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载《新发现》杂志2006年第11期
科学外史(5)


那颗彗星,它是哈雷彗星吗?

江晓原

 

  当年哈雷(E. Halley)研究古代有观测记录的24颗彗星的轨道,发现公元1531年、1607年、1682年出现的大彗星轨道非常相似,遂推测它们应该是同一颗彗星,周期为76年,并预言它将在1758~1759年之际再度回归。届时该彗星果然如期而至,证实了哈雷的推测,该彗星由此得名哈雷彗星,哈雷本人也因此名垂青史。
  哈雷彗星可以说是天赋异秉,“出道”的故事又名动江湖,围绕着它的前世今生,注定了要有许许多多故事。这里只讲一件不太为人所知的。

  在我们的太阳系中,已知其轨道的彗星虽有上千颗,但其中具有椭圆轨道的只占约30%(大致而言,随着统计资料的更新有所浮动),称为周期彗星,其余都是抛物线轨道(约占60%)和双曲线轨道(约占10%)——它们接近太阳一次后就一去不复返了。
  之所以说哈雷彗星是“天赋异秉”,首先就表现在周期上。人们将周期200年以上的彗星称为“长周期彗星”,周期200年以下的则是“短周期彗星”。那些周期很长的彗星,比如长达几千年的,今人难免觉得几千年后的验证没有什么意义。周期太短的呢?老在你眼前晃动,太司空见惯了,也就没什么稀罕。而哈雷彗星的76年周期,长度实在是恰到好处:从等待验证来说,它足够短(哈雷所预言的回归发生时,哈雷本人虽已去世16年,但一生见到两次哈雷彗星的颇有人在);从预言的惊人效果来说,它又足够长。
  对于这样的周期彗星,专门有一个名称——“哈雷型彗星” (周期在20~200年之间的),包括哈雷彗星本身在内,已知的哈雷型彗星共有23颗。
  之所以回忆这些数字,是因为有一段公案要靠它们来解决。

  很早就有人指出,在哈雷“发现”哈雷彗星之前,这颗彗星至少有30次回归都已经被古人观测到。例如,从春秋时代鲁文公十四年(公元前613年)到清代宣统二年(公元1910年),哈雷彗星共回归29次,中国古籍中都有记录。当然,我们并不能据此就宣称中国人早在春秋时代就“发现”了哈雷彗星,因为中国人虽然记录了它29次,但并未象哈雷那样意识到这些记录的对象可能是同一颗彗星。
  虽然中国人未能发现哈雷彗星,但是29次回归记录,毕竟也是非常珍贵的科学史料,所以自然会有天文学家来研究这些记录。已故紫金山天文台张钰哲台长,就是这样的研究者之一。一段有趣的公案由此发生。
  张钰哲研究哈雷彗星轨道的长期演化,注意到《淮南子·兵略训》中的记载:“武王伐纣,彗星出而授殷人其柄”,他想到,如果这颗彗星是哈雷彗星,就可以据此确定武王伐纣在哪一年。
但张钰哲并没有说《淮南子·兵略训》所载武王伐纣时的彗星肯定是哈雷彗星,而只是说:“假使武王伐纣时所出现的彗星为哈雷彗星,那么武王伐纣之年便是公元前1057~1056年”。张钰哲的假设性的结论在《天文学报》发表之后,影响颇大。这本来是一个相当严谨而稳妥的说法,但是不少学者显然忽视了张钰哲上述结论中的“假使”二字。历史学家赵光贤认为“此说有科学依据,远比其他旧说真实可信”,并在《历史研究》上撰文作补充说明,遂使武王伐纣为公元前1057年之说广泛传播。一位历史学家的话堪称典型例证:“1057年之说被我们认为是最科学的结论而植入我们的头脑。”

  现在的问题是,张钰哲注意到的《淮南子·兵略训》中所说的那颗出现在武王伐纣时的彗星,它究竟是不是哈雷彗星?或者再退一步问:它是哈雷彗星的概率有多大?
  这两个问题,张钰哲在他的上述论文中都没有触及。但是,至少后面那个问题,是有办法解决的。
  我们先设法估算古代被观察并记录下来的彗星中,哈雷型彗星所占的比例:
  据Hasegawa在1980年发表的肉眼可见彗星星表,公元1701~1900这200年间:星等≤6(星等再暗肉眼就看不见了)的彗星共出现177次,其中,哈雷型彗星共9次,占5%。
  又,研究表明,历代正史中的彗星记录是可靠的(地方志中的记录不甚可靠)。因此我们可以统计正史中彗星的分布情况:在公元1—1500年间,正史中共记录了345次彗星(如有多处记录,但从时间和方位上判断,是同一颗彗星同一次出现,则只计为一次)。其中,目前已证认的短周期彗星22次(均为哈雷型彗星,其中哈雷彗星就占19次),约占6%。
  这样,我们可以认为,在古代记录的彗星中,哈雷型彗星至多只占6%。
  接着我们将注意力集中到哈雷型彗星上:
  目前已发现的哈雷型彗星共23颗,其中包括哈雷彗星在内的周期小于100年的有17颗,而武王伐纣年代的争议范围,最大极限不出100年(公元前1000年~公元前1100年),因此,如果回推的话,至少这17颗哈雷型彗星会在公元前1000年~公元前1100年间出现,这样,确定《淮南子·兵略训》中所记载的彗星为这17颗中的哪一颗的可能性,就小于17分之一了。
  再与前面统计所得哈雷型彗星在古代记录的彗星中所占比例(6%)相乘:即6%的17分之一,也就是千分之四。
  这就是说,确定《淮南子·兵略训》所记载的武王伐纣时的彗星,为某一颗哈雷型彗星的最大概率是千分之四。
  如果我们设定这“某一颗哈雷型彗星”就是哈雷彗星,那么就是说,《淮南子·兵略训》所记载的武王伐纣时的彗星,是哈雷彗星的最大概率,只有千分之四。
  这等于是说,《淮南子·兵略训》所记载的武王伐纣时的彗星,几乎不可能是哈雷彗星。所以无法根据这一记载来推断武王伐纣的年代。

  一段公案,至此终于尘埃落定。

 

 

 

20061105加入