来自埃及一座修道院的中世纪羊皮纸带来了一个令人惊讶的宝藏。学者们在基督教文本之下，发现了似乎是天文学家喜帕恰斯长期失传的星表的一部分——据信这是已知最早的绘制整个天空的尝试。
几个世纪以来，学者们一直在寻找喜帕恰斯的星表。华盛顿州塔科马市普吉特海湾大学的天文学史学家詹姆斯·埃文斯将这一发现描述为“罕见”和“非凡”。 这篇摘录于本周在Journal for the History of Astronomy上在线发表。埃文斯表示，这证明了喜帕恰斯，这位通常被认为是古希腊最伟大的天文学家，确实在其他已知尝试的几个世纪前就绘制了天体图。 这也揭示了科学诞生的关键时刻，天文学家从简单地描述他们在天空中看到的模式转变为测量和预测它们。
这份手稿来自埃及西奈半岛的希腊东正教圣卡塔琳娜修道院，但其146页或对开页中的大部分现在归华盛顿特区圣经博物馆所有。 这些页面包含Codex Climaci Rescriptus，这是一部十世纪或十一世纪用叙利亚文写成的文本集。 但该抄本是一份重写本：羊皮纸被抄写员刮干净了旧文本，以便可以重复使用。
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较旧的文字被认为包含更多的基督教文本，2012年，英国剑桥大学的圣经学者彼得·威廉姆斯要求他的学生研究这些页面，作为一项暑期项目。 其中一位学生杰米·克莱尔意外地发现了一段通常归因于天文学家埃拉托色尼的希腊文段落。 2017年，使用最先进的多光谱成像技术对这些页面进行了重新分析。 加利福尼亚州罗灵 hills Estates 的早期手稿电子图书馆和纽约罗切斯特大学的研究人员拍摄了每页42张不同波长的光照片，并使用计算机算法搜索增强隐藏文本的频率组合。
星象
九张对开页揭示了天文材料，根据放射性碳定年法和书写风格，这些材料可能是在五世纪或六世纪抄写的。 其中包括埃拉托色尼的恒星起源神话和公元前三世纪著名诗歌Phaenomena的部分内容，该诗歌描述了星座。 然后，在冠状病毒封锁期间仔细研究图像时，威廉姆斯注意到了一些更不寻常的东西。 他通知了巴黎法国国家科学研究中心 CNRS 的科学史学家维克多·吉森伯格。 “从一开始我就非常兴奋，”吉森伯格说。 “我们立即清楚地看到了恒星坐标。”
幸存下来的段落，由吉森伯格和他在巴黎索邦大学的同事伊曼纽尔·津格解读，大约有一页长。 它说明了北冕座（北方皇冠）的经纬度（以度为单位），并给出了其最北端、最南端、最东端和最西端恒星的坐标。
多条证据表明喜帕恰斯是来源，首先是一些数据的表达方式很特别。 而且，至关重要的是，古代天文学家测量的精度使团队能够确定观测的年代。 岁差现象——地球在其轴上每 72 年左右缓慢摆动约一度——意味着“固定”恒星的位置在天空中缓慢移动。 研究人员能够使用它来检查古代天文学家一定是在什么时候进行观测的，并发现坐标大致符合公元前 129 年——喜帕恰斯工作时期。
埃文斯说，到目前为止，从古代流传下来的唯一星表是公元 2 世纪天文学家克劳狄乌斯·托勒密在埃及亚历山大港编纂的星表。 他的著作Almagest是历史上最具影响力的科学文本之一，它提出了一个以地球为中心的宇宙数学模型，这个模型被接受了 1200 多年。 他还给出了 1000 多颗恒星的坐标和星等。 然而，古代文献多次提到，第一个测量恒星的人是喜帕恰斯，他大约在公元前 190 年至 120 年之间在希腊罗德岛工作，比托勒密早三个世纪。
位置，位置，位置
巴比伦天文学家此前曾测量过黄道带周围一些恒星的位置，黄道带是沿着黄道——从地球上看，太阳相对于恒星的年度路径——的星座。 但喜帕恰斯是第一个使用两个坐标定义恒星位置并在整个天空中绘制恒星图的人。 除此之外，喜帕恰斯本人首先发现了地球的岁差，并且他模拟了太阳和月球的视运动。
吉森伯格和他的同事使用他们发现的数据证实，在另一份名为Aratus Latinus的中世纪拉丁文手稿中，另外三个星座（大熊座、小熊座和天龙座）的坐标也一定直接来自喜帕恰斯。 柏林自由大学的天文学史学家马修·奥森德里弗说：“新的残片使这一点变得更加清晰。” “这个星表一直以几乎是假设性的事物存在于文献中，现在已经变得非常具体。”
研究人员认为，喜帕恰斯的原始列表，就像托勒密的列表一样，会包含对天空中几乎所有可见恒星的观测。 吉森伯格说，在没有望远镜的情况下，他一定使用了瞄准管（称为视准仪）或称为浑仪的装置。 “这代表着无数小时的工作。”
喜帕恰斯和托勒密之间的关系一直很模糊。 一些学者认为喜帕恰斯的星表从未存在过。 其他人（从十六世纪的天文学家第谷·布拉赫开始）认为托勒密窃取了喜帕恰斯的数据并声称是自己的。 吉森伯格说：“许多人认为喜帕恰斯才是真正伟大的发现者”，而托勒密是一位“了不起的老师”，他汇编了前人的工作。
从碎片中的数据来看，该团队得出结论，托勒密并没有简单地复制喜帕恰斯的数据。 但也许他应该这样做：喜帕恰斯的观测结果似乎明显更准确，到目前为止读取的坐标在一度以内都是正确的。 而且，托勒密将其坐标系建立在黄道之上，而喜帕恰斯则使用了天球赤道，这种系统在现代星图中更为常见。
一个领域的诞生
埃文斯说，这一发现“丰富了我们对喜帕恰斯的认识”。 “它让我们对他的实际工作有了迷人的一瞥。” 这样做，它揭示了西方文明的一个关键发展——“自然的数学化”，在这个发展中，寻求理解宇宙的学者们从简单地描述他们看到的模式转变为旨在测量、计算和预测。
奥森德里弗同意，喜帕恰斯是将“天文学转变为预测科学”的关键人物。 在他唯一幸存的作品中，喜帕恰斯批评早期的天文学作家不关心他们在轨道和天球景象中的数值精度。
人们认为他受到了与巴比伦天文学家接触的启发，并且能够获得他们几个世纪以来的精确观测结果。 巴比伦人对模拟太阳系的三维排列方式不感兴趣，但由于他们相信天象预兆，他们进行了准确的观测，并开发了数学方法来模拟和预测月食等事件的时间。 埃文斯说，随着喜帕恰斯的出现，这一传统与希腊的几何方法融合，“现代天文学真正开始了”。
研究人员希望，随着成像技术的进步，他们将发现更多的恒星坐标，从而获得更大的数据集进行研究。 Codex Climaci Rescriptus的几个部分尚未被解读。 星表的其他页面也可能在圣卡塔琳娜图书馆中幸存下来，该图书馆包含 160 多份重写本。 读取这些内容的努力已经揭示了以前不为人知的希腊医学文本，包括药物配方、手术说明和药用植物指南。
除此之外，重写本的多光谱成像正在世界各地档案馆中开辟一条丰富的新古代文本矿脉。 吉森伯格说：“仅在欧洲，主要图书馆中就有数千份重写本。” “这只是一个案例，非常令人兴奋，它展示了一种研究可能性，可以应用于数千份手稿，每次都有惊人的发现。”
本文经许可转载，并于2022年10月18日首次发表。