离开了天狼星，让我们前往这场银河系之旅的第三站：与我们相距433光年的北极星。

如果说天狼星是夜空中最亮的星，那么北极星就是夜空中最有名的星了。它之所以会如此有名，主要是因为它占据了夜空中的一个非常特殊的位置。为了说清楚这个位置到底特殊在哪里，让我先从地球的自转讲起。

众所周知，地球一直都在做两种运动：公转和自转。下面这张图就展示了地球公转和自转的情况。我们在太阳系之旅中讲过，地球一直在一个固定的平面中绕太阳公转，这个平面就是黄道面。此外，由于自转，地球本身也鼓起了一个赤道；把赤道向太空中无限延伸，所得到的平面就是赤道面。需要强调的是，黄道面和赤道面并不重合，两者之间存在着一个23.4°的夹角

事实上，正是地球公转带来了四季变迁，正是地球自转带来了日夜交替。

除此此外，由于地球的自转，天上那些星辰的位置也会不断地发生改变。这就像是你在一个房间里不停地转圈，会看到房间里各种家具的位置在不断变化一样。当然，并非所有家具的位置都会发生改变。比如说，位于你头顶正上方的吊灯的位置就始终固定不变。同样的道理，位于地球“头顶正上方”（科学的说法是“北天极”，也就是地球自转轴与天球在北方的交点）的天体，其位置也不会随地球自转而发生改变。而与北天极最接近的天体（它和地球的连线，与地球自转轴构成了一个夹角，其大小还不到1°），就是我们要游览的北极星。

换句话说，如果把天球想象成一个巨大的房间，北极星就是这个房间正上方的吊灯。

正因为如此，我们经常可以看到如下图所示的一些延时天文摄影作品：其他所有的天体，都在沿那些同心圆的轨道运动。只有北极星，几乎一动不动地静止在这些同心圆的中心，宛如一个一直占据舞台C位的天皇巨星。

现在问题来了：北极星能永远高高在上、一直霸占北天极这个特殊的位置吗？答案是否定的。

最早意识到北极星不会永远占据夜空C位的人，是我们的老朋友、古希腊著名天文学家喜帕恰斯。

尽管贵为三角学之父，喜帕恰斯的生平经历早已消失在历史的迷雾中。现在人们只知道，他出生在小亚细亚半岛的尼西亚（位于土耳其境内），后来长期定居在希腊的罗德岛。从公元前162年到公元前127年之间，他一直在进行天文观测。除此以外，人们对喜帕恰斯就几乎一无所知了。

据说，喜帕恰斯至少写过14本书，不过一本也没能流传下来。可能有些读者会奇怪了：“这么一个虚无缥缈、几乎什么经历都无据可考的人，为什么能获得如此之大的名声呢？”答案是，他的科学贡献被写进了一本划时代的天文学巨著，那就是我们在游览太阳系时介绍过的托勒密的《至大论》。

根据《至大论》的记载，在公元前127年，喜帕恰斯做出了一个非常重大的发现，那就是著名的岁差。

为了介绍什么是岁差，让我们先回顾一下在太阳系之旅中讲过的天球的概念。从古至今，地球一直在同一个平面内绕太阳公转，这就是所谓的黄道面。此外，我们可以把整个夜空想象成一个巨大的球面，也就是所谓的天球。把黄道面无限延伸，最终会与天球相交成一个圆（即下图中那个红色的圆）。在地球上看来，这个圆就是太阳在天球上运动的轨迹，也就是所谓的黄道。

正如我们可以用经度和纬度来标记地球表面任意一点的坐标，我们也可以用黄经和黄纬来标记天球上任意一点的坐标。这意味着，天上的所有天体，都有一个属于自己的、用黄经和黄纬来标记的天球坐标。

公元前127年，喜帕恰斯测出了黄道附近的1000多颗恒星的黄经和黄纬，并把他的测量结果与前人的测量结果进行了对比。喜帕恰斯惊讶地发现，这些恒星的黄纬没有发生改变，但它们的黄经却向西发生了整体性的偏移（与太阳在黄道上的运动方向相反）。据此，喜帕恰斯推测每年的昼夜平分点（黄道上的两个白天和黑夜均为12小时的位置，也就是春分点和秋分点）会在黄道上向西移动，大概100年会移动1°。这个地球的昼夜平分点在黄道上整体偏移的现象，就是所谓的岁差。

顺便多说一句。在《至大论》中，托勒密对喜帕恰斯的研究进行了拓展，证明了岁差不光影响靠近黄道的那些星星，还会影响天上所有的天体。

但无论是喜帕恰斯还是托勒密，都只是单纯地发现了岁差现象，而无法解释发生这个现象的原因。事实上，这是一个远远超越他们那个时代的超级难题。要再过1800年，也就是要一直等到17世纪末，才会有一个更伟大的科学家在一本更伟大的巨著里解释岁差的奥秘。此人就是我们的老朋友艾萨克•牛顿爵士。当然，那本巨著就是我们在太阳系之旅中介绍过的《自然哲学的数学原理》。

地球自转轴进动的另一个重要影响，就是我们前面提到过的“北极星不会永远占据夜空的C位”。换句话说，随着地球自转轴的进动，能够占据北天极这个特殊位置的“北极星”也会不断变换。不过与陀螺不同的是，地球自转轴进动的速度非常慢。根据目前的天文观测，北天极大概要花77年才会移动1°。换句话说，大概要花25770年的时间，地球的自转轴才能够转上一圈。也就是说，尽管地球的北天极有朝一日会偏离北极星，只要再等上将近26000年的岁月，它还会重新回到北极星的身旁。