汪洁的《天空的琴弦》是一本非常有意思的书,它一点都不枯燥,充满了故事性趣味性。科普读物在人们的眼里是严谨和枯燥的,但作者用虚构的小说化写法,使得一个个天文学家的故事可读性更高,让人有兴趣读下去,跟随作者的视角去了解天文学的发展历程,去探索宇宙的奥秘,去探秘未知的世界。作者虽然采用了小说化写法,但力求做到知识都是360问答准确无误的。
人类探索天文的历史其实也是一部人类追求科学的历史,2500年以来人类一步步走出愚昧,产生理性,诞生了科学。回顾天文学的发展史,让人敬佩的是一代代科学家、天文学家华续密算为了人类文明的进步,孜孜不倦呕心沥血的工作,数十年如一日的监测星空,枯燥且严谨的演供量算公式,不畏教会的权威甚至于牺牲生命。他们展示了在追求科学真相的思维方式和求证席谓非谁方法,这就是科学茶精神,怀疑、探索、实证和理性。
我仍记小时仰望星空时,那盐此阶待越满天的繁星犹如宝械周解挥挥谈石般的眼睛,那银带般的银河更是充满了神秘感,效使我的思绪遨游夜空。一个个美丽的神话故事过早的扎根在我的心底,随着年岁与知识的增长,我对身处的宇宙有了一个基本的认识:地球不过是太阳系中的一颗适宜生命的行星,太阳系不过同伯司额是银河系中的一个恒星系,银河系也不过是本星系中的为措外粮防亮种权府一个漩涡星系,而本星系群不过是宇宙中无垂场济陆数个星系中的医院。我严们的宇宙诞生与138亿年前的一次大爆炸,我们的宇宙在不断的膨胀,而且在加速膨胀。然而这些知识并不是一蹴而就的,一代又一代天文学家付出毕生心血,把人类对宇热望配察宙的认识提高到一个又一个新的高度。
天文学史要从古希腊说起,古希腊是一个政治民主,思想开放,言论米均联且被自由的国度。2500年前成设图迫数学家毕达哥拉斯提出了地球是球体的设想供矿让乱亚罪,在此之前,人们认为天是圆的,地是方的。毕达哥拉斯认为自然之美就是图形和数字之美,而球体是最完美的,可惜的是缺乏实证。100多年后,哲学家亚里士多德再次宣称地球是球体,他比毕达哥拉斯进步一些,采用蛋亲了实证的方式。他给出了三个证据说明地球是球体。从海边看到一艘船离你而去,你总是看到船身消失,然后看到船帆消失。再有朝北极星方向走去,身后总会有一些星星消失在地平线,前方总会慢慢升起一些星星。最后是月食的发生,月亮的边缘是圆弧形的,那是地球的影子。亚里士多德是第一个通过实证的方式而非思辨的方式,去思考我们大地形状的人。
柏拉图提出“拯救现象”,他对毕达哥拉斯的说法提出疑问,他的徒弟欧多克斯提出了同心球理论,作者说如果放在现代,欧多克斯肯定能拿奥数金牌,因为这个同心球理论需要非常精深的几何知识,而且巧妙到让人窒息。又过了100多年,阿波罗尼提出了“本轮均轮”说,对欧多克斯提出了同心球理论做出了修正,行星除了绕地球匀速圆周运动外,本身也绕一个中心做圆周运动。
400年后,又一个天才出现了,托勒密提出了“地心说”理论。他画出了一个基本的宇宙图像,他为每个本轮和均轮都根据自己的天文观测详细的设计了大小、角度和速度值,并且以此来计算预测天体位置。他晚年著作《天文学大成》,作为天文学教科书1500年不变。
时间推进到1495年,一个伟大的天文学家哥白尼提出了日心说,就是太阳是宇宙中心的说法,地球和五大行星都是围绕太阳运转的,但他写的著作是《关于天体运行的假说》。这里要说明一点是中世界的欧洲,宗教裁判的权威可比任何法院都大,甚至可以剥夺一个人的生命。《圣经》上说太阳是围绕地球旋转,任何与《圣经》相违背的学说都是大逆不道的,所以哥白尼写的是假说。
直到1601年,开普勒首次提出了行星与太阳之间隐秘的数学关系,他称得上是人类英雄。1609年,伽利略用镜片发明了望远镜,他通过观察记录,证明了日心说是对的。并且解释了人类2000年的疑惑:地球自转,为什么我们感受不到?这可以用伽利略相对性原理解释:力学规律在惯性内保持不变。通俗地,地球上的一切都参与了地球的运动,整个地球就是一个巨大的惯性力,就好像在封闭的船舱中,人们无法感知船在均速行驶还是静止。
伽利略解释了地球自转的原因,还有一个困惑了人们2000年的问题,如果地球是一个球体,为什么“下面”的人掉不下去那?那么是谁解答了这个问题,他就是牛顿。
24岁的牛顿发现了这个宇宙中最基本的规律:万有引力。它是一把人类开启宇宙奥秘的钥匙,在天文学上有着不可估量的作用。这里要说说牛顿这个人,他用自己一生诠释了“人无完人”这个普遍规律。据后学者充分的考据,牛顿是这样分配他一生的时间的:三分之一用来研究《圣经》的年代学,三分之一时间用来研究炼金术,剩余的三分之一时间用来顺便研究物理、数学、天文等自然学科。牛顿还是一个怪人,他心胸不广,气量偏小,不爱说话,喜爱记仇。他有一个冤家胡克,也是一个大师级科学家,两人互相看着不顺眼。牛顿写《自然哲学的数学原理》第三卷写的特别数学化,明显比前两章艰深难懂。牛顿解释说为了让胡克看不懂。那个老家伙数学不好。可见,人无完人,每个人都是有缺点的。
接下来哈雷发现了恒星不恒,1838年德国职业数学家兼天文学家贝塞尔跑完了持续300多年的接力棒的最后一棒—天鹅61星的周年视差被测定为0.31角秒。反对哥白尼日心说的最后一座城堡被攻破,至此,持续了300多年的托勒密和哥白尼执政终于画上了句号,哥白尼完胜。
之所以简略叙述了天文学史上地心说和日心说发展和争执的过程,一个是因为我很感兴趣,再一个证明了是科学理论不会宣传自己豪无条件绝对正确。科学通过观察、假设、验证这套方法,可以保证理论不断迭代更新,越来越客观的接近真相。
近代200年来,天文学发展特别迅速,这还得益于高精密仪器的发明。人类一点点扩大探索的领域,从银河系到其他星系,从宇宙的由来到宇宙的最终去向,从宇宙的微波辐射、星际有机分子、类星体、脉冲星到暗物质、暗能量。宇宙是无限大的,它正在加速膨胀。因为不断探索宇宙,人类才知道自己的渺小。也许在将来,我们终能发现适合人类生存的一个星球。这并不是不可能,回顾历史,当时的人类也是不会相信现在发现的奥秘,而我们有什么理由不能放开想象呢?