▲中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)科普主管王科超介紹，本次月食肉眼可見的本影食持續(xù)約3.5小時(shí)，是一次值得守候的天象盛宴。圖/新華社
等待近3年，我國(guó)公眾再次迎來“紅月亮”。
據(jù)新華社消息，北京時(shí)間9月7日午夜至8日凌晨，天宇將上演一次壯觀的月全食——圓圓的滿月將完全進(jìn)入地球陰影，染上標(biāo)志性的“紅妝”。只要夜空晴朗，朝向月亮的半個(gè)地球上的人們抬頭都能看見。
這場(chǎng)“共享的天象”，不僅是視覺盛宴，更與我們熟知的農(nóng)歷、日月運(yùn)行規(guī)律緊密相連。從古至今，月食始終是人類讀懂天文的重要窗口。
月食對(duì)古人有獨(dú)特“實(shí)用價(jià)值”
古人觀測(cè)月食，最先關(guān)聯(lián)的是“時(shí)間”與“歷法”。
中國(guó)古代天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，月食只會(huì)發(fā)生在“月望”時(shí)刻——也就是農(nóng)歷十五前后，此時(shí)月亮、地球、太陽大致成一條直線，月亮與太陽在我們兩側(cè)遙遙相望，這正是農(nóng)歷中“望”的定義；而日食則只在“朔”時(shí)出現(xiàn)，即農(nóng)歷初一，那時(shí)月亮位于地球與太陽之間。
基于這一規(guī)律，古人將日月食作為把握日月運(yùn)行規(guī)律、校驗(yàn)農(nóng)歷準(zhǔn)確性的“天然標(biāo)尺”。
要知道，農(nóng)歷是兼顧日月運(yùn)行的陰陽歷，日期依月相變化（朔望周期）設(shè)定，月份則要匹配太陽回歸周期，兩者的差異就靠“閏月”彌補(bǔ)。
但對(duì)古人而言，月相變化很難準(zhǔn)確把握，因?yàn)槊總€(gè)月的情況都不一樣。古人通過長(zhǎng)期記錄日月食發(fā)生的準(zhǔn)確時(shí)間，對(duì)比農(nóng)歷中朔望的推算時(shí)刻，就能發(fā)現(xiàn)歷法的偏差。
這是古人將天文觀測(cè)與生活實(shí)踐結(jié)合的核心智慧，也是月食最古老的“實(shí)用價(jià)值”。而隨著認(rèn)知進(jìn)步，月食還成了“地球是圓的”這個(gè)重要發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵依據(jù)。
最早完成“地球是圓的”這一論證的，是公元前6世紀(jì)的畢達(dá)哥拉斯。他發(fā)現(xiàn)，月食為我們提供了直觀證據(jù)——大地投在月球上的黑影邊緣是圓弧形，那是一個(gè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于月亮的黑影——這就是太陽照射地球，在后面天空上投下的黑影。
更重要的是，無論月食發(fā)生在什么時(shí)間，偏食黑影始終是個(gè)圓弧，這就證明只有球體投射的影子才會(huì)保持這種形狀。這一發(fā)現(xiàn)，讓“地球是圓的”成了經(jīng)過論證的科學(xué)結(jié)論，進(jìn)而為后來人類探索宇宙的坐標(biāo)系奠定了基礎(chǔ)。
如今我們更清楚月食的原理：當(dāng)太陽、地球、月球連成直線，地球擋住太陽射向月球的光，月球完全或者只有一部分進(jìn)入地球的“本影區(qū)”（完全擋住陽光），就分別形成月全食或月偏食。
月全食時(shí)的“紅月亮”，則是地球大氣層的“過濾作用”——太陽光中的藍(lán)光、紫光被散射，只有波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅光被折射到月球表面，就像黃昏時(shí)天空發(fā)紅的原理一樣，和諧、簡(jiǎn)單又奇妙。
月食仍是最易接觸的“天文課”
值得注意的是，月食與日食有個(gè)關(guān)鍵區(qū)別：月食是“共享的奇觀”，而日食是“局部限定的風(fēng)景”。
月食發(fā)生時(shí)，地球背后的黑影投射到月面上，只要處于地球背對(duì)太陽的一側(cè)（也就是夜晚）天氣晴朗，那么所有人都能同時(shí)觀測(cè)到同樣的月食現(xiàn)象。
但日食不同，只有在月球投下的影子掃過地球表面形成的“日食帶”內(nèi)，才能看到日食現(xiàn)象，不在日食帶內(nèi)的區(qū)域，連日偏食也看不到。
這種差異的根源，在于地球與月球的影子大小不同：地球的本影區(qū)足夠大，能完全覆蓋月球，而月球的本影區(qū)在地球上只能形成窄窄的一條帶，這也讓日食顯得更“稀有”，月食更易被大眾觀測(cè)。所以，不需要借助天文望遠(yuǎn)鏡就能看到的月全食，才更是你我不能錯(cuò)過的珍奇風(fēng)景。
到了今天，觀測(cè)與預(yù)測(cè)月食的能力已因科技而飛躍，其核心意義也仍圍繞“歷法精準(zhǔn)”與“天文科普”展開。
借助牛頓物理學(xué)揭示的天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律、微積分構(gòu)建的精確計(jì)算模型，再加上現(xiàn)代大型計(jì)算機(jī)的算力支撐，人類如今能提前幾千年精準(zhǔn)預(yù)測(cè)日月食的發(fā)生時(shí)間、持續(xù)時(shí)長(zhǎng)甚至可見區(qū)域。這不僅讓農(nóng)歷的校準(zhǔn)精度達(dá)到新高度，更能讓天文學(xué)家提前規(guī)劃觀測(cè)方案，為相關(guān)研究做好準(zhǔn)備。
對(duì)大眾而言，月食仍是最易接觸的“天文課”：當(dāng)人們看到農(nóng)歷十五的月亮被“吞噬”又復(fù)圓，了解到這與“望”的定義、地球的形狀有關(guān)，再知曉人類已能精準(zhǔn)預(yù)測(cè)千年后的天象，抽象的天文概念與科技力量就變得具體可感。
比起復(fù)雜的公式，一次親眼所見的月食，更能讓“朔望”“陰陽歷”“天體力學(xué)”這些知識(shí)扎根心中，破除“日月食是不祥之兆”的迷信。
2025年的這場(chǎng)月全食，即將如期而至，我國(guó)全境可見全過程。屆時(shí)，無論身處何地，只要抬頭，你我看到的都是同一片被紅光籠罩的月亮。
這一幕，與千年前古人記錄的月食本質(zhì)相同，卻承載著不同的認(rèn)知——從用它校準(zhǔn)農(nóng)時(shí)，到用它理解宇宙，再到用科技預(yù)測(cè)它的軌跡，月食始終是人類與日月運(yùn)行對(duì)話的橋梁。
這也提醒我們：對(duì)星空的持續(xù)探索，就是人類用智慧不斷修正認(rèn)知、靠近真理的過程，也是我們今天美好生活的來源。
撰稿 / 孫正凡（天體物理學(xué)博士，科普作家）
編輯 / 遲道華
校對(duì) / 劉軍
