北斗七星的今与昔

我们经常说，北斗七星是北方天空一年四季都可见的星宿，其实这并不是完全正确的。首先，北方一般指黄河以北地区，或者说北纬30 度左右以北地区。即便是在这些地区，古时候看到的星空与现代看到的星空也有所不同。

其实，不是星星在天空中的位置变了，而是因为北极点的移动。例如，当北极点移动到距离北斗七星较近的位置的那些年代，北斗七星围绕北极点旋转的圈较小，此时北斗七星在旋转过程中都会在地平线以上，人们就会常年看到全部的北斗七星。然而，当北极点移动到距离北斗七星较远的位置的那些年代，北斗七星围绕北极点旋转的圈较大，此时北斗七星在旋转过程中就会有几颗星转到地平线以下了，因此人们就会在一年的某些时段里看不到全部的北斗七星。

在图1 中，蓝圈表示北极点在天空移动的轨迹；蓝圈附近的红点表示不同年代北极星的位置；红圈表示现代（公元2000 年左右）北斗七星围绕现在的北极点旋转，某些时候七星中的某几颗星会转到地平线以下；紫圈表示古代（公元前2000 年左右）北斗七星围绕当时的北极点旋转，七星旋转时都在地平线以上。

古代中国人认为地中是在洛阳一带，就是北纬35 度左右，很多古代天象记录的观测点都是在北纬35 度附近。下面我们就使用Stellarium 软件，以北纬35 度为观察纬度，来考察一下古代和现代，人们看到的北斗七星有什么不同。

图2 与图3 是软件显示的古代（例如公元前2023 年）星空图。当时的北极星（图中红点）距离北斗七星较近，故北斗七星围绕当时的北极星转的圈（图中蓝线）较小。例如，3 月北斗七星在北边天空较高处（见图2），9 月北斗七星在北边天空较低处（见图3），但都在地平线以上。同样，其他月份的北斗七星在蓝圈范围内，也在地平线以上。也就是说，在当时当地所有季节的晚上都可以看到全部的北斗七星。

不同时代的人，即使在同一纬度上看北斗七星，它们出现在天空的高度也会不同。这是因为北极点有长周期（约2.6 万年）的移动，当北极点移动到离北斗七星较远的位置时，北斗七星围绕北极点旋转的圈就会变大，它们在旋转时有几颗星会转到地平线下。

图4 与图5 是软件显示的现代（例如公元2023 年）星空图。此时的北极星（图中红点）距离北斗七星较远，故北斗七星围绕现在的北极星转的圈（图中蓝线）较大。例如，图4 表示3 月北斗七星在东北方天空中部，图5 表示9 月北斗七星在西北方天空中部，但10 月、11 月、12 月、1 月的北斗七星都在北方天空较低处（蓝圈接近于地平线，故北斗七星中有几颗会转到地平线以下）。这就是说，现在我们在北纬35 度地区，并不是所有季节的晚上都可以看到全部的北斗七星。

在西方古代关于星座的传说（例如希腊神话）中，大熊与小熊的故事，也能反映古代看北斗与现代看北斗的不同。我们知道地球上同一时代同一纬度上的人，看到的星空是一样的。也就是说古代西方人（大约公元前，也是在北纬35 度左右）看到的星空与同时代中国人看到的是一样的，只不过他们流传的神话与中国人不一样。西方普遍流传着大熊追小熊的神话：说大熊与小熊本是地上的一对母子，因被诅咒变成了大熊和小熊，之后又被安置到天上成为大熊星座和小熊星座，但诅咒并没有结束，而是让小熊在天上转圈跑，大熊在后面转圈追，于是大熊和小熊就不分昼夜地绕着北极旋转，“永远”不得片刻安宁。

我们从用软件还原的古代星空截图（见图6）上也可以看得很清楚，古代大熊星座和小熊星座在当时的北极点两边（差不多对称），所以是两星座都在围绕北极点旋转，好像大熊在追小熊，这也验证了古人对星空观察和描述的准确性。

这个故事里，大熊星座里大熊的尾部七颗星就是中国人说的北斗七星，小熊星座里小熊的尾巴是现在的北极星。

时间来到现代，北极点移到了小熊星座里（小熊的尾巴上）（见图7），两星座不再是相对于北极点对称，大熊追小熊的天象不再上演，而是小熊围绕自己的尾巴转小圈，大熊围绕小熊的尾巴转大圈，而且大熊座里的某些星有时候会转到地平线下“休息片刻”，与古代神话故事描述的天象就不符合啦。

问题1：请在你居住的地区观察北斗七星，哪几个月份能够看到全部，哪几个月份只能看到部分？

问题2：你知道现在要想看到全部的北斗七星不落到地平线下，需要在北纬多少度以上的地方观察吗？

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