
▲1639年克拉布特观测金星凌日

1855年画家恩德创作的油画《第谷与鲁道夫二世》
■林凤生
今年6月6日是一个不同寻常的日子。天空中映现出百年难遇,连爱因斯坦也没有见过的天象奇观——金星凌日(即金星进入太阳圆面,观者可以见到黑点从日面上通过)。
是日,上海的天空并不作美,乌云密布,直到8点多太阳才露了一会儿脸,让万千粉丝观察到这惊鸿一瞥。
今年的金星凌日,让我想起了一幅记录了1639年12月4日发生凌日的油画。由于那一次的凌日是由一位业余的英国天文爱好者霍洛克斯在此前一个月刚刚计算出来,所以鲜为人知。只有他与好友克拉布特观察了此奇观,这也是历史上第一次有记录的对金星凌日的观测。
画上的观测者是克拉布特,他通过一个安装在木梁上的望远镜,把太阳像投影在标有6英寸刻度盘的纸上,明亮的光斑上由金星生成的黑点清晰可见。油画把当时的观察情况描画得栩栩如生,让观者如亲临其境。
众所周知,天文观察和研究是人类最早开展的科技活动,留下了大量的图像资料。这些与天文研究相关的图像和绘画大致可以分成三类。
第一类是天象实录。最早的天象图录可以追溯到公元前1100年,在美索不达米亚的界石上就刻有太阳、月亮、金星和黄道十二星座的图案。从我国长沙马王堆出土的西汉初年的帛书中有记录天象的工笔重彩图29幅,其中还有一幅彗星图。不仅是两河流域和华夏文明,其他人类文明的起源地也都有相应的天象记录。如古埃及石棺里的星图;巴比伦泥板上记录了哈雷彗星的来访,那是公元前164年的事……
第二类是散见于各种天文古籍、抄本和图书中的插图和版画。这些绘画大都画得形象逼真,惟妙惟肖,为诸多古代天文观察仪器和测量仪器留下了珍贵的结构图和原理图。有些画面还记录了研究者观察活动的场景,为后人了解天文学史提供了鲜活的形象资料。
其中要数14世纪哥特式画家、荷兰人林堡兄弟的作品最为精彩。他们应手抄本藏书家贝里公爵之邀,为一本祈祷书正文前的月历绘制插图(每月一幅),画的上部用蓝色背景图案画出相应的天宫,下部的画面表示与这个月份相关的活动,画面精致细腻,充满生活气息。遗憾的是由于公爵的去世,该作品没有完成。
第三类是用艺术创作的手法来描述有科学内涵的油画、版画和中国画。此类作品委实不多见,故弥足珍贵。算得上世界名画的只有维美尔的《天文学家》。1855年由画家恩德创作的油画《第谷与鲁道夫二世》是一幅蕴涵了丰富科学内涵的佳作,见证了天文学史上的一段佳话。
画面中央站立者第谷·布拉赫(1546~1601),丹麦人,14岁那年因为天文学家对一次日食的正确预告,引起了他对天象观察的极大兴趣。此后,他常常晚上只睡几个小时,举目夜空通宵达旦。到17岁时,他发现了许多书上记载的行星位置错误多多,决心要绘制一份准确的星表。
腓特烈二世欣赏第谷的才华,把离首都不远的赫芬岛拨给他,并建造起一座当时世界上最先进的天文台供他使用。20年后,新王即位,逼迫他离开了这座经营了20年的基地。幸好1599年奥地利国王鲁道夫(图中坐者)收留了他,并在布拉格给第谷重修了一座天文台,他才得以继续自己的工作。
第谷能言善辩,恃强好斗。年轻时曾为了一个数学问题,与人争执决斗,被对方削去了鼻子,后来只能用金银合金做一个人工鼻(画上看不出来)。也许正缘于他这种执著的性格,20年中他一丝不苟地观察,测得的行星位置误差不超过0.67度,令今天的天文学者赞叹不已。
画中的第谷正在向鲁道夫解说宇宙体系,桌上放着的是黄铜天球仪,一个固定在转轮上的球体。它能演示地球的周日旋转和太阳、月亮,以及更多天体的轨道。下部的齿轮组提供了天球旋转的动力,画边放着的支架是经过第谷改进的六分仪器(呈折叠状),用它可以测量两颗星之间的角距离。
画中的小狗是第谷的爱犬,由此可知这里是第谷的工作室。从小狗与鲁道夫亲昵举动来看,国王是此地的常客。科学家与赞助人关系如此和谐,令人羡慕。
第谷决心要记录一千颗星编成一张星表供后人使用,并用鲁道夫名字命名,以表达国王对自己的知遇之恩。谁知他壮志未酬却疾病缠身,于是赶紧找来了接班人开普勒。
第谷的选人实在是高明,虽说开普勒的眼睛既近视又散光,观天是不合适的,但他的脑子很灵,有个聪明的数学加哲学脑袋。
再说开普勒接班后思忖:天上的星星成千上万,但运动规律只有一个,我何不选一颗金星来细细研究,然后举一反三。
于是他不去观天,却整天埋头在第谷的数据记录上盘桓,居然真的给他找到了一个突破口。原来金星的运行轨道并不是圆,而是一个与圆非常非常接近的椭圆,二者只差了8分(时针在0.02秒内转过的角度)。于是,开普勒顺藤摸瓜很快发现了以他名字命名的行星运动三大定律,完成了一项近代天文学史上有里程碑意义的工作。
1627年,开普勒完成了第谷的遗愿,出版了精确的《鲁道夫星表》。两年后,他又出版了《稀奇的1631年天象》。书中预言了1631年11月7日的水星凌日和12月6日的金星凌日,这也是人类第一次预言金星凌日。
《中国科学报》 (2012-06-29 B3 生活)