乘風禦波:海上探險與航海佳話10(2 / 3)

什麼是行星

行星通常指自身不發光,環繞著恒星的天體。其公轉方向常與所繞恒星的自轉方向相同。一般來說行星需具有一定質量,行星的質量要足夠的大且近似於圓球狀,自身不能像恒星那樣發生核聚變反應。

4. 恒星的觀察。恒星的周日運動和周年運動,使得星空成為海上的天然羅盤、時鍾和日曆。自古以來,舟師就知道,隨著航船往南,北極星的高度越降越低,南天恒星越升越高,北天恒顯圈越來越小,南天常現星鬥則越來越多。所以,利用北極星的高度或南天某個易於辨認的亮星對,例如南門雙星,或亮星群,例如南十字的高度,決定船隻的地理緯度。成為千百年來沿用至今的簡便而可靠的常識。舟山舟師說得好:“知南鬥北鬥,天下可走。”

為了精確估量星辰的海平高度,民間至今還保留著幾種類似牽星術的傳統方法。例如,海南島文昌縣南島大隊的海員,以“掌”表示星辰的高度。觀星時,伸直右臂,手指指向左側,姆指向下與海麵相接,小指朝向上,當恰見被測恒星時,稱為一“掌”,約合20厘米。該縣的保線大隊的船工,則用尺來計量,測時以手豎直持尺,尺的下端與海麵相切,同時估計被測恒星的寸數。看來,這些民間沿用的量星法與昔日廣為流傳的牽星術,有密切的淵源。

什麼是恒星

恒星是由熾熱氣體組成的,是能自己發光的球狀或類球狀天體。由於恒星離我們太遠,不借助於特殊工具和方法,很難發現它們在天上的位置變化,因此古代人把它們認為是固定不動的星體。我們所處的太陽係的主星太陽就是一顆恒星。

對於在近海漁場作業的漁民,因為有地理和水文等的可靠導航保證,天文觀察隻是作為一個配合手段。例如,青島漁民出海,北極星是他們用以定航向的唯一導航星辰。然而,遠洋航行的船舶,則需要依賴更多的星鬥。千百年來,他們所選用的星辰雖然在沿海諸省不完全相同,但大體上都是認定了那些特征性強,易於辨認的亮星、亮星對或亮星群。熟悉它們在不同季節的出沒情況,掌握它們在黎明前或黃昏後的天空位置。這樣,不僅能在茫茫大海中確定地理緯度、月份日期,還能望星鬥而估量時間。為了把星鬥的出沒和高度弄得準確些,昔日舟師往往把導航星群選定為占天空麵積不大,又排列得比較緊湊的那些,例如,昴星團七星(金牛座)、畢星團七星(金牛座)、貫索九星(北冕座)、參宿三星(獵戶座)、心宿三星(天蠍座)、南門雙星(半人馬座)、南十字四星。福建漁民黎明前觀察昴星團的天空位置以確定時間季節、民諺曰:“六平,七斜,八倚,九傾,十落”。這是說,農曆四月廿五日日出前,昴星團首次出現在東方天際,六月黎明前,升於東天海麵,七月升到最大地平高度的一半,八月南中,達最大高度,九月落到西南方,降至最大高度之半,十月下落到西天海麵,到十月廿五日不複現。對與昴星團的赤經相差約四十分鍾的畢星團也有類似的諺語:“六平,七斜,八側,九拖,十落”。海南島漁民在我國遼闊的南海水域乘風破浪之際,傳統地通過觀察南十字四星和南門雙星的出沒方位和海麵高度來判定船舶的地理緯度。

牽星術與航海

我國是天文學發達最早的國家之一。早在六七千年前的新石器時代,就已經有了東、西、南、北四個方位的觀念,並且逐步形成了確定方位的方法。以後,人們又發現北極星恒定在北方的方位,而北鬥星一直在北極星的附近,指示著北極星的方位,夜間可以用它來判知東、西、南、北。早期的航海者就是利用這些知識來指引航向的,這也可以說是航海天文學的開端。

在古代,天文導航又叫過洋牽星,它包括觀測方向和方位兩個部分。我國最遲在公元前2世紀的西漢初期就已經利用天文知識來導航了。當時的著作《淮南子》一書裏說:“如果乘船的人分辨不清方向,隻要觀測北鬥星和北極星就可以明白了。”東晉訪問印度和斯裏蘭卡的高僧法顯在5世紀初乘船回國,他在《曆遊天竺記傳》中記述這段曆程的時候也說:“大海之中彌漫沒有邊際,無法分辨東西,隻有依靠日、月和星辰來指示航向。如果在陰雨天氣,看不到日、月和星辰,就可能被風吹離航線,迷失方向……隻有等到天晴以後才能重新辨認方向,有希望恢複正確的航向前進。”這表明天文導航是當時的唯一方法。天文導航的方法在指南針用在航海上以後,仍舊沒有被遺棄,而是繼續得到充實和發展,跟指南針配合使用,相得益彰,把導航技術推向一個新的階段。

我國有重視觀測星辰的優良傳統。曆史上對星辰的觀測,不但在陸上進行,而且很早就在海上進行。在《漢書·藝文誌》中,已經列有《海中星占驗》、《海中五星經雜事》、《海中五星順逆》、《海中二十八宿國分》、《海中二十八宿臣分》、《海中日月彗虹雜占》等書目,表明當時在海中觀測星象的工作已經受到相當重視。北齊的民間天文學家張子信,在一個海島上對日月五星進行了30多年的觀測。這一在海中觀測星辰的傳統,為我國古代航海天文學的發展奠定了堅實的基礎。同時,我國曆史上的測量數學非常發達,西晉的著名數學家劉徽就著有一部《海島算經》(又稱《重差》)的數學著作,內容是測量目的物的高和遠的計算方法,其中包括測量太陽的高和遠的方法。唐朝的著名天文學家一行組織人力對地球子午線進行了世界上第一次的測量和計算。元朝的著名天文學家和數學家郭守敬又進行了大規模的大地測量。

隨著航海事業的發展,人們終於把天文學和計算數學應用在航海上,形成了稱做“牽星術”的天文航海技術,用來測定船舶在海中的方位。也就是以“牽星高低為準”,通過所測量的星鬥高低位置,來計算船舶跟陸地距離的遠近,再從觀測日月的出沒,或者指南針的指向作用而得知方向,就可以確定船舶在海中的位置了。就像鞏珍在《西洋番國誌·自序》裏所說的:“在大海中航行,隻見浩渺無際,水天相連,什麼也看不到,隻有觀察日月升降來辨別東西,觀測星鬥高低來度量遠近。同時,在刻著方向位置的木製地盤上放著水浮指南針,用來指引航向。”

大約在元明時期,我國開始利用牽星術來觀測船舶所在地的地理緯度。牽星術是利用一種叫牽星板的簡便工具來進行的。據明朝李詡的《戒庵老人漫筆》記載,牽星板用烏木製成,一副是12塊正方形木板,從小到大,最小的每邊大約2厘米,每塊大約遞增2厘米,最大的每邊大約22厘米。它的單位叫做指,分別是一指、二指一直到十二指,一指相當於現在的一度半左右。另外又有用象牙製成的一個小方塊,大約6厘米長,四角刻有缺口。缺口四邊的長度分別是半角、一角、二角、三角,一角是四分之一指。使用的時候左手拿著牽星板一端的中心,手臂伸直,讓木板的下邊緣保持水平線,上邊緣對準所觀測的星辰,這樣就可以測出船舶所在地所看到的星辰距離水平線的高度。高度不同可以用12塊牽星板或象牙板替換調整。在測得星辰高度以後,就可以計算出船舶所在地的地理緯度。