北極星與天北極

北極星 (Polaris)與天北極
國立臺灣師範大學地球科學系 傅學海副教授責任編輯

在孔子時代，認為北極星就代表著天北極。至少到了宋朝，已經很確定知道北極星並不在天北極的位置上。

在晴朗的晚上，只要有心，花上五到十分鐘，便可以觀察到星星在移動，尤其觀察在屋角或山邊附近的星星，更是明顯。所有的星星都與太陽、月亮一樣東升西降。利用照相機長時間曝光，則所有的星星都因為移動而呈現一條圓弧，圓弧的中心稱為天北極，正是地球自轉軸指向的方位。

在《論語•為政》篇中，子曰：「為政以德，譬如北辰居其所，而眾星拱之。」即孔子說：「為政應以道德服人，就像天北極位處中央不動，而眾星圍繞著它運轉」。這是一種法天的思考模式，認為人的社會行為應該效法自然的模式。在孔子時代，認為北辰便是北極星，位在天北極的位置動都不動，所有的天體都繞著它轉動，一天轉動一圈。

天北極與北極星

「天北極」或「北極星」是現在的名稱，在我國古代並不知道兩者有何不同，大都稱為「北辰」、「天極」、「極星」…。例如在《爾雅•釋天》中提到：「北極謂之北辰。」又如《史記•天官書》：「中宮天極星，其一明者太一常居也。」

在《觀象玩占》中說得更詳細：「北極五星在紫微宮中，一曰天樞，一曰北辰，天之最尊星也，其紐星天之樞也，天運無窮，三光迭耀，而極星不移，故曰居其所，而眾星拱之。…」

從上面所引用的說法來看，中國在秦漢以前，認為北極星是位於星空中不動的一顆星，不像其他星星一樣會做週日運動。
宋朝大學問家朱熹已經知道天北極與極星不同，他清楚寫著：「北辰是中間無星處，些子不動，北辰無星，緣人要取此為極，不可無記認，所以就其旁取一小星，謂之極星。」

北極星並不在天北極的位置上，而有些偏差。《新儀象法要》一書也清楚提到：「三光迭曜而極星不移，故曰居其所而眾星拱之。舊說皆以紐星即天極，在正北為天心不動。今驗天極亦晝夜運轉，其不移處乃在天極內一度有半…」。

從此北辰（天北極）歸北辰，北極星歸北極星，兩者分開了。北極星的地位與其他恆星一樣，也繞著天北極轉動。天北極是恆星周日運動的中心點，是地球自轉軸無限延伸所指的方向；而北極星是最靠近天北極的亮星。

北宋的沈括曾在朝庭中總管天文，熟悉星象曆，他在著名的《夢溪筆談》中「象數」門提到天北極的問題。

在象數門127條「北極不動」：

「……漢以前皆以北辰居天中，故謂之極星。自祖亙（魏晉時代）以璣衡考驗天極不動處，乃在極星之末猶一度有餘。熙寧中，予受詔典領曆官，雜考星曆，以璣衡求極星，初夜在窺管中，少時復出，以此知窺管小，不能容極星遊轉，乃稍稍展窺管候之，凡歷三月，極星方遊於窺管之內，常見不隱，然後知天極不動處，遠極星猶三度有餘。每極星入窺管，別畫為一圖。圖為一圓規，乃畫極星於規中。具初夜、中夜、後夜所見各圖之，凡為二百餘圖，極星方常循圓規之內，夜夜不差。予於熙寧曆奏議中敘之甚詳。」

沈括用窺管觀察北極星的周日運動，花了三個月，才做了一個孔徑比較大的窺管，使北極星一直在管中繞圈，測出北極星與天北極相差三度多。

今天，只要使用相機，曝光十幾分鐘以上，就能看出北極星的周日運動，輕易的就能估計北極星與天北極相隔幾度。科技的進步，讓天文測量變得簡易，人人能做。