
假如日地距离和地月距离都没有变化,即月亮本身的光亮程度恒定,冬天的月亮比秋天的亮些。如果有个冬至前后的"中冬节",那月光要比秋分前后的中秋节更亮。试以南京为例说明。
思考题的另一个题解(见文末答案提示) 受《诗经·豳风》中“七月流火”句的启发,我们还可更直观地得到解答。我国传统历法中的“七月”是指处暑所在月,“流火”指大火星(心宿二,天蝎座α)在天黑时已偏向西边,不久就会下沉。仿此我们可以吟出一句“八月流斗“。“八月”是秋分所在月,这里的“斗”是指南斗,即二十八宿中的斗宿,在人马座,这是银河系中心所在的星座。秋夜的银河自天顶飞流直下,到南方地平线之上的人马座和天蝎座,既宽又亮,汇成了宽广的浩荡巨流而注入地平之下。“流斗”说的是人马座在天黑时已经偏西,但这时满月才在东方升起不久。答案很直观地摆在面前:月亮在银河的东边。 |
我们先来确定宋朝时中秋之夜的太阳在哪个星座。让我们回溯到两千两百年前的古希腊时代,人们把黄道上的星星划分成12个星座,太阳每个月到达一个星座。下表是那时每个季节太阳所到达的星座。在天空上,星座按室女座、天秤座、……狮子座、室女座自西向东排列,环成一圈。其中天秤座、摩羯座、白羊座和巨蟹座分别是当时秋分点、冬至点、春分点和夏至点所在的星座。 秋冬春夏 室女座人马座双鱼座双子座 天秤座摩羯座白羊座巨蟹座 天蝎座宝瓶座金牛座狮子座 |
随着时间的推移,春分点由于岁差逐渐西移,两千多年后的今天,上列分至点已相应地移到了室女座、人马座、双鱼座和双子座。宋朝距今一千年前后,秋分点将移出天秤座或刚进入室女座,我们说这是“在天秤座与室女座之间”。中秋节接近秋分,在宋朝时太阳位于天秤座与室女座之间。满月与太阳黄经相差180º,故应在白羊座与双鱼座之间(即其时的春分点附近)。银河流过黄道星座中的人马座。由黄道十二星座的排列来看,从人马座起自西向东经摩羯座、宝瓶座、双鱼座、到白羊座,可知这时的月亮应在银河所在的人马座以东,相距约70º~80º。 |
人马座中的斗宿与银河
为此要计算满月在冬季(以冬至为例)和秋季(以秋分为例)的中天高度。黄道与赤道的交角(黄赤交角)是23°26′21″;白道与黄道的交角(黄白交角)是5°9′;南京的纬度是32°03′。为简化讨论我们取它们的近似值依次为23°.5、5°和32°,这么做丝毫不会影响讨论的结果。容易计算出冬至日子夜,满月在南京上中天的高度在76°.5至86°.5之间(平均81°.5);秋分日子夜,月亮相应的高度在53°至63°之间(平均58°)。这个结果表明冬夜的月亮比秋夜升得高,从直观上来看,这个现象很容易理解。夏至日中午的太阳比春分日中午的太阳升得高,而满月在天空正与太阳遥遥相对(黄经差180°),冬至日午夜和秋分日午夜满月在天空的位置正分别在夏至日中午和春分日中午太阳在天空的位置上,最多在高度上相差一个黄白交角,不过由于黄白交角远比黄赤交角为小,这个相差并不改变冬至日满月比秋分日高的态势。
满月的高度之差在两个方面显示对明亮程度的影响。
首先月光照射在地面上的亮度与高度角的正弦成正比。容易算得满月过中天的亮度冬至日大致上是秋分日的1.17倍。
其次由于大气消光的作用。来自天体的光线经过地球大气,由于被大气内的粒子散射和吸收强度减弱的现象称为大气消光。光在大气中通过的路程越长,消光作用就越强。天空中的一个天体,当它的高度较大时,光线通过大气的路径较短,大气消光的作用较弱;反之,则较强。如果将天顶方向(高度90°)的空气量算作一个气团,对于高度30°的观测目标,大致是通过两个气团,对于10°,是5.6个气团,对于地平线上(高度接近0°),则是40个气团。一颗恒星在天顶看起来大致是实际亮度的86%;高度30°,大致是实际亮度的74%;高度10°,大致只有实际亮度的44%。满月的亮度受高度的影响也很显著。就月亮来说,当满月在刚刚升起不久或即将下落时,高度很低,它的亮度明显低于过上中天前后。冬季的月亮高度较大,受消光作用较弱,略显明亮;不过,笔者按消光公式做了计算,只是1.03倍。
还有一个影响月亮明亮程度的因素是空气的湿度,即大气层里的水汽含量,实际上也是一种消光作用。秋季空气的湿度明显低于夏季,但还不是最低。秋分前后的两个节气是白露和寒露,正是因为空气里仍含有不少水汽,入夜气温下降,便凝结成了水滴。冬季的干燥应是人人感同身受的,就从空气的湿度这一点来说,秋季的明月也略逊冬季。
综上所述,一般来说"中冬月"要略亮于中秋月,除非中秋时地月距离相当近,中冬时相当远,以致效应显著。不过,也会有相反的情况,而且两种情况出现的概率均等。
思考题答案:(见文末答案提示) 我们先来确定宋朝时中秋之夜的太阳在哪个星座。让我们回溯到两千两百年前的古希腊时代,人们把黄道上的星星划分成12个星座,太阳每个月到达一个星座。下表是那时每个季节太阳所到达的星座。在天空上,星座按室女座、天秤座、……狮子座、室女座自西向东排列,环成一圈。其中天秤座、摩羯座、白羊座和巨蟹座分别是当时秋分点、冬至点、春分点和夏至点所在的星座。 秋冬春夏 室女座人马座双鱼座双子座 天秤座摩羯座白羊座巨蟹座 天蝎座宝瓶座金牛座狮子座 (未完,请读右侧) |
思考题答案:(见文末答案提示) 随着时间的推移,春分点由于岁差逐渐西移,两千多年后的今天,上列分至点已相应地移到了室女座、人马座、双鱼座和双子座。宋朝距今一千年前后,秋分点将移出天秤座或刚进入室女座,我们说这是"在天秤座与室女座之间"。中秋节接近秋分,在宋朝时太阳位于天秤座与室女座之间。满月与太阳黄经相差180º,故应在白羊座与双鱼座之间(即其时的春分点附近)。银河流过黄道星座中的人马座。由黄道十二星座的排列来看,从人马座起自西向东经摩羯座、宝瓶座、双鱼座、到白羊座,可知这时的月亮应在银河所在的人马座以东,相距约70º~80º。 (请继续找另一个题解) |
既然中秋的月亮在一年中并非最明亮,为什么人们普遍的感觉却与此不同呢?仲秋在酷热难挡的盛夏和余威尚存的秋老虎之后,空气的温度和湿度显著下降,秋高气爽。人们从溽暑中脱身,感受到阵阵凉意,怀着愉悦的心情,面对凉秋的皓月感到分外明亮。唐代刘禹锡的诗"八月十五夜玩月"正反映了这个情况:
天将今夜月,一遍洗寰瀛。
暑退九霄净,秋澄万景清。
星辰让光彩,风露发晶英。
能变人间世,攸然是玉京。
更兼秋天是个作物成熟的季节,遍地黄灿灿一片,人们告别了耕耘的辛劳,迎来了收获的喜悦。何况,即使冬月比秋月稍显明亮,人们确也难以察觉。由此看来,人的心理因素在这里起了很大的作用,尤其是本就敏感的诗人的心理。请读唐代诗圣杜甫的"月夜忆舍弟"诗:
戍鼓断人行,秋边一雁声。
露从今夜白,月是故乡明。
有弟皆分散,无家问死生。
寄书长不达,况乃未休兵。
诗人流落他乡,思弟情真,念家意切,心目中连故乡的月亮也比异地的更明亮,展现了感人至深的心理状态。此外,人们在批判有人崇洋媚外时往往会说:"在他眼里月亮也是外国的圆。"这种指摘的"理论根据"恐怕也在于心理学。关于心理学的问题,笔者本来无缘置喙,就此打住。
东坡先生一生,连遭贬谪左迁,命运坎坷,但先生的生活态度乐观豁达,创作风格奔放壮逸,显示出与众不同的心理素质,因此会有本文开头所引的一问。回头再读一遍东坡先生的《水调歌头》,其中的一句"何事长向别时圆?",却也暴露了超凡脱俗如先生者也难免触碰"心理怪圈"。月亮每月圆一次,难不成您老人家,年年要离别12次?原来东坡先生也有凡俗的一面,难怪他还是一位名震遐迩的美食家。
苏轼还有一首题为"中秋月"的诗:
暮云收尽溢清寒,银汉无声转玉盘。
此生此夜不长好,明月明年何处看?
这是诗人在中秋之夜看到的天空景象:一袭银河如水默默流淌,一轮圆月似盘静静回转。但诗中没有进一步描述这时的景象,即当时月亮与银河的位置关系如何:月亮是在银河以东、以西还是正在银河之上?这个问题留给读者诸君思考,谁若回答正确,获得下方的东坡肉一碗作为奖励,以供望肉止馋。(请原谅笔者也踏入了心理怪圈!)
最后,借网络之"花"向读者诸君献上中秋节的祝贺!
附记:思考题答案请按下列提示在本文中找。有道是:
答案隐其身,何处觅踪影?
随文留消息,待君探究竟。
两图凭索骥,双侧看显形。
出地一轮圆,银辉洒金陵。