觀測之『測天文』

科學的『發展依賴實驗』的『確認』;然而實驗工具』的『進步』,帶來了今天的『科技』之『文明』。觀點度量為中心來看,『如此』的『量或質』與『如彼』的『量或質』是否『有關』,假使彼此『干』是『如何聯繫。然而自從『量子力學出現以來,『科學』與『哲學的論戰一直能『停歇』。這是為什麼呢?因為『物質我們能『想像』的還要『奇特』之故。比方說『』吧,牛頓相信的是『光是微粒』,就是像子彈一樣的東西;然而惠更斯由光的『干涉現象認為為『光是波動』,就是現今無線通訊用的馬克思威爾之『電磁波』。更不要說『波爾』──  氫原子模型而得諾貝爾獎 ── 愛因斯坦』──  因光電效應方得諾貝爾獎 ── 量子論』上的著名『論辯』── 機率解釋宇宙 能夠說是完備了 嗎 ──!!假使就目前量子力學有關的實驗結果的『可能性,也許愛因斯坦將會是一個輸家』;或許該說大自然自是『如是而是』而已,並不刻意舉手裁判』人世間『誰對誰錯』之事的吧!!

們通常混淆了『儀器』與『度量』的根本不同,因是之故,認為更好』的儀器一定能發覺更多』的『差異』。事實上並不是這樣』的;其實是因為人的『疑惑』,才會使開始了『觀測』,『意圖明白人事物是否有個『法則』,於是一再的『改善工具希望知道』更『全面』的『』和『』,並使之都能『符合』著已知的『』與『』。也就是說一個『儀器而言只能講這個『度量』是『精確』的?能不能夠『藉此做出什麼是『有效沒效』的『結論』罷了!!

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那麽人類最早的儀 器』又是什麼呢?也許自當是人的感官』──  眼耳鼻舌身 ── 吧!或許就是為 離人太近就在人的體表,所以就不把當成是一種度量的『設備,然而事實上『科學之旅』正是自此開始!!

近年臺灣有一位知名的地球物理學趙丰先生在『科學人』雜誌上發表了一篇名為『燭龍︰千百世代的古今奇緣』,這篇文章論證著『山海經未必是純屬『神話』,它上面寫的『蠋龍就是今天所熟知『北極光』之『肉眼所觀的形象之描繪啊!!就像屈原在《楚辭·天問》中也會想問︰『西北闢啟,何氣通焉?日安不到燭龍何照』。

 

汝阴侯圭表

圭表

圭表图. 日晷图

中國古代觀天』的傳統,那麼是否什麼樣的『工具?也許石雲里教授對阜陽考古出土之西漢的一組四件『汝陰侯圭表』之解說︰『這两件文物不僅是兩千多年前古人用来觀测天象的天文儀器,而且 ,此件圭表是世界上迄今為止所見最早的圭表實物,二十八宿星盤更是世界上現存最早的天体位置觀測儀器實物,是中國渾儀的始祖』,清楚的道明了這個傳統之來歷。由此說來,也許傳聞木製華表於交通之要津供人書寫諫言以針砭時弊,恐怕也不是無故的空穴來風之事。然而在古代即使是這樣的一個簡單』的儀器,都不知需經幾世幾代積累才能夠發明創造』,對於活在知識爆炸』時代的今人來講,很可能覺得是非常的不可思議吧!!

地球西向東自轉,於是太陽東昇西落,本身就是一個天文時鐘。雖然日月對地球海洋潮汐的吸引力使轉速逐漸變慢每百年大約一日增加 1.6 毫秒,導致一年的天數也慢慢的減少,有證據表明四億年前之泥盆紀中期一年曾經是四百天。即使如此,也看得出來這個天文鐘之『準確』的了。所以只是用一個簡單的日晷,長時間的觀察紀錄晷影長短,能知道很多的事也就不奇怪了。

天文儀器

漏刻

唐吕才定四柜式漏刻

人為計時器物的歷史同樣久遠,左圖是古代漏刻』說明,自行點選閱讀。在此我們將談談假使有了『時鐘』,那又怎麼知道它『準不準』呢?可能有人會說標準鐘』來『校正』不就好了嗎?只是那個『標準鐘』又要靠什麼來作『校正』呢?舉例來說,『漏刻一單位時間流過多少水量大體相同所以可以用來計時可以用物理學來描述它的運動方程式推論它的『準確性』將會是如何。當然物理學也是從自然的觀測事實建立起來的,看來好似『循環論證』一般;不過假使各種『能當時鐘的東西交叉比對』都『報時一樣』的話,難道不該說『自然原先就是這樣的嗎?這樣再想想地球的『自轉鐘』,繞日的『太陽鐘』,天球上的『恆星鐘』,種種『週期現象科學預測的『正確性』,說的都是事件』之『時鐘』的啊!!

十四世紀邏輯學家奥卡姆威廉  William of  Occam 提出一個『剃刀原理』︰除非有必要,別多添假設。在西方,這一理念促進經驗科學一步步擺脫神學的束縛,快速的發展進步,並後來之邏輯經驗主義所特別重視導致了今天科學的『美學』之理念假使有多個理論能說明相同的事實最簡潔的吧!!再經過五百年之後到了一九零五年── 物理奇蹟年 ──,此為愛因斯坦創造的奇蹟年六篇劃時代的論文照亮天際。於此將說說顛覆時空觀念』的狹義相對論聲波的『都卜勒效應』是指當波源和觀察者相對運動時,觀察者度量到波頻率與波源發出 的頻率並不相同。就像遠方急駛過來的火車鳴笛聲頻率變高變得尖銳駛離我們而去時鳴笛聲頻率反之將會變低變得沉鬱一樣。Michelson–Morley 的實驗用著這個思路想要量測乙太風的相對運動,只不過自然卻『希聲』的回NO』,揭開了自牛頓之後『二次科學革命』的序幕

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光子鐘

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愛因斯坦的光偏折理論與澳大利亞觀測

愛因斯坦重新考察了『觀察者如何度量』『時間空間』的問題,想像力之大能夠創講想像實驗』乙事。也許科學的美學使他反對光波需要乙太之說邁克耳遜‧莫雷實驗結果』,使他大膽假設光速對一切等速運動的觀察者來說是不變的 c  』,然後提出了如何用光子鐘』來量測時空』中『事件』的辦法。那個『』字的『有兩個反射鏡面』,光在其間來回,每個來回是一個滴答』,一個『時距』的基本『單位』。光速的不變性確保了對一個觀察者來講,只要『工』之『|』的來回距離L 也不變,那一個滴答時距是不變的 2‧L / c  。這個『光子鐘』不論橫擺豎放一樣的滴答,大概是完美巧奪『天工』的『計時器』了。現在如左圖三的宇宙飛船上有一座豎放垂直『飛船速度 V』的光子鐘地上的人所見光之滴答『軌跡』並不是『↑↓』而↗↘』。既然等速運動對兩個觀察者是相對的』,『垂直』運動方向的『』,兩者都會同意度量是相同的,於是地上的觀察者用『畢氏定理』計算滴↗』得到︰

L^{'2} = c^{2}  ‧ T^{'2} = L^{2}  + V^{2}   ‧ T^{'2}
= c^{2}  ‧ T^{2} + V^{2}   ‧ T^{'2}

所以,

T^{'}{T / } \sqrt {1 - (V /c)^{2}}

然後結論說︰飛船上的光子鐘的滴答聲變慢了。這就是著名的『運動中的時鐘走得比較慢』,真是天上方三日,人間已千年的啊

假使這次光子鐘橫擺著呢?這時地上的人觀察光的軌跡是『去→回←』,因為很難度量移動中之尺』,也不知它會不會『改變』但是光速是不變的就量測時間吧

『→』光去花的時間 = L^{'} { / (c - V)}
『←』光回花的時間 = L^{'} { / (c + V)}
一滴答的總時間 T^{'}L^{'} { / (c - V)} + L^{'} { / (c + V)}
= {T / } \sqrt {1 - (V /c)^{2}}

由於在飛船上 T = 2‧L / c ,簡化後得到

L^{'} \sqrt {1 - (V /c)^{2}} ‧ L

也就是說『運動中的尺會縮短』,宇宙還真是妙得很呦!!

古代《易經》雷火卦講到『日中見斗』一事,其實說的是發生了『日食』,可以想像在『天子』的時代,這是多麼『不尋常』又令人震驚的事。此在《竹書紀年》一書

昭王十九年春有星孛于紫微。祭公、辛伯從王伐楚。天大曀雉兔皆 震,喪六師于漢。王陟。

有人天文學結合考據學推論此事發生於公元前九百七十六年五月三十一日的那次日全食』!!

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一九一五年廣義相對論初發表時,苦於沒有穩固的實驗證據支 持,雖知它能正確解釋水星近日點異常進動,其後愛因斯坦又正確計算光線經過太陽將會彎曲的數值。由於通過比較背景恆星接近太陽時位置之異同可以測量光線的彎曲程度。因此一九一九年的那次日全食亞瑟‧愛丁頓爵士等人『同時』在巴西塞阿臘及非洲西岸的聖多美普林西比進行『同樣』的觀測拍照實驗結果當時刊登在各大報章的頭版自此愛因斯坦及其廣義相對論舉世聞名。日後助手問他假使當時愛丁頓沒能證實它的話,他會如何反應呢?愛因斯坦說了一句著名的話:『我會為親愛的上帝感到遺憾。不管怎樣理論都還是正確的。

從太空拍攝在軌道上的洛弗喬伊彗星

天文氣象雜佔1973年湖南省長沙馬王堆三號漢墓出土

中国古代天文与历法

古慧星圖

春秋左傳》 文公十四年
】十有四年,春,王正月,公至自晉。
邾人伐我南鄙,叔彭生帥帥伐邾。
夏,五月,乙亥,齊侯潘卒。
六月,公會宋公,陳侯,衛侯,鄭伯,許男,曹伯,晉趙盾,癸酉,同盟于新城。
秋,七月,有星孛入于北斗。
公至自會。
晉人納捷菑于邾,弗克納。
九月,甲申,公孫敖卒于齊,齊公子商人弒其君舍。
宋子哀來奔。
冬,單伯如齊。
齊人執單伯。
齊人執子叔姬。

】十四年,春,頃王崩,周公閱與王孫,蘇爭政,故不赴,凡崩薨,不赴則不書,禍福不告亦不書,不懲敬也。

七月乙卯夜,齊商人弒舍而讓元,元曰,爾求之久矣,我能事爾,爾不可使多蓄憾,將免我乎,爾為之。有星孛入于北斗周內史叔服曰不出七年宋齊晉之君皆將死亂

這是世界上最早關於哈雷彗星的確切紀錄

 ──  如果有人說天上星座的『位置』變了,

你依然『相信』占星術嗎?? ──