血月奇景　清代女科學家簡陋實驗找出「月食」之謎

2021年5月26日晚上，恰逢「最大滿月」，以及睽違多年的月全食天文奇景，儘管新冠病毒（COVID-19）肺炎仍於全世界流行，還是吸引大批民眾在傍晚時出門觀看「血月」絕景。不過在科學、天文儀器還未如今日發達的清代，有位女科學家，用簡陋的器材找出月全食發生的原因。

台氣象局天文站主任鄭俊嶽解釋：「每100年大約會出現200多次的月食，其中有些是月偏食、半影月食，月全食的機率只有3成，而月全食又適逢近地點的「最大滿月」，這個機率連1成都不到。會呈現血月奇觀，是因為所有的太陽光都被地球擋到了，而地球上的大氣層可以折射波長較長的紅光到月面上」。

今日大眾對於月全食、滿月之間的關係都覺得習以為常，但對於科學不如今日精確的清代，要找出兩者間的關連可不是件容易的事。

清代曾有位女科學家對於天文有深刻的觀察，金星上的一個隕石坑就是用她的名字來命名。這位女天文學家名為王貞儀（1768－1797年），字德卿，江蘇上元（今南京）人。家裏不是普通的書香門第，她的祖父王者輔（？－1779年，號惺齋）精通曆算數術，並有許多相關藏書。

王貞儀在著作《歲差日至辨疑》自述為何喜歡天文曆算：「貞儀幼侍先大父惺齋公，公細訓以諸算法，既長，學曆算，復讀家藏諸曆學善本十餘種，潛心稽究十餘年不少倦」。在科學書籍的薰陶下，王貞儀對自然天文研究有極大的興趣。

她在天文學、數學、醫學等學科都有深入的研究。不過在天文學方面，中國歷代以來都相當重視天文觀測與頒佈曆法的工作，但在「天人合一」、「天人感應」，把皇帝看作授命於天的「天子」等思想下，為了確保天命不移、江山永固、防止有心人「觀天」竄位，歷朝歷代嚴禁民間學習、研究天文曆算。

若有小老百姓想要「觀天」，有很大的機率會面臨牢獄之災。故星象觀測長久以來只為帝王所有，想要接觸天文，那只有到欽天監當官才行。但明清兩代皆重視曆法，對於欽天監人員的提拔標準、要求都相當高。可以想見在當時，一般男性都不容易接觸到天文曆算，更何況身處閨閣之中的婦女。

王貞儀在書中也批評當時社會對婦女接觸天文曆算的偏見，但另一方面也呈現出清代「曆算之學非閨閣中所宜習」的主流看法。儘管王貞儀廣泛涉獵天文相關知識，並寫下諸多著作，可惜今日僅存《星象圖釋》等十餘篇著作。

為了釐清月食與滿月之間的關係，王貞儀還製作一個簡陋的實驗：用圓桌當地球、樑上燈籠當太陽、圓桌旁放一個大圓屏鏡當月亮。她反覆調整三者的位置、角度，以及長期的月亮觀測，終於找出月食與滿月間的聯繫：「新月之時，月在日、地之間，地影蔽月，則生月食，故月食常在望。雖每月必有朔望，但不一定見月食，只有在黃道與白道交點附近，才有蝕象發生。她將得出的日月食形成之結論寫成《月食解》，與現代天文學所説的原理完全一致。

但令人遺憾的是，這位熱愛天文又能作詩寫文、心懷「足行萬里書萬卷，常擬雄心似丈夫」的才女，於29歲時不幸因病離世。雖然王貞儀的一生短暫，但也讓後世人們看到清代還有一位女性，不為閨閣所限、致力於天文之中。