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屈原:一位被文学“耽误”的科学家

中国的航天 2020-09-11

屈原《天问》都问了哪些科学问题?

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今年7月23日

我国首次火星探测任务

天问一号探测器在海南文昌一飞冲天

国人的“探火之旅”就此启程

其实在这次探测任务中

除了“绕着巡”的整体计划

各种神通广大的科学载荷之外

探测器充满文学气息的名字——“天问一号”

也着实赚足了众人的眼球

《天问》出自《楚辞》,是我国伟大的浪漫主义诗人屈原的一首长诗。

之所以会用“天问”为中国行星探测命名,是因为全诗通篇是屈原对天地、自然和人世等一切事物现象的发问与质疑,这位两千多年前的伟大诗人,身上却散发着不折不扣的科学家气质。

今天,我们不妨扒一扒《天问》中提到的那些科学问题,来看看在工整唯美的诗句中,这位被文学“耽误”的科学家都向头顶的苍穹问了些啥,他眼中的宇宙又是什么样子的?

01

问宇宙起源:盘古开天辟地?谁证明?

屈原开头的问题是关于宇宙起源的。大意是人们如何了解宇宙诞生之初的情况?天地未分,混沌无垠,是谁考定而知之的?幽明之理,难知难晓,谁能穷极其本源?天地既分,惟象无形,又何以得知它的形象?

屈原时代的宇宙起源理论比较有代表性的是盘古开地说。最早在《三五历记》中有记载:“天地混沌如鸡子,盘古生其中,万八千岁,天地开辟,阳清为天,阴浊为地,盘古在其中。一日九变……垂死化身。气成风云,声为雷霆,左眼为日,右眼为月,四肢五体为四极五岳。血液为江河,筋脉为地里,肌肉为田土,发为星辰,皮肤为草木,齿骨为金石,精髓为珠玉,汗流为雨泽。身之诸虫,因风所感,化为黎甿。”

这种宇宙起源学说带有浓厚的神话色彩,究竟有什么证据谁能证明是盘古一点点变化成日月星辰、风云雷霆的?因此屈原质疑:遂古之初,谁传道之?上下未形,何由考之?

但这种宇宙起源学说有一点跟现代天文学是一致的,就是中国古人相信宇宙不是亘古就有的,而是有明确的起源。

02

问宇宙结构:八根柱子就能“顶天立地”?

古代传说天有九重,有八根天柱支撑着天,称为天柱;地靠绳子挂着,称为地维。最开始的时候天是正的,大地是平的。后来,共工和颛顼两人为了争夺天下发生了战争。共工战败,一气之下撞倒了天柱之一不周山。于是这样西北方的天就塌了,天上的日月星辰都倾斜着运行,百川之水都流向了东南方。

对此屈原质疑:这么大的工程,是谁建造的?八根天柱位于何处?东南方为何塌陷?

在屈原的时代,大概没人能回答这种宏大的宇宙结构问题,那时的人们对“天究竟有多高”并没有明确概念,对日月星辰离地球有多远也并不清楚。直到现代天文学观测到了太阳系的结构,宇宙飞行器造访了太阳系的主要行星和卫星,也观测到了银河系、河外星系、星系团、超星系团,最终获得了宇宙的概貌——成纤维状的宇宙大尺度结构。星系就分布在这些纤维壁上,纤维之间是巨大的空洞。

然而这些纤维状的可见物质只占宇宙物质总量的5%左右。其余部分,约95%左右是不可见的暗物质、暗能量,至今天文学家仍不清楚其本质。

如今,借助更为先进的天文望远镜,科学家可以捕捉到宇宙大爆炸之初残余的微光,可以在红外、紫外、射电X射线、伽马射线等全波段进行观测,宇宙中仍然有大量的奥秘等着人们去发现。

03

问天体运行:日月星辰怎样工作?

在古老的神话故事中,太阳从东方的汤谷升起,从西方的蒙汜落下。屈原质疑:日月星辰是谁安排陈列在天上的,太阳从汤谷到蒙汜,从日出到日落,经过多少里路程?月亮(夜光即月亮)怎可死后再复活?

面对屈原的问题,现代天文学已经可以非常精确地回答:太阳系的引力维系着太阳系的行星绕其公转,太阳每天从日出到日落(其实是地球自转的反映)所经过的距离也可以计算出来,月亮的阴晴圆缺也可以精准作出预报。

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