漫话日食

第4版()
专栏：

　　漫话日食
　　王绶琯
去年正在春节的那一天，发生过一次日食，今年又要有一次日食，而恰恰又发生在春节。为了说明这的确是一件既少见又不希奇的事，让我们从一个非常古老的故事说起：
远在帝尧时代，我们中国就已经有了专门执掌天文的官吏，一个叫羲氏，一个叫和氏。他们的官职是世袭的。有一回，那羲、和两人为了贪几杯酒，喝得酩酊大醉，以至连天上发生了日食都没有注意到，弄得临时“乐官擂起鼓来，农夫乱奔，老百姓乱窜”，引起了不小的混乱。根据当时帝王法律的规定：对于预测天象不够准确的天文学家，测得偏早“杀无赦”，测得偏迟也要“杀无赦”。这样，贪酒失职的羲、和便被处了极刑。
这故事载在《尚书》中。这部古书究竟古到什么程度，现在还存在着一些争论。但是，就这故事本身来看，倒还是说得有条有理，叫人不敢说一定没有这回事。今天看来，它至少帮我们说明两件事：一、日食是罕见的。否则当时就不会引起那么大的混乱。二、日食的道理并不希奇。因为不然的话，历代的羲、和便犯不着为了那一官半职，弄得脑袋随时都会搬家。
羲、和可能已经知道，也可能不知道（这已是无案可稽）。日食的原因是月亮在天空中遮住了太阳。条件是，那时月亮正好走到太阳和地球的中间（见图1）。这时地球上的一些地区完全落在月影底下，连一小片太阳也看不见，我们说这些地方发生了日全食。在另一些地方，月亮只遮住了太阳的一部分，在那里就发生了日偏食。
我们知道，月亮绕着地球旋转，差不多每个月转一圈，而地球（带着月亮）又绕着太阳转，一年转一圈，这样，差不多每个月月亮就有一次转到太阳和地球的中间。这一天我们把它叫做朔日。现在，按照旧历历法，旧历的一个月是从一个朔日起算到第二个朔日，而把朔日的那一天当作一个月的初一。这样，我们不难看到日食必须发生在朔日，也就是说发生在旧历月的初一。春节正是正月初一，因而在这一天发生日食实在是一件不足为奇的事情。
日食固然不足为奇，但是日食的景象却往往是令人难忘的。特别是日全食。当月亮遮去太阳的时候，一刹那间河山变色，鸟飞兽驰，天空中闪耀着星星的光芒，而太阳，由于遮掉了最亮的部分，这时却露出了外围淡淡的柔和的光辉。近代天文工作者把日全食看作一个非常重要的节目。他们利用这样的机会来进行太阳（特别是它的外层大气）的研究，来推敲月亮，来探讨某些地球物理现象，来验证相对论……。为了获得这些资料，几十年来他们不惜跋山涉水到地球上任何一个角落去迎接日食。
既然每个月里月亮都有一次走到太阳和地球的中间，每个月都该发生一次日食，那末科学家们是否有必要跑到那些“角落”上去取得他们所珍贵的日食资料？对这个问题的答案是：月亮绕地球走的轨道平面和地球绕太阳走的轨道平面并不互相平行。因此，日、月、地三者通常并不处在同一个平面上，这样，当月亮走到日、地之间的时候，这三者也就通常不落在同一根直线上（见图2），只有当三者处在一根直线上时，地面上才可能有日食发生。
事实上，只要我们了解了地球和月亮运行的规律，我们就完全可以掌握全部的日食奥秘。而这里比较复杂的是，月亮的轨道不但不与地球的轨道平行，而且它的平面还不断地在空间中移动，这使得日食现象变得比较不规则，根据计算每年可以发生二次到五次日食。现代的羲和们，借助于力学知识和计算技术，不但可以预报每次日食发生的地点、时刻和“见食情况”，而且还可以保证他们所预报的现象既不会有一秒钟偏早，也不会有一秒钟偏迟。
今年春节在我国东南地区可以看到偏日食现象，如果大家有兴趣，可以根据科学出版社出版的《1962年天文年历》来对照一下真正的见食情况。（附图片）
　　图1　月亮处在太阳和地球之间时引起日食。这些地区的人看到日偏食这些地区的人看到日全食其它地区的人看不到日食
图2　月球轨道平面和地球轨道平面不平行，月亮处在日、地之间时，三者却不处在一直线上。