Astronomy 版 (精华区)

发信人: reise (旅行), 信区: Astronomy
标  题: 暗淡蓝点·八、第一颗新行星　　
发信站: 哈工大紫丁香 (2003年06月14日12:57:36 星期六), 站内信件

    我恳求你，你不会希望有理由说明为何有这样多的行星吧，你会吗?这个烦恼
已经有人解决了…… 
                　　　　　　　--开普勒《哥白尼天文学概论》第4卷(1621) 

　　在人类创造出文明之前，我们的祖先主要是在露天生活。在制造出人工光源，
出现大气污染以及有了现代的各种夜间娱乐之前，人们经常观察星星。当然，为了
编制历法的实际需求是有的，但还有更多的原因。甚至在今天，城市里精疲力竭的
居民，一旦望见装点着数以千计闪闪发光的星星的晴朗夜空，也会意想不到地精神
为之一振。许多年来，每次看到这种景色，我都会感到兴奋。 

　　在每一种文化里，天象与宗教神话总是交织在一起。我躺在旷野里，苍穹环绕
着我。它的规模令我折服。它是多么浩瀚，多么悠远，相比起来我就显得很渺小。
可是我并不感到自己被天国遗弃了。我是它的一部分--肯定是微小的一部分，但是
和那种无与伦比的浩瀚相比，任何事物都是微不足道的。当我全神贯注于恒星、行
星及其运动时，我无法抑制地感到这是一种机械、时钟式和高度精密的运作。无论
我们的抱负多么伟大，它的无比规模总使我们显得很渺小和卑不足道。 

　　在人类历史上大多数伟大的发明--从石制工具与火的利用，到文字--都是无名
的恩人做出的。我们对远古事件的记忆是很差的。我们不知道首先察觉行星与恒星
不一样的祖先叫什么名字。他或她应当是活在几万年或甚至几十万年以前。但是全
世界的人终于了解到，装饰夜空的明亮光点中有五个--只有五个--与别的光点步伐
不一致，它们往往在几个月内古怪地运行，好像它们有自己的主见。 

　  这些行星一样，太阳和月亮也有奇怪的视运动。这样一来，在天界漫游的星体
总数为七个。这七个星体对古代人都很重要，因此他们用神灵来给它们命名。不是
随便哪个古老的神，而是主要的、为首的神，是指点其他神灵(以及世间凡人)如何
行动的神。巴比伦人把这些行星之一，明亮而缓慢移动的，㈠用马杜克(Marduk)来
命名；斯堪的纳维亚人用奥丁 　　(Odin)；希腊人用宙斯(Zeus)；罗马人用朱庇
特(Jupiter)；他们都是神中之王。罗马人把暗淡、快速移动和离太阳不远的一颗
行星㈡叫做墨丘利(Mercury)，意为众神的使者；把最亮的一颗行星㈢称为维纳斯
(Venus)，即爱情和美丽之女神；对一颗血红色的行星㈣用战争之神来命名，即马
尔斯(Mars)；至于其中一颗行动最迟缓的叫萨图恩(Saturn)㈤，是时间之神。这些
是我们祖先所能提出的最好的隐喻和暗示。他们除了肉眼之外，没有科学仪器，他
们局限在地球上，并且根本不知遭地球也是一颗行星。① 

　 　　到了要制定星期的时候--星期这个时间间隔与日、月和年都不一样，没有
真实的天文含意--人们把它定为7天，每一天都用夜空中这7个反常的星体之一来命
名。我们不难找到这种定名的痕迹。在英语中，星期六(Saturday)是土星 　　
(Saturn)之日。星期日(Sunday)和星期一(Mo[o]nday)是够清楚的了。㈥星期二至
星期五是用撒克逊人与其同种族的曾入侵凯尔特／罗马不列颠的条顿人的神来命名
的。举例来说，星期三(Wednesday)是奥丁(Odin)[或沃丁(Wodin)]的日子。如果我
们按现在的拼音把它说成是"韦恩的日子"(Wedn's 　　Day)就更清楚了。星期四
(Thursday)是雷神(Thor)的日子。星期五(Ffiday)是爱情女神(Freya)的日子。一
星期的最后一天仍用罗马神的名字，其余的都已变成德语了。 

　　在所有罗曼语族的语言(如法语、西班牙语和意大利语)中，这种联系更为明显
。这是因为它们都起源于古代拉丁语，而在这种语言里，一周的日子(从星期天开
始)，是依次用大阳、月亮、火星、水星、木星、金星和土星来命名的。(太阳日成
为上帝的日子。)他们原本可按相应的天体亮度次序来为日子定名，即按太阳、月
亮、金星、木星、火星、土星与水星的次序，排出星期日、星期一、星期五、星期
四、星期二、星期六和星期三；但是他们没有这样做。如果在拉丁语系中一周的日
子是按与太阳的距离的次序来排列，就会成为：星期天、星期三、星期五、星期一
、星期二、星期四、星期六。然而回溯到为行星、神灵和周日取名的时候，谁也不
知道行星的这种次序。周日的排列次序似乎是任意的，虽然可能承认了太阳的首要
地位。 

　　7尊神灵、7个日子和7个星体--太阳、月球与五颗漫游的行星--的这种结合，
在世界各地广为流传。7这个数字开始取得神奇的涵义。以前人们认为有七重天，
即以地球为中心的7个透明球壳，是它们使天体运转。最外面的球壳，即第七重天
，是假想中的"恒"星居留的地方。一共有7个创世日{如果我们把上帝的休息日也包
括在内)，人的头上有7窍，有7项美德，7大罪恶㈦，苏美尔㈧神话里有7个恶魔，
希腊字母中有7个元音(每一个都属于一位行星之神)，炼金术士认为有7位主管命运
之神，摩尼教有7本巨著，基督教有7次圣餐，古希腊有7位圣人，此外还有7种炼金
的"丹源"(金、银、铁、汞、铅、锡和铜--金至今还与太阳有关，银与月亮有关，
铁与火星有关，等等)。第7个儿子的第7个儿子具有超自然的魔力。7是一个"幸运
"数字。《新约全书》的《启示录》中谈到，把一卷圣谕的7张封条打开时，7只喇
叭就会一齐吹响，7个碗一齐盛满。圣奥古斯丁含糊地论证过7的神秘的重要性。他
的理由是，3是"第一个为奇数的整数"(那么1算什么呢?)，"4是第一个偶数"(2又算
什么呢?)，并且"它们合起来便是7"，如此等等。甚至在今天，像这样的穿凿附会
还在苟延残喘。 

　　甚至有人不相信伽利略发现的4个木卫(还不是行星呢!)的存在，理由是它损害
了7这个数字的优越地位。随着哥白尼体系逐渐为人们接受，地球进入行星的行列
，而太阳和月球去掉了。这样一来，似乎只有6个行星(水星、金星、地球、火星、
木星与土星)。于是有人杜撰出学术依据来论证，为什么必须是6个。举例来说，6
是第一个"完全"数，等于它的除数之和(1+2+3)，这就是证明。还有，无论如何只
有6个创世日，而不是7个。人们找出各种理由来迎合行星由7个变成6个。 

　　到了那些善于玩弄数字神秘主义的人也接受哥白尼体系的时候，这种自欺欺人
的思维模式便从行星转移到卫星。地球有一个卫星，木星有4个伽利略卫星，加在
一起是5个。显然还缺了一个。(请不要忘记，6是第一个完全数。)当惠更斯在
1655年发现土卫六时，他和其他许多人都确信，这是最后一个了：6个行星，6颗卫
星，而上帝在他的天国里。 

　　哈佛大学的科学史专家科恩(I·Bemard Cohen)指出，惠更斯确实放弃了对其
他卫星的探寻，这是因为从上述论证再也没有其他卫星了。16年以后，令惠更斯啼
笑皆非的是他在场时，巴黎天文台的卡西尼②发现了第七颗卫星，即土卫八。它是
一个古怪的星体，它的一个半球是黑的，而另一个是白的；它的轨道是在土卫六之
外。不久后，卡西尼又发现了另一颗土星卫星，即土卫五。这是在土卫六之内的卫
星。 

　　对玩弄数字游戏的人来说，又一个机会来了。这一次是专门应用于阿谀奉承恩
主。卡西尼把行星数(6)与卫星数(8)相加，得到14。当时碰巧的是，为卡西尼兴建
天文台并支付薪金的人是法国的路易十四，号称太阳国王。这位天文学家急急忙忙
地把这两颗新卫星"奉献"给他的君王，并宣称路易已经"征服"了太阳系的尽头。谨
言慎行的卡西尼于是中断了对其他卫星的探寻。科恩认为，大概他害怕再发现一颗
卫星会触犯路易--他是一个不能被嘲弄的帝王，他可以粗暴地把他的臣民定为叛逆
的新教徒，并投入地牢。尽管如此，12年后，卡西尼重新进行探索，并发现--无疑
是战战兢兢地--另外两颗卫星。(幸好人们没有一脉相承地这样做，否则法兰西波
旁王朝就会有70多个叫路易的国王，那就麻烦了。) 

　　在18世纪后叶，当新天体陆续发现时，这个玩弄数字论证的势力大为削弱了。
然而在1781年，当人们听说用望远镜发现了一颗新行星的时候，仍然有一种真正的
惊奇之感。相比之下，新卫星不太引人注意，尤其是在前面6个或8个发现之后。但
是，还有新的行星可以发现，并且人们还创制出发现它的工具，这两件事既令人惊
异又使人感到是理所当然的。如果有一颗前所不知的行星，就可能还有许多颗--在
我们太阳系以及其他恒星附近都会如此。谁也不知道，在漆黑的天空里，究竟还有
多少尚未发现的新世界? 

　　这次的发现甚至并非由一位职业天文学家，而是由威廉，赫歇尔(William 
Hershel)做出的。他是一位音乐家，他的家人跟另一位英国化了的德国人(也就是
后来美洲殖民地的压迫者英王乔治三世)的家庭一同来到英国。赫歇尔希望用他的
庇护人来命名这颗行星，即称它为乔治(实际上是"乔治之星")；然而幸运的是，这
个名字并没有流传下来。(天文学家似乎都热中于讨好君王。)赫歇尔发现的这颗行
星后来被称为天王星(Uranus)(这是每一代讲英语的9岁的孩子都听不厌的故事)。
它以古代天神命名，而按希腊神话，是萨图恩(土星名)的父亲，因此是奥林匹亚众
神的祖父。 

　　我们不再把太阳和月球当作行星，并且--忽略不计相对说来不重要的小行星与
彗星--把天王星认作按与太阳的距离排列的第七颗行星(水星、金星、地球、火星
、木星、土星、天王星、海王星、冥王星)。它是古人不知道的第一颗行星。外面
的4颗行星(类木行星)与4颗内行星{类地行星)原来是大不相同的。冥王星是一个独
特的例子。 

　　随着岁月的推移和天文仪器质量的改进，我们对遥远的天王星开始了解得较多
了。向我们反射暗淡太阳光的不是固体表面，而是大气与云--正如土卫六、金星、
木星、土星及海王星那样。天王星的空气由氢和氦这两种最简单的气体组成，还有
甲烷与其他碳氢化合物。地球上观测者看得到的云层之下就是厚实的大气，它含有
大量的氨、硫化氢，特别还有水。 

　 　　在木星和土星的大气深处，压力大到把原子中的电子挤出，并使空气呈金
属性。在质量较小的天王星上似乎没有出现这种情况，这是因为它的大气深处的压
力小一些。然而只有通过天王星对其卫星的微妙的引力，可以研究根本看不到的更
深处，发现在上面大气的沉重压力下，那里是一个岩石般的表面。那是一个隐而不
见的与地球相似的庞大行星，它被浩大的空气掩盖和包裹起来。 

　　地球表面的温度是由地球拦截的太阳光保持住的。太阳一旦离去，地球就会很
快冷却--远不只是像南北两极那样冷，也不仅海洋会冻结，而是严寒甚至于使空气
凝固，形成覆盖整个地球的10米厚的氧与氮的冰层。从炽热的地球内部渗透出来的
一点点热量不足以融化这些隆冰。对木星、土星和海王星而言，情况就不一样了。
从它们内部倾泻而出的热量与它们从远方太阳获得的辐射热大致相等。把太阳"关
掉"，它们所受的影响并不很大。 

　 　　但是天王星就是另一回事了。它在类木行星中是反常的。天王星像地球：
真正从内部渗出的热量很少。我们不了解为什么会是这样，为什么在许多方面与海
王星很相似的天王星却缺少一个强大的内部热源。由于这个以及别的原因，我们不
能说已经了解这些巨大星体的内部深层的情况。

 　　天王星是"躺下来"绕太阳旋转的㈨。在20世纪90年代，它的南极受太阳照射
，20世纪末地球上的观测者察看天王星时，他们所见到的正是这个极。天王星绕太
阳运转一周需要 　　84个地球年。因此在21世纪30年代，其北极将朝向太阳(也是
朝向地球)。到21世纪70年代，南极会又一次对着太阳。在中间这段时期，地面天
文学家所看见的主要是它的赤道区域。 

　　所有其他行星都是"直立地"在轨道上自转。谁也不能肯定天王星反常自转的原
因。最有可能的假说是，在它早期历史上的某个时候(总是几十亿年之前)，一颗在
很扁的轨道上运行的，大小与地球差不多的凶猛行星撞上了它。这样的碰撞，如果
曾发生过，一定早巳使天王星系统乱成一团。也未可知，这一场古代的浩劫总应该
留下一些别的痕迹让我们去发现。但是天王星太遥远，要揭开它的奥秘并非容易的
事。 

　　1977年，由埃利奥特(James Elliot)(当时在康内尔大学)领导的一批科学家偶
然发现，天王星也像土星那样有环。当时这些科学家为观测天王星掩一颗恒星，乘
一架美国国家宇航局特制的飞机--柯伊伯机载天文台--正飞越印度洋。 　　(正因
为天王星相对于遥远的群星在缓慢地移动，这种掩星现象才常常发生。)观测者大
吃一惊地发现，恒星就在走到天王星及其大气背后之前闪烁了几次，随后在它从天
王星及其大气背后刚出现后又闪了几次。因为在掩星前后闪耀的情况是一样的，这
次的发现(以及后来的大量工作)表明天王星拥有 　　9个很薄、很暗的围绕行星的
环，于是天王星在天空中看来像有若干黑圈环绕的一个靶心。 　　地球上的观测
者了解到．在这些环的外面是当时已知的 5颗卫星的同心轨道。这5颗卫星都是用
莎士比亚的《仲夏夜之梦》和《暴风雨》，以及蒲伯(Alexander 　　Pope)的《卷
发遇劫记》中的人物命名的。具体说来，天卫五是米兰达(Miranda)，天卫一是埃
里厄尔(Ariel)，天卫二是乌姆勃里厄尔{Umbriel)，天卫三是泰坦尼亚(Titania)
，天卫四是奥伯龙{Oberon)。它们之中有2颗是赫歇尔本人发现的。5颗卫星中最里
面的一颗，即天卫五，直到1948年才由我的老师柯伊伯发现③。我回想到．当时认
为发现天王星的一颗新卫星是一项多么了不起的成就。后来由反射的近红外光连续
发现5个卫星的表面都有一般水冰的光谱特征。这不足为奇--天王星距太阳太远了
，因此它在正午时的亮度还不如日落后地面的亮度。温度极低，任何水都必然结成
冰。 

　　我们对天王星系统--这颗行星、它的光环和它的卫星--的认识，在1986年1月
24扫开始有了一场革命。在那一天，"旅行者2号"飞行了8年半之后到达离天卫五很
近的区域，并"击中"了天空中的靶心--天王星。于是天王星的引力把它椎向诲王星
。这艘太空飞船发回了4 　　300张天王星系统的近距照片以及大量其他资料。 

　　还发现天王星周围有一个强辐射带，它由该行星磁场俘获的电子和质子形成。
"旅行者"穿过辐射带，顺便测量它的磁场及俘获的带电粒子的强度。它还检测出由
加速的俘获电子产生的无线电波发出的不和谐声音，其音色、和声及细节都在不断
变化，但收听到的主要是最强音。在木星与土星上都发现有类似现象，后来在海王
星上也发现有，但每个行星始终都有其特定的主旋律和对位特征。 

　　地球磁场的极与地理南北极很靠近。天王星的磁轴和自转轴有约为60度的交角
。还没有人了解为什么会是这样。有人曾认为我们正好赶上天王星磁场的南北两极
在对调，这种情况在地球上定期发生。还有人提出这也是古代那次把天王星弄得改
变了自转轴方向的猛烈碰撞的后果。但是我们不知道孰是孰非。 

　　天王星发射的紫外光远比它从太阳接收到的要强，这很可能是由磁层泄漏出的
带电粒子冲击高层大气所产生的。太空飞船从天王星系统里的一个有利位置观察到
一颗亮星在通过天王星的环时所发生的闪烁。从地球上看去，飞船走到天王星背后
；因此它发送回来的无线电讯号在切线方向穿过天王星的大气，这可用来探测直到
甲烷云层之下的大气。有人由此推断，有一个也许厚达8000千米的浩大深邃的超热
液态水所构成的海洋在空气中漂浮。 

　　与天王星会合的最辉煌的成就是拍到的照片。用"旅行者"的两部电视摄象机，
我们还发现了10个新卫星，测定了在云层中天王星一天的长度(约为17小时)，还研
究了一打左右的环。最为壮观的是过去已经知道的天王星的5个大卫星的照片，其
中最小一颗，即柯伊伯的天卫五的照片尤为突出。它的表面布满了断裂的山谷、平
行的山脊、悬崖峭壁、低矮的山脉、撞击坑以及一度熔化的表面物质形成的冻结河
流。对于一个远离太阳的小而冰冷的星体来说，很难预料到会有这种混乱的景观。
这个表层也许是在好久以前的某个时代熔化和重新形成的，那时天王星、天卫五与
天卫一之间的引力共振从该行星里面汲取能量并注入天卫五的内部。或许我们看到
的据说是把天王星弄得改变自转轴方向的原始碰撞所留下的痕迹。或者(只是凭想
象)，天卫五一度被一个猛撞上来的天体全部摧毁、并爆裂成一大难碎块，许多碎
块仍留存在天卫五的轨道上。这些碎块缓慢地相撞，由万有引力而相互吸引，于是
重新聚合成今天这样一个乱糟糟、破烂不堪、未经修补的天卫五。 

　　对我来说，看到黑黝黝的天卫五的照片，我感到甚为震惊，因为我清楚地记得
它只是一个几乎被天王星的光芒淹没了的微弱光点，多亏天文学家的本领和耐心，
克服很大困难才发现了它。仅仅过了半个人生，它就从一个未经发现的世界变成一
个探测目的地，它的古老而奇特的奥秘至少有一部分已被揭示出来了。 

　㈠指木星。--译者 

　㈡指水星。一译者 

　㈢指金星。--译者 

　㈣指火星。--译者 

　㈤指土星。--译者 

　㈥星期日是太阳(Sun)日，星期一是月亮(Moon)日。--译者 

　㈦宗教认为该罚入地狱的7大重罪，指骄、贪、欲、怒，馋．妒、懒。--译者 

　㈧古代幼发拉底河下游地区。--译者 

　㈨天王星的自转轴在黄道面上。--译者

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