2024年11月20日 星期三

從洞窟裡的壁畫,探索人類的星空演變圖






上一次看到滿天繁星是什麼時候的事呢?

我印象最深的是凌晨3點多在美國加州國家公園,酷愛登山的博士班指導教授及實驗室夥伴,把我從帳篷裡拖出來欣賞銀河壯闊的星空,那美景真是讓人心醉。

雖然我們的星空不會像科幻作品《三體》裡那樣被智子(Sophon)操控對人類眨眼,但星空為我們帶來多少宇宙的訊息呢?現在,即使是鄉村也難得見到繁星,但我們的心靈仍不時和它們有所連結。否則,為什麼星座運勢的相關訊息幾乎無孔不入呢?

十二星座的概念可以追溯到古巴比倫時期。他們根據太陽、月亮和行星在天空中的運行路徑(黃道帶)把星空劃分為若干區域,並賦予這些區域神話中的生物或英雄名稱。古希臘人不僅繼承了巴比倫的星座系統,還與希臘神話緊密結合,形成了一個更加系統化的星座編排,固定了十二星座以對應黃道帶上的12個月份。隨後,在羅馬時期,這些希臘星座仍被繼承並賦予拉丁名字,至今仍廣泛使用。占星學就是利用十二星座的位置和運行來解釋並預測人類的性格和命運。

源自於古代天文觀測的占星學

占星家需要精確的天文資料來進行預測,他們詳細記錄了行星運行、月食和日食,這些記錄為後來的天文學研究提供寶貴的資料。無論是透過神話、宗教還是科學,古人都試圖解釋並理解頭頂上的星空。投入的心力不僅豐富人類的文化遺產,也為現代天文學的發展奠定基礎。

身為無可救藥的地圖愛好者,布魯克希欽(Edward Brooke-Hitching)近年出版的《天空地圖:瑰麗星空、奇幻神話,與驚人的天文發現》The Sky Atlas: The Greatest Maps, Myths, and Discoveries of the Universe),是一本充滿歷史性視覺元素的天文學作品。書中收集了自亞里斯多德到愛因斯坦時代,以及最新的星際探索的各種宇宙圖、故事、繪畫與器物,展示了人類對天空和宇宙的想像與發現。




《天空地圖》結合了神話與科學,深入探索人類對天空的迷戀。尤其是書中的圖像非常震撼人心——從古老洞穴壁畫到超高解析度的影像,都展示了人類對宇宙的癡迷,這不僅展示了美麗的星圖故事,更是關於視覺化圖表的歷史,從天文學和天體製圖學,交織了天文學發現、傳說和被遺忘的歷史篇章。既是一部豐富有趣的星空大全,更是一部關於人類如何觀察星空的歷史、科技進步以及文化交融的記錄。

除了地圖,布魯克希欽還細心講述與圖表相關的神話故事和天文發現,讓我們理解到圖表不僅是科學的呈現,也承載著豐富的文化和神話意義。《天空地圖》的第一章「古代的天空」始於史前時期,當時不同地區的人們首次嘗試解釋地球之上的宇宙。據信,最早的星圖是於法國南部拉斯科洞窟(Lascaux Cave)裡的昴宿星團(Pleiades),又稱為七姊妹星團。古巴比倫人是最早系統化記錄天文現象的文明之一,他們用泥板製作詳細的星表和天文日誌,以記錄日月食、行星運行軌道以及其他天文事件。這些記錄至今對研究天體週期仍至關重要。

古代的天文地圖常與神話緊密相連。在古埃及,天狼星(Sirius)會在尼羅河泛濫前出現,因此被認為是預示著豐收伊西斯女神(Isis)的象徵。古希臘人把眾神的故事織入星座之中,包括赫克力斯和阿波羅等。在中國古代政治和文化,則以「天命」這個概念為核心——中國的皇帝被視為「天子」,意指天命之子,而他們統治國家的正當性是由「天」這種超自然力量授予的。中國古代的星官系統不僅觀測天象,還與皇權治理緊密結合,反映天人合一的思想。皇帝和朝廷經常根據天象制定政策,這些預測會影響農業、戰爭等關於國家決策。

從黑暗時代到科學的天空

隨著時代的演進,天文地圖也開始加入更精確的技術與更廣泛的天文知識。第二章「中世紀的天空」主要探討伊斯蘭和歐洲的天文學,也簡要回顧了中美洲地區例如印加、馬雅和阿茲提克文明的天文學發展。托勒密(Claudius Ptolemaeus)公元二世紀撰寫的《天文學大成》(Almagest)詳細描述地心說,即地球是宇宙的中心,所有的天體都繞著地球運行。這個理論在中世紀被廣泛地接受和傳播。

中世紀的歐洲,仍處於所謂的「黑暗時代」,這時的伊斯蘭學者在天文學、數學和哲學領域有較進步的發展,他們融合了古希臘的知識和自身的創新,形成獨特的學術傳統。著名的敘利亞天文學家巴塔尼(al-Battani)和波斯天文學家拉赫曼蘇菲(Abd al-Rahman al-Sufi)這兩位對天文觀測和星圖繪製有重要貢獻。而阿拉伯天文學家則修正和擴展托勒密的地心說,再把這些知識傳回到歐洲。

接下來第三章「科學的天空」,涉及許多天文愛好者所熟悉的話題,包括哥白尼、克卜勒、伽利略和牛頓。哥白尼的貢獻不僅重新定義人類對宇宙的理解,也意味著科學方法從立基於哲學和神學的推理,轉變為從觀察和運用數學的推導驗證。隨著印刷技術的發展,讓星圖得以大量印刷並傳播。德國律師拜爾(Johann Bayer)身兼星圖繪製師,他的《測天圖》(Uranometria)是第一部包含所有當時已知星座的星圖集。當時翻譯並出版了許多重要的天文學著作,例如托勒密的《天文學大成》、哥白尼的《天體運行論》(De revolutionibus orbium coelestium),以及克卜勒和伽利略的著作,這些書籍在歐洲廣泛傳播,促進了天文學知識的交流和發展。

如何探索沒有疆界的星空

到了近代,天文星圖也見證了科技進步,例如使用望遠鏡和探測器進行太空觀測。在最後一章「現代的天空」,追蹤了從19世紀中葉至近代的發展,包括哈伯太空望遠鏡(Hubble Space Telescope)、目前正在火星上的洞察號(InSight)探測器、接近太陽運行的帕克太陽探測船(Parker Solar Probe)、探索太陽系邊緣的庫伯帶(Kuiper belt)的新視野號(New Horizons),以及於2021年12月發射的韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)。每個階段都反映當時天文學的科學成就和宇宙觀。

在這些高科技的望遠鏡和探測器的加持下,星圖更加精準,開始描繪了更遙遠的星系和星雲,並把宇宙理解為一個持續擴張的動態空間。此外,現代科技例如電腦繪圖和衛星測繪技術,使我們能建構出涵蓋整片夜空的詳細三維模型,這些模型不僅用於學術研究,也成為普及天文學的重要工具。

美國加州大學聖克魯斯分校的藝術家和天文物理學家伊瑪拉(Nia Imara)在本期撰寫〈握在手中的分子雲〉(參見48頁),便是結合科學與藝術,探索了我們無法觀測到的分子雲結構。她利用3D列印技術,來創建分子雲的物理模型,讓那些我們難以藉由望遠鏡觀測的神秘分子雲結構,變得直觀且容易理解。如果布魯克希欽再晚幾年撰寫本書,說不定這顆3D分子雲模型,也會成為書中內容之一。

《天空地圖》中精采的敘述,布魯克希欽不僅告訴我們天文地圖的技術發展,更重要的是揭示了這些地圖如何記錄人類對宇宙中無窮奧秘的理解和想像,並且把科學的發現與文化、故事編織成一部關於星空的敘事詩。對於愛好歷史、天文學、藝術及文化的讀者來說,都是一本不可多得的寶典,值得一讀再讀。




【欲閱讀全文或更豐富內容,請參閱〈科學人知識庫〉2024年第268期6月號】

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