二等分，每30度对应一个黄道带上的星宫，于是就有了黄道十二星宫the Zodiac。从地球上看，太阳绕着黄道线运行一周的时间，即太阳从冬至点到下一次运行到冬至点所经历的时间，称为一个回归年tropical year。另外，地球除了绕太阳公转以外，还在进行着绕地轴的自转，其自转平面即赤道面与黄道面并不重合，而是存在一个23.5°的夹角。这个夹角使得太阳对地球的日光直射点并不只限于赤道之上，而是从南纬23.5°至北纬23.5°之间作周年变化。
从我们北半球看，冬至时（ 12月22日），阳光直射线南纬23.5°，这是阳光能直射到的地球最南纬度；此时北半球得到的日光最为稀薄；北半球在一年之中夜晚最长，白昼最短，北极区出现极夜。冬至后昼长始增，夜长始缩，日光直射点开始北移，三月后日光直射零纬度赤道，进入春分。春分时（3月21日），阳光直射赤道地区；北半球昼夜等长（事实上，南半球此时也昼夜等长，因为我们生活在北半球，此处只从北半球观点来考察）。春分后阳光直射点继续北移，白昼仍在增长，三个月后到夏至白昼时间达到最长。夏至时（6月22日），阳光直射北纬23.5°，是阳光能直射到的最北纬度；此时北半球获得的日光最为强烈；北半球在一年之中白昼最长，黑夜最短，北极区出现极昼。夏至后阳光直射点开始由北转南，昼长始缩，夜长始增，日光直射点开始南移，三月后日光直射零纬度赤道，进入秋分。秋分时（9月23日），日光直射赤道地区；北半球昼夜等长。秋分后阳光直射点继续南移，白昼仍在缩减，三个月后到冬至白昼时间达到最短，夜晚最长。到达冬至历时一个回归年。

   我们看到，回归线之所以被称为tropics，就像这个词汇的根本意思所表示的一样： turns，注意原词为复数。其词根trop意为to turn。回归线是太阳直射点在一年中南北“往返”移动的分界线。夏至时，太阳进入巨蟹宫，故北回归线也被称为the Tropic of Cancer【巨蟹宫之回归线】，同样的道理，南回归线被称为the Tropic of Capricorn【摩羯宫之回归线】。

   太阳从北回归线出发，再回到北回归线的时间被称为一个回归年tropical year【太阳直射点绕回归线一圈形成的年】。两个回归线之间的地区，即从23.5°S至23.5°N的地区被称为tropical zone【回归线中间的地带】，中文叫做热带。

tropic一词词根部分为trop‘to turn’，于是就有了英语中的：转义trope【a turn】、向地性geotropism 【turning to the earth】、西洋镜zoetrope【wheel of life】、向日葵heliotrope 【turn to the sun】、 趋光性phototropism 【turn to the light】；而对流层称为troposphere【sphere full of turns】，因为对流层内空气运动方向多变。
补充一点，春分和秋分在英语中统称为equinox，因为不管是在春分spring equinox还是秋分autumn equinox，白天都【与黑夜等长】。冬至和夏至统称为solstice，因为这个时候，【太阳停止】于回归线上，好几天才后开始移动。拿冬至winter solstice来说，太阳于12月22日直射南回归线，并在南回归线上停留三天，到12月25号才开始向北移动（有没有想过圣诞节为什么是12月25号，呵呵）；夏至summer solstice相似，太阳于6月21日直射北回归线，并在北回归线上停留三天，到6月24日才开始向南移动。

当我们把地球的自转和绕日公转都考虑进来，我们发现在冬末春初的时间里，太阳的直射点在南半球，这时从北半球看，会发现早晨的太阳是从东偏南的角度升起的，而不是正东方。这也正是那首汉乐府民歌《陌上桑》开篇所表示的主题。
日出东南隅，照我秦氏楼。
秦氏有好女，自名为罗敷。
罗敷善蚕桑，采桑城南隅。
第一句话暗示着时间是在初春，正好衬托出少女罗敷的勤劳美丽，理说是很好的句子。以前遇见一个爱喷的老师，说这句诗有问题。因为太阳从东边升起，这是公理，怎么可能从东南方向呢。还瞎喷说这个“东南”里的“南”字是个虚词。我勒个去。我最讨厌这种自己没什么知识还不加考证乱践踏我们祖先的人，而这样的人比比皆是。这些自以为读了几年书就凌驾于古人之上的人，学了一点西方哲学就批评老子太形而上学、庄子太理想、屈原过于轻生、孔子太迂庸，往往却看不到自己肤浅的要命。我想知道为什么，牛顿站在巨人的肩上成就了自己的伟大，而我们却要把巨人踩在脚下来成就自己的肤浅，这个时代的我们到底是怎么了？
我们再回到天文地理话题，以地球为观察点来观察太阳在星空背景中的位置，会发现太阳在一年12个月中分别经过黄道十二星座。从春分点开始这十二个星座依次为：白羊座Aries、金牛座Taurus、双子座Gemini、巨蟹座Cancer、狮子座Leo、室女座Virgo、天秤座Libra、天蝎座Scorpio、射手座Sagittarius、摩羯座Capricorn、水瓶座Aquarius、双鱼座Pisces。注意到这些黄道星座形象中，大多数乃是动物形象，所以古希腊人为其取名叫ζωδιακός κύκλος 【circle of animals】，汉语意思为“动物环”，英语中的zodiac就是由ζωδιακός一词转写而来。

对比古希腊人对银河的称呼Γαλαξίας κύκλος 【circle of milk】，汉语意思为“奶环”，英语中的galaxy就由Γαλαξίας一词转写而来，这个转写后来概念扩大被用来泛指星系，而对Γαλαξίας κύκλος一词的英文意译Milky Way则被用来指代银河系了。详细内容请见《宇宙的秩序以及关于“牛奶街”的误会》一文。
zodiac一词字面意思为【与动物相关的（环）】，其词根部分为zo‘生命、动物’，于是就有了英语中的：动物园zoo、动物zoon、动物学zoology、动物传染病zoonosis 【动物病症】；动物中流行的病症称为epizootic【在动物中间】，对比在人类中流行的病症epidemic【在人们中间】；还有各种各样的生物，如太阳虫heliozoan、水螅hydrozoan、苔藓虫polyzoan、原虫protozoan；以及各种各样的动物界分类，如原生动物门Protozoa、后生动物亚门Metazoa、扁盘动物门Placozoa；地理时代中的各个阶段：原生代Proterozoic、古生代Paleozoic、中生代Mesozoic、新生代Cenozoic。

  所谓十二星宫，即从地球上的观察者来看，太阳在黄道带上运行时所在的星宫位置。比如一月初时太阳在摩羯座Capricorn位置，但是对地球上的观测着来说，此时摩羯座被淹没在太阳的光辉中，我们是无法观测得到的。这时我们看的最清楚的则是黄道带上和太阳位置正好相对的双子座 Gemini。

只有在出现日食eclipse的时候，太阳光被月亮挡住了，迎着太阳的位置我们才能观测得到这个星座。因此黄道被称为ecliptic，意思是【日食中出现的】太阳位置。而eclipse表示日食，则是由ex‘out’（对比exit、exodus、export、exhume、extract）和词根lip‘leave’组成，意思是leave out“失去、离开”，因为日食的时候月亮挡住而太阳，此时我们视野中的太阳【失去了】，故称为eclipse。词根lip和英语中的leave同源，意思表示“离开、抛弃”，于是就有了省略ellipsis【弃去】、避讳之词lipogram【被弃之字词】、字母脱漏lipography【书写漏写】、无毛发lipotrichia【毛发脱了】。

卓尔金

黄道十二宫的东西，没有啥用。

卓尔金

要用天赤道坐标系的古天文系统。

13智宇

卓尔金 发表于 2014-2-13 14:56
黄道十二宫的东西，没有啥用。

道家好像有个说法，太阳历也有大用？

卓尔金

太阳历当然是有用，但是要先知道古历法的应用之后从能真正搞懂太阳历的入用问题。