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近幾年，隨著中國(guó)航天事業(yè)的大發(fā)展，天文類的科普讀物如雨后春筍般涌現(xiàn)，風(fēng)格也是多種多樣。有的以普及硬核知識(shí)為主，也有的跟當(dāng)下的流行元素結(jié)合起來(lái)，比如用漫畫等形式講解，勾起讀者對(duì)科學(xué)、天文學(xué)的興趣。
但是，無(wú)論風(fēng)格什么樣，這些書基本上都圍繞著目前科學(xué)界普遍接受的宇宙演化理論，也就是大爆炸理論進(jìn)行講解。而且講到最后，差不多都有同一個(gè)落腳點(diǎn)，那就是，從宏大的宇宙尺度上看，我們?nèi)祟悘哪睦飦?lái)，又要到哪里去。
根據(jù)大爆炸理論，宇宙有138億年的歷史，比動(dòng)輒就以百萬(wàn)年為時(shí)間單位的地質(zhì)年代還要大幾個(gè)數(shù)量級(jí)。如果把這138億年看成一年，那么人類誕生是在這一年的最后一天，也即是12月31日的23:59:46。換句話說(shuō)，人類的歷史只有14秒。你不妨現(xiàn)在做三次深呼吸，這就是人類歷史的長(zhǎng)度。如果把138億年看成一個(gè)橄欖球場(chǎng)，那么人類歷史只有0.066毫米。一張標(biāo)準(zhǔn)70克A4紙的厚度是0.088毫米，人類的歷史比紙還薄。這就是為什么霍金說(shuō)：宇宙中有一顆中不溜兒大小的行星，它繞著一顆不起眼兒的恒星轉(zhuǎn)圈，而那顆行星表面的“化學(xué)渣滓”，就是我們。
人類的存在在宇宙尺度上只是很短暫的時(shí)間
這類科普讀物，讀完之后讓人震撼的同時(shí)，也不可避免地讓人感到自慚形穢，因?yàn)槿祟悓?shí)在是太渺小了。
但有一本天文科普書擺脫了這樣的套路，由喬·馬錢特所著的《人類仰望星空時(shí)》，是一本字里行間滲透著濃濃的人文情懷的科普書。
《人類仰望星空時(shí)：繁星、宇宙與人類文明的進(jìn)程》[英]喬·馬錢特/著 宋陽(yáng)/譯 中信出版集團(tuán)出版
作者喬·馬錢特是英國(guó)知名記者和作家，寫了很多書和文章探討人類和宇宙的本質(zhì)。她在倫敦帝國(guó)理工獲得碩士學(xué)位，專業(yè)是科學(xué)傳播，同時(shí)還是基因?qū)W和醫(yī)學(xué)微生物學(xué)的雙料博士。
科學(xué)傳播是一個(gè)非常有意思的專業(yè)，既要采取普通人能理解和接受的形式，又要達(dá)到一定專業(yè)性的標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)傳播科學(xué)思想，同時(shí)利用人文社科領(lǐng)域的工作，來(lái)思考科學(xué)與社會(huì)之間的關(guān)系。這本書正是這種努力的一個(gè)體現(xiàn)。
十二個(gè)重要時(shí)刻
《人類仰望星空時(shí)》的英文原書名是Human Cosmos，直譯就是“人類的宇宙”。題目聽起來(lái)有點(diǎn)平庸寡淡，感覺(jué)心里掀不起什么波瀾。而且跟宇宙138億年的歷史相比，人類的存在比紙還薄，那又何言“人類的”宇宙呢？
但是，作者偏偏就要這樣說(shuō)。言外之意是：宇宙再大，歷史再長(zhǎng)，終歸是“人類的”宇宙。這里面透出幾分“人擇原理”的味道，也涉及到對(duì)宇宙的量子解釋。
全書一共12章，依次是神話、土地、命運(yùn)、信仰、時(shí)間、海洋、權(quán)力、光、藝術(shù)、生命、外星人、意識(shí)。乍一看上去，讓人有點(diǎn)犯嘀咕：這12個(gè)主題可以說(shuō)是風(fēng)馬牛不相及，作者是怎么把它們組合到一起的呢？
這本書構(gòu)思的巧妙之處就在這里。事實(shí)上，作者用“人類仰望星空”這個(gè)大主題，將兩萬(wàn)年來(lái)人類歷史上看似零散的12個(gè)重要時(shí)刻串聯(lián)起來(lái)。
明里是在講故事：比如與皇權(quán)和宗教斗爭(zhēng)了一輩子的托馬斯·潘恩，孤掌難鳴卻堅(jiān)持己見(jiàn)的生物學(xué)家弗蘭克·布朗，中世紀(jì)的造鐘大師、修道院院長(zhǎng)理查德，人稱“太平洋之王”的庫(kù)克船長(zhǎng)，離經(jīng)叛道的藝術(shù)家馬列維奇……
對(duì)天文的愛(ài)好指引托馬斯·潘恩走上了追求民主的道路
同時(shí)在暗里，這些人、這些事，他們的思想、他們的言行，連成了一部歷史，講述人類在不斷仰望星空的過(guò)程中，如何一步步發(fā)展出科學(xué)和文明，又是如何在這個(gè)過(guò)程中，從觀察世界，到解釋世界，再到反觀人類自身。
因此，“仰望星空”是人類所有好奇心的起點(diǎn)，也是人類迄今為止一切偉大成就的源頭。
遠(yuǎn)古人的原初思考，古文明神跡一般的超群智慧，現(xiàn)代科學(xué)的誕生，技術(shù)的飛速進(jìn)步，這些跨越了兩萬(wàn)年的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，在“仰望星空”這根鉤針的上下翻飛中，織成了這本奇書。
什么決定了人類看到的星星
既然“仰望星空”，自然要提到人類在夜空中看到的星星，或者用天文學(xué)術(shù)語(yǔ)說(shuō)，叫“天體”。人類歷史上，有些天體出鏡率很高，比如銀河、太陽(yáng)、月亮、金星、天狼星、北極星等等。這是因?yàn)檫@些天體，人類用肉眼最容易看到。
其實(shí)，全天肉眼可見(jiàn)的天體大多數(shù)是恒星。所謂恒星，簡(jiǎn)單說(shuō)就是巨大的發(fā)光氣體球。我們現(xiàn)在知道，據(jù)推算宇宙中恒星的數(shù)量級(jí)在1022，僅僅是我們所在的銀河系就有1000億顆。對(duì)于肉眼可見(jiàn)的恒星，我們稱為亮星。正是這些亮星吸引了人類的目光，引領(lǐng)人類邁出了求知的第一步。
從古至今，星空啟發(fā)著人類的夢(mèng)想
既然恒星不計(jì)其數(shù)，為什么我們?nèi)庋勰茌p松看到的恒星并不多呢？如果刨除城市光污染的因素，決定恒星視亮度（也就是恒星在我們看來(lái)有多亮）的因素有兩個(gè)：一個(gè)是它的亮度（也就是發(fā)出可見(jiàn)光的總量），一個(gè)是它與我們的距離。由于絕大多數(shù)恒星離地球太遠(yuǎn)了，所以盡管它們的亮度并不比太陽(yáng)小，甚至比太陽(yáng)大得多，但它們發(fā)出的光在前往地球的星際旅途中變得越來(lái)越微弱，很難被肉眼看到。
用來(lái)衡量恒星視亮度的體系是視星等，其發(fā)明者據(jù)說(shuō)是第三章提到的古希臘天文家喜帕恰斯?！耙暋笔且暳Φ囊?，“星”是星空的星，“等”是等級(jí)的等。在肉眼可見(jiàn)的恒星里，6等星最暗，5等星亮一些，以此類推，數(shù)值越小，恒星越亮。隨著這個(gè)體系變得越來(lái)越精確，天文學(xué)家不再說(shuō)幾等星，而是說(shuō)一顆恒星的視星等是3.34或者0.03（織女星）。比如夜空中最亮的恒星是天狼星，它的視星等是-1.46，北極星是1.95，離我們最近的恒星南門二（4.4光年），也就是劉慈欣小說(shuō)三體星的原型，是-0.27。一般視星等小于2的，可以定義為亮星。
以地球?yàn)橛^察點(diǎn)，全天最亮的星無(wú)疑就是我們這個(gè)星系的核心——太陽(yáng)。它的視星等是-26.74，夜空頭號(hào)亮星天狼星的視星等是-1.46。換算一下，太陽(yáng)的視亮度是天狼星的128億倍。
不同天體的視星等
這就是為什么除了凌晨和黃昏時(shí)分，在白天的大部分時(shí)間里，我們用肉眼很難看到其他星星，這不是因?yàn)樾切遣灰?jiàn)了，而是因?yàn)樘?yáng)實(shí)在是太亮了，蓋住了其他星星的光芒，想想連天狼星在太陽(yáng)面前，尚且是螢火之光，更別說(shuō)其他恒星了。這跟城市光污染的結(jié)果類似，背景變亮了，本來(lái)可見(jiàn)的星星就變得不可見(jiàn)了。
對(duì)于全天最亮的這顆星，必須要提醒一句：任何時(shí)候，記住是任何時(shí)候，都不要用裸眼看太陽(yáng)，更不要透過(guò)沒(méi)有濾光措施保護(hù)的光學(xué)儀器，比如望遠(yuǎn)鏡和相機(jī)的取景器，觀測(cè)太陽(yáng)，日食的時(shí)候同樣不可以。我們可以間接觀測(cè)太陽(yáng)：比如伽利略發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)黑子的時(shí)候，是在望遠(yuǎn)鏡上加了一層很厚的黑色濾光鏡。也可以利用小孔成像的原理，把陽(yáng)光投到白紙上，下次日偏食的時(shí)候，你不妨試試這個(gè)簡(jiǎn)單的方法。
生命之源：太陽(yáng)
太陽(yáng)的質(zhì)量占整個(gè)太陽(yáng)系的99%，是地球上所有生命和能量的來(lái)源。
我們的衣食住行，沒(méi)有一樣能離開太陽(yáng)。我們吃的食物，不管葷的素的，生的熟的，正餐零食，高熱量或者低卡，只要我們沿著食物鏈往下捋，所有能量，最終都是靠植物的光合作用，從太陽(yáng)那里吸收來(lái)的。
那穿的衣服呢？絲綢棉麻之類的天然材質(zhì)，不用說(shuō)跟食物一樣，也是靠光合作用來(lái)自太陽(yáng)?；w材質(zhì)，包括我們?nèi)粘Ｉ罾锏母鞣N塑料產(chǎn)品，都是化工產(chǎn)品，原料不外乎是煤、石油和天然氣，這些都是古代海洋浮游生物和海藻沉積而成的化石，這些化石在億萬(wàn)年前將太陽(yáng)能封存起來(lái)，我們今天用各種各樣的方法再將這些能量釋放出來(lái)，加以利用。至于我們每天用的電，開車燒的油，所有能量歸根結(jié)底都來(lái)源于太陽(yáng)。沒(méi)有太陽(yáng)，人類將不復(fù)存在。
長(zhǎng)河落日
現(xiàn)代科學(xué)告訴我們：太陽(yáng)是一顆非常普通的恒星，還記得霍金說(shuō)過(guò)的那句話嗎？“宇宙中有一顆中不溜兒大小的行星，繞著一顆不起眼兒的恒星轉(zhuǎn)圈”。這里所說(shuō)的那顆“不起眼兒的恒星”，就是太陽(yáng)。跟所有恒星一樣，太陽(yáng)的主要成分是氫和氦，靠?jī)?nèi)部的核聚變產(chǎn)生能量，發(fā)光發(fā)熱。它也有生命周期，要經(jīng)歷出生、長(zhǎng)大、衰老和死亡。我們的太陽(yáng)已經(jīng)46億歲了，是一顆中年恒星，估計(jì)它還有50億年的壽命。
盡管如此，從遠(yuǎn)古時(shí)期開始，人類看到太陽(yáng)每天東升西落，給世界帶來(lái)光明、溫暖和生機(jī)，它是那么高高在上，那么威力無(wú)邊，早期人類對(duì)太陽(yáng)生出敬畏之心，這也是自然而然的事情。所以，在世界各地的神話故事里，都有一個(gè)光輝燦爛的“太陽(yáng)神”，書中就提到了不少。
比如，埃及的太陽(yáng)神拉乘著天舟，穿過(guò)天空之海。羅馬太陽(yáng)神“無(wú)敵索爾”，駕著一輛四馬戰(zhàn)車，從海洋冉冉升起。北美原住民楚瑪什人的太陽(yáng)神，住在上界的水晶屋里，白天舉著火把，赤身裸體，頭戴一根用鳥毛編成的發(fā)帶，穿過(guò)天空。另外，書中還提到敘利亞太陽(yáng)神“埃拉伽巴路斯”，希臘太陽(yáng)神“赫利俄斯”，古巴比倫史詩(shī)中的太陽(yáng)神叫“沙瑪什”，波斯太陽(yáng)神“密特拉”。中國(guó)神話里也有跟太陽(yáng)有關(guān)的情節(jié)，比如帝俊和羲和生了十個(gè)兒子，個(gè)個(gè)都是太陽(yáng)，這才有了后羿射日的故事。
古埃及謳歌太陽(yáng)神的壁畫
人類對(duì)太陽(yáng)的神化，逐漸演化成了鋪天蓋地的太陽(yáng)崇拜。書中的第四章講到，太陽(yáng)崇拜的傳統(tǒng)如此根深蒂固，所以已經(jīng)皈依基督教的君士坦丁在米爾維大橋戰(zhàn)役大敗馬克森提烏斯、統(tǒng)一羅馬帝國(guó)之后，并沒(méi)有妄想根除這種傳統(tǒng)，因?yàn)檫@既不現(xiàn)實(shí)，也不明智。相反，他巧妙地將太陽(yáng)崇拜與基督教統(tǒng)一起來(lái)，讓帝國(guó)的異教徒和基督徒團(tuán)結(jié)在集上帝和太陽(yáng)神于一身的耶穌基督的周圍，這確實(shí)算得上是一次政治妙舉。
在將太陽(yáng)神圣化的同時(shí)，人類也注意到了一些長(zhǎng)期規(guī)律，而現(xiàn)代天文學(xué)的誕生正是人類對(duì)太陽(yáng)、太陽(yáng)系行星持續(xù)觀察和思考的必然結(jié)果。書中第二章講到，新石器時(shí)代的英國(guó)巨石陣所呼應(yīng)的天象，正是冬至日落的壯觀景象，這里古人觀察到的規(guī)律就是太陽(yáng)的周年運(yùn)動(dòng)和四季循環(huán)。
在第六章，“太平洋之王”庫(kù)克船長(zhǎng)和他的“奮進(jìn)號(hào)”奉國(guó)王之名，到塔希提島執(zhí)行一項(xiàng)重要的觀測(cè)任務(wù)——金星凌日，為的是改進(jìn)日地距離的數(shù)值。這個(gè)數(shù)值對(duì)于測(cè)定太陽(yáng)系的大小十分關(guān)鍵。而日地距離本身，也是天文學(xué)的一個(gè)基本單位，學(xué)名“天文單位”，英文縮寫AU，約為1.5億公里。太陽(yáng)系的大小，如果按照與星際空間的邊界算，是80-100個(gè)天文單位。
到了第八章，富有工匠精神的物理學(xué)家夫瑯和費(fèi)，敢于質(zhì)疑牛頓的論斷，敏銳地發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)光譜中的574條暗線，這些暗線后來(lái)就被稱為夫瑯和費(fèi)線。熱情如火的化學(xué)家本生靈機(jī)一動(dòng)，想到通過(guò)比對(duì)夫瑯和費(fèi)線和地球元素的發(fā)射譜線，從而確定太陽(yáng)的成分。謙虛害羞的物理學(xué)家基爾霍夫卻大膽推論：太陽(yáng)的外層比它的核心冷，所以當(dāng)光穿過(guò)較冷的外層射向地球的時(shí)候，某些色光被吸收了。就這樣，人類揭開了天體光譜的神秘面紗，將遙不可及的恒星拉到了我們面前。
而在第九章，離經(jīng)叛道的藝術(shù)家馬列維奇向理性發(fā)起進(jìn)攻，他首先拿太陽(yáng)開刀，因?yàn)樘?yáng)的理性和邏輯之光欺騙了我們，讓我們相信所見(jiàn)皆真實(shí)。因此，人類要進(jìn)步，必須摧毀太陽(yáng)。所以，畫家馬列維奇與其他先鋒藝術(shù)家共同創(chuàng)作了荒誕劇《戰(zhàn)勝太陽(yáng)》，里面的勝利者將那團(tuán)火球從天空撕扯下來(lái)。
馬列維奇《戰(zhàn)勝太陽(yáng)》舞臺(tái)布景手稿
第十章講述了時(shí)間生物學(xué)的崛起與內(nèi)斗，大家或許還記得孤軍奮戰(zhàn)的布朗吧，他的對(duì)手正是憑借太陽(yáng)生物鐘研究，獨(dú)霸時(shí)間生物學(xué)陣地幾十年。太陽(yáng)生物鐘，也叫晝夜節(jié)律，指的是生物活動(dòng)隨著太陽(yáng)周日運(yùn)動(dòng)起伏漲落的周期。經(jīng)常到國(guó)外出差的人對(duì)這點(diǎn)一定深有感觸，所謂倒時(shí)差，不光是要調(diào)整睡眠-覺(jué)醒周期，其實(shí)你體內(nèi)所有的太陽(yáng)生物鐘都要調(diào)整好，人才會(huì)感覺(jué)正常，我個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)是腸胃活動(dòng)最難倒過(guò)來(lái)。
太陽(yáng)不僅激發(fā)了人類的探索求知欲，還影響了人類社會(huì)的權(quán)力結(jié)構(gòu)。第七章里說(shuō)，哥白尼把太陽(yáng)比做居于寶座的王者，統(tǒng)治著圍繞它轉(zhuǎn)動(dòng)的行星家族。隨著哥白尼的日心說(shuō)呼聲越來(lái)越高，歐洲帝王君主紛紛扯起太陽(yáng)這面大旗，比如西班牙的菲利普四世是“行星之王”，法國(guó)的路易十四是“太陽(yáng)王”，英國(guó)的喬治二世和喬治三世是“耀眼的君主”和“璀璨的親王”，發(fā)出“無(wú)比高貴的光芒”。
所以，太陽(yáng)滋養(yǎng)我們，主宰我們，吸引我們，啟發(fā)我們。我們敬畏它，神化它，觀察它，研究它，甚至指責(zé)它，攻擊它。但無(wú)論如何，終究是因?yàn)樗l(fā)出的光，才讓人類有了那14秒的存在，讓人類今天能站在這里，問(wèn)宇宙是什么，我們是什么。
從古至今，人類都在通過(guò)觀察星空理解宇宙，這段歷史漫長(zhǎng)而艱辛。讓我們跟隨《人類仰望星空時(shí)》，潛入深邃的宇宙認(rèn)知史中細(xì)致勘察一番，或許可以觸及乃至越過(guò)既有世界觀的邊界。（文匯報(bào) 作者宋陽(yáng)）
