北極星

人們長期觀察星空，會感覺天上的恆星都是固定在天球表面上的。但是從地球上看，隨著天球自東向西旋轉，會看到星辰東昇西落。地球是在圍繞一個假想的地軸旋轉，這個地軸的延長線與天球的交點，就是極點。北極星，是最靠近北天極的一顆星。因為北極星正好位於天球的北極點，所以看起來北極星就好象是不動的，而且象是在天球的中心。所以古人認為北極星就是“天的中心”。《史記·天官書》：“中宮，天極星。其一明者，太一常居也。” 《宋史·天文志一》:“極星之在紫垣，為七曜、三垣、二十八宿眾星所拱，是為北極，為天之正中。” 古人特別重視北極星，稱其為“中宮”。以之為標準，合周圍各星為一垣，稱紫微垣。是為天帝之室，太一之精。《天官書》載以太一為中心，其附近有作為“三公”、“正妃”、“後宮”的星座，更有藩臣在它們附近作侍衛。但是，司馬遷所說的紫微垣中心的北極星，卻不是我們今天看到的那顆北極星。

古今北極星不是同一顆星

我們知道地球圍繞太陽運轉，太陽則是圍繞銀河系的中心在不停執行中。地球自轉軸之北極指向的天空以每年15角秒的速度運動，因此，北極星並不是位置永遠不變的某一顆星。兩週時期，以天帝星為極星。因為它靠近北天極，看起來所有的恆星都圍繞它轉，古人便認為它是天上的天子，故名帝星。又在紫微垣的中心，所以又叫紫微星。現代天文學命名為小熊座β星（中文名北極二）。在這之前的極星，是天龍座α星，中國古稱右樞。隋唐迄宋，以天樞星為極星（北極五）。宋以後至今，以勾陳一（小熊座α星）為北極星（西名塞納久[Cynosure]。此星位於小熊座小熊的尾巴尖處。在英文中，Cynosure又有吸引中心的意思，即表達眾星圍繞勾陳一轉動的意思）。

到公元4000年前後，仙王座γ星將成為北極星。到公元14000年前後，天琴座α星織女一將成為北極星。地球自轉軸這樣擺動一週的時間，大約是25800年。大約公元28000年北天極又會重新指向小熊座α星。

如何辨認北極星

在北斗七星前端的天璇和天樞兩星之間連一條直線，再向天樞方向延長5倍的距離，便遇到顆明亮的2等星，就是北極星。（如圖）

今天所見的北極星（即勾陳一）的亮度已經基本到了城市中普通天氣夜晚人眼分辨極限，所以在北方天空中除非夜晚天氣非常晴朗沒有汙染，否則很難被肉眼直接找出。

北極星的作用

古人利用北極星辨認方向和航海的遠近，並利用它和北斗辨別方向、定季節。

《淮南子·齊俗訓》：“夫乘舟而惑者，不知東西,見斗極則寤矣。”

民間把北極星稱為定盤星。牽星術，就是利用北極星的位置及其與海平面的角高度來確定航海中船舶所走位置及航行方向的方法，因此又稱為天文航海術。

原理：牽星術的工具叫牽星板, 用優質的烏木製成。一共十二塊正方形木板，最大的一塊每邊長約二十四釐米，以下每塊遞減二釐米，最小的一塊每邊長約二釐米。另有用象牙製成一小方塊，四角缺刻，缺刻四邊的長度分別是上面所舉最小一塊邊長的四分之一、二分之一、四分之三和八分之一。比如用牽星板觀測北極星，左手拿木板一端的中心，手臂伸直，眼看天空，木板的上邊緣是北極星，下邊緣是水平線，這樣就可以測出所在地的北極星距水平的高度。高度高低不同可以用十二塊木板和象牙塊四缺刻替換調整使用。求得北極星高度後，就可以計算出所在地的地理緯度。