古代人类如何研究和预测日食

本文是关于2024年4月8日在美国、墨西哥和加拿大部分地区可见的日全食的特别报道的一部分。

在日食期间，当月球缓慢开始遮蔽太阳时，新月形的阴影出现在地面上，世界陷入诡异的白昼暮色。 在星期一，这种情况将在整个北美洲的大片地区发生。

古代文化如何应对黑暗笼罩光明？在过去的几十年里，一个名为考古天文学的科学领域兴起，以研究诸如此类的问题。 尽管要知道早期人类站在日食阴影下看到了什么是一个挑战——尤其是在我们追溯到更久远的时候——但考古天文学家已经使用了从树皮书到岩画到中国古代甲骨文等线索，来拼凑出这些关于宇宙的昔日故事。

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“六五节拍”

数千年来，人类一直在计算日食的复发。许多古代文化使用考古天文学的先驱、科尔盖特大学荣誉退休教授安东尼·阿韦尼所称的“六五节拍”来数学预测这些事件。 日食和月食通常每六个阴历月复发一次，或者更罕见的是每五个阴历月复发一次。 随着时间的推移，通过观察和计算这些间隔，古代玛雅人、中国人和巴比伦人都专注于两个可预测的模式，用于预测何时会再次发生相同的日食和月食：一种模式跨越 41 个月，另一种模式跨越 47 个月。 以下是这些分别表示为“A”和“B”的模式的由来

A. 41 个月模式：6 + 6 + 6 + 6 + 6 + 6 + 5 = 41 个月，或大约 3.4 年后，在一次日全食或接近日全食之后，会发生几乎相同的日食。

或

B. 47 个月模式：6 + 6 + 6 + 6 + 6 + 6 + 6 + 5 = 47 个月，或大约 3.9 年后，在一次日全食或接近日全食之后，会发生几乎相同的日食。

然后，经过更多时间，这些文化发现了更多的模式。 例如，巴比伦人注意到，在 A + A + B + B + B，或 223 个月（18.5 年）之后，会发生另一个相同的日食序列，称为沙罗周期。 所有这些模式都受行星运动定律支配，都是通过肉眼简单地观察天空而制定的——因此，玛雅人、中国人和巴比伦人文化甚至可能在有文字记录之前的史前时代就一直在使用六五节拍来预测日食。 “我毫不怀疑人们可以在几千年前做到这一点，然后口头上传递这些信息，”阿韦尼说。

石冢雕刻

现存最古老的日食描绘可能来自劳克鲁巨石墓地，也称为女巫山，靠近爱尔兰奥尔德卡斯尔。 该遗址的新石器时代通道墓，以大型石冢为标志，建于公元前四千年——比巨石阵早近一千年。

1999 年，考古天文学家保罗·格里芬在检查其中一个石冢时，发现了一个同心圆重叠的石刻，他认为这可能描绘了日食。 他发现，公元前 3340 年 11 月 30 日，即石冢建造的时期前后，劳克鲁发生了一次接近日全食的日食； 这使得这种雕刻（称为岩画）确实代表了日食的可能性增加。 但这种事情无法证明，阿韦尼说同心圆可能有许多可能的含义。

龙骨和甲骨

几千年后，最古老的可验证的日食记录在中国安阳被发现。 这座城市当时被称为殷，是古代商朝（公元前 1600-1045 年）的首都——中国第一个留下文字记录的时期。 这一遗产是在 1899 年相对较晚的时候重新被发现的，当时一位安阳药剂师给古文物学家兼语文学家王懿荣开了一张传统疗法的处方，这种疗法是用磨碎的“龙骨”制成的。 王懿荣正要磨碎骨头时，他注意到骨头上装饰着古代汉字铭文。 这些不是龙骨，而是甲骨：曾经用来预测未来的牛肩胛骨和龟壳。 最终，这些文物被追溯到安阳附近的一个遗址，自那以后，在那里发现了大约 50,000 件刻有铭文的甲骨，其年代可追溯到公元前 1400 年至 1200 年。

“占卜在当时扮演着极其重要的角色，”不列颠哥伦比亚大学亚洲研究系中文讲师刘学顺说。 这些骨刻是已知最古老的中文文献——它们包括对日食的描述。 在商朝时期，当出现日食时，特制的甲骨会被放在火上； 加热导致出现小裂缝，人们认为这些裂缝是来自已故祖先的信息。 然后，占卜者或神谕者会解释裂缝并在骨头上刻上预言。

许多提到日食的甲骨之一上写着：“王，解读裂缝，说：‘将有祸害。’” 另一块只是写着，“太阳被吃了。”

黑暗、喷射的太阳

地球表面上的任何给定地点平均每 375 年只会经历一次日全食，持续时间仅为几分钟。 因此，这种情况与另一种称为日冕物质抛射或 CME 的太阳事件同时发生就更罕见了。 当巨大的等离子体和磁场气泡从太阳的日冕或其外层大气中爆发出来时，就会发生这些抛射。 这些抛射在日全食期间可以用肉眼看到，月球遮蔽了除太阳日冕以外的一切。

“CME 并非那么罕见。 我们一天会发生几次，尤其是在太阳活动极大期，或者太阳 11 年活动周期的顶峰期间，”美国宇航局戈达德太空飞行中心太阳物理科学部科学副主任 C. Alex Young 说。 但他指出，CME 与“大约四分钟左右的日食同时发生的几率很小”。

然而，公元 850-1250 年繁荣的查科峡谷古代普韦布洛人可能目睹过这样的奇观。 证据来自太阳石（Piedra del Sol），或“太阳岩”，这是一块位于现代新墨西哥州的大巨石，上面刻有许多先前已识别的查科天文标记。 1992 年，太阳天文学家 Kim Malville 正在帮助带领一个为期三周的大学生实地考察旅行，当时他“注意到巨石上有一个奇特的岩画”。 它看起来像太阳在喷射光线。 更重要的是，“有一个啄痕，[金星]本应在那里，”科罗拉多大学天体物理和行星科学荣誉退休教授 Malville 说。 金星在日食期间是可见的。

在参考了历史日食列表后，Malville 发现只有一次日全食——1097 年 6 月 29 日的日食——发生在查科文化鼎盛时期。 几年后，太阳物理学家证实，1097 年的日食发生在太阳活动高峰期，使得日食和 CME 同时出现的可能性更大。

今年 4 月 8 日，北美洲的日食观测者将有类似更高的机会看到 CME，因为太阳目前正处于其活动高峰期，并且每天喷射多次等离子体。 “虽然看到日冕物质抛射与日食同时发生的几率很小，但现在的几率要高得多，”Young 说。 “我已经研究这些东西 20 年了，从地面上亲眼看到这一景象——嗯，那将真是一个奇观。”

在镜头之外观察

正如阿韦尼所说，当我们试图理解过去的人们如何体验世界时，重要的是要跳出我们现代且常常以西方为主导的文化的视角来看待问题。阿韦尼最初的职业是天文学家，后来转向通过人类学和美洲原住民研究来研究宇宙。

“我们必须非常小心，不要将所有在我们之前的文化都视为大写的‘他者’，”阿韦尼说。 “他们走了一条与西方日食科学完全不同的道路。 有时我们的问题可能被误导了。 他们知道地球是圆的吗？ 他们了解银河系吗？” 他说，这些不是应该问的正确问题。 “他们没有生活在我们的世界里。”

我们也没有生活在他们的世界里。 借助我们超精确的时钟和指南针，我们常常可以选择完全忘记天空——这对于许多过去的人们来说是不可思议的。 “归根结底，其他文化做事的方式与我们不同，”阿韦尼说。 “而这正是研究它们如此迷人的原因。”