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●天文學常用的距離單位：
光秒=約30萬公里=299,792,458公尺(1983年起)
光年=9.46兆公里(兆=萬億)
天文單位(AU)=500光秒=1.5億公里
秒差距=3.26光年
地球─月球=1.3光秒（雷射光測量）
地球─太陽=499光秒
地球─冥王星=20,000光秒=40AU
●夜空的星星：距離太陽幾千光年的恆星
比鄰星（太陽的隔鄰）=4.22光年：南河二（半人馬座α星）的三合星之一
天狼星=8.6光年（夜空最亮的恆星）
北極星=約400光年
牛郎星=約16光年
織女星=約25光年
●銀河(Milky Way)Vs銀河系(Milky Way System, Galaxy)
銀河系形狀：螺旋、盤面、旋臂
銀河系大小：直徑約十萬光年、厚度約二千光年
銀河系規模：約二千億顆恆星
銀河系中央黑洞：250萬太陽質量
●銀河系(Galaxy)Vs星系(galaxy)
仙女座星系(M31,NGC224)=220-250萬光年（銀河系的姊姊）
大麥哲倫雲=16萬光年（銀河系的「衛星」星系）
小麥哲倫雲=19萬光年（銀河系的「衛星」星系）
星系Vs星雲：
本星系群：
宇宙的基本單位：
●天球與星座
天球概念：天圓地方、天幕、大氣層、投影
天球大小：
天球中心：
天球經緯度：
天球上的距離：
亮度Vs光度：
天球的劃分：88星座
黃道十二宮：12星座
類比關係：宇宙、天 球、星座、亮星
地球、地球儀、國家、城市
●太陽系
九大行星：水、金、地、火、木、土、天王、海王、冥王
岩質行星（地型行星）：水、金、地、火
氣態行星（木型行星）：木、土、天王、海王
衛星數：0,0,1,2;28,30,21,8;1
小行星帶：
流星與隕石：
歐特雲：彗星故鄉、半徑0.8光年
其他行星系：
●特殊天體
類星體（quasar, 魁霎）：
脈衝星（pulsar, 波霎）：中子星、脈衝雙星
恆星的生老病死：赫羅圖、主星序
紅巨星：
白矮星：
超新星：
中子星：
黑洞：
選文＜熒惑守心＞李傑信著
【逆行】
當人類的祖先用肉眼仰望滿天繁星時，他們發現：每個夜晚，那些燦爛的群星，都好像手牽著手，以固定相對的方位，在天空出現。後來，他們把那些星星畫在洞穴的牆壁上。
歲月靜靜流淌。一天晚上，有一個人又在遙望繁星，他突然興奮地大叫：「我發現了！」然後跑到星星的壁畫前，指著其中的一顆說：它是動的！它是動的！發現了這個祕密以後，他就夜夜都去觀望那顆星星，像深情地注視著他新的戀人一樣，通宵達旦。
在地球的另一端，也有一群看星族，每夜都觀測那亙古的蒼宇。一天晚上，他們集體跳起來，不謀而合地指著西南天空的一角，叫著：那顆星星是動的！
在人類使用文字之前，我們的祖先已至少有五次發現了上帝的這一祕密。發現者的名字，雖然現在已無從考證，但數千年來，世界上每個主要民族的文化，卻都不約而同地記載了這五顆星星的悲歡歲月。這與眾星不同的五個天體，希臘人把它們稱為「漫遊者」，又稱行星，被分別命名為水星、金星、火星、木星和土星。中國人則把它們叫作辰星（水星）、太白（金星）、熒惑（火星）、歲星（木星）和鎮星（土星）。鎮星又稱為填星。
古代，在能用肉眼看得到的幾千顆星星中，只有這五顆星星在天庭中不停地漫遊，不守本分。雖然，人類那時無從知曉它們在夜空中週而復始奔馳的意義，但卻認定那與上帝創造天地有關。因為，這五顆星，加上另外兩個飛奔的天體，即太陽和月亮，與聖經《舊約全書》在〈創世紀〉中記載的上帝創造世界的天數，恰巧應驗，不謀而合。於是，西方文明就將太陽定為星期日，月亮為星期一，火星為星期二，水星為星期三，木星為星期四，金星為星期五，土星為星期六。
聖經認為，因為人類和地球是上帝創造的，所以人類和地球自然是宇宙的中心。早在公元前350年，希臘哲人亞里斯多德（Aristotle）就提出了以地球為中心的宇宙論。五十年後，據說另一位希臘哲學家亞理斯塔奇思（Aristarchus），不同意亞里斯多德的地球中心理論。他認為，宇宙的中心應該是太陽。但由於當時天體觀測條件的局限，人們能見到的只是太陽朝起夕落，月亮忠心耿耿的繞著地球不停地旋轉，人類又有什麼理由去懷疑地球不是宇宙的中心呢﹖
公元二世紀，希臘的托勒密（Ptolemy）發表了他的經典巨著《大成》（Almagest：the Greatest Book），建立起以地球為中心的天文體系，成為西方哲學思維的主流，長達一千四百年之久。
根據托勒密學說，以地球為中心的眾行星，其中自然也包括太陽，它們的運行軌道均為圓形，行星與地球保持固定距離，並以逆時鐘方向旋轉。如此，在地球觀察夜空，行星由西向東運行，亮度則應該是穩定的。
但是，當人類觀察這五顆行星時，發現它們不但時而明亮，時而昏暗。更有甚者，火星竟然有時還不似其他行星，以固定的背景星為座標，由西向東遨翔，它居然會偶爾發生由東向西運行的現象！這被人們稱為逆行（retrograde）。
每當火星逆行時，天文學家往往沮喪的以頭撞柱，不知做了什麼大逆不道的事情，觸怒了上帝，只好不停地在托勒密行星軌道系統上，加上大小不一的獨立小周轉圓（secondary epicycle），試圖表示所產生的逆行效應，並勉強解釋亮度明暗變化的原因。直至哥白尼（Nicolaus Copernicus, 1473-1543）出現以前，這種小周轉圓的數目，已達五十多個。
中古時期視覺敏銳的天文學家，有沒有發現過木星和土星也有逆行現象呢？不知是否因為規模太小，而沒有引起他們的注意？
火星除了有大幅度的逆行動作外，亮度的變化也相當巨大。但最使人類畏懼的，恐怕是火星血紅的顏色。血，代表戰爭、暴亂、破壞和死亡。三千年前，巴比倫以黑死病神納加（Nergal）為火星命名，在人類的占星術中為火星定了位，認為納加暗時吉、亮時凶；波斯和埃及以他們的戰神為火星起了名；古瑞典人叫它Tiu，也為戰神，是英文星期二（Tuesday）的來源；希臘人則用戰神阿雷士（Ares）為火星命名；羅馬人繼承了這個說法，使用了相等的羅馬字Mars，而延用至今。火星符號「○→」由矛和盾組成，顯得殺氣騰騰。
【神州大地 誰主沈浮】
綜觀世界各民族的文化，尤以中國對火星的畏懼為最。龍的傳人的祖先稱火星為「熒惑」，因其熒熒像火，而且亮度常有變化，順行逆行情形複雜，有眩惑之意。《戰國策》中云：「恃蘇秦之計，熒惑諸侯，以是為非，以非為是。」《逸周書》中說到績陽公四出征討，所向無敵，重丘地方施美人計：「績陽之君悅之，熒惑不治。」
熒惑也可能是神名之一，代表「朱雀之精」或「火之精」的「赤熛怒之使」。在中國，這也是火星之所以引起人們對火、紅色和憤怒聯想的原因。對於火星的恐懼，中國比巴比倫更為變本加厲：由於中國術士的火上加油，熒惑不但與亂、賊、疾、喪、飢、兵等緊密相連，甚至還會威脅到皇帝的寶座，致使歷代中國皇帝無不全力關注火星行止，恰如《史記》所說：「雖有明天子，必視熒惑所在。」
人類早就知道，所有的行星都在「黃道」帶上運行。西方把黃道帶分成十二宮，中國將星空分成五大天區，叫五宮。中宮是指大熊座（Ursa Major）附近的星空，又細分為三垣：紫微、太微、天市。在太陽跨過赤道往北移動那天，即中國人的春分，以中原（西安）地區星空為準，按東、南、西、北方向分為四宮，並以動物命名，稱為四象：蒼龍、白虎、朱雀、玄武。每宮再細分為七宿，共四七二十八宿。如東宮蒼龍包含了角、亢、氐、房、心、尾、箕等七宿，其中房、心、尾等星位於現代天蝎座（Scorpius）中。心星全名為心宿二，是天蝎座的α星，為全天第十五亮星。因其色紅如火星，西方名為Antares，意思是「火星的伴侶」，中文星名又稱「大火」，如《史記》所云：「心有大火」。
根據《漢書律曆志》的記載，火星每繞一周的天數約為687天。當火星熒惑每687天接近一次心宿時，如若無其事的通過，不往回跑，中國史書則記載為「熒惑在心」，占星術士往往以火星的天文位置和可見度，為皇帝預測凶吉，一般不難過關。
但每一、兩百年，「熒惑在心」時又可能碰上「衝」（地球與火星最近點），火星湛亮，向前走過心宿後，好像捨不得離開，又往回逆行，再次擁抱心宿後，才轉向上路。在中國歷史上把火星對心宿依依不捨之情記載為「熒惑守心」，是大凶之兆，輕則盜賊四起，重則群雄揭竿起義，共討虐主，以正社稷。
關於「熒惑守心」，中國歷史上有二十三次紀錄。台灣清華大學黃一農教授在一篇論文中對此進行了深入的剖析。他發現在每次「熒惑守心」前後，都有社稷巨變，包括秦始皇、漢高祖、晉武帝、梁武帝等的駕崩，皇帝被廢，丞相因天災人禍自殺等等，令人毛骨悚然。但經黃教授以電腦往回推算，赫然發現其中十七次可能是偽造的。
當我第一次讀到北一女吳育雅老師幫我蒐集的這份歷史資料時，不禁啞然失笑：火星在「守心」時可能離地球五、六千萬公里到一億多公里，怎能有如此神奇的威力，竟被中國的野心家利用，左右了神州大地無數生靈數千年的命運！
【天問】
中國人的老祖宗，像地球上所有的人類一樣，在神祕的星空下，看著宇宙瑰麗的演出，曾激動得不能自己而發出深邃的天問：「天何所沓？十二焉分？列星安陳？自明及晦，所行幾里？」用白話講，就是：天與地在哪裡會合？十二個月該怎麼分？眾星該如何安排？天體由亮到暗，走了多少里？
二千年前屈原一百七十多個「天問」，以現代的觀點審視，都是博士論文題目，並且可以做為一個研究者終生的追求。
秉承著這種精神，中國人在魯文公十四年，即公元前613年，就已記載了「秋七月，有星孛入于北斗」，這是人類有關哈雷彗星（Halley's Comet）最早的紀錄；春秋戰國時代，就發明了每十二年一週期的「歲星（木星）紀年法」；漢武帝時（公元前104年）測出水星的週期為115.87日，比現代值115.88日僅差0.01日；在公元前28年觀測日面黑子，是全世界最早的紀錄；宋仁宗至和元年（1054年）記載的「天關客星」的出現，為人類記錄下第一顆超新星的爆炸，至今尚為西方天文學家視為經典之作。
兩千多年來，中國保存下來有關日食、月食、太陽黑子、流星、彗星、新星等豐富紀錄，是現代天文學的重要參考資料。所以，的確有一段時間，中國的天文學在世界上遙遙領先，無可匹敵，原因是為問而問，別無他求。
我不能確定屈原問的「自明及晦，所行幾里？」指的是什麼星星？月亮不太可能，因為他沒用「自圓及缺」字眼；水星離地平很近，觀測不易；金星雖亮，但沒有火星大幅度的明晦變化和恐怖的逆行；木星和火星亮度相近，但逆行卻不顯著。所以我認為屈原問的是火星的可能性最大。
且不論他問的是什麼星星，肯定的是，他對「明晦」和天體在軌道上走了「幾里」中間的關係，發生疑問。如果聰明打拚的中國人有自由發揮想像力的空間，對這個問題鍥而不舍地挖掘下去，說不定都能作出太陽是宇宙的中心和火星軌道是橢圓形的結論，人類就不必再等上近千年，才由後來的哥白尼和刻卜勒（Johannes Kepler, 1571-1630）去發現了。
但中國皇帝坐上龍椅後，引出「熒惑守心」和其他占星天象，帶來一片刀光劍影、血腥殺戮。皇帝要把天上的星星看好，否則性命難保。此後，中國天文只為政治服務，中國知識份子上千年來早已停止天問，噤若寒蟬。
而歐洲幾千年來，天問不斷，雖然天主教廷多方施壓，但力量畢竟遠不及中國皇帝專制政府來得暴烈。西方由天文知識，發展出跨洋的導航技術，掠奪了整個世界的資源，發展出近代西方的工業文明。
火星的逆行，和火星因與地球距離遠近的不同而產生的明晦，是上帝給人類強烈的暗示：太陽是宇宙的中心。中國以這個天象，發展出「熒惑守心」的占星術，而哥白尼看懂了這本天書，發展出太陽宇宙中心論，促成近代中、西文明的分野，這是一個重要的轉捩點。
【哥白尼】
哥白尼認為，如果把太陽放在宇宙的中心，並允許地球每天自轉一週，不只太陽和月亮的起落有了合理的解釋，亦可圓滿解釋諸行星相關的位置和亮度的變化，而且，這個模式也很容易解釋火星的逆行現象。
哥白尼問，為什麼太陽不可以做為宇宙的中心呢？
哥白尼的太陽中心學說「天體運行論」〔De revolutionibus orbium coelestium（On the Revolution of the Celestial Spheres）〕，1543年問世後，致使托勒密以地球為中心的天文體系，受到嚴重挑戰。
人類早已知道地球繞日一週為365天，火星則為687地球天。換言之，地球繞日速度比火星快1.88倍。這好比兩個人在操場上賽跑，操場四面被遠山環繞，假設你是跑在內圈的人，代表地球，而外圈的人則代表火星。內圈的人比外圈的人速度快。這時，如果你——內圈的人，頭上有架小型攝影機，我們在監視器中觀看所攝的影像，以遠山為背景，先看到的是外圈人和你同向而行，然後你與他接近並追過他，我們從影像上看外圈的人好像先是慢下來、停止，再往後跑，即逆行。待距離拉大些許後，兩人在遠山的背景下，又開始同向前進了。
長久以來，人們對逆行現象的迷惑，完全歸咎於以地球為宇宙中心的錯誤天體理論。但如果依照哥白尼的太陽中心學說，包括地球在內的所有行星，都是圍繞太陽旋轉的，逆行則是一個從快速地球看慢速火星的必然的視覺現象。
雖然哥白尼的太陽中心理論是人類天文學上一個質的飛躍，但因哥白尼錯誤地使用了圓形軌道，所以仍然無法做到與觀測的數據完全吻合。為此，他不得不在行星軌道上又加上了托勒密式的小周轉圓做為彌補，嚴重地損害了哥白尼學說的革命性。反對哥白尼學說的人指出，如果地球真的是繞日移動，則在地球軌道上兩個分離的最遠點，應該看得到近距離的星星在遠距離星星的背景下，發生相對位移，即光學術語所說的「視差」（parallax）。視差是有的，遺憾的是，哥白尼時代的技術水平尚無法測量得到。
據說，在1543年哥白尼臨終之際，才終於看到他的太陽中心學說成書問世。當然，那時由於教會的地球中心說仍勢力頑強，哥白尼的學說只得有待後人去發揚光大了。
哥白尼的《天體運行論》，一直到二百多年後的1760年，才由法國耶穌會士蔣友仁帶來中國，獻與乾隆皇帝。此時，中國天文學已經明顯地遠遠落在歐洲後面了。
【第谷】
1563年，十七歲的第谷（Tycho Brahe, 1546-1601）目睹了一次木星與土星在夜空中會合的情景。第谷對哥白尼以太陽為中心的行星系統理論，深信無疑。當時，他應用哥白尼的行星體系表預測，誤差竟達數日之多，激發了他以更精確的測量，來改進哥白尼行星位置表的宏願。
第谷是個自我中心狂，二十歲他與同學決鬥時，被削掉了鼻樑，終身帶著假鼻罩。1572年，第谷以發現在仙后座（Cassiopeia）的一顆超新星而成名。這種超新星因恆星死亡前的大爆炸，亮度常在幾天內增強上億倍。後來，第谷以他蒐集的數據，發展出他自己的行星體系。第谷行星體系認為：五顆行星繞太陽，太陽和月亮繞地球。1600年，第谷僱用了刻卜勒為助手，次年，在參加一位伯爵的宴會時，第谷因不好意思離席去洗手間，引起膀胱漲裂而離開人世。
據說在第谷臨終前，曾要求刻卜勒用其畢生蒐集的火星數據，繼續發揚第谷行星體系。但刻卜勒是一位客觀的科學家，要走自己的路。他的理想是：對當時並存的托勒密、哥白尼、第谷三大天文思維體系進行一次徹底的檢驗。接收了第谷的火星資料庫以後，刻卜勒本以為火星的軌道不出幾個月就能被計算出來，不料，這一算就是八年之久。八年多的歲月，終於使刻卜勒得出了托勒密、哥白尼、第谷三個模式都不正確的結論。
【刻卜勒】
刻卜勒是一個基督徒，相信上帝，也相信天堂。他認為天堂是完美無瑕的。火星在天上運行，是天堂的一部分。
宇宙間最完美的幾何結構是圓球，誠如亞里斯多德所說，天體一定是在圓形軌道上運轉。刻卜勒雖然懷疑托勒密、哥白尼及第谷的學說，但又很難不接受亞里斯多德的名言，但他實在無法使第谷的數據與火星的圓形軌道相吻合。刻卜勒認為二者必有一錯：不是第谷的數據有問題，就是圓形軌道不對。雖然刻卜勒不欣賞第谷的為人，但對其數據卻頗具信心。
刻卜勒問：火星的軌道可以不是圓形的嗎？
他於是假設火星軌道為未知數，但仍然把地球軌道定為圓形，離太陽的距離整年365天（實際為365.26天）恆定不變，將其定為一個天文單位（AU，astronomy unit，地球到太陽的實際距離，到十九世紀才定論，現代平均數值為149,598,000公里）。
以AU為尺度，地球在圓形軌道上的位置，很容易計算出來。譬如說，以1602年1月1日為起點，地球每天走360∕365度，365天走完一圈（360度），1603年1月1日，回到起點，重新出發。當時已知道火星繞日需用687天，也就是說，軌道上每個位置687天重複一次。火星每個地球天運行360∕687度，速率是地球的53%，換言之，地球走完一圈，火星才走半圈多一點，而火星走完一圈，回到起點，地球已走了1.88圈。
在這687天裡，地球每天的位置是很容易算出來的。除去陰天和火星在夜裡不出現的日子，每天可以從地球量到太陽與地球之間、地球與火星之間這兩條直線所夾的角度。火星在軌道上的每個點要從地球量兩次，也就是說，1602年1月1日量一次，687天後火星回到原來位置時，於1603年11月18日，在不同的地球位置再量一次，經過計算，才能取得一個三角的「一角兩邊」，確定火星在1602年1月1日的位置。而要把火星在687天中每天的位置都量出來，至少需要兩個687天週期，也就是3.76年。
刻卜勒利用第谷留下的資料，加上他自己在1602到1604兩年間蒐集的、我認為是第二個687天週期的新數據，推算出火星在太陽軌道上每點的位置。在那尚無對數和計算尺的年代，這是一項極為繁重的計算工作，更何況刻卜勒要求的精確度要到小數點第六位。
在1604到1608這四年緊張計算期間，像第谷一樣，刻卜勒在1604年也發現了一顆位於蛇夫座（Ophiuchus）的超新星。雖然伽利略（Galileo Galilei, 1564-1642）也同時看到了這顆星，但因為刻卜勒為它寫了一本書，於是天文界就把這個榮譽給了他，命名這顆超新星為「刻卜勒超新星」。
【行星運動三大定律】
當刻卜勒計算完畢，用天文單位把火星的太陽軌道逐點標出時，一個漂亮的橢圓圖形顯現了。我可以想像當時的情景：刻卜勒被聖靈充滿，雙膝跪下，從上帝手裡接過了這個天堂的祕密。
以此類推，所有行星的軌道，包括地球在內，也應該是橢圓形的，以太陽為中心運轉。
橢圓程度的大小以離心率來表示。橢圓形有兩個焦點，太陽占其一。當這兩個焦點合二為一時，就成了圓形，以離心率來表示，則為零。地球軌道的離心率為0.01671，很接近圓形，占太陽系九大行星中第七位，僅高於金星和海王星。反之，火星軌道的離心率為0.09341，將近地球的六倍，占九大行星中第三位，僅次於水星和冥王星。所以，刻卜勒將地球軌道假設為圓形，離譜不遠。他於1609年公布了這個結果，被稱為刻卜勒第一定律。同年，他又發表了刻卜勒第二定律，規定行星在軌道上速度變化的規律，簡稱「等面積定律」。九年後問世的刻卜勒第三定律，則確定了行星的公轉週期和橢圓主軸長度間的關係。
刻卜勒的三個行星運動定律，發現在牛頓的萬有引力定律之前，至今仍然通用。
刻卜勒成功了。有人說他運氣好，因為火星的離心率大，而恰巧地球的軌道又近乎圓形，在地球上測量火星的橢圓形軌道，特別容易。言下之意，如果火星是金星（離心率為0.00677，最低，第九名），刻卜勒就可能接受圓形軌道一說，以後作出火星是橢圓軌道結論的就不是他了。這種說法，貌似有理，但火星已在自己的軌道上運轉了四十五億年，別人怎麼量不出來呢？照當今中國人的說法，實有紅眼病之嫌。
才華超群、刻苦努力的刻卜勒，站在哥白尼和第谷兩個巨人的肩上，循著火星的軌跡，揭露了天上第一個最大的祕密，粉碎了一千四百多年的思想枷鎖，把火星從圓形軌道的牢獄中釋放出來。他找到的這把金鑰匙，開創了人類現代天文物理的新紀元，為即將來臨的望遠鏡時代，奠定了深厚的基礎。
──摘自《我們是火星人？》(天下文化)，作者李傑信博士授權使用
光秒=約30萬公里=299,792,458公尺(1983年起)
光年=9.46兆公里(兆=萬億)
天文單位(AU)=500光秒=1.5億公里
秒差距=3.26光年
地球─月球=1.3光秒（雷射光測量）
地球─太陽=499光秒
地球─冥王星=20,000光秒=40AU
●夜空的星星：距離太陽幾千光年的恆星
比鄰星（太陽的隔鄰）=4.22光年：南河二（半人馬座α星）的三合星之一
天狼星=8.6光年（夜空最亮的恆星）
北極星=約400光年
牛郎星=約16光年
織女星=約25光年
●銀河(Milky Way)Vs銀河系(Milky Way System, Galaxy)
銀河系形狀：螺旋、盤面、旋臂
銀河系大小：直徑約十萬光年、厚度約二千光年
銀河系規模：約二千億顆恆星
銀河系中央黑洞：250萬太陽質量
●銀河系(Galaxy)Vs星系(galaxy)
仙女座星系(M31,NGC224)=220-250萬光年（銀河系的姊姊）
大麥哲倫雲=16萬光年（銀河系的「衛星」星系）
小麥哲倫雲=19萬光年（銀河系的「衛星」星系）
星系Vs星雲：
本星系群：
宇宙的基本單位：
●天球與星座
天球概念：天圓地方、天幕、大氣層、投影
天球大小：
天球中心：
天球經緯度：
天球上的距離：
亮度Vs光度：
天球的劃分：88星座
黃道十二宮：12星座
類比關係：宇宙、天 球、星座、亮星
地球、地球儀、國家、城市
●太陽系
九大行星：水、金、地、火、木、土、天王、海王、冥王
岩質行星（地型行星）：水、金、地、火
氣態行星（木型行星）：木、土、天王、海王
衛星數：0,0,1,2;28,30,21,8;1
小行星帶：
流星與隕石：
歐特雲：彗星故鄉、半徑0.8光年
其他行星系：
●特殊天體
類星體（quasar, 魁霎）：
脈衝星（pulsar, 波霎）：中子星、脈衝雙星
恆星的生老病死：赫羅圖、主星序
紅巨星：
白矮星：
超新星：
中子星：
黑洞：
選文＜熒惑守心＞李傑信著
【逆行】
當人類的祖先用肉眼仰望滿天繁星時，他們發現：每個夜晚，那些燦爛的群星，都好像手牽著手，以固定相對的方位，在天空出現。後來，他們把那些星星畫在洞穴的牆壁上。
歲月靜靜流淌。一天晚上，有一個人又在遙望繁星，他突然興奮地大叫：「我發現了！」然後跑到星星的壁畫前，指著其中的一顆說：它是動的！它是動的！發現了這個祕密以後，他就夜夜都去觀望那顆星星，像深情地注視著他新的戀人一樣，通宵達旦。
在地球的另一端，也有一群看星族，每夜都觀測那亙古的蒼宇。一天晚上，他們集體跳起來，不謀而合地指著西南天空的一角，叫著：那顆星星是動的！
在人類使用文字之前，我們的祖先已至少有五次發現了上帝的這一祕密。發現者的名字，雖然現在已無從考證，但數千年來，世界上每個主要民族的文化，卻都不約而同地記載了這五顆星星的悲歡歲月。這與眾星不同的五個天體，希臘人把它們稱為「漫遊者」，又稱行星，被分別命名為水星、金星、火星、木星和土星。中國人則把它們叫作辰星（水星）、太白（金星）、熒惑（火星）、歲星（木星）和鎮星（土星）。鎮星又稱為填星。
古代，在能用肉眼看得到的幾千顆星星中，只有這五顆星星在天庭中不停地漫遊，不守本分。雖然，人類那時無從知曉它們在夜空中週而復始奔馳的意義，但卻認定那與上帝創造天地有關。因為，這五顆星，加上另外兩個飛奔的天體，即太陽和月亮，與聖經《舊約全書》在〈創世紀〉中記載的上帝創造世界的天數，恰巧應驗，不謀而合。於是，西方文明就將太陽定為星期日，月亮為星期一，火星為星期二，水星為星期三，木星為星期四，金星為星期五，土星為星期六。
聖經認為，因為人類和地球是上帝創造的，所以人類和地球自然是宇宙的中心。早在公元前350年，希臘哲人亞里斯多德（Aristotle）就提出了以地球為中心的宇宙論。五十年後，據說另一位希臘哲學家亞理斯塔奇思（Aristarchus），不同意亞里斯多德的地球中心理論。他認為，宇宙的中心應該是太陽。但由於當時天體觀測條件的局限，人們能見到的只是太陽朝起夕落，月亮忠心耿耿的繞著地球不停地旋轉，人類又有什麼理由去懷疑地球不是宇宙的中心呢﹖
公元二世紀，希臘的托勒密（Ptolemy）發表了他的經典巨著《大成》（Almagest：the Greatest Book），建立起以地球為中心的天文體系，成為西方哲學思維的主流，長達一千四百年之久。
根據托勒密學說，以地球為中心的眾行星，其中自然也包括太陽，它們的運行軌道均為圓形，行星與地球保持固定距離，並以逆時鐘方向旋轉。如此，在地球觀察夜空，行星由西向東運行，亮度則應該是穩定的。
但是，當人類觀察這五顆行星時，發現它們不但時而明亮，時而昏暗。更有甚者，火星竟然有時還不似其他行星，以固定的背景星為座標，由西向東遨翔，它居然會偶爾發生由東向西運行的現象！這被人們稱為逆行（retrograde）。
每當火星逆行時，天文學家往往沮喪的以頭撞柱，不知做了什麼大逆不道的事情，觸怒了上帝，只好不停地在托勒密行星軌道系統上，加上大小不一的獨立小周轉圓（secondary epicycle），試圖表示所產生的逆行效應，並勉強解釋亮度明暗變化的原因。直至哥白尼（Nicolaus Copernicus, 1473-1543）出現以前，這種小周轉圓的數目，已達五十多個。
中古時期視覺敏銳的天文學家，有沒有發現過木星和土星也有逆行現象呢？不知是否因為規模太小，而沒有引起他們的注意？
火星除了有大幅度的逆行動作外，亮度的變化也相當巨大。但最使人類畏懼的，恐怕是火星血紅的顏色。血，代表戰爭、暴亂、破壞和死亡。三千年前，巴比倫以黑死病神納加（Nergal）為火星命名，在人類的占星術中為火星定了位，認為納加暗時吉、亮時凶；波斯和埃及以他們的戰神為火星起了名；古瑞典人叫它Tiu，也為戰神，是英文星期二（Tuesday）的來源；希臘人則用戰神阿雷士（Ares）為火星命名；羅馬人繼承了這個說法，使用了相等的羅馬字Mars，而延用至今。火星符號「○→」由矛和盾組成，顯得殺氣騰騰。
【神州大地 誰主沈浮】
綜觀世界各民族的文化，尤以中國對火星的畏懼為最。龍的傳人的祖先稱火星為「熒惑」，因其熒熒像火，而且亮度常有變化，順行逆行情形複雜，有眩惑之意。《戰國策》中云：「恃蘇秦之計，熒惑諸侯，以是為非，以非為是。」《逸周書》中說到績陽公四出征討，所向無敵，重丘地方施美人計：「績陽之君悅之，熒惑不治。」
熒惑也可能是神名之一，代表「朱雀之精」或「火之精」的「赤熛怒之使」。在中國，這也是火星之所以引起人們對火、紅色和憤怒聯想的原因。對於火星的恐懼，中國比巴比倫更為變本加厲：由於中國術士的火上加油，熒惑不但與亂、賊、疾、喪、飢、兵等緊密相連，甚至還會威脅到皇帝的寶座，致使歷代中國皇帝無不全力關注火星行止，恰如《史記》所說：「雖有明天子，必視熒惑所在。」
人類早就知道，所有的行星都在「黃道」帶上運行。西方把黃道帶分成十二宮，中國將星空分成五大天區，叫五宮。中宮是指大熊座（Ursa Major）附近的星空，又細分為三垣：紫微、太微、天市。在太陽跨過赤道往北移動那天，即中國人的春分，以中原（西安）地區星空為準，按東、南、西、北方向分為四宮，並以動物命名，稱為四象：蒼龍、白虎、朱雀、玄武。每宮再細分為七宿，共四七二十八宿。如東宮蒼龍包含了角、亢、氐、房、心、尾、箕等七宿，其中房、心、尾等星位於現代天蝎座（Scorpius）中。心星全名為心宿二，是天蝎座的α星，為全天第十五亮星。因其色紅如火星，西方名為Antares，意思是「火星的伴侶」，中文星名又稱「大火」，如《史記》所云：「心有大火」。
根據《漢書律曆志》的記載，火星每繞一周的天數約為687天。當火星熒惑每687天接近一次心宿時，如若無其事的通過，不往回跑，中國史書則記載為「熒惑在心」，占星術士往往以火星的天文位置和可見度，為皇帝預測凶吉，一般不難過關。
但每一、兩百年，「熒惑在心」時又可能碰上「衝」（地球與火星最近點），火星湛亮，向前走過心宿後，好像捨不得離開，又往回逆行，再次擁抱心宿後，才轉向上路。在中國歷史上把火星對心宿依依不捨之情記載為「熒惑守心」，是大凶之兆，輕則盜賊四起，重則群雄揭竿起義，共討虐主，以正社稷。
關於「熒惑守心」，中國歷史上有二十三次紀錄。台灣清華大學黃一農教授在一篇論文中對此進行了深入的剖析。他發現在每次「熒惑守心」前後，都有社稷巨變，包括秦始皇、漢高祖、晉武帝、梁武帝等的駕崩，皇帝被廢，丞相因天災人禍自殺等等，令人毛骨悚然。但經黃教授以電腦往回推算，赫然發現其中十七次可能是偽造的。
當我第一次讀到北一女吳育雅老師幫我蒐集的這份歷史資料時，不禁啞然失笑：火星在「守心」時可能離地球五、六千萬公里到一億多公里，怎能有如此神奇的威力，竟被中國的野心家利用，左右了神州大地無數生靈數千年的命運！
【天問】
中國人的老祖宗，像地球上所有的人類一樣，在神祕的星空下，看著宇宙瑰麗的演出，曾激動得不能自己而發出深邃的天問：「天何所沓？十二焉分？列星安陳？自明及晦，所行幾里？」用白話講，就是：天與地在哪裡會合？十二個月該怎麼分？眾星該如何安排？天體由亮到暗，走了多少里？
二千年前屈原一百七十多個「天問」，以現代的觀點審視，都是博士論文題目，並且可以做為一個研究者終生的追求。
秉承著這種精神，中國人在魯文公十四年，即公元前613年，就已記載了「秋七月，有星孛入于北斗」，這是人類有關哈雷彗星（Halley's Comet）最早的紀錄；春秋戰國時代，就發明了每十二年一週期的「歲星（木星）紀年法」；漢武帝時（公元前104年）測出水星的週期為115.87日，比現代值115.88日僅差0.01日；在公元前28年觀測日面黑子，是全世界最早的紀錄；宋仁宗至和元年（1054年）記載的「天關客星」的出現，為人類記錄下第一顆超新星的爆炸，至今尚為西方天文學家視為經典之作。
兩千多年來，中國保存下來有關日食、月食、太陽黑子、流星、彗星、新星等豐富紀錄，是現代天文學的重要參考資料。所以，的確有一段時間，中國的天文學在世界上遙遙領先，無可匹敵，原因是為問而問，別無他求。
我不能確定屈原問的「自明及晦，所行幾里？」指的是什麼星星？月亮不太可能，因為他沒用「自圓及缺」字眼；水星離地平很近，觀測不易；金星雖亮，但沒有火星大幅度的明晦變化和恐怖的逆行；木星和火星亮度相近，但逆行卻不顯著。所以我認為屈原問的是火星的可能性最大。
且不論他問的是什麼星星，肯定的是，他對「明晦」和天體在軌道上走了「幾里」中間的關係，發生疑問。如果聰明打拚的中國人有自由發揮想像力的空間，對這個問題鍥而不舍地挖掘下去，說不定都能作出太陽是宇宙的中心和火星軌道是橢圓形的結論，人類就不必再等上近千年，才由後來的哥白尼和刻卜勒（Johannes Kepler, 1571-1630）去發現了。
但中國皇帝坐上龍椅後，引出「熒惑守心」和其他占星天象，帶來一片刀光劍影、血腥殺戮。皇帝要把天上的星星看好，否則性命難保。此後，中國天文只為政治服務，中國知識份子上千年來早已停止天問，噤若寒蟬。
而歐洲幾千年來，天問不斷，雖然天主教廷多方施壓，但力量畢竟遠不及中國皇帝專制政府來得暴烈。西方由天文知識，發展出跨洋的導航技術，掠奪了整個世界的資源，發展出近代西方的工業文明。
火星的逆行，和火星因與地球距離遠近的不同而產生的明晦，是上帝給人類強烈的暗示：太陽是宇宙的中心。中國以這個天象，發展出「熒惑守心」的占星術，而哥白尼看懂了這本天書，發展出太陽宇宙中心論，促成近代中、西文明的分野，這是一個重要的轉捩點。
【哥白尼】
哥白尼認為，如果把太陽放在宇宙的中心，並允許地球每天自轉一週，不只太陽和月亮的起落有了合理的解釋，亦可圓滿解釋諸行星相關的位置和亮度的變化，而且，這個模式也很容易解釋火星的逆行現象。
哥白尼問，為什麼太陽不可以做為宇宙的中心呢？
哥白尼的太陽中心學說「天體運行論」〔De revolutionibus orbium coelestium（On the Revolution of the Celestial Spheres）〕，1543年問世後，致使托勒密以地球為中心的天文體系，受到嚴重挑戰。
人類早已知道地球繞日一週為365天，火星則為687地球天。換言之，地球繞日速度比火星快1.88倍。這好比兩個人在操場上賽跑，操場四面被遠山環繞，假設你是跑在內圈的人，代表地球，而外圈的人則代表火星。內圈的人比外圈的人速度快。這時，如果你——內圈的人，頭上有架小型攝影機，我們在監視器中觀看所攝的影像，以遠山為背景，先看到的是外圈人和你同向而行，然後你與他接近並追過他，我們從影像上看外圈的人好像先是慢下來、停止，再往後跑，即逆行。待距離拉大些許後，兩人在遠山的背景下，又開始同向前進了。
長久以來，人們對逆行現象的迷惑，完全歸咎於以地球為宇宙中心的錯誤天體理論。但如果依照哥白尼的太陽中心學說，包括地球在內的所有行星，都是圍繞太陽旋轉的，逆行則是一個從快速地球看慢速火星的必然的視覺現象。
雖然哥白尼的太陽中心理論是人類天文學上一個質的飛躍，但因哥白尼錯誤地使用了圓形軌道，所以仍然無法做到與觀測的數據完全吻合。為此，他不得不在行星軌道上又加上了托勒密式的小周轉圓做為彌補，嚴重地損害了哥白尼學說的革命性。反對哥白尼學說的人指出，如果地球真的是繞日移動，則在地球軌道上兩個分離的最遠點，應該看得到近距離的星星在遠距離星星的背景下，發生相對位移，即光學術語所說的「視差」（parallax）。視差是有的，遺憾的是，哥白尼時代的技術水平尚無法測量得到。
據說，在1543年哥白尼臨終之際，才終於看到他的太陽中心學說成書問世。當然，那時由於教會的地球中心說仍勢力頑強，哥白尼的學說只得有待後人去發揚光大了。
哥白尼的《天體運行論》，一直到二百多年後的1760年，才由法國耶穌會士蔣友仁帶來中國，獻與乾隆皇帝。此時，中國天文學已經明顯地遠遠落在歐洲後面了。
【第谷】
1563年，十七歲的第谷（Tycho Brahe, 1546-1601）目睹了一次木星與土星在夜空中會合的情景。第谷對哥白尼以太陽為中心的行星系統理論，深信無疑。當時，他應用哥白尼的行星體系表預測，誤差竟達數日之多，激發了他以更精確的測量，來改進哥白尼行星位置表的宏願。
第谷是個自我中心狂，二十歲他與同學決鬥時，被削掉了鼻樑，終身帶著假鼻罩。1572年，第谷以發現在仙后座（Cassiopeia）的一顆超新星而成名。這種超新星因恆星死亡前的大爆炸，亮度常在幾天內增強上億倍。後來，第谷以他蒐集的數據，發展出他自己的行星體系。第谷行星體系認為：五顆行星繞太陽，太陽和月亮繞地球。1600年，第谷僱用了刻卜勒為助手，次年，在參加一位伯爵的宴會時，第谷因不好意思離席去洗手間，引起膀胱漲裂而離開人世。
據說在第谷臨終前，曾要求刻卜勒用其畢生蒐集的火星數據，繼續發揚第谷行星體系。但刻卜勒是一位客觀的科學家，要走自己的路。他的理想是：對當時並存的托勒密、哥白尼、第谷三大天文思維體系進行一次徹底的檢驗。接收了第谷的火星資料庫以後，刻卜勒本以為火星的軌道不出幾個月就能被計算出來，不料，這一算就是八年之久。八年多的歲月，終於使刻卜勒得出了托勒密、哥白尼、第谷三個模式都不正確的結論。
【刻卜勒】
刻卜勒是一個基督徒，相信上帝，也相信天堂。他認為天堂是完美無瑕的。火星在天上運行，是天堂的一部分。
宇宙間最完美的幾何結構是圓球，誠如亞里斯多德所說，天體一定是在圓形軌道上運轉。刻卜勒雖然懷疑托勒密、哥白尼及第谷的學說，但又很難不接受亞里斯多德的名言，但他實在無法使第谷的數據與火星的圓形軌道相吻合。刻卜勒認為二者必有一錯：不是第谷的數據有問題，就是圓形軌道不對。雖然刻卜勒不欣賞第谷的為人，但對其數據卻頗具信心。
刻卜勒問：火星的軌道可以不是圓形的嗎？
他於是假設火星軌道為未知數，但仍然把地球軌道定為圓形，離太陽的距離整年365天（實際為365.26天）恆定不變，將其定為一個天文單位（AU，astronomy unit，地球到太陽的實際距離，到十九世紀才定論，現代平均數值為149,598,000公里）。
以AU為尺度，地球在圓形軌道上的位置，很容易計算出來。譬如說，以1602年1月1日為起點，地球每天走360∕365度，365天走完一圈（360度），1603年1月1日，回到起點，重新出發。當時已知道火星繞日需用687天，也就是說，軌道上每個位置687天重複一次。火星每個地球天運行360∕687度，速率是地球的53%，換言之，地球走完一圈，火星才走半圈多一點，而火星走完一圈，回到起點，地球已走了1.88圈。
在這687天裡，地球每天的位置是很容易算出來的。除去陰天和火星在夜裡不出現的日子，每天可以從地球量到太陽與地球之間、地球與火星之間這兩條直線所夾的角度。火星在軌道上的每個點要從地球量兩次，也就是說，1602年1月1日量一次，687天後火星回到原來位置時，於1603年11月18日，在不同的地球位置再量一次，經過計算，才能取得一個三角的「一角兩邊」，確定火星在1602年1月1日的位置。而要把火星在687天中每天的位置都量出來，至少需要兩個687天週期，也就是3.76年。
刻卜勒利用第谷留下的資料，加上他自己在1602到1604兩年間蒐集的、我認為是第二個687天週期的新數據，推算出火星在太陽軌道上每點的位置。在那尚無對數和計算尺的年代，這是一項極為繁重的計算工作，更何況刻卜勒要求的精確度要到小數點第六位。
在1604到1608這四年緊張計算期間，像第谷一樣，刻卜勒在1604年也發現了一顆位於蛇夫座（Ophiuchus）的超新星。雖然伽利略（Galileo Galilei, 1564-1642）也同時看到了這顆星，但因為刻卜勒為它寫了一本書，於是天文界就把這個榮譽給了他，命名這顆超新星為「刻卜勒超新星」。
【行星運動三大定律】
當刻卜勒計算完畢，用天文單位把火星的太陽軌道逐點標出時，一個漂亮的橢圓圖形顯現了。我可以想像當時的情景：刻卜勒被聖靈充滿，雙膝跪下，從上帝手裡接過了這個天堂的祕密。
以此類推，所有行星的軌道，包括地球在內，也應該是橢圓形的，以太陽為中心運轉。
橢圓程度的大小以離心率來表示。橢圓形有兩個焦點，太陽占其一。當這兩個焦點合二為一時，就成了圓形，以離心率來表示，則為零。地球軌道的離心率為0.01671，很接近圓形，占太陽系九大行星中第七位，僅高於金星和海王星。反之，火星軌道的離心率為0.09341，將近地球的六倍，占九大行星中第三位，僅次於水星和冥王星。所以，刻卜勒將地球軌道假設為圓形，離譜不遠。他於1609年公布了這個結果，被稱為刻卜勒第一定律。同年，他又發表了刻卜勒第二定律，規定行星在軌道上速度變化的規律，簡稱「等面積定律」。九年後問世的刻卜勒第三定律，則確定了行星的公轉週期和橢圓主軸長度間的關係。
刻卜勒的三個行星運動定律，發現在牛頓的萬有引力定律之前，至今仍然通用。
刻卜勒成功了。有人說他運氣好，因為火星的離心率大，而恰巧地球的軌道又近乎圓形，在地球上測量火星的橢圓形軌道，特別容易。言下之意，如果火星是金星（離心率為0.00677，最低，第九名），刻卜勒就可能接受圓形軌道一說，以後作出火星是橢圓軌道結論的就不是他了。這種說法，貌似有理，但火星已在自己的軌道上運轉了四十五億年，別人怎麼量不出來呢？照當今中國人的說法，實有紅眼病之嫌。
才華超群、刻苦努力的刻卜勒，站在哥白尼和第谷兩個巨人的肩上，循著火星的軌跡，揭露了天上第一個最大的祕密，粉碎了一千四百多年的思想枷鎖，把火星從圓形軌道的牢獄中釋放出來。他找到的這把金鑰匙，開創了人類現代天文物理的新紀元，為即將來臨的望遠鏡時代，奠定了深厚的基礎。
──摘自《我們是火星人？》(天下文化)，作者李傑信博士授權使用
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