埃及小镇马拉维并非主要的旅游线路,因为它位于卢克索神庙群以北260英里处,乘坐火车需要七个小时。但我们中的一位(西蒙斯)在2013年5月与她实验室的博士后研究员罗伯特·科克罗夫特一起前往那里,希望能看到世界上最古老的天文记录之一。这个记录之前只是被模糊地描述过,它确实在那里,但令他们惊讶的是,这并非唯一的一个。
“我能看到文字!”科克罗夫特惊呼道。那时,他正蹲在马拉维古迹博物馆中央房间的一个陈列柜旁,柜子里装着一口棺材,他正伸长脖子,仔细察看支起的木棺盖的底面。西蒙斯用手电筒的光束照亮了一根细木条——一根横梁——它将扁平的木板固定在一起。木条的表面绘有优雅的象形文字,代表着星星的名称,西蒙斯和科克罗夫特立即意识到,这根横梁是又一个古代天文记录的一部分。直到那时,还没有人认识到这根横梁的重要性;它被错误地安装在了这口特定的棺材上。
考古学家在19世纪90年代首次开始发现这些有趣的棺材记录,当时他们在附近的阿西尤特墓地群中进行探索。在打开一些长方形的棺木后,里面装着当地贵族的木乃伊遗骸,探险家们在棺盖内侧发现了非常特殊的设计,而不是大多数古埃及棺材中常见的素色木材或宗教文本摘录。这些特殊的图画描绘了一个有组织的星名表,记录了包括天狼星在内的选定星星在一年中的运动轨迹。
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作为一名科学史学家,西蒙斯在过去的20年里一直在编目和分析这些天文表。根据计算某些碎片的方式,只有27个被发现,其中只有一个不是来自棺材:它装饰着一座神庙的天花板。大多数表格的年代约为公元前2100年。通过研究这些以及其他古代象形文字,并利用先进的天文馆软件,她希望重建埃及人如何以及为何开发这些表格,并辨别用于构建它们的天文观测方法。她目前的工作对关于中王国时期的埃及人为何制作星图的普遍观点提出了质疑,并最终可能有助于阐明这些埃及天文学家对他们天空中繁星的了解和不了解之处。
星钟?
发现星图的挖掘者知道它们描绘的是星星,但直到20世纪60年代,才有人提出一个全面的假设来解释这些表格可能代表什么以及它们的功能是什么。在题为《埃及天文文本》的三卷本著作中,科学史学家奥托·诺伊格鲍尔和埃及学家理查德·A·帕克描述了当时已发现的13个表格,并提出它们追踪了选定的星星(或小星团)在一年中每周的夜晚首次从东方地平线升起的顺序。他们推测,记录这些信息是为了在夜间报时。有人注意到在任何给定时刻哪颗星星在地平线上,就会知道自日落以来已经过去了多少时间,因此诺伊格鲍尔和帕克将它们称为星钟。
如果这些星钟除了在棺材盖的隐藏表面之外的其他地方也能使用,那么它们对于当时的祭司来说可能非常重要。根据埃及神话,太阳在夜晚经历了一段危险的旅程,它必须克服重重障碍。通过在黑暗时段的关键时刻进行特定的仪式,祭司们可以镜像太阳的旅程并提供帮助。
诺伊格鲍尔和帕克对星表的描述当然与这种用途相符。一个完整的表格被一条水平和一条垂直的条带分成四份。水平条带包含一段宗教文本,向一些埃及神祇献祭,垂直条带则描绘了神祇本身的四个图像。吸引诺伊格鲍尔和帕克想到时钟概念的是,在表格的顶部运行的是古埃及民用历法。
古埃及民用历法中的每个月包含三个10天的周;12个月加上五天构成了365天的一年。一个完整的星表,从右向左阅读,由40列组成,其中前36列各自表示一个“周”。接下来的三列显示了图表中描述的所有星星名称的完整列表(用数字1到36表示),最后一列,即第40列,表示民用年中剩余的半周。因为不同的星星在每个10天周对应的列的顶部,所以这些星星今天被称为旬星,来自希腊语deca,意思是“十”。
每一列旬星都由12行组成,诺伊格鲍尔和帕克认为,垂直位置反映了旬星在夜空中出现在地平线上的顺序。(因此,每一行代表夜间不同的“小时”。)最上面的单元格包含在太阳落山后不久在东方升起的旬星的名称。(在天空中,随着夜幕降临,星星会向西移动。)接下来的11个旬星按照它们在列中列出的顺序依次升起。十天后,民用历法的第二周开始,天空已经发生了变化;现在,不同的旬星——旬星2——随着日落而升起,因此它出现在该周列的顶部。结果是旬星的对角线模式,随着年份的推移,同一个旬星沿着从右下到左上的对角线稳步提前升起。
如果一年正好是360天,星图中的模式将形成一个36个旬星的无缝循环。在第36个旬星在夜空中升起之后,第一个旬星将在下周重新出现在它后面。然而,年中剩余五天的半周阻止了这一进程。为了应对这种情况,诺伊格鲍尔和帕克得出结论,古埃及人记录了一套全新的旬星的运动轨迹。随着这些新的旬星沿对角线向上移动到表格中,它们共同在表格的左侧形成了一个三角形形状。
在表格的示意图中,研究人员将三角形旬星与其他的旬星区分开来标记——用字母而不是数字。但是棺材上的图画本身并没有表明埃及人认为三角形旬星比其他36个旬星更重要或更不重要。然而,在神庙和陵墓天花板上的其他天文描绘(其设计可能与棺材表同时代)中,却做出了区分,这引发了埃及学家之间的争论,争论的焦点是哪个先出现——是36个“完美”的旬星定期从东向西在天空中运行的想法,还是对各种真实星星在其更复杂的年度旅程中的实际观测。
无论如何,三角形的存在证实了这些表格是真实天文观测的结果。额外的旬星引入的额外复杂性反驳了这些表格仅仅是宇宙理想化模型的说法。
复杂性
尽管诺伊格鲍尔和帕克对星图所显示内容的解释非常精妙,但他们的方案留下了一些重大问题。诺伊格鲍尔和帕克自己在20世纪60年代就认识到的一个问题是,他们意识到的星表并非完全相同。
对于未经训练的眼睛来说,所有表格的格式看起来都相同,有序的列布局填充着许多相同的旬星名称。然而,更仔细的比较表明,它们分为两个主要组,其中旬星偏移了若干列。诺伊格鲍尔和帕克认为,这种差异源于民用历法中缺少闰年系统。如果古代制表者忽略了一年中额外的四分之一天,制作了相隔40年的两个表格,那么40个四分之一天的滑动将意味着后来的表格的星星位置正好偏移了一个10天的周,或者每个旬星移动一个单元格。诺伊格鲍尔和帕克假设,如果发现更多的星表或相关文件,就会出现介于当时已知的组之间的布局示例。
但是西蒙斯的工作对这一论点提出了质疑。她直接研究或检查了所有已知的星表的照片,包括1960年代之后发现的星表。每一个星表都属于埃及学家现在接受的两个组之一,没有显示出替代的旬星模式。此外,匹配的旬星对之间的间隔各不相同;闰年进程将使所有旬星一起移动,并保持它们的间距。
诺伊格鲍尔和帕克也不能确定这些星图是否真的追踪了地平线上星星的升起,正如他们的方案所暗示的那样。西蒙斯的分析揭示了一些同样可行的替代可能性。她的线索来自两种表格类型之间的不一致之处,这些不一致之处超出了旬星移动列的范围。例如,一些旬星的出现顺序也不同,而且她掌握了一些诺伊格鲍尔和帕克没有的工具。
西蒙斯可以使用功能强大的天文馆软件,可以将时间倒退数千年,以显示古埃及上空的夜空。当我们今天仰望夜空时,地球的自转轴大致指向北极星。但实际上,轴心以大约每25800年为一个周期非常缓慢地在一个圆圈中摆动。因此,尽管天空的整体行为没有改变(太阳仍然从东方升起,从西方落下),星星彼此之间的相对位置也没有改变,但摆动意味着天空中的一切位置都与4000年前的位置不同。
拥有古代天空的准确、动态的视图可以帮助提供难以形象化的解释。研究人员可以用数学方法描述星星的旧位置,但方程式冗长而复杂。计算机模型只需单击一个按钮即可自动执行计算。
正如天文馆软件有助于明确的那样,如果使用两种不同的方法观察星星,则可以最容易地解释两组表格之间的不一致之处。计算机模拟显示,从埃及任何地方观察,所有同时从东方地平线升起的星星都将在西方地平线上在不同的时间落下,这是因为地球相对于天球的倾斜。如果一个表格追踪旬星的落下,那么恒星运动的这一特征将扭曲甚至打乱旬星的顺序;在两种不同类型的星表中看到的运动与一组代表星星的升起,另一组代表星星的落下是一致的。
天文馆软件还可以用于检查其他可能性,并排除无效的可能性。对两组表格之间差异的另一种解释可能是星星是从埃及境内的两个不同地点观测到的。将不同纬度的天文馆模拟与真实的表格进行比较,强烈表明情况并非如此。观测必须在埃及最北部的海岸和极南部的内陆进行,观测的纬度差异才足以与现存的表格相匹配。
然而,模拟有其局限性。升起和落下的情景是可行的,但变体也是如此,例如想象使用的“地平线”不是自然地平线,而是一堵墙的边缘或特定树木上方的点。这些模型,尽管拥有强大的计算能力,但只能与现有数据相吻合,因此目前最适合排除可能性,而不是试图“证明”实际发生了什么。
当试图使用天文馆软件来识别我们自己天空中的哪些星星代表古代旬星名称时,也存在同样的局限性。到目前为止,计算机模拟已经证实,旬星之一是天狼星(从象形文字音译为spdt,发音和书写为Sopdet),它是当时和现在天空中最亮的星星,也是埃及天文学中重要的天体。有些人对其他被监测的星星提出了合理的识别,但从旬星到旬星,可信度各不相同。
大多数研究人员认为,旬星Khau表示昴星团,软件也支持这一推测。Tjemes en Khentet可能是一颗红色的星星,因为tjemes的意思是“红色”;计算机程序显示,这个短语和旬星相对于天狼星/Sopdet的位置因此与心宿二相符。然而,除了这些相当明显的推论之外,任何古代埃及史学家都可以为这颗或那颗星星辩护,并且不同意其他人的观点,因为每位研究人员对于埃及人会使用什么作为选择星星作为旬星的标准都有不同的想法。我们应该在天空中的哪个精确位置寻找星星的升起?正东?东边五度以内?东边十度以内?一颗明亮且熟悉的星星,但位置不完全正确,是否会被选中,而不是一颗更晦涩但为了制作表格的目的而正好在正确位置升起或落下的星星?
最终,如果我们更精确地知道使用了哪些星星,我们就可以推断出观测程序。如果我们知道观测程序,我们就可以猜测星星。我们既不知道星星,也不知道观测程序,这一事实让我们不得不做出假设。
也许比拥有两种类型的表格所引发的问题更根本的是它们的目的问题。如前所述,诺伊格鲍尔和帕克将这些表格视为时钟。这个术语暗示了一个类似于现代计时的系统:这些表格是一种仪器,其重点是准确性和对时间的精确划分。然而,这种观点与埃及人通常对待时间流逝的方式不一致。尽管21世纪的人们将时间视为抽象的、有规律地流逝的小时、分钟和秒,但古代埃及人并非如此。相反,诸如太阳或星星的天体运动等事件决定了一天或一夜的时间。例如,午夜或黎明将是某些星星可见或太阳位于天空特定区域的时段,而不是一个单一的、明确定义的瞬间。
文化的这一方面与星图是作为一种精确计时方式而开发的观点背道而驰,因此,现在更通用的术语“星表”而不是“星钟”似乎更贴切。此外,天文馆软件显示,古代的天空中并非总是在您需要的时间和地点都有一颗明亮的星星。此外,在天空足够黑暗之前,根本看不到星星。总的来说,星钟报出的“小时”将比60分钟短,并且可能非常不规律。西蒙斯目前的观点是,这些表格更像是年历或图表,记录了天空随时间变化的状态,而不是实用的时钟。
当然,显而易见的遗留问题是,为什么星表主要在棺材内部发现?为什么死人需要报时?他们需要知道天空是如何移动的吗?
可能的答案与古代埃及人关于来世的信仰有很大关系。神庙、陵墓甚至棺材都是模型世界,其中天花板或内盖代表天空。此外,即使是一些最早的宗教著作《金字塔经文》也包含了灵魂可以转世为星星的概念。死后,法老被认为会成为拱极星的一部分,拱极星靠近北部天极,这意味着它们永不升起或落下;它们是不朽的星星。后来的思想可能会扩展这种愿景,允许其他著名人物——例如阿西尤特周围的地方乡绅——升起为较小的星星,这些星星的路径在一年中的不同时间会低于地平线。在这种情况下,死者可能需要星表来引导他们升起并加入旬星的行列。
数字化过去
为了促进对星表功能的进一步研究,西蒙斯开发了一个在线数据库,该数据库现在包含所有已知示例中发现的信息。这个汇编为研究人员提供了进一步研究的共同知识基础,并消除了操纵易碎棺材的需要,从而避免了潜在的损坏。
人们对找到更多表格抱有一些希望。新的样本偶尔会在埃及的考古挖掘中出现。不幸的是,现有的文物不一定安全。例如,在西蒙斯和科克罗夫特访问并在几周后发现新的碎片后,马拉维博物馆在2013年的内乱中遭到抢劫。尽管此后已追回许多物品,但星表的现状尚不清楚。今年回到埃及后,西蒙斯和科克罗夫特得以完成他们对其他埃及博物馆中星表的调查,并将继续记录和分析古埃及的天文遗产。每一块新的碎片都带来了额外的见解,以及在我们理解古代天文学家工作方面取得突破的可能性。这更有理由仔细保存我们拥有的东西,并继续寻找更多。