天空地圖：瑰麗星空、奇幻神話，與驚人的天文發現

前言

對於宇宙的開端，我們知道些什麼？問題的答案其實取決於你問的人是誰。當代的宇宙學家理所當然會提到「大爆炸」（Big Bang）──1927年，比利時神父喬治．勒梅特（George Lemaître）首度提出這個理論，他表示宇宙是從一個「宇宙蛋」，或是「太古原子」（primeval atom）中爆炸成形的。數百億年前，所有的時間、空間與能量占據著這一個密度、溫度無限的點，稱為「奇異點」（singularity）。這場大爆炸在百萬兆分之一秒內造成了膨脹，宇宙也隨之成形，最終如氣球般鼓脹到如今直徑約930億光年的大小。
問問別的天體物理學家，他們說不定會主張「大爆炸恐怕不是真正的起點」，畢竟這個理論是以亞伯特．愛因斯坦（Albert Einstein）的相對論為基礎，而相對論只能說明有了奇異點之後所發生的事，而非之前。事實上，大爆炸理論有兩種，而正確的只能是其中一種。另一種大爆炸理論主張時間與空間其實誕生得更早，早於大爆炸，是爆炸前所謂「膨脹」（inflation）階段的一部分。主導著當時宇宙的並非物質與輻射，而是一種本自俱足的能量──一種不可見的「暗能量」（dark energy）。暗能量雖然尚屬理論階段，但顯然可以透過其影響觀察之。再向其他天體物理學家尋求解答，他們或許會轉而指向近年來的量子方程式模型（根據愛因斯坦的定律來運作），主張「從來沒有一個誕生點」，宇宙很可能永遠存在，無始亦無終。（這個論點恰巧與亞里斯多德在兩千三百年前所主張的一模一樣──最是能證明神存在的，不就是永恆之完滿嗎？）
所以……我們對於宇宙的開端，究竟知道些什麼？這是我們好奇心最古老的起點，是我們之所以能在世界各文化的根源找到創世神話的原因。根據中國的傳說，最早的人名叫盤古，是個全身是毛、頭上長角的巨人。他等了1萬8千年，終於從一顆宇宙蛋中現身。盤古用自己的斧頭，將蛋殼一劈為二，形成天地，接著力竭倒下。他的四肢化為群山，他的血液化為河流，他的呼吸化為風。
史蒂芬．霍金（Stephen Hawking）喜歡談剛果民主共和國庫巴人（Kuba people）的信仰，來為自己的講座增色。庫巴人的起源傳說中有個創造神姆邦波（Mbombo，亦名邦巴［Bumba］），這位巨神獨身站立於黑暗的水中，因為胃痛而嘔出了太陽、月亮與星辰。太陽晒乾了水，陸地得以展現。姆邦波接著嘔出九種動物，而最後一次乾嘔出來的就是人。
至於其他地方，匈牙利神話稱銀河為「戰士之路」（The Road of Warriors），當塞克宜人（Székelys，生活在外西凡尼亞［Transylvania］的匈牙利人）遭受威脅時，薩巴（Csaba，傳說中匈人阿提拉［Attila the Hun］的兒子）便會衝鋒而來，解救他們。另外，將4000年前，生活在今天伊拉克地區的古巴比倫人也有一部史詩──《天之高兮》（Enuma Elish），講述宇宙是殘暴的原初神祇們進行寰宇大戰的結果。
如果求諸於《聖經》（舊約明顯受到《天之高兮》的影響，有許多敘述非常類似），問題的答案可以在《創世紀》中找到：神的靈先是運行在水面上，然後帶來了光。人們對於聖經中的這些資訊所懷抱的崇信，曾經在過去激發出對字面一板一眼的詮釋，帶來一些有趣的結果，像是相信地球是平的、方的（見奧蘭多．佛格森［Orlando Ferguson］扁平地圖）。今人也早已忘記，中世紀人一度相信天空中有海洋，天空的水手駕著船遨遊其上。17世紀時，愛爾蘭大主教詹姆斯．烏雪（James Ussher, 1581-1656）甚至明確指出創世的精準時間點，就發生在西元前4004年10月22日的晚上六點。除了烏雪的推算之外，17世紀還有人描繪出在創造之光出現之前，時間上不存在時的一片空無──也就是下面這張收錄於醫生兼神祕術士羅伯特．弗魯德（Robert Fludd）《宏觀與微觀世界……》（Utriusque cosmi…, 1617）一書中的畫。
其實，正是對弗魯德這張創世前黑暗虛空景象的思索──不妨說，這幅景象就是最早的「天空」──喚起了本書的主題。本質上，本書的目標在於爬梳出一部天空的影像史，將世界各地大量且錯綜複雜的天體神話、寰宇哲思加以提綱挈領，搭配天文學與天體物理學的劃時代發現，結合成一段穿越數千年的圖像歷程。書裡固然囊括了各式各樣的繪畫、儀器與照片，展現我們逐漸破解宇宙劇場密碼的歷史，但本書主要仍然是一本天圖集。
在我看來，天圖集堪稱是最為人所忽略的製圖類著作。製圖學史上有關地圖的學術研究，遠超越天圖的著作，但明明兩種類型的圖在傳統上地位是平起平坐的。這種平起平坐，似乎有違「地圖描繪了王國與帝國的地理探索和政治擘畫，而天界的地圖卻鮮少反映人世間」的想法。事實上，當代人傾向於把群星的地圖化約成不過是「裝飾用」的素材，認為其中的歷史材料有限。（當然，星圖在歷史上與偽科學──占星術──之間的關係，對於這一點絲毫沒有幫助。）弔詭的是，還有人認為星圖是死氣沉沉的專業示意圖，只有學界中人才會有興趣。我們接下來就會了解，這兩種指控與真相相去不可以道里計。天體地圖靈動活現的程度不亞於其餘任何一種地圖──而且其藝術手法經常無與倫比。
當然，天體圖與地圖的製圖傳統，就跟這兩種圖所代表的發現方式一樣大不相同。地圖製圖是以主動、漸進的探勘過程為根底。每當猛然走進未知的世界、頁面的空白時，我們會一步步、一船船地記錄並量測在整個大地上的地理擴張。另一方面，壯觀的天庭早自最初便是以完整的樣貌輝煌現前。太陽、月亮與遊走其間的行星以可見的無數星星為背景，各自運行，自在相變，只不過它們對我們來說是全然的玄祕。
對天體製圖師來說，面對如此勢不可擋的廣袤，天空本身就是一張畫布，讓觀察星空的人把心中的所有迷思、恐懼與宗教神話投射於其上，畢竟人類的心智會在混沌中不停尋找能夠認出來的圖案。由於缺乏船隻去探究這片汪洋中的汪洋，天文學家與藝術家只能運用自己所知──他們的神祇、神話與動物──根據星星的明暗階序，將之套用在星座上。古羅馬人所採用的黃道十二星座，其歷史遠早於成文的記載。這十二個星座的概念，是他們從希臘人手中繼承而來，而希臘人又是從巴比倫人處得到這個概念……以此類推，回溯到前歷史時代的混沌之中。
本書雖然以考古天文學領域中的史前遺跡為開篇，但有史可稽的天文學則是始於美索不達米亞的古代蘇美人與巴比倫人（比方說，我們將得知史上第一位有名傳世的作者，是一位月神女祭司）。這段旅程隨後將帶我們穿過古埃及，接著解開古希臘哲學家的各種精彩天體觀點。希臘劃時代早期最令人讚嘆也最歷久不衰的概念，就是天球觀：世界位於一層又一層，愈來愈大的透明球體階序之中，每一層球體支撐著一顆行星，支撐著太陽或月亮，以「恆星」為背景。這種觀念對我們來說雖然古怪，但確實有其清晰的邏輯，畢竟它能從大地範圍內已知的行為，外推解釋天體的運行──假如有某種事物能無盡地進行如此漫長的旅程，那肯定有其載體。
這個天球一層層的故事，其實清楚說明了放諸天文學泰半歷史中皆準的一個要點。真正的突破通常恰好產生於人們無視於明顯、已知且有邏輯的事物之時，產生於訴諸另一種原創、相反的觀點之時。或許，採取這種做法最有名的例子就是哥白尼，他把地球從神所創造的宇宙之中心扯離，用太陽取而代之，撼動了當時的宗教界與社會賢達，引發科學革命。我們發現，當天文學家追尋終極目標，試圖獲致對宇宙的客觀觀點，探究其撲朔迷離的運作機制時，他們最重要的實驗器材或許就是想像力。
正因為如此，書中才會蒐集錯誤的天文學猜想、科學迷思，將之與偉大的發現和各式各樣的文化傳說共同羅列──也許是帕西瓦爾．羅威爾（Percival Lowell）觀察到在火星上由外星人建造的運河，也許是勒內．笛卡兒（René Descartes）的「實」空漩渦宇宙觀，抑或是追尋不存在的火神星那場趣味之舉。我們從這些終究證明有誤的聯翩想像與詮釋中所認識的，就和我們從勝利歡呼中得到的一樣豐富。我們順著這段前進的步伐（與偶然的繞路），見識了天體製圖學的藝術，看到人們以圖像方式記錄這些創新，進而伴隨古騰堡印刷術的發明而蓬勃發展，在文藝復興時代人們對測量、對精準描繪型態的熱情之中與整體製圖藝術一起人氣高漲。始於15世紀的地理大發現時代，同樣也是製圖學的黃金時代。新國家、新大陸的發現填滿了地圖，不僅製作愈來愈細緻，比例的概念也益發完善。天空的發現、爭奇鬥豔的理論圖表和宇宙結構也更加別緻。天體圖集在17世紀時，隨著安德烈亞斯．切拉里烏斯（Andreas Cellarius）《天體圖集》（Atlas coelestis）一書的發表，達到藝術手法的高峰──咸認該書是歷史上最美麗的天圖集。
近年來，光譜學的發展讓天文學中的奧祕進一步得到揭開──星星會透過自己所發散的光譜，吐露自己的化學祕密。天體物理學便脫胎自光譜學，天體製圖領域也隨攝影術的發展而轉變。有了20世紀的創新，科學發現的效率也跟著對宇宙通用定律的研究而達到新的高峰──例如，最有名的就是愛因斯坦的廣義相對論，先前提到勒梅特神父的「宇宙蛋」構想，便受到相對論的影響。埃德溫．哈伯（Edwin Hubble）後來發現天空中閃閃發光的星雲，其實是一整個星系，遠位於銀河系的範圍之外。更有甚者，許多的星系正飛速遠離我們，膨脹宇宙模型也因此得到證實。直到1998年，人們才發現這種膨脹並未減緩（與過去的想法正好相反），而是處於加速當中，各個星系競相遠離彼此──感覺就像往空中丟石頭，結果發現石頭加速遠離你一樣奇怪。之所以如此的原因仍然是個謎，但從計算膨脹的速率再回推，我們就能為宇宙的年紀推敲出個數字──介於一百億至兩百億年之間。就在烏雪大主教估計宇宙為5650歲的350多年後，我們不僅在哈伯太空望遠鏡的協助下，進一步把這個數字推到138億年，如今甚至能看到幾乎跟這段時間中光行距離一樣遠的星系──例如大爆炸後大約四億年便出現的大熊座 GN-z11星系。
至此，我們重新回到我們一開始──也可以說是最關鍵的問題：對於宇宙的起源，我們究竟知道些什麼？我們知道，我們一天比一天更勇於深入謎團的核心，太空探測儀劃過星際空間，有如先前的海洋探險家一般將未知拋諸腦後。我們知道，有了軌道太空望遠鏡，我們的目光達到前所未有的敏銳，距離解決與宇宙起源大哉問緊緊連繫的無數謎團──在我們的世界之外別有生命的可能性、我們宇宙的構造及其命運──也愈來愈近，只要我們能存活下來，看到這一切。從歷史中我們學到應該對我們以為自己所知的一切抱持健康的懷疑論，就連我們「只有一個宇宙」的這種假設，也很可能跟一百年前的天文學家一樣缺乏遠見──他們可是清楚知道太陽系就是唯一的星系呢。
不過，我想有兩件事情是肯定的。第一，就像那些為第一架望遠鏡設計透鏡，用紙筆便能為行星重新排序，或是用一黑板的方程式總結全宇宙之恢弘的人，我們的科學與哲思想像力將永遠是你我最有用的工具。另一件無庸置疑的事，就是天體圖將會永垂不朽。書中的圖像恰如其分顯示了跨越時間與文化，我們製作出了多麼不同的天空地圖；光是從這些天體圖的存在，便能展現你我成就此一功業的決心是如此相似。無論製圖學在未來會採用多麼先進的天文攝影形式，無論我們距離在洞穴牆上塗畫第一張星圖的史前祖先們有多麼遠，我們所繪製的地圖將永遠記錄著我們的成就，為其餘的人指出可循之道。

1-3 古代中國的觀星者
遠在歐洲發展出天文學之前──其實應該說世界上任何文化發展出天文學之前，古代中國就有「曆法」與「天文」的概念了。這兩件事情都跟研究、詮釋星體與天象有關，但兩者的目的不同。研究曆法的人會解讀天象，尋找規律可預測的模式，從浩瀚的天空中汲取秩序，為「天下」建立一套框架明確的曆法。至於「天文」，則近似於古羅馬人的「prodigia」（自然界的異象，人們認為可作為神怒的預兆）。從事「天文」的人會在天空中尋找異象，記錄下來，為天象創造言語的表達方式，詮釋這些超自然訊息的重要性。
19世紀時，世界各國都稱中國為「天朝」，而中國的國家認同發展也確實跟「天」交織在一起。研究曆法與天文的任務是由官方負責，畢竟掌控對天象的詮釋，可是國之大事。自周代（西元前1046年至256年）以降，皇帝的統治都必須得到上天的認可──稱為「天命」──並得到「天子」的頭銜。儘管新君從這種神聖的權威中得益，但風險也會隨之而來。若缺乏適當的指引，百姓便會把令人恐懼的「天文」──管它是彗星、暴雨，還是洪水──解讀成上天否定此統治者的跡象，接著就會有人造反。解讀天文的人同樣面臨巨大的風險，尤其是預測日食一事。人們相信太陽會被天空中的巨龍吞噬──確實，日食的「食」字，意思就是「吃」。日食對今上而言是極為不祥的徵兆。（我們從文獻上得知，中國占星家在約西元前20年時已經了解日食的成因。到了西元前8年，他們已經根據135個月的週期預測到日全食。西元206年，中國占星家已經能從解讀月球的運行中，預測出日食情況。）現存的史料中提到西元前2136年的日食，也提到兩名未能預測這次事件的占星師遭遇的下場：
　　羲和尸厥官罔聞知，
　　昏迷于天象，
　　以干先王之誅。
數千年來，中國人研究天象的漫長科學征途始終沒有間斷。最早已知其名的天文學家是西元前4世紀的石申，他標定了現存古代文獻中121顆恆星的位置。史上最早對太陽黑子進行主動觀察的人就是石申，只是他認為那是日食。有些人把這些成就歸功於與石申同時代的甘德，但甘德另有其他令他留名後世的天文發現。比方說，他是第一個仔細觀測木星的人，提到在木星旁「若有小赤星附於其側」，天文史學者席澤宗主張這是首度有人以肉眼觀察到木衛三（Ganymede），比伽利略的發現早了千年。（肉眼確實能在沒有望遠鏡幫助的情況下看到木星最明亮的四顆衛星，但通常它們都掩蓋在木星的光芒下。）
古代文獻有許多皆已亡佚，不過中國天文研究的史料卻出奇流傳了數千年之久。最早的專門曆法記載固然可以回溯到大約西元前100年，但現存的天文現象清單卻能更往前回推千年以上。之所以能流傳這麼久，一部分是因為這些紀錄並非寫在紙上，而是刻在骨頭上。「甲骨」是動物骨頭，通常是牛骨和龜甲。卜者會先將之加熱到出現裂痕，接著解讀，進而回答從未來天氣到軍事行動結果等形形色色的問題。有時候，甲骨上也會刻上天文現象發生的紀錄。甲骨留下來的數量相當稀少，一部分是因為後人發現時，常常誤以為這些是「龍骨」──根據傳統說法，龍骨可以磨粉入藥。前一頁的甲骨是大英圖書館最古老的收藏，其上的文字約刻於西元前1600年至1050年之間。上面預測接下來十天沒有厄運，背面則是某次月食的紀錄。
手稿《天文氣象雜占》（在英語世界又稱《帛書》）是後世（但還是相當古老）的中文文獻。這部天文日誌寫在絲綢上，附有插圖，是由西漢（西元前202年至西元9年）的天文學家所編纂的。直到1973年，人們才在中國中南地區的鞍型土丘馬王堆找到這部著作。頁上是史上第一部明確的彗星圖集，詳細記錄了約300年的時間裡，從天空上觀察到的29個火光四射的物體。每一張圖片都附有對相應事件的說明，據信彗星是這些事件的預兆，例如「諸侯薨」、「有瘟」或「三年旱」。
不過，提到各文明中最古老的星圖手稿，我們就得談談人稱《敦煌星圖》（Dunhuang Star Atlas）的文獻。《敦煌星圖》卷軸長度超過6英尺（2公尺），是中國西北絲路城鎮敦煌外一處隱密的洞窟（今稱「藏經洞」）所找到的四萬件文件之一。這張星圖堪稱天文學史上最令人嘆為觀止的文獻，呈現了8世紀時皇家觀象臺所見（遠早於望遠鏡的使用）中國星空上的1339顆恆星，其精確令現代研究人員驚訝不已。最讓人印象深刻的，莫過於這張星圖所使用的投影法（亦即將球體天空或地表畫在平面紙張上的方式），居然與16世紀法蘭德斯製圖家傑拉德．麥卡托（Gerardus Mercator）所發明的極為類似。麥卡托投影法至今仍為製圖師所用。將近千年時間不為人知的《敦煌星圖》是個天文學奇蹟，之所以在近代出土，完全是難以置信的偶然，彌足珍貴。西方早期完全沒有如此詳盡的星圖。

1-4 古埃及天文學
日月食對各個文化來說都茲事體大。但對古埃及人來說，他們的大地數千年難落一滴雨水，日月食的重要性在埃及當地獨有的現象──尼羅河一年一度的泛濫之前，完全相形見絀。傳說中，尼羅河之所以年年泛濫，是因為生命與療癒的女神伊西斯（Isis）為了她的丈夫──生死之神奧塞里斯（Osiris）之死而泣，淚水滿溢之故。事實上，尼羅河泛濫的成因是因為季風在五月至八月間，為衣索比亞高原帶來豪大雨，造成河水暴漲。尼羅河泛濫有神奇的灌溉效果，埃及人至今仍慶祝此現象，每年八月十五日起會連放兩週假期，稱為尼羅河洪泛節（Wafaa El-Nil）。洪水週期相當規律可靠，而天狼星的偕日升正巧也在同時發生，埃及人因此將兩者連結起來。
埃及人根據這些現象，把行事曆分成三個季節：泛濫季（Akhet，洪水在此時出現）、生長季（Peret）與收穫季（Shemu）。天狼星只是這種曆法中錯綜複雜的星象基礎的其中一個成員。就我們所知，這部曆法早在古王國時期（約西元前2686年至2181年）便已開始使用。埃及人把他們觀察到的星星分成「界」（decans）──36個小星座與孤星。「界」的最早紀錄，出現在第十王朝（約西元前2100年）的棺蓋裝飾上。每隔十天，就會有新的「界」偕日升，在天空上閃耀。隨著三十六個「界」的浮現，一年三百六十天的日曆也於焉成形，另外再加上一個只有五天的小月，作更精確的調整。不過，這些「界」的進一步細節卻付之闕如。我們雖然知道「界」的名稱，有些名稱也能翻譯出來（例如「Hry-ib wiA」，可以解釋為「船中央」。這個名稱與沙漠、風暴與暴行之神塞特〔Seth〕有關），但不知道是哪些星星構成了它們，而它們的位置、明亮度、為何是這些星、它們與其他星星之間的關係，也沒有任何資訊流傳下來。
然而，古代的棺槨與陵墓確實能讓我們了解，古代的埃及人如何將十二顆每晚都會出現的星星，融入天空神話的宏大主題中──鷹頭太陽神「拉」在夜晚穿越「杜阿」（Duat，埃及神話中的冥界）的旅途。根據《來世之書》（Amduat），「拉」乘著自己的太陽船，由西而東。每天夜裡，他經過十二個區域，遭遇眾多神祇與怪物，並與混亂之神──巨蛇阿佩普（Apep，亦作阿波菲斯）戰鬥，帶著新的活力，以朝陽的面目現身。從幾座古墓中找到的天文資料圖表上（今稱「星鐘」），我們發現穿越地底世界表的「拉」有十二個階段，代表黑夜的十二小時。搭配上以十天為一星期的相關資訊，懂得觀察星星的人可以從星鐘迅速解讀夜空，得知當下的時間。（學界長期支持這個看法，但安大略麥馬斯特大學的莎拉．賽門斯與北海道大學的伊莉莎白．塔斯克提出新的看法，認為棺槨上之所以有成排的星圖，說不定是為了幫助亡者的靈魂通過夜空，以繁星的姿態永生。）
北方在古埃及信仰中同樣有著重要地位。埃及金字塔顯示出古埃及人對天體的知識，而當時的北極星──右樞（Thuban）──正是影響金字塔建造工程的因素之一。直到1960年代，研究人員才了解到吉薩大金字塔所建有之「通風井」，原因不只是為了空氣循環，更是對準了天空中特定的區域與星星。這些孔道曲曲折折，因此目的不可能是觀星，但或許與法老死後升天有關──埃及人相信，正北方是法老通往來生的路。古埃及人注意到小熊座的北極二（Kochab）與大熊座明亮的開陽星（Mizar）看似繞行天北極，有如這條路徑上的傳令使者，因此暱稱這兩顆星為「j.hmw-sk」（字面意思是「不知何謂毀滅者」或「不可毀滅者」）。
儘管這顯示出特定恆星在古埃及信仰體系中具有重要影響力，但相較於豐富的神話材料，古埃及人顯然沒有星表，也沒有其他形式的精確觀星紀錄。鮮少有證據顯示古埃及人試圖以科學方式理解行星與其他天體的運行。對他們來說，天空只不過是揮灑神話用的畫布，也沒有計時的實際功能。不過，等到亞歷山大大帝在西元前323年駕崩，手下的將軍「救主」（Soter）托勒密一世繼位，開創埃及托勒密王朝，將亞歷山卓發展為全球科學活動前沿之後，古埃及人的知識與希臘、巴比倫天文學融合，一切也將出現天翻地覆的改變。