觀天術-3


圖4.Caracol 神殿	圖5.Caracol 神殿與季節變換及金星東大距、西大距等觀測有關的說明圖。	圖6.Khufu 法老王墓與星象關係圖	圖7.埃及Giza 高原上金字塔與　　星圖之對照

影響與啟蒙

地球是怎樣自轉的？

　遠古先民想由對太陽的觀測定出固定方位標誌的方法，確實有困難，因為一整年中每一天日出、日落總會有些差異。要怎樣才能定出一個公認的、固定且容易辨識的方位標準，並且可解釋他們所看到的天文現象？一般在天文學中，是從星空中的「不動點」（現今位處於北半球者，是可以在北極星附近找到此點）定義出南北方位（正是地球自轉軸的指向）（圖8）。而地球自轉的方向若以人們右手為例，豎立的右手姆指代表地球自轉軸指向北極，其餘四根指頭彎曲的方向就表示地球自轉的方向。此時位在地球表面上的你，面向南且仰首上方正是北方，將看到太陽和星辰都是從你的左側（不一定是正東邊）升起。又因為存在著地球磁極，使得指南針所指的北極並不是地球自轉軸所定出來的北極。因此，當你位處於北極附近區域時，你將發現指南針所指的方向會和地球自轉軸所定出來的北極方向差異頗大，甚至方向相反。所以太陽是不可能從西邊升起的。

地球是如何繞著太陽公轉？地球上為什麼會有春、夏、秋、冬四季的變化？如何定出春分、夏至、秋分和冬至？一年的時間長度是怎麼定出來的？

　地球除了有自轉外，也有繞行太陽公轉的現象。地球依循「右手表徵」方式 (右手姆指指向太陽的北，其餘四根指頭彎曲的方向表示地球繞行太陽公轉的方向) 繞行太陽，而且地球的自轉軸和垂直於繞行太陽公轉的平面 (俗稱為「黃道面」，它近似太陽的「赤道環面」) 間有著 23.5度的夾角。就是因為這傾斜的夾角，使得地球在繞行太陽公轉期間有春、夏、秋、冬四季明顯的氣候變化。而古時候的人利用圭表即可測知四季的變化。當太陽直射在北回歸線上時，北半球當日為「夏至」，立於地面的「圭表」(或竿影) 影子 (正中午時竿影正指向北方，如圖9) 會是一整年中最短的時候 (而南半球的當日為「冬至」)。然後太陽蹤跡逐漸南移，當太陽正位於地球赤道的上空時，就是北半球的「秋分」 (南半球的「春分」) 時刻。而後再逐漸往南移，直到直射在南回歸線上時，北半球當日為「冬至」(而南半球的當日為夏至)，在北半球圭表的影子會是一整年中最長的時候。接著太陽蹤跡會向北移動，如此周而復始的規律現象，正是先民們很早就熟悉的自然現象，地球上的萬物作息，都會隨著這個周期的變化而有明顯的周期性。所以他們就定義這個規律的周期為一個「回歸年」，這一段時間的長短正是地球繞行太陽公轉一圈的時間。（若你想瞭解得更多，亦可到本館網站多媒體教室項下，於12月份即將推出的「觀天術」查詢相關資訊。）

圖8.地球的自轉和北極示意圖

圖9.表（約兩米長竿垂直豎立地面）
、圭（水平置放量取表的影子
長度，南北向水平放置）與冬至
、夏至、春分、秋分示意圖。