來自埃及一座修道院的中世紀羊皮紙帶來了一個令人驚訝的寶藏。學者們在基督教文字之下，發現了似乎是天文學家喜帕恰斯長期失傳的星表的一部分——據信這是已知最早的繪製整個天空的嘗試。
幾個世紀以來，學者們一直在尋找喜帕恰斯的星表。華盛頓州塔科馬市普吉特海灣大學的天文學史學家詹姆斯·埃文斯將這一發現描述為“罕見”和“非凡”。 這篇摘錄於本週在Journal for the History of Astronomy上線上發表。埃文斯表示，這證明了喜帕恰斯，這位通常被認為是古希臘最偉大的天文學家，確實在其他已知嘗試的幾個世紀前就繪製了天體圖。 這也揭示了科學誕生的關鍵時刻，天文學家從簡單地描述他們在天空中看到的模式轉變為測量和預測它們。
這份手稿來自埃及西奈半島的希臘東正教聖卡塔琳娜修道院，但其146頁或對開頁中的大部分現在歸華盛頓特區聖經博物館所有。 這些頁面包含Codex Climaci Rescriptus，這是一部十世紀或十一世紀用敘利亞文寫成的文字集。 但該抄本是一份重寫本：羊皮紙被抄寫員刮乾淨了舊文字，以便可以重複使用。
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較舊的文字被認為包含更多的基督教文字，2012年，英國劍橋大學的聖經學者彼得·威廉姆斯要求他的學生研究這些頁面，作為一項暑期專案。 其中一位學生傑米·克萊爾意外地發現了一段通常歸因於天文學家埃拉托色尼的希臘文段落。 2017年，使用最先進的多光譜成像技術對這些頁面進行了重新分析。 加利福尼亞州羅靈 hills Estates 的早期手稿電子圖書館和紐約羅切斯特大學的研究人員拍攝了每頁42張不同波長的光照片，並使用計算機演算法搜尋增強隱藏文字的頻率組合。
星象
九張對開頁揭示了天文材料，根據放射性碳定年法和書寫風格，這些材料可能是在五世紀或六世紀抄寫的。 其中包括埃拉托色尼的恆星起源神話和公元前三世紀著名詩歌Phaenomena的部分內容，該詩歌描述了星座。 然後，在冠狀病毒封鎖期間仔細研究影像時，威廉姆斯注意到了一些更不尋常的東西。 他通知了巴黎法國國家科學研究中心 CNRS 的科學史學家維克多·吉森伯格。 “從一開始我就非常興奮，”吉森伯格說。 “我們立即清楚地看到了恆星座標。”
倖存下來的段落，由吉森伯格和他在巴黎索邦大學的同事伊曼紐爾·津格解讀，大約有一頁長。 它說明了北冕座（北方皇冠）的經緯度（以度為單位），並給出了其最北端、最南端、最東端和最西端恆星的座標。
多條證據表明喜帕恰斯是來源，首先是一些資料的表達方式很特別。 而且，至關重要的是，古代天文學家測量的精度使團隊能夠確定觀測的年代。 歲差現象——地球在其軸上每 72 年左右緩慢擺動約一度——意味著“固定”恆星的位置在天空中緩慢移動。 研究人員能夠使用它來檢查古代天文學家一定是在什麼時候進行觀測的，並發現座標大致符合公元前 129 年——喜帕恰斯工作時期。
埃文斯說，到目前為止，從古代流傳下來的唯一星表是公元 2 世紀天文學家克勞狄烏斯·托勒密在埃及亞歷山大港編纂的星表。 他的著作Almagest是歷史上最具影響力的科學文字之一，它提出了一個以地球為中心的宇宙數學模型，這個模型被接受了 1200 多年。 他還給出了 1000 多顆恆星的座標和星等。 然而，古代文獻多次提到，第一個測量恆星的人是喜帕恰斯，他大約在公元前 190 年至 120 年之間在希臘羅德島工作，比托勒密早三個世紀。
位置，位置，位置
巴比倫天文學家此前曾測量過黃道帶周圍一些恆星的位置，黃道帶是沿著黃道——從地球上看，太陽相對於恆星的年度路徑——的星座。 但喜帕恰斯是第一個使用兩個座標定義恆星位置並在整個天空中繪製恆星圖的人。 除此之外，喜帕恰斯本人首先發現了地球的歲差，並且他模擬了太陽和月球的視運動。
吉森伯格和他的同事使用他們發現的資料證實，在另一份名為Aratus Latinus的中世紀拉丁文手稿中，另外三個星座（大熊座、小熊座和天龍座）的座標也一定直接來自喜帕恰斯。 柏林自由大學的天文學史學家馬修·奧森德里弗說：“新的殘片使這一點變得更加清晰。” “這個星表一直以幾乎是假設性的事物存在於文獻中，現在已經變得非常具體。”
研究人員認為，喜帕恰斯的原始列表，就像托勒密的列表一樣，會包含對天空中幾乎所有可見恆星的觀測。 吉森伯格說，在沒有望遠鏡的情況下，他一定使用了瞄準管（稱為視準儀）或稱為渾儀的裝置。 “這代表著無數小時的工作。”
喜帕恰斯和托勒密之間的關係一直很模糊。 一些學者認為喜帕恰斯的星表從未存在過。 其他人（從十六世紀的天文學家第谷·布拉赫開始）認為托勒密竊取了喜帕恰斯的資料並聲稱是自己的。 吉森伯格說：“許多人認為喜帕恰斯才是真正偉大的發現者”，而托勒密是一位“了不起的老師”，他彙編了前人的工作。
從碎片中的資料來看，該團隊得出結論，托勒密並沒有簡單地複製喜帕恰斯的資料。 但也許他應該這樣做：喜帕恰斯的觀測結果似乎明顯更準確，到目前為止讀取的座標在一度以內都是正確的。 而且，托勒密將其座標系建立在黃道之上，而喜帕恰斯則使用了天球赤道，這種系統在現代星圖中更為常見。
一個領域的誕生
埃文斯說，這一發現“豐富了我們對喜帕恰斯的認識”。 “它讓我們對他的實際工作有了迷人的一瞥。” 這樣做，它揭示了西方文明的一個關鍵發展——“自然的數學化”，在這個發展中，尋求理解宇宙的學者們從簡單地描述他們看到的模式轉變為旨在測量、計算和預測。
奧森德里弗同意，喜帕恰斯是將“天文學轉變為預測科學”的關鍵人物。 在他唯一倖存的作品中，喜帕恰斯批評早期的天文學作家不關心他們在軌道和天球景象中的數值精度。
人們認為他受到了與巴比倫天文學家接觸的啟發，並且能夠獲得他們幾個世紀以來的精確觀測結果。 巴比倫人對模擬太陽系的三維排列方式不感興趣，但由於他們相信天象預兆，他們進行了準確的觀測，並開發了數學方法來模擬和預測月食等事件的時間。 埃文斯說，隨著喜帕恰斯的出現，這一傳統與希臘的幾何方法融合，“現代天文學真正開始了”。
研究人員希望，隨著成像技術的進步，他們將發現更多的恆星座標，從而獲得更大的資料集進行研究。 Codex Climaci Rescriptus的幾個部分尚未被解讀。 星表的其他頁面也可能在聖卡塔琳娜圖書館中倖存下來，該圖書館包含 160 多份重寫本。 讀取這些內容的努力已經揭示了以前不為人知的希臘醫學文字，包括藥物配方、手術說明和藥用植物指南。
除此之外，重寫本的多光譜成像正在世界各地檔案館中開闢一條豐富的新古代文字礦脈。 吉森伯格說：“僅在歐洲，主要圖書館中就有數千份重寫本。” “這只是一個案例，非常令人興奮，它展示了一種研究可能性，可以應用於數千份手稿，每次都有驚人的發現。”
本文經許可轉載，並於2022年10月18日首次發表。