封面图：1986年3月8日拍摄的哈雷彗星，图片来源：Wikipedia

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导读

古时的“扫把星”，因其形状而得名，又因其寓意而闻名。现代科学告诉我们，“扫把星”其实就是天上的彗星，跟其寓意并无关联。而在一众“扫把星”里面，哈雷彗星可能是最“倒霉”的一个。

它是怎么被人们认识的？中国历史上连续记载了二十九次哈雷彗星的回归，为什么却没有以中国来命名？哈雷彗星能帮助我们解决武王伐纣的年代问题吗？本期赛先生天文，让我们一同回顾一下哈雷彗星的发现史。是的，它“快”回来了！

撰文 | 黎耕（中国科学院国家天文台、中国科学院大学）

责编 | 韩越扬、吕浩然

01

会回归的“扫把星”

1680年11月14日，一颗彗星的出现在欧洲大陆引起了轩然大波。在以往的印象中，能见到一颗彗星便算得是上一件天文盛事。难以置信的是，一个多月之后，另一颗彗星再次出现！

那些我们今天耳熟能详的科学先驱们：牛顿、胡克、以及英国首任皇家天文学家弗拉姆斯蒂德，都被这样的景象震惊了，他们每晚注视着星空，寻觅彗星的踪迹。更加令人震惊的是，两年后，第三颗彗星再次出现。两年内数次彗星的出没，在时年24岁的哈雷心中留下了深刻的印象。

图1：鹿特丹人观测1680年大彗星（The Great Comet），图片来源：Wikipedia

1684年，哈雷在剑桥认识了牛顿，并成为好友。哈雷全力支持牛顿撰写他的巨著《自然哲学的数学原理》，甚至连这本书的出版经费也是他私人捐助的。牛顿早就怀疑1680年所出现的两颗彗星，其实是同一颗彗星掠过太阳之前与之后的景象，但他并未将这一发现写入自己的巨著之中。

1705年，哈雷也出版了《彗星天文学论说》一书，他使用牛顿运动定律计算行星对彗星轨道的影响，推断1682、1607以及1531年出现的三颗彗星其实是同一颗彗星的多次回归。他还预测这颗彗星在1758年会再次出现。这颗被哈雷首次准确预言的彗星，也就是我们后来所说的哈雷彗星。

哈雷彗星的发现，不仅是科学革命的重要里程碑，也终结了一个遥远东方大国千百年来对天灾的幻想。

02

“恶魔的使者”

彗星在中国民间被形象地称作扫把星，这大概是因为它长得就像一把长长的扫把。正如同扫把并不会带给人们多少美好的联想一样，彗星往往也被看做是不祥的预兆。

在中国古代文献中，彗星往往被记为“彗”或者“孛（读作bèi）”。例如《天元玉历祥异赋》中，对于彗星的占辞是“彗星，为丧气也”，而对于孛星，则记载“光芒四出者曰孛。孛星，为兵也”。

图2：明朱丝栏彩绘本《天元玉历祥异赋》插图

和中国一样，在科学革命以前，西方人对彗星也充满恐惧，认为彗星是带给人们灾难和疾病的罪魁祸首。例如1066年4月哈雷彗星回归时候，正赶上英格兰的黑斯廷战争，最终英王哈罗德二世阵亡。于是在贝叶挂毯（Bayeux Tapestry）上就记录了哈雷彗星的景象，认为哈雷彗星带来了上帝的警示。

图3：贝叶挂毯上的1066年哈雷彗星回归，图片来源：Wikipedia

在看《哈利·波特》的时候，不知道你是否想过这样一个问题：为什么西方的巫师都是骑扫把的？我也曾经设想过，这样的联想是否与彗星有关，不过并没有搜到类似的记载或者说法。巫师的邪恶与彗星带来的灾难，就这样构成了古代世界东西方人们的共情记忆。

图4：欧洲中世纪抄本中就出现了女巫骑扫把的形象，图片来源：Wikipedia

03

东方的遗产

不过如果要说中国古人只专注占卜，而不会观察，恐怕会有失偏颇。事实上，中国先人从很早以前就开始观测彗星，而且不但要看，还要画下来。仅仅流传下来汉代墓葬中的彗星图，就至少有三幅。

最著名的当数湖南省长沙市马王堆三号汉墓出土的西汉早期帛书《天文气象杂占》。这幅图上画的可不是一颗彗星，而是形形色色的29种彗星形态，还根据彗核、彗尾的形状进行了分类，目的当然还是为了更好地预测吉凶。两千多年的古人便已观察得如此详细，就问你服不服？

图5：马王堆汉墓中出土的帛书《天文气象杂占》，图片来源：湖南省博物馆

两汉时期谶（读作chèn）纬之术盛行，人们渴望理解自然界的特殊现象，但是又缺乏行之有效的方法。于是，便通过观察、总结，以及强行解释的方法来满足自己对未知的渴望。

像彗星这种并不会对人们生活产生多大影响的天象，往往会与水、旱、雹、风、冬无雪、地震、山崩、蝗虫这样的自然灾害相联系。因此，异常天象的观测自然也就成为皇权统治下天文机构的重要内容。《周礼》中记载，保章氏是西周时期执掌天文观测的官员，他的职责中就有“掌天星以志日月星辰之变动，以观天下之迁，辨其吉凶”。

在这样的指导思想指引下，当然也就不难想像，为什么在中国古籍中，能找到从秦始皇七年（公元前240年）至清王朝灭亡前夕的宣统二年（公元1910年）的每一次哈雷彗星回归记录了吧。

不仅如此，其实在此之前的春秋战国时期，还有两次哈雷彗星的回归记录呢。它们分别是公元前613年（鲁文公十四年）的“秋七月，有星孛入于北斗（《春秋·文公十四年》）”，以及公元前467年的“秦厉共公十年，彗星见（《史记·六国年表》）”。

图6：《清续文献通考·卷三百六》上记载的1910年哈雷彗星回归

1910年哈雷彗星回归，这时候中国已经走到了封建制度崩溃的前一年。据《清朝续文献通考》的记录：“四月十八日戌正三刻，正西偏南柳宿间彗星出见，尾指东南，翼宿、名堂之间，测得彗星高二十六度，正西偏南十二度。日渐微，至五月三十日不见。”

可见，钦天监的官员们也算与时俱进，开始采用测角仪器来测量哈雷彗星的高度、方位以及运动轨迹等参数了。天文官们还专门呈递了封奏，表明哈雷彗星的出现“并不主吉凶等语”。

相对于几千年的封建传统而言，这当然要算一种进步。只可惜这个进步来得太晚了一些。此时的世界早已进入现代，汽车、飞机、无线电都已经耳熟能详。而我们，不可避免地落后了。

英国人哈雷最先预测了哈雷彗星的回归，这颗与人类最常相伴的短周期彗星，也以他的名字来命名。我们几千年的持续观测，却并没有换来一颗彗星的命名权，就好像传了全场的好球，却没有完成临门一脚的射门。

图7：1910年德国出版的哈雷彗星回归明信片，图片来源：Wikipedia

04

中国古代的哈雷彗星记载都是废纸吗？

好在科学研究并不是一场足球比赛。哈雷之所能成功预测这颗彗星的回归，也是得益于开普勒的行星三定律以及牛顿的引力定律，对自然的探索从来都是需要前赴后继，一步一个脚印的。

实际上，由于彗星的轨道运动十分复杂，在哈雷之后的很长时间中，天文学家想要精确地预测彗星的回归时间并不是十分容易。

1818年发现的恩克彗星每次回归都比上一次缩短0.11天左右。而哈雷彗星的回归时间就更不确定，在之前的29次回归中，最长的回归周期有79.3年，最短的则只有74.4年，平均为76.73年，最长与最短竟相差五年之久。这主要是因为太阳系内木星、土星等大行星的引力会对彗星轨道产生影响。

图8：1910年哈雷彗星回归时候天文学家计算的轨道，图片来源：Wikipedia

要了解这个规律，光靠我们一代人的观测显然是不够的，毕竟我们一个人从出生到去世，最多也只能看到两次哈雷彗星的回归罢了。在中国古代文献中，关于彗星的记载异常丰富，1911年以前的彗星记录不少于2583次，总条目万余条，其中有些记录还对彗星的位置、方向、形态、日期等进行了周全的描述。

图9：《宋史·天文志》中关于1066年哈雷彗星的记载堪称最长彗星记录

上个世纪中期以来，张钰哲先生、江涛先生，以及美国学者J.L. Brady等人，先后利用中国的哈雷彗星记录验算了它的轨道，为我们进一步了解哈雷彗星的运行规律奠定了基础。

05

武王伐纣时候看到的是哈雷彗星吗？

张钰哲先生的研究还产生了一个副产品：他在演算了哈雷彗星的回归记录之后，于1986年发表文章提出，《淮南子·兵略训》上所记载的“武王伐纣，彗星出而授殷人其柄，时有彗星，柄在东方，可以扫西人也”，有可能指的是哈雷彗星的一次回归，从而确定了武王伐纣的年代应该在公元前1057年。

这个结论一出，立即引起了强烈反响，尤其是历史学界对于利用天文方法来解决历史年代学问题，都感到十分惊喜，如今我们将这类研究称作天文历史年代学。

只可惜，张钰哲先生的推断中，有“如果”二字，是被人们所忽略的。也就是说，也很有可能在武王伐纣时候所见的彗星并非哈雷彗星。直到1999年，卢仙文先生等人通过对各种周期性彗星进行分析后认为，单纯通过哈雷彗星来推断武王伐纣的年代并不现实。天文历史年代学的道路，仍然任重而道远。

06

“扫把星”回来了！

哈雷彗星的最近一次回归是在1985年 。如果说1910年天文学家的观测手段还极其有限的话，那么到了1985年，情况简直是有了翻天覆地的改观。毕竟，在哈雷彗星转了一圈的这半个多世纪中，科学技术也已日新月异，射电天文学、太空探索、电子计算机等技术，都在这期间应运而生。

因此，为了这次哈雷彗星的回归，全世界的天文学家都摩拳擦掌，做好了一切准备。国际天文联合会专门成立了“国际哈雷彗星联测（IHW）”，美国帕洛玛天文台的5.1米光学望远镜早在1982年就远远地捕捉到了哈雷彗星回归的迹象，欧洲空间局发射的乔托号飞船近距离飞抵哈雷彗星的彗核并收集尘埃……IHW下设的七个研究组，以及全世界的天文爱好者们闻风而动。可以说，这是人类历史上第一次可以利用技术手段来全方位研究这位“老朋友”。

对于中国天文学而言，此时也已摆脱了历史的桎梏，努力追赶世界天文学前沿。1984年11月4日，云南天文台1米反射望远镜捕捉到了哈雷彗星，尽管比美国人晚了两年，不过也是中国人第一次用自己的望远镜来观测哈雷彗星，实现了历史的突破。

图10：国家天文台观测台站（截止至2019年，黎耕制图）

下一次哈雷彗星回归是在2061年。近十年来，中国已有越来越多的天文望远镜以及天文卫星投入使用。相信四十年之后，中国天文人将再次成为国际哈雷彗星联测中不可或缺的力量。

 作者简介 

黎耕

中国科学院国家天文台副研究员、中国科学院大学天文学院副教授。毕业于南京大学天文系与中国科学院自然科学史研究所，主要研究领域为考古天文学与历史天文学。现任中国科学技术史学会理事、中国科学院青年创新促进会副秘书长。

参考文献：

[1] 张培瑜. 我国对哈雷彗星的历史记载. 中国科技史料，1986(7).

[2] 张钰哲. 哈雷彗星的轨道演变的趋势和它的古代历史. 天文学报，1978.6.

[3] 卢仙文，江晓原，钮卫星. 古代彗星的证认与年代学. 天文学报，1999.8.

[4] 叶璐. 1910年哈雷彗星回归及“末世论”刍议. 自然辩证法研究，2017.7.

制版编辑 | Morgan

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