很多人都感慨，2020年的上半年，啥也沒幹，淨見證歷史了！對於天文觀測愛好者來說，也是這樣，上半年原本會出現的ATLAS和SWAN彗星紛紛「放了地球鴿子」。
好在不久，我們將迎來今年第一顆適合觀測的彗星，C/2020 F3 NEOWISE彗星，而且它的亮度很快就能達到0等。屆時，北半球的觀測者可以在7月的夜空裡輕鬆地看到它（日出前約半小時從東北方向升起，日落後則出現在西方低空）。
△C/2020 F3 NEOWISE彗星（2020年7月7日凌晨 Steed攝於北京門頭溝東靈山 圖片來源： 微博@ 「Steed的圍脖」）
但是，對於不少非天文愛好者來說，一點都不期待彗星的到來，畢竟它還有個「掃把星」的外號。那麼，彗星為何會有「掃把星」這樣一個意味著不祥的稱號呢？
這還要從古人對彗星的發現與記錄說起。
△太空人在國際空間站拍攝到的C/2020 F3 NEOWISE彗星（圖片來源：美國宇航局（NASA）太空人Bob Behnken 和俄羅斯聯邦航天局(Roscosmos)太空人 Ivan Vagner分享）
歷史記載中的彗星經常和災難同時出現
在古代，無論是東方還是西方，對於星空都有一套的解讀方法。但他們似乎都不約而同地將彗星視作「不祥」的徵兆。
中國古人認為彗星出現，是非常嚴重的災變，它會導致帝王的死亡、喪失帝位，甚至國家的滅亡。而且彗星與日月食等其他天象不同，它無法採取措施進行救助。
此外，不同形態和名稱的彗星有著不同的預示意義，《開元佔經》中援引戰國時期天文學家石申的話，認為「一名孛星，二名拂星，三名掃星，四名彗星。其狀不同，為殃如一，其出不過三月，必有破國、亂君、伏死其辜，餘殃不盡，當為飢、旱、疾疫之災。其星日行一尺，二十日而入，此彗星之行也。」石申將彗星分為孛、拂、掃、彗四類，但不論是哪一類，都預示著災害即將發生。
彗星的出現，總是有著星空背景作為依託。也就是說，彗星總是出現在不同的星官位置中。這也為形成不同的佔辭提供了依據，所以在中國古代的彗星佔中，幾乎彗星每經過一個星座，都有一套相應的星佔解釋。對帝王來說，北鬥是最為重要的星官，是帝王的象徵。《黃帝佔》就說：「彗星出北鬥，長可八九尺，天下更政易王。」 當象徵人君之象的北鬥受到彗星侵犯時，就相當於更嚴重的災害將降臨。所以彗星犯北鬥，天下就要易主。
△《通志天文秘略》「彗星入北鬥」和「彗星犯月」（明代欽天監選擇坊戈永期繪 圖片來源：中國科學院自然科學史研究所圖書館）
在西方，也有很多關於彗星不祥的記錄
下圖描繪了1556年的彗星，可以看到，天空中的彗星十分耀眼，然而，就在這年的五月，君士坦丁堡發生了大地震，所以圖中繪有地震發生時，人們四處奔走逃難的場景。這幅畫將此次大地震與彗星的出現緊密的聯繫在一起。
碰巧的是，就在同一年，在中國的華縣也發生了一次特大地震，史稱「嘉靖關中大地震」，這次地震傷亡人數達到八十萬，是人類歷史上記載的傷亡人數最多的一次地震。
△一幅描述彗星的歐洲版畫（圖片來源： 作者供圖）
那麼彗星究竟是什麼，它又為何成為了「掃把星」呢？
彗星究竟是什麼？它是如何成為「掃把星」的？
彗星是太陽系中一種雲霧狀的小天體，分為彗核、彗發、彗尾三個部分。彗核是中央比較明亮的部分，它實際上是由石塊、塵埃、甲烷、氨所組成。它體積不大，一般和地球上的小山差不多，是個名副其實的「髒雪球」。當彗星這個髒雪球飛向太陽時，由於太陽風的作用，彗星表面的冰會蒸發成氣體，與塵埃粒子一起同繞彗核形成雲霧狀的彗發，它與彗核合稱彗頭。彗發又散射陽光，便形成了閃爍著淡光的彗尾，彗尾只是很稀薄的氣體和塵埃，一般總是朝著背離太陽的方向延伸，有時尾巴會分叉變成兩條以上。
與古代西方長期以來都將彗星當作一種大氣現象不同，中國古代的天文學家們很早就認識到彗星是一種比較奇特的天體，並且還給不同外觀的彗星起了不同的名字，其中最為常見的就是「彗」。在漢語中,「彗」字本義就是掃帚，《說文解字》有「掃竹也」，《廣韻》作「帚也」。當彗星飛過天際，拖曳長長的尾巴，就像平時使用的掃帚一樣。「彗」字和彗星的特徵非常契合，也十分的形象，因此人們有時也稱其為「掃把星」。
△甲骨文中的「彗」字（圖片來源： 作者供圖）
由於大多數彗星並不是周期性彗星，它們只是「匆匆過客」，在繞太陽轉一個彎後，就再也有去無回了，所以人們常把彗星稱為太陽系裡的「流浪者」。而且彗星的運行軌道極不穩定，當它經過較大行星的附近，就會受到行星引力的影響，運動速度和方向便會發生改變，所以行蹤也非常詭異。
1682年8月，一顆明亮的彗星拖著長尾巴橫空出世，當時26歲的英國天文學家哈雷（Edmond Halley，1656-1742年）通過對它進行跟蹤觀測研究得出預言，這是一顆周期約為76年的彗星，所以它將在1758年年底或1759年年初會再次出現。哈雷去世16年後，他的預言果然應驗，為了紀念哈雷的貢獻，人們以他的名字命名這顆彗星，這就是著名的「哈雷彗星」。
其實，早在哈雷之前，古代的不同文明都曾對這顆彗星有著非常詳細的記載，只不過當時的人們並沒有認識到它們是同一顆彗星，沒有像哈雷那樣從中探尋其科學規律。
△巴比倫泥版中對哈雷彗星的記載。這塊使用楔形文字書寫的泥版，記錄了公元前164年至公元前163年之間的天象，其中包括一次哈雷彗星出現和消失的記載，觀測日期大約在公元前164年9月22日至28日（圖片來源： 維基百科）
在司馬遷《史記·秦始皇帝紀》中曾記載有一次哈雷彗星，其中提到秦始皇七年（公元前240年）「彗星先出東方，見北方，五月見西方。將軍驁[ào]死。以攻龍、孤、慶都，還兵攻汲。彗星復見西方十六日。夏太后死。」他們將這次哈雷彗星的出現，與大將蒙驁和夏太后的死亡聯繫了起來。
△《史記·秦始皇帝紀》中對哈雷彗星的記載（圖片來源： 作者供圖）
行蹤不定的彗星在空中不時地來回遊蕩，被古人看作為詭譎的異常天象。加之彗星的形態外觀、出現的位置都各不相同，恰好滿足了星佔學對異常現象進行多樣性解釋的需求，成為了難得的佔卜對象，彗星也就成為了一種不祥的徵兆。
《左傳》有記載「有星孛入於北鬥，周內史叔服曰，不出七年，宋、齊、晉之君，皆將死亂。」就是說在公元前613年，有一顆彗星出現在了北鬥的位置，內史叔服便預言，在七年以內，宋、齊、晉三國的國君，都將死於混亂之中，其後果然應驗了。當然，由於當時諸侯國眾多，星佔家總是能找到相應的應驗事件，來回應當初的預言。
對彗星的科學觀測為它洗刷「冤屈」
雖然主要出於星佔目的，但古人對彗星的觀測和記錄也是十分詳盡的。例如馬王堆出土帛書的彗星圖，就繪有二十九種不同的彗星圖形。圖中的彗星形態被明確地繪成彗頭與彗尾兩大部分。彗尾有寬有窄、有長有短、有直有彎，彗尾的條數為一至四條不等，這是對諸多彗星尾部狀況認真觀測後的真實描繪。
△馬王堆帛書中的「彗星圖」細節（圖片來源： 作者供圖）
古人還採用「尺」作為單位來計量彗星尾巴的長短，按照中國古代表示角度的標準，古代的一尺大致相當於現代的一度。古代彗星的尾巴長的可以長達數丈、甚至十丈。十丈為一百度，雖然這一說法略有些誇張，但是大的彗星尾巴長達五六十度，還是有可能的，這樣的彗星橫貫天空一定是十分壯麗的景象。
另外，在南北朝時期，古人對彗星的本質開始有了進一步的認識，據《晉書·天文志》記載：「彗體無光，傅日而為光，故夕見則東指，晨見則西指。在日南北皆隨日光而指，頓挫其芒，或長或短」，說明當時已經知道彗尾延伸的方向與太陽之間的關係。
關於彗星分裂的現象，在中國古代彗星記錄中也有所記載。如《新唐書·天文志》中有：「唐乾寧三年十月，有客星三，一大二小，在虛、危間，乍合乍離，相隨東行，狀如鬥，經三日而二小星先沒，其大星後沒」， 這說的就是896年，一顆彗星在虛宿和危宿之間分裂成一顆大的和兩顆小的彗星的情形。
中國古代彗星記錄也是所有天象記錄中最早被人們關注的，早在1270年前後，宋朝史學家馬端臨（1254-1323年）就率先整理了1222年以前中國歷代的彗星記錄，並將其編入《文獻通考》中。18世紀初，法國傳教士及著名漢學家宋君榮（Gaubil Antoine，1689-1759）將這些記錄增補至明末，並將其翻譯成法文介紹到西方。甚至在乾隆年間，宋君榮還在北京親自觀測彗星，將觀測結果通過書信傳回歐洲。
△宋君榮在戴進賢《黃道總星圖》上標記的1742年在北京觀測到的彗星記錄。當時在星圖上繪製彗星觀測記錄的方法已經受到西方星圖的影響（巴黎天文臺藏 圖片來源：作者供圖）
歐洲的學者們也對彗星進行了探討與研究，下圖為波蘭天文學家赫維留的《彗星圖》（Cometographia）的封面，圖中三位人物自左至右分別是亞里斯多德、赫維留和克卜勒，每人各捧著一幅彗星圖，反映了西方不同階段對彗星的認識。其中亞里斯多德認為彗星是大氣內的現象，克卜勒認為彗星是沿直線軌道的天體，赫維留自己則認為彗星是沿弧形軌道運動的天體。
△《彗星圖》封面及波蘭天文學家赫維留對彗星的觀測和分類（圖片來源： 作者供圖）
在近代科學革命之前，古人對於彗星的觀測雖然是為了佔卜所用，但觀測的精度與豐富程度同樣令人驚嘆，很多也與我們現在通過更精密的儀器所觀測到的相一致。看來，無論何時，嚴謹的態度都是科學進步的一大根源啊。
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出品：科普中國
製作：李亮 （中國科學院自然科學史研究所研究員）
監製：中國科學院計算機網絡信息中心