今年一月份的時候,我曾在博客上發過一篇文章 錯題分析:季節與北斗七星勺柄指向的關系,文中對于北斗七星斗柄的指向問題已經分析得比較清楚了,最近又發現一篇微信公眾號上的文章,以天球的視角分析了北斗七星斗柄的指向,并研究了公元0年到公元2000年這2000年間由于歲差引起的斗柄指向變化。可以作為上文的補充,轉載如下:
斗柄東指,天下皆春,斗柄南指,天下皆夏,斗柄西指,天下皆秋,斗柄北指,天下皆冬。——鹖冠子·環流第五
天文學上,利用北斗七星斗柄的指向來判斷方向,幾乎是一個常識性的知識。這是利用北斗在四個季節,斗柄的指向不一樣的天文現象。
斗柄東指,天下皆春
每年3月前后的晚上21點左右,北斗七星的斗柄大概指向東方(向右)。
斗柄南指,天下皆夏
每年6月前后的晚上21點左右,北斗七星的斗柄大概指向南方(向上)。
斗柄西指,天下皆秋
每年9月前后的晚上21點左右,北斗七星的斗柄大概指向西方(向左)。
斗柄北指,天下皆冬
每年12月前后的晚上21點左右,北斗七星的斗柄大概指向北方(向下)。
———— 斗柄指向的變化規律 ————
由于地球的自轉,日月星星都會東升西落(周日視運動)。同時,由于地軸指向北天極(當前位于勾陳二附近,即北極星),所以晚上面對北方,會發現其他星星都在繞北極星逆時針轉動。所以,同一個晚上,北斗七星的斗柄指向是時刻在變化的。
類似的,由于地球的公轉,引起恒星的周年視運動,在不同日期的同一時刻,北斗七星斗柄的指向也是不一樣的。隨著日期的變化,北斗七星同樣繞著北極星逆時針轉動。
北斗七星位于北天球,要看到北斗七星,自然必須面對北方。面對北方,前方(向下)為北方,后方(向上)為南方,左西右東。
根據Stellarium的模擬,以及上述生活中對東南西北的理解,“斗柄東指,天下皆春,斗柄南指,天下皆夏,斗柄西指,天下皆秋,斗柄北指,天下皆冬。”這句話沒有什么問題,但為啥說它錯了呢?
原因是:不管北斗七星怎么轉,斗柄都一直指向東南方向!
聽起來是不是有點暈?難道我平時對東南西北的理解都是錯的?還是stellarium的模擬錯了?
要明白為啥這樣,先考慮一個簡單的問題:地球上兩個地方的方向問題:下圖中,B點在A點的哪個方向?C點在B點的哪個方向?C點在A點的哪個方向?
A、B、C三點均在在北緯80度的緯線圈上,所以方向問題很簡單,B在A的西方,C在B的西方,C在A的東方(以距離近的為準)。
在地圖上,方向的判斷標準是:
在東半球,經度增加的方向指向東方;在西半球,經度增加的方向指向西方。
緯度增加的方向指向北方,緯度減小的方向指向南方(南半球緯度用負數表示)。
所以,如果在上面的地圖上,連接A點、B點畫一條直線,沿著這條直線從A點走到B點,前進的方向先是西北,然后是西南。
在天球上,也有同樣的道理(使用赤經赤緯坐標):
赤經增加的方向指向東方,赤經減少的方向指向西方;
赤緯增加的方向指向北方,赤緯減少的方向指向南方。
北斗七星斗柄的第1顆星,天權星(北斗四)的赤經赤緯坐標是(12h15m25.7s,+57°1’58”);斗柄的第4顆星,搖光星(北斗七)的赤經赤緯坐標是(13h47m32.2s,+49°18’47”)。很明顯,從天權到搖光,赤經增加,赤緯減小,所以,搖光星在天權星的東南方向,也就是說,斗柄指向東南方向。
不管是因為周日視運動,還是周年視運動,北斗七星圍繞北極星(北天極)轉圈,但它們的赤經赤緯坐標是不會變的(不考慮歲差),所以,斗柄始終指向東南方向,不會有所謂的“斗柄東指、西指、北指、南指”的變化。
當然,以我們在地面上,以地面為基準的方向,北斗七星確實會有“斗柄東指、西指、北指、南指”的變化,用這個判斷方向并不存在問題。
實際上,“斗柄東指,天下皆春,斗柄南指,天下皆夏,斗柄西指,天下皆秋,斗柄北指,天下皆冬。”出自戰國時期兵家與道家著作《鹖冠子之環流第五》,作者相傳為楚國隱士鹖冠子。
環流第五是一篇道家思想文章,主要闡述道家的事物循環往復等相關的規律,為人處世必須遵循事物變化規律等思想。美惡相飾,命曰復周,物極則反,命曰環流。
北斗七星斗柄的指向變化,是作為文中觀點的一個例證引入的,并非用于判斷方向。斗柄東指,天下皆春,斗柄南指,天下皆夏,斗柄西指,天下皆秋,斗柄北指,天下皆冬。斗柄運于上,事立于下,斗柄指一方,四塞俱成。此道之用法也。
當然,2000年前,也沒有嚴格的天球定義,更沒有赤道坐標系相關的概念,是不可能給出嚴格的北斗斗柄指向的說法的。
另外,由于歲差的緣故,以地面為基準,北斗斗柄的指向實際上也有了一定的變化。下面8副圖給出同樣的日期及時間,公元0年及公元2000年斗柄指向的不同。
春季,公元0年
春季,公元2000年
夏季,公元0年
夏季,公元2000年
秋季,公元0年
秋季,公元2000年
冬季,公元0年
冬季,公元2000年
可以看出,雖然北斗七星斗柄的指向沒有完全偏離,但已經有明顯的變化。
原文地址:https://mp.weixin.qq.com/s/1XPJWUl-pF7EaK40gkefsw(杭州市天文學會公眾號)