這才是天文學（簡體書）

前 言

我喜歡那些不靠譜的科幻影視，《憤怒的紅色星球》《地球危機》《不明飛行物》等——所有那些老式的黑白或彩色科幻電視劇和電影。我是看這些劇集長大的，小時候經常守在電視機前不願睡去，有時候甚至比爸媽平日給我規定的“上床時間”晚好幾個小時。我清楚地記得，上小學三年級的時候，請求媽媽允許我看《迷失太空》[1]。我太崇拜那部劇了，機器人、史密斯博士、“木星二號”宇宙飛船，等等。我也想像劇中人那樣穿上多色絲絨V領毛衫，我對朱迪·魯濱遜一見鐘情——愛得毫無保留。

當然了，我也喜歡那些靠譜的科幻影視。想當年，《火星人襲擊地球》和《地球停轉之日》就是我的最愛，現在也是。但是，最關鍵的問題不在於這些片子“靠譜”還是“不靠譜”，甚至不在於它們的劇情是不是合理——我記得有一部意大利電影講的是去金星旅行的故事，整個情節虛幻得就跟磕了致幻藥的薩爾瓦多·達利寫得似的。關鍵是，在這些科幻作品中，總會出現外星人和火箭飛船。

在孩提時代，我假裝自己乘坐火箭前往其他星球探險，一玩就是幾個小時。從小我就知道，將來我一定會成為一名科學家，也很確信自己想成為的是一名天文學家。那些情節離奇、一點兒都不科學的電影並沒有打消我的積極性，相反，它們啟發了我。我絲毫不在意那些冒傻氣的地方——比如向其他恒星發射常規化學火箭，實際上我們在太空中是聽不到任何聲音的。幼時的我滿腦子想的都是“衝出地球，走向太空”，所以如果觀看那些傻裡傻氣的電影能夠為我的幻想添磚加瓦，何樂而不為呢。我願意付出所有——擁有的一切——作為代價，只為親自踏上宇宙飛船看一看，近距離觀察雙子星，在星云中漫遊徜徉，或者幹脆乘坐飛船離開我們的銀河系，在無盡夜空中觀賞它的全景——它閃爍著微弱神秘的光芒，而太空如一張黑色天鵝絨畫布，那黑色是如此濃重，放眼凝視，你幾乎不敢確定自己是不是睜著雙眼。

現在我已成年，讓我放棄所有、不顧一切來一場“說走就走”的太空旅行或許沒有從前那麼簡單了。不過我也可能會願意，因為這說明將來我的女兒也能夠“說走就走”地踏入太空……但人類徜徉太空的那一天還沒有來臨，我們依然囿於地球。基本上，想要領略宇宙深處的景致只有兩種方式，借助天文望遠鏡或者欣賞科幻電影。而這兩者之中，或許天文望遠鏡的視野要比電影來得更清晰、更明確。盡管電影曾帶給孩提時代的我種種向往之情，此刻作為一個成年人，我更希望科幻電影能夠更好地向大眾呈現天文學（或者天文學家）的全貌。

科幻電影或許很有啟發性，對於我來說這就是它們的最主要使命，然而科幻電影也給天文學帶來了“壞影響”。它們模糊了幻想與科學的區別，混淆了虛構與真實。科幻電影可以塑造一些看上去特別真實可信的虛構情節，以至於幻想與科學的邊界變得含混。舉個例子來說，大多數人對於星際旅行究竟如何實現了解得並不多。星際旅行非常復雜難懂，需要依靠大多數人都不熟悉的物理知識。

然而，電影讓星際旅行看上去變得相當簡單。只要跳上你的飛船，然後說走就走！在電影裡，你只需要注意躲避突如其來的隕石雨或者外星人的飛船，就能在太空瀟灑地來去自如。但很不幸的是，在真實的宇宙中，事情並非如此。如果星際旅行真的像電影裡演得那麼簡單，我們早就在火星或者其他行星上建立殖民地了。我做過一些關於電影和天文學的演講，聽眾們最常見的問題就是：為什麼我們還不能在月球上生活？為什麼我們還沒有建好宇宙飛船，或者至少殖民整個太陽系？有的時候，提問的人很真誠；而有的時候，提問的人帶著幾分不耐，好像他們覺得美國國家航空航天局（NASA）的工程師們都在消極怠工，不如《星際迷航》中的史考提工作麻利似的。科幻電影產業令大眾印象深刻，隨著一些場景反復展現，這些印象通過潛移默化的方式烙印在我們的大腦裡。電影總是在演星際旅行，可那些“星際旅行”是錯誤的，所以我並不奇怪大多數電影觀眾對於星際旅行的真正機制缺乏了解。

如果只有電影提供不準確的科學知識，那其實也沒什麼太大問題。畢竟，電影的使命就是兜售幻想。可是問題在於，電影並不是偽科學唯一的源頭。原本，新聞媒體的本職工作是清楚地報道事實，越精準越好。可不幸的是，他們並不總能做到這一點。大體上來說，國家級別的媒體還算靠譜，大多數電視臺、報紙和雜志都有足夠的錢養活一小群具有科學素養的記者，他們能夠如實地報道科學新聞。而歪曲事實報道的罪魁禍首往往更多是地方性新聞媒體。地方上的記者很可能對於專業用語和科學研究方法一無所知，因此有時候會寫出一些令人瞠目結舌、破綻百出的文章。這是一個很嚴重的問題，可能也沒有什麼簡單易行的解決方法，因為很多地方的新聞機構只是沒有足夠的資金來雇用足夠多的知識面能夠涵蓋新聞中諸多話題的記者。

我這樣說當然並不是要回避批評國家級媒體。我現在還清楚地記得，1994 年我有一次美國全國廣播公司在（NBC）電視臺看《今日秀》。航天飛機位於太空軌道上，身後拖著一個巨大的圓形罩，正在進行一項實驗。這個實驗的目的在於利用這個圓盤清除它行進軌道中的宇宙微粒，就好像掃雪機推雪一樣，留下一條幹凈的尾跡。科學家們將利用圓形罩經過後留下的超級真空環境進行一些實驗。

在《今日秀》播報這則新聞的是馬特·勞爾，他念完這條新聞後，凱蒂·庫瑞克和布萊恩特·甘貝爾紛紛表示，對於勞爾來說，念這樣一條不知所云的新聞可真的是不容易。然後三位播報員哈哈大笑，勞爾表示他的確不知道自己剛才念的文字是什麼意思。請讀者們想想看：他們三位屬於全美最著名記者的行列，卻居然為了自己在科學上的無知而感到好笑！要是這三位報道的不是科學新聞，而是波黑戰爭，然後他們笑著說自己根本不知道塞爾維亞在什麼地方，給觀眾的觀感肯定就大不一樣了。

不用說，我當時就被氣得七竅生煙。而正是因為這件事，我才開始我的“壞天文學”科普之路。當意識到上百萬的美國人正在從對於最簡單的科學事件都不能理解的人們那裡獲取科學信息的時候，我看不下去了。這份報道本身是精準的，甚至可能是某個充分了解航天飛機的人所寫，然而公眾所看到的，卻是三位頗具名望的記者心照不宣地向大眾表示：對於科學一無所知其實也沒有什麼關係。

可是，這並不是沒關係。事實上，對於科學一無所知是很危險的。我們的生命和生活都依賴於科學。當今世界，沒有人能夠否認電子計算機的能力，而電子計算機的運轉和改進要依靠物理學知識。是科學讓我們的房子得以供暖，讓我們的轎車得以驅動，讓我們的移動電話獲得信號。如今，醫藥科學正在飛速發展，幾乎每天都有新的藥品、新的治療方式、新的預防措施問世。我們必須對醫藥科學有一定的了解，才能為自身健康做出明智的決定。在美國，每年都有幾千億美元被用在了科學研究和技術研發之上，而絕大多數有投票權的公民對於這些學科和領域幾乎一無所知。納稅人啊，那是你的錢呀。你應該知道你的錢到底花在了什麼地方，又為何被花在了這些地方。

不幸的是，獲取可靠的科學信息並不是那麼容易的事。科學上的誤會和錯誤往往通過各種媒體的宣傳被不斷擴散。同樣不幸的是，這並不是我們要面對的全部問題。

任何人在清朗溫暖的夜晚走出家門，躺在毯子上舉目仰望繁星之時，都能體會到天文學帶來的發自內心的喜悅之情；但是，真正了解天文學，則是另外一回事了。不幸的是，天文學——或者寬泛點說，科學——最近正腹背受敵。這真的算不上什麼新鮮事，可是最近的大眾宣傳使這種情況越發明顯。從NASA 的研究經費縮減到那些州立學校董事會宣揚反科學，科學的處境變得比以前更加惡劣。現代消費者時刻被偽科學信息狂轟濫炸。這個國家的大多數報紙都開設了星座專欄，有些報紙甚至為那些自稱是靈媒的人開設了專欄，但是絕少有報紙願意用固定的、哪怕只有每周一頁的版面來專門報道最新的科研進展。陰謀論泛濫，將最簡單的科學常識歪曲為無比荒謬的主張，這些主張根本站不住腳，但是卻有一批又一批的虔誠信徒悉數奉之為圭臬。互聯網使得這些陰謀論和其他各種理論一起以光速傳遍世界，讓人們更難去區分到底哪些信息是真實的，哪些是虛幻的。在這樣的環境下，人們毫無疑問會對科學抱有種種困惑。

然而，希望還是有的。科學或許正在恢復元氣。探索頻道在誕生之初規模很小，很多評論家都預言它一定會倒閉。可是，短短幾年之後，探索頻道成為聲望最高的基本有線電視頻道，可以向商家收取相當昂貴的廣告費。《比爾教科學》節目中的比爾·奈在電視上用有趣而引人入勝的方式教小朋友們了解科學，甚至成年人也可以看得津津有味。互聯網的功績值得夸獎——最著名的、瀏覽數量最高的網頁之一不是哪個搖滾歌星或者電視名人的個人主頁，更不是那些少兒不宜的網站。我說的是NASA的網站。沒錯，就是那個NASA。NASA的主頁是整個星球上最受歡迎的網頁之一。1997年，火星“探路者”號在火星表面著陸的時候，互聯網還是一項新生事物，但NASA的主頁總點擊量就高達幾百萬，一舉超過了此前全世界所有其他網頁的紀錄。自從那時算起，NASA主頁的點擊量已經接近10億。1999年底，航天飛機前往哈勃空間望遠鏡維護，NASA主頁一天之內就收獲了100萬的點擊量。1994年，蘇梅克-列維9號彗星撞碎在木星表面，NASA的網站差點兒因想瀏覽各地天文臺拍攝的撞擊照片的巨量網民而不堪重負。上述諸事件發生時，其他的科學網站也經歷了類似的超量瀏覽。

公眾不僅僅喜歡科學，還想要知道更多。多家報紙上進行過的一項關於公眾閱讀的調查顯示，相對於體育新聞、經濟摘要或者連載漫畫而言，更多人會選擇看科學報道——如果報紙刊載它們的話。當我為公眾做關於哈勃望遠鏡觀測結果的講演時，人們用連珠炮似的方式向我提問，而我常常會因為回答人們對於所處宇宙的好奇心而產生的種種問題而停留很久。

雖然人們懷有求知的欲望，但很多人卻依然對天文學抱有相當奇怪的認識。但話說回來，或許正是因為他們有著那種求知欲才會如此。如果你真的很想要掌握什麼東西，你會抓住任何一切可能來填補空白。人類對於宇宙有著與生俱來的好奇心，這幾乎肯定是自然演化的結果。懷有好奇心的人們會很願意去探索，去學習，去發現。這是非常優秀的生存技巧。

可是，如果人們沒有可靠的信息來源，他們就會去接受不可靠的信息。人們希望這個世界是神秘魔幻的。相信那些不明飛行物裡有外星人注視著我們，要比發現那些海量的目擊外星人的案例其實都不過是對天空中常見事物的誤判要有意思得多。

真相或許會讓人感到費解，因此有時候相信幻想要容易得多。還有些時候，故事看上去足夠真實，以至於你可能根本不會去懷疑它。地球上之所以有一年四季，是因為我們與太陽之間的距離遠近發生了變化嗎？白天，你真的能夠在井底觀測到天上的恒星嗎？

這些年來，我發現人們對於天文學總是抱有很多奇奇怪怪的想法。我上面提到的那些不過是人們頭腦中漂浮著的各種錯誤觀念的例子。我剛才是說那些誤解“漂浮著”的嗎？我的意思其實是它們“根深蒂固”。就好比那些在我們腦海中揮之不去的電影場景，關於天文學的錯誤認知——關於任何話題的錯誤認知——都在我們的腦海中牢牢地扎下根來，難以拔除。正如阿拉斯泰爾·弗雷澤在他的“壞科學網站”上引用的沃爾西樞機主教的話：“對於存入腦海中的東西，你要非常、非常地小心，因為你永遠不可能將它從腦海中清除出去”。

以我之渺小，自然不可能與樞機主教閣下發生齟齬，但是我覺得他說得不對。我們能夠將那些錯誤的觀點從腦海中連根拔起，然後植入一些更健康的新觀點。事實上，我覺得有時候這樣做會更容易一些。我教授天文學，發現即使是對天文學很感興趣的學生，在教室裡猛地面對大量的事實、數字、日期，甚至和天文學有關的圖片時，也會很容易就感到束手無策。我們總是有太多的東西要學習，而尋找一個切入點有時很困難。

然而，如果你從學生們已經知道的事——或者他們覺得自己知道的事——開始講起，那個“切入點”就有了。你們覺得地球上四季分明是因為地球的運行軌道是一個橢圓，因此我們與太陽的距離時近時遠，對嗎？好吧。那麼你們能夠想象一下還有什麼別的原因可能會導致四季更迭嗎？那麼，關於四季，你們還知道些什麼呢？南北半球的四季正好相反，沒錯吧？南半球的冬天對應北半球的夏天，反之亦然。所以剛才你們說的那個理論還適用嗎？真的是與太陽的距離遠近導致了四季的更替嗎？

在前言裡，我不會直接給出這個問題的答案，在本書的正文中，我會花整整一個章節來解釋。但是我希望讀者們看懂了我的意思。如果我們從那些已經存在於人們腦海中的事物入手，你就可以把它們用作例子，加以各種角度的分析解讀，引發受眾的思考。從一個廣為人知的“錯誤觀念”作為起點是很棒的方式，因為這會迅速地吸引人們開動腦筋，批判既有錯誤觀念可以既有意思，又讓人成就感滿滿。你知道你所知道的東西裡有哪些是錯誤的嗎？

有些主意更妙。人們記得電影情節，對吧？那我們為什麼不從電影開始呢？在《星球大戰》中，漢·索洛駕駛著“千年隼”號在小行星群中閃躲以逃避銀河帝國殲擊機的追擊。在《世界末日》中，地球面臨著來自一個直徑約1600千米的小行星的撞擊。在《天地大衝撞》中，一顆巨大的彗星在地球上空爆炸，引起的不過是一場煙火秀。

如果看過這些電影，你一定會記得這些場景。因此，從這些電影場景出發來探討真正的天文學，而不是電影裡展現的科幻場景是很好的選擇。你會了解到真正的小行星到底是什麼樣子；鎖定一顆大個頭的小行星多麼容易，而改變其運行軌道多麼困難；以及為什麼小行星極度危險，哪怕在炸碎後仍然如此。

我的父母或許曾經覺得幼年時代的我看了這麼多不靠譜的科幻電影是在浪費時間。然而正是以這些不靠譜的科幻電影為基石，我構筑了自己一生的事業。

如果從正確的地方入手，你可以把“壞科學”變成“好科學”。

本書就是我入手的地方，我們會一起審視好多“壞天文學”。你會覺得有些聽上去耳熟，另外一些則可能很陌生。但它們都是我遇到過的人們對天文學的錯誤認知，討論它們將會很有意思，琢磨它們則更有意思。

我們一定會連根拔起頭腦中那些壞科學的雜草，然後播種下一片鬱鬱蔥蔥的有益綠植。

前 言/ 001

第一部分 壞天文學始於家中

01 誰才是傻蛋：立蛋與二分日 / 017

02 去也衝衝：科裡奧利效應與你的盥洗室 / 029

03 天文習語大亂燉：日常用語中的壞天文學 / 037

第二部分 從地球到月球

04 藍藍的天上白云飄：為什麼天空是藍色的 / 051

05 季節滋味：為何夏去秋來 / 062

06 月有陰晴圓缺：你看，月亮在變臉 / 072

07 舉足輕重：月亮與潮汐 / 080

08 江清月近人：大月亮錯覺 / 095

第三部分 愈夜愈美麗

09 一閃一閃亮晶晶：為什麼恒星會閃爍 / 111

10 閃閃的白星：多姿多彩的恒星 / 120

11 坐井觀天：在白天看見恒星到底有多難 / 127

12 超級大明星：北極星——終究還是泯然於眾 / 136

13 天狗吃太陽：日食與太陽觀測 / 142

14 沒有到來的災難：公元2000 年的六星大連珠 / 152

15 流星、流星體、隕星傻傻分不清：流星與小行星造成的衝擊/ 162

16 當宇宙向你投出一記弧線球：關於萬物起源的誤解 / 174

第四部分 人工智能

17 不信阿波羅：揭秘登月騙局 / 191

18 嘲笑中的世界：維利科夫斯基對陣現代科學 / 214

19 “太初”是何時：創造論與天文學 / 230

20 錯識飛行物：不明飛行物，以及心與眼的錯覺 / 247

21 火星在第七宮，但金星已經離家出走啦：為什麼占星學不管用？ / 259

第五部分 把我傳送上去

22 哈勃困“鏡”：關於哈勃空間望遠鏡的種種誤解 / 275

23 明星販子：傻瓜恒星命名法 / 293

24 壞天文學勇闖好萊塢：大片中的壞天文學前十排行榜 / 303

推薦閱讀 / 319

致 謝 / 325