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发布时间:2020-11-09 22:18:12

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作者:卞毓麟

出版社:浙江文艺出版社

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星星离我们有多远

星星离我们有多远试读:

出版说明

阅读不仅关乎个人的素养和语文教育的水平,也关乎整个社会的风尚和文明的品质。因此,国家统编语文教科书加强了阅读设计,提倡将阅读往课外延拓,倡导1+X的群文阅读模式,增加了课外阅读的比重。语文学习要建立在广泛的课外阅读的基础上,这既是教材编写的重要理念,也成为越来越多的人的共识。

浙江文艺出版社以文学立社,出名著,出精品,几十年来在古典文学、现当代文学、外国文学、儿童文学等领域积累了大量的资源和优秀的版本。早在2003年起就陆续推出“语文新课标必读丛书”,为中小学生的经典名著阅读助力,深受欢迎。随着国家统编语文教科书的使用,2017年开始,浙文社面向师生做了大量的教材使用调研。在深刻了解阅读教育的实际情况后,秉承国家统编语文教科书的编写精神和教学需求,我们多次邀请并集聚读书界、语文教育界、文学界、出版界等领域的专家把脉会诊,群策群力,为中小学生和老师们精心策划、精心编辑,推出了这套“名著阅读力养成丛书”。

这是一套充分领会国家统编语文教科书的编写精神,围绕阅读,紧扣教材,涵盖小学、初中、高中的名著阅读力养成丛书;不仅强调要读什么,更强调应该怎么读。该丛书由曹文轩先生担纲主编,延请一线教学名师,对入选的每一部作品编写阅读指导方案,阶段不同,阅读指导方案也略有差异,如“专题探究”板块,通过有针对性的阅读方法训练,把教学的目标要求融入到“专题探究”的设置中,熔铸着一线精英名师的教学思想精髓和对阅读的不懈探索。这样,通过阅读力养成训练,可以有方法有步骤地引领学生完成整本书阅读,了解小说、散文、诗歌、戏剧等不同文体的特征,切实有效地提高学生的阅读水平和阅读能力,同时也给老师的教学实践提供一种参照与借鉴。

该丛书紧扣教材要求阅读的书目,收录两类书:一类属于核心书目,如初中语文教材中“名著导读”里的书目、小学语文教材中“快乐读书吧”中的指定书目等;另一类属于拓展书目,指课文后要求阅读的作家作品,这些作品的阅读或帮助学生拓展对所选作家创作的了解,或增加对相应文体的认识和理解,起到拓展视野的作用。

该丛书在版本选用上精益求精。对于名家名著,精挑细选经典权威版本;对于名家选本,追求代表性,或由该领域权威研究者编选,或由作家自己编选;对于外国文学名著,囊括一批资深翻译家的经典译本,如傅雷译《名人传》《欧也妮·葛朗台》、力冈译《猎人笔记》等。由于“五四”白话文运动的发轫与推进,中国现代文学作品在语体上有着鲜明的用语特色,我们在编校中参阅相关文献对少量字词和标点做了适当的修改,尽可能地保留作品的原貌。

该丛书在设计上充分考虑阅读的舒适感和青少年的用眼卫生,尽可能地采用大号字体、米黄纸张,做到版面疏密有致、图书轻重得宜等。所有这些,旨在推出一套真正面向学生、服务学生的青少年版丛书。

培根说:“读书足以怡情,足以傅彩,足以长才。”经典名著的影响力是不可估量的,一本好书能够让一个人终身受益。让我们种下阅读的种子,学会阅读,爱上阅读,在阅读中唤起灵性和兴味;让我们在多姿多彩的阅读的花园里,去领略丰美而自由的天地!浙江文艺出版社

总序

“新课标”以及根据“新课标”编定的国家统一中小学语文教材,有一个重要的理念:语文学习必须建立在广泛的课外阅读基础之上。

语文学科与其他学科的重要区别是:其他一些学科的学习有可能在课堂上就得以完成,而对于语文学科来说,课堂学习只不过是其中的一部分,甚至不是最重要的一部分;语文学习的完成须有广泛而有深度的课外阅读做保证——如果没有这一保证,语文学习就不可能实现既定目标。我在有关语文教育和语文教学的各种场合,曾不止一次地说过:课堂并非是语文教学的唯一所在,语文课堂的空间并非只是教室;语文课本是一座山头,若要攻克这座山头,就必须调集其他山头的力量。而这里所说的其他山头,就是指广泛的课外阅读。一本一本书就是一座一座山头,这些山头屯兵百万,只有调集这些力量,语文课本这座山头才可被攻克。一旦涉及语文,语文老师眼前的情景永远应当是:一本语文课本,是由若干其他书重重包围着的。一个语文老师倘若只是看到一本语文教材,以为这本语文教材就是语文教学的全部,那么,要让学生从真正意义上学好语文,几乎是没有希望的。有些很有经验的语文老师往往采取一种看似有点极端的做法,用很短的时间一气完成一本语文教材的教学,而将其余时间交给学生,全部用于课外阅读,大概也就是基于这一理念。

关于这一点,经过这些年的教学实践,加之深入的理性论证,语文界已经基本形成共识。现在的问题是:这所谓的课外阅读,究竟阅读什么样的书?又怎样进行阅读?在形成“语文学习必须建立在广泛的课外阅读基础之上”这一共识之后,摆在语文教育专家、语文教师和学生面前的却是这样一个让人感到十分困惑的问题。

有关部门,只能确定基本的阅读方向,大致划定一个阅读框架,对阅读何种作品给出一个关于品质的界定,却是无法细化,开出一份地道的足可以供一个学生大量阅读的大书单来的。若要拿出这样一份大书单,使学生有足够的选择空间,既可以让他们阅读到最值得阅读的作品,又可避免因阅读的高度雷同化而导致知识和思维高度雷同化现象的发生,则需要动用读书界、语文教育界、文学界、出版界等领域和行业的联合力量。一向有着清晰领先的思维、宏大而又科学的出版理念,并有强大行动力的浙江文艺出版社,成功地组织了各领域的力量,在一份本就经过时间考验的书单基础上,邀请一流的专家学者、作家、有丰富教学经验的语文老师、阅读推广人,根据“新课标”所确定的阅读任务、阅读方向和阅读梯度,给出了一份高水准的阅读书单,并已开始按照这一书单有步骤地出版。

这些年,我们国家上上下下沉思阅读与国家民族强盛之关系,国家将阅读的意义上升到从未有过的高度,无数具有高度责任感的阅读推广人四处奔走游说,并引领人们如何阅读,有关阅读的重大意义已日益深入人心。事实上,广大中小学的课外阅读已经形成气候,并开始常态化,所谓“书香校园”已比比皆是。现在的问题是:阅读虽然蔚然成风,但阅读生态却并不理想,甚至很不理想。这个被商业化浪潮反复冲击的世界,阅读自然也难以幸免。那些纯粹出于商业目的的写作、阅读推广以及和各种利益直接挂钩的某些机构的阅读书目推荐,造成了阅读的极大混乱。许多中小学生手头上阅读的图书质量低下,阅读精力的投放与阅读收益严重不成比例。更严重的情况是,一些学生因为阅读了这些质量低下的图书,导致了天然语感被破坏,语文能力非但没有得到提高,还不断下降。如果这种情况大面积发生,我们还在毫无反思、毫无警觉地泛泛谈课外阅读对语文学习之意义,就可能事与愿违了。现实迫切需要有一份质量上乘、定位精准、真正能够匹配语文教材的阅读书目以及这些图书的高质量出版。

我们必须回到“经典”这个概念上来。

我们可能首先要回答“经典”这个词从何而来。

人们发现,这个世界上的书越来越多了,特别是到了今天,图书出版的门槛大大降低,加之出版在技术上的高度现代化,一本书的出版与竹简时代、活字印刷时代的所谓出版相比,其容易程度简直无法形容。书的汪洋大海正席卷这个星球。然而,人们很清楚地看到一个根本无法回避的事实,那就是:每一个人的生命长度都是有限的,我们根本不可能去阅读所有的图书。于是一个问题很久之前就被提出来了:怎么样才能在有限的生命过程中读到最值得读的书?人们聪明地想到了一个办法:将一些人——一些读书种子——养起来,让他们专门读书,让读书成为他们的事业和职业,然后由“苦读”的他们转身告诉普通的阅读大众,何为值得将宝贵的生命投入于此的上等图书,何为不值得将生命浪费于此的末流图书或是品质恶劣的图书。通过一代一代人漫长而辛劳的摸索,我们终于把握了那些优秀文字的基本品质。这些被认定的图书又经过时间之流的反复洗涤,穿越岁月的风尘,非但没有留下被岁月腐蚀的痕迹,反而越发光彩、青春焕发。于是,我们称它们为“经典”。

阅读经典是人类找到的一种科学的阅读途径。阅读经典免去了我们生命的虚耗和损伤。我们可以通过对这些图书的阅读,让我们的生命得以充实和扩张。我们在这些文字中逐渐确立了正当的道义观,潜移默化之中培养了高雅的审美情趣,字里行间悲悯情怀的熏陶,使我们不断走向文明,我们的创造力因知识的积累而获得了足够的动力,并因为这些知识正确性,从而保证了创造力都用在人类的福祉上。阅读这些经典所获得的好处,根本无法说尽。而对于广大的中小学生来说,阅读经典无疑也是提高他们语文能力的明智选择。

这套书,也许不是所有篇章都堪称经典,但它们至少称得上名著,都具有经典性。2018年7月15日于北京大学

点击名著

关于作者

卞毓麟,天文学家、科普作家、出版人。1965年毕业于南京大学天文学系。中国科学院国家天文台客座研究员,上海市科普作家协会终身名誉理事长,上海科技教育出版社顾问。著译科普图书30余种,发表科普和科学文化类文章约700篇。《追星——关于天文、历史、艺术与宗教的传奇》一书获2010年国家科技进步奖二等奖、第五届中华优秀出版物奖、第四届国家图书馆文津图书奖,《星星离我们有多远》入选教育部统编初中语文教材自主阅读推荐书目,《拥抱群星:与青少年一同走近天文学》入选国家新闻出版广电总局2017年向全国青少年推荐百种优秀出版物。曾获全国先进科普工作者、全国优秀科技工作者、上海科普教育创新奖科普贡献奖一等奖、上海市科技进步奖二等奖、上海市大众科学奖、中国天文学会九十周年天文学突出贡献奖等表彰奖励。

关于内容

人类是天生的“追星族”,自古以来就对浩瀚星空怀有强烈的好奇心和求知欲。本书深入浅出地为我们解答了许多有趣的问题:月亮、太阳等天体距离地球有多远?从古到今,天文学家是如何测量各种天体的距离的?哪些科学发现和发明拓展了人类对宇宙的认知?目前人类能观测到的最远天体有多远……阅读这本书,你不仅能收获丰富的天文知识,掌握天文观测的发展历程,了解著名天文学家的故事,还能获得科学思维的启迪和科学精神的陶冶。一起来探索宇宙的奥秘,揭开灿烂星空的面纱吧!

关于特色

这既是一本向你介绍知识的书,也是一本启迪思维的书。作者在叙述每种测距方法的时候,既不是平铺直叙,也不是只讲结果,而是伴之以发展过程,显示出天文学家解决问题时的思路,这种“与其告诉结果,不如告诉方法”的手法会使读者受益更多。最后作者还将类星体的距离之谜展现在读者面前,这是一个尚未解决的问题,给读者留下了思考的余地。(摘自刘金沂《知识筑成了通向遥远距离的阶梯》)

阅读指导

科普作品是运用通俗的语言,深入浅出地向大众传播复杂、抽象的科学知识的作品,具有科学性、艺术性等特点。科普作品以揭示事物的客观规律、普及科学知识为宗旨,阅读时要明确作者想解决的问题,分析解决的过程,消化吸收相关的科学知识,体会下定义、分类别、画图表、列数字等方法的作用,分析行文逻辑的严密性、条理性,感悟蕴含其中的科学思维、科学理念和科学精神。同时,科普作品都或多或少地运用了文学手段来介绍科学知识,阅读时要注意体会打比方、引用等方法的作用,分析科普作品语言的严谨性、准确性、生动性,感悟蕴含其中的形象思维、艺术趣味,学习科普作品的写作法门。

时间规划

《星星离我们有多远》共11章,约10万字,建议同学们在两周内完成阅读。你可以参考下面的任务单安排阅读进度,也可以结合

专题探究

的任务制订适合自己的阅读计划。【略读规划任务单】续表【精读规划任务单】专题探究

与有相同兴趣的同学一起阅读《星星离我们有多远》,组成读书小组,进行专题探究。可以参考下列专题任务,也可以自行设计专题活动。完成专题探究后,可以进行读书交流,或者举办读书成果展览。专题一:

请用思维导图清晰地画出人类测量天体距离的先后方法。

指导:用跳读的方式将相关方法画出,再绘制思维导图;先独立完成,再与同学交流,看看谁的思维导图更准确、更全面、更清晰。专题二:

以测量某一个天体的距离为例,具体说说科普作品的科学精神是如何体现出来的。

指导:细读你最感兴趣的章节,结合具体的例子,可从求实精神、探索精神、批判精神等角度来阐释。专题三:

进行一次“宇宙是否有中心”的辩论赛。

指导:小组成员细读作品,找出相关论据,选好辩论立场。运用互联网查阅更多资料,强化论点,丰富论据,力争让对方心服口服。专题四:

探究科普作品的共性。

指导:阅读《昆虫记》《寂静的春天》等图书,可从科学性、思想性、艺术性等角度分析科普作品的共性,将探究成果整理成一份图文并茂的研究小报,与同学交流。

作者的话

60多年前,我刚上初中时读了一些通俗天文作品,逐渐对天文学产生了浓厚的兴趣。半个多世纪前,我从南京大学天文学系毕业,成了一名专业天文工作者。几十年来,我对普及科学知识始终怀有非常深厚的感情。

我记得,美国著名天文学家兼科普作家卡尔·萨根(Carl Sagan, 1934—1996)在其名著《伊甸园的飞龙》一书结尾处,曾意味深长地引用了英国科学史家和作家布罗诺夫斯基(Jacob Bronowski, 1908—1974)的一段话:

我们生活在一个科学昌明的世界中,这就意味着知识的完整性在这个世界起着决定性的作用。科学在拉丁语中就是知识的意思……知识就是我们的命运。

这段话,正是“知识就是力量”这一著名格言在现时的回响。一个科普作家、一部科普作品所追求的最直接的目的,正是启迪人智,使人类更好地掌握自己的命运。普及科学知识,亦如科学研究本身一样,对于我们祖国的发展、进步是至为重要的。天文普及工作自然也不例外。

因此,我一直认为,任何科学工作者都理应在普及科学的园地上洒下自己辛劳的汗水。你越是专家,就越应该有这样一种强烈的意识:与更多的人分享自己掌握的知识,让更多的人变得更有力量。我渴望在我们国家出现更多的优秀科普读物,我也希望尽自己的一分心力,为此增添块砖片瓦。

1976年10月,“文革”告终,我那“应该写点什么”的思绪从蛰伏中苏醒过来。1977年初,应《科学实验》杂志编辑、我的大学同窗方开文君之约,我满怀激情地写了一篇2万多字的科普长文《星星离我们多远》。在篇首我引用了郭沫若1921年创作的白话诗《天上的市街》,并且构思了28幅插图,其中的第一幅就是牛郎织女图。同年,《科学实验》分6期连载此文,刊出后反响很好。

在科普界前辈李元、出版界前辈祝修恒等长者的鼓励下,我于1979年11月将此文增订成10万字左右的书稿,书稿被纳入科学普及出版社的“自然丛书”。1980年12月,《星星离我们多远》一书由该社正式出版,责任编辑金恩梅女士原是我在中国科学院北京天文台(今国家天文台)的老同事,当时已加盟科学普及出版社。

每一位科普作家都会有自己的偏爱。在少年时代,我最喜欢苏联作家伊林(Ильин,原名ИльяЯковлевичМаршак,1895—1953)的通俗科学读物。从30来岁开始,我又迷上了美国科普巨擘阿西莫夫(Isaac Asimov,1920—1992)的作品。尽管这两位科普大师的写作风格有很大差异,但我深感他们的作品之所以有如此巨大的魅力,至少是因为存在着如下的共性:

第一,以知识为本。他们的作品都是兴味盎然、令人爱不释手的,而这种趣味性则永远寄寓于知识性之中。从根本上说,给人以力量的正是知识。

第二,将人类今天掌握的科学知识融于科学认知和科学实践的历史进程之中,巧妙地做到了“历史”和“逻辑”的统一。在普及科学知识的同时,钩玄提要地再现人类认识、利用和改造自然的本来面目,有助于读者理解科学思想的发展,领悟科学精神之真谛。

第三,既讲清结果,更阐明方法。使读者不但知其然,而且更知其所以然,这样才能更好地开发心智、启迪思维。

第四,文字规范、流畅而生动,决不盲目追求艳丽和堆砌辞藻。也就是说,文字具有质朴无华的品格和内在的美。

效法伊林或阿西莫夫这样的大家,无疑是不易的,但这毕竟可以作为科普创作实践的借鉴。《星星离我们多远》正是一次这样的尝试,它未必很成功,却跨出了凝聚着辛劳甘苦的第一步。

再说《科学实验》于1977年底连载完《星星离我们多远》之后8个月,香港的《科技世界》杂志上出现了一组连载文章,题目叫作“星星离我们多么远”,作者署名“唐先勇”。我怀着好奇的心情浏览此文,结果发现它纯属抄袭。我抽查了1500字,发现它与《科学实验》刊登的《星星离我们多远》的对应段落仅差区区3个字!

这件事促使我在一段时间内更多地思考了一个科普作家的道德问题。首先,科普创作要有正确的动机,方能有佳作。从事科学事业——无论是科研还是科普——的人,若将目光倾注于名利,则未免可悲可叹。我们应该记住乐圣贝多芬(Ludwig van Beethoven, 1770—1827)的一句名言:“使人幸福的是德行而非金钱。这是我的经验之谈。”

其次,是“量”与“质”的问题。曾有人赐我“高产”二字,坦率地说,我对此颇不以为然。我钦佩那些既能“高产”,又能确保“优质”的科普作家。然而,相比之下,更重要的还是“好”,而不是单纯的“多”或“快”。这就不仅要做到“分秒必争、惜时如命”,而且更必须“丝毫不苟、嫉‘误’似仇”了。《星星离我们多远》一书出版后,获得了张钰哲(1902—1986)、李珩(1898—1989)等前辈天文学家的鼓励和好评,也得到了读者的认同。1983年1月,《天文爱好者》杂志发表了后来因患肝癌而英年早逝的天文史家、热情的科普作家刘金沂(1942—1987)先生对此书的评介,书评的标题正好就是我力图贯串全书的那条主线:“知识筑成了通向遥远距离的阶梯”(见本书“阅读拓展”)。1987年,《星星离我们多远》获中国科学技术协会、新闻出版署、广播电影电视部、中国科普创作协会共同主办的“第二届全国优秀科普作品奖”图书二等奖。1988年,《科普创作》第3期发表了中国科学院学部委员(今中国科学院院士)、时任北京天文台台长王绶琯先生的文章《评〈星星离我们多远〉》(见本书“阅读拓展”)。

光阴似箭,转瞬间到了1999年。当时,湖南教育出版社出版了一套“中国科普佳作精选”,其中有一卷是我的作品《梦天集》。《梦天集》由三个部分构成,第一部分“星星离我们多远”系据原来的《星星离我们多远》一书修订而成,特别是酌增了20年间与本书主题密切相关的天文学新进展。

又过了10年,湖北少年儿童出版社的“少儿科普名人名著书系”也相中了《星星离我们多远》这本书。为此,我又对全书做了一些修订,其要点是:

第一,增减更换大约1/3的插图。1980年版的《星星离我们多远》原有插图62幅,1999年版的《梦天集》删去了其中的16幅,留下的46幅图有的经重新绘制,质量有所提高。但是,被《梦天集》删去的某些图片,就内容本身而言原是不宜舍弃的。于是我又再度统筹考虑,增减更换了约占全书1/3的插图,使最终的插图总数成为66幅,其整体质量也有了明显的提高。

第二,正文再次做了修订,修订的原则是“能保持原貌的尽可能保持原貌,非改不可的该怎么改就怎么改”。例如:2006年8月,国际天文学联合会通过决议将冥王星归类为“矮行星”,原先习称的太阳系“九大行星”剔除冥王星之后还剩下八个;于是,书中凡是涉及这一变动的地方,都做了恰当的修改。

第三,自1980年《星星离我们多远》一书问世几十年来,既然有了上述的种种演变,不少朋友遂建议我借纳入“少儿科普名人名著书系”之机,为这本书起一个读起来更加顺口的新名字:《星星离我们有多远》。

2016年岁末,忽闻《星星离我们有多远》已被列入“教育部统编初中语文教材自主阅读推荐书目”,这实在是始料未及的好事。于是,我对原书再行审订,酌增插图。这一次,除与时俱进地继续更新部分数据资料外,更具实质性的变动有如下几点:

第一,增设了“膨胀的宇宙”一节。发现我们的宇宙正在整体膨胀,是20世纪科学研究中意义极其深远的杰出成就,它从根本上动摇了宇宙静止不变的陈旧见解,深深改变了人类的宇宙观念。而在天文学史上,造就这一伟大发现的源头之一,正在于测定天体距离技术的不断进步。

第二,将原先的“类星体距离之谜”一节改写更新,标题改为“类星体之谜”,使之更能反映天文学家现时对此问题的认识。

第三,在“飞出太阳系”一节中,扼要增补了中国的探月计划“嫦娥工程”,并说明中国的火星探测也已在积极酝酿之中。

遥想1980年,《星星离我们多远》诞生时,我才37岁。弹指一挥间,正好又过了37年,而今我已经74岁了。一年多以前,年近九旬的天文界前辈叶叔华院士曾经送我16个字:“普及天文,不辞辛劳;年方古稀,再接再厉!”这次修订《星星离我们有多远》,也算是“再接再厉”的具体表现吧,盼望少年朋友们喜欢它!

承蒙王绶琯院士慨允将书评《评〈星星离我们多远〉》、刘金沂夫人赵澄秋女士慨允将书评《知识筑成了通向遥远距离的阶梯》作为本书“阅读拓展”资料,谨此一并致谢。卞毓麟2017年暮春于上海

序曲

“天上的市街”

朋友,您吟诵过这样一首诗吗——

远远的街灯明了,

好像是闪着无数的明星。

天上的明星现了,

好像是点着无数的街灯。

我想那缥缈的空中,

定然有美丽的街市。

街市上陈列的一些物品,

定然是世上没有的珍奇。

你看那浅浅的天河,

定然是不甚宽广。

我想那隔河的牛女,

定能够骑着牛儿来往。

我想他们此刻,

定然在天街闲游。

不信,请看那朵流星,

是他们提着灯笼在走。

这首白话诗,作于1921年。其高远的意境、丰富的想象、纯朴的言语、浪漫的比拟,冲破了日益衰颓的旧文化的桎梏,体现出一代新风。它的题目,叫作《天上的市街》。

这首白话诗的作者,当时还是一位不满30岁的青年。他才气横溢,风华正茂。不多年,他的名字便传遍了海北天南。他,就叫郭沫若。

古往今来,夜空清澈,群星争辉。多少人因之浮想联翩,多少人为之向往入迷啊!我们要谈的,正是这天上的星星;要谈的,是它们离人间有多远。或许,可以这样说吧:我们将要告诉读者,郭老诗中的“天上的市街”究竟远在何方呢?

诗中写到了天河,写到了牛郎织女,我们就从这谈起吧。星座与亮星

初秋晴夜,银河高悬,斜贯长空。银河,有许多别名。在西方,它叫作“乳色之路”(The Milky Way);在我国古代,它又叫银汉、高寒、星河、明河、天河……千百年来,牛郎织女的神话故事一直脍炙人口。天河两岸,很容易找到“牛郎”和“织女”,它们是两颗很亮的星。牛郎在河东,又名“河鼓二”。它的两旁,各有一颗稍暗的星。三星相连,形如扁担。牛郎居中,两端宛如一副箩筐,所以它们又合称为“扁担星”。据说,每年农历七月初七,牛郎就将他的两个娃娃放在箩筐里,挑起扁担,去与织女“鹊桥相会”啦!织女在河西,与牛郎以及自己的孩子遥遥相望。她的近旁有四颗星构成了一个平行四边形,宛如织布用的梭子一般,它正是织女的劳动工具。另外还有一种传说:就在牛郎星附近有着五颗小星,中国古称“匏瓜五星”的,其中一、二、三、四这四颗星连贯起来组成一个菱形,很像一个织布的梭子。它是织女为了表达自己的情思而抛给牛郎的,因此民间便称它为“梭子星”了。天河之中,牛郎织女之间,有六颗亮星组成一个巨大的“十”字。请看图1,如果我们将它想象为神话中的“鹊桥”,那岂不是既很自然又很有趣吗?图1牛郎星、织女星和有关星座

世界上各个古老的民族,都以其长着翅膀的丰富想象力,驰骋在天上人间。他们对同样的星空孕育和产生了各不相同,却又同样妙趣横生的神话传说。上面提到的那个大“十”字,古代欧洲人将它想象成一只展翅翱翔的天鹅。因此,它所在的那个星座就被叫作“天鹅座”。这个大“十”字,因为出现在北半天空上,西方人又将它称为“北天十字架”,简称“北十字”。图2在充满神话形象的古典星图上,北半球的星空仿佛成了一个天上的动物园

什么是星座呢?简而言之,古人为了更方便地辨认星空,就用种种想象中虚拟的线条,将天上较亮的那些星星分群分组地联结起来,这些星群便被称为“星座”。人们又以更加丰富的想象力,让一群群星与许多神奇的故事挂上钩。因此,诸星座最古老的名称通常都源于古老的神话与传说(图2)。

世界上最早划分星群的,也许是苏美尔人。他们生活在美索不达米亚平原两河流域的下游,如今属于伊拉克的地方。大概在公元前4000年,他们便在辨认星空时将群星“分而治之”了。他们在公元前3000年前后已经创建了一套书写系统,用文字记下自己的历史。那时,他们已开始系统地注意行星的运动。倘若将苏美尔人的观测当作人类系统观测天象的开端,那么这种世代相传的天文观测绵延至今便已有6000年之久。

在这漫长的岁月中,星座的概念有了极大的发展。演变到公元2世纪,经过古希腊天文学家的详细描述,北天40个星座的雏形便大体确定下来。至于南天的48个星座,那是17世纪后通过航海家和天文学家们的系统观察才逐渐定型的。由于近代科学的启蒙与发展,南天星座中便夹杂着用科学仪器命名的名称,例如显微镜座、六分仪座、罗盘座、望远镜座等;而北天星座的名称则依然充满着古老神话的色彩:仙女座、仙后座、武仙座、飞马座、天鹅座……

现代对星座的划分,建立在更精确的基础上。国际上统一地将整个天空划分成大小不等的88个区域,每个区域便是一个星座,它们犹如地球上大大小小的许多国家。每个星座中都有许多星星,恰似每个国家都有许多城市和村镇一般。牛郎星是“天鹰座”中最亮的星星,按国际统一称呼,它就叫“天鹰α”。α(阿尔法)乃是希腊文中的第一个字母。织女星是“天琴座”中最亮的星,所以称为“天琴α”。同样,天鹅座中最亮的星就叫“天鹅α”,它就在那只大天鹅的尾巴上,所以阿拉伯人又叫它“戴耐布”(Deneb),意为“天鹅之尾”。我国人民自古以来一直叫它“天津四”。图3中还标出了另一些星星的名字:天鹅座中的β(贝塔)、γ(伽马)、δ(德尔塔)、ε(艾普西隆)、ζ(泽塔)和η(伊塔)等,它们分别用希腊文中的第二至第七个字母表示。图3天鹅座,天津四和天鹅61星

一个星座中的星星是很多的,而希腊字母只有24个,每颗星用掉一个字母,不够用了怎么办呢?不要紧,还可以用拉丁字母;拉丁字母用完后,还可以干脆给星星编上号,例如图3中的天鹅61星便是这样。或者,还可以给星星专门列出一份份“花名册”,它们称为“星表”。在星表中给每一颗星指定一个号码,这也就是它的名字了,比如天鹅61。实际上,天鹅61是一个双星系统,由两颗互相绕着转的恒星组成;这两颗星中的每一颗,都称为该双星系统中的一颗“子星”,它们的名字分别叫天鹅61A和天鹅61B。同时,这两颗星在“HD星表”中的编号分别为201091和201092,故又称HD 201091和HD 201092。这里,HD乃是美国天文学家亨利·德雷珀(Henry Draper,1837—1882)姓名的首字母缩写。这位亨利·德雷珀原本是学医的,做过短时期的外科医生。他对天文学非常入迷,便于1861年在父亲的庄园里自建了一座天文台。后来德雷珀成了擅长用照相方法拍摄恒星光谱的专家,可惜他45岁时就染患肺炎去世了。他的遗孀设立了德雷珀纪念基金,以资助哈佛天文台拍摄和研究恒星光谱,后来又出版了亨利·德雷珀星表,即HD星表。

中国古代经常使用“星宿”这个名称。“二十八宿”就是大致沿黄道分布的28个天区,它们各有自己的名字,如“角、亢、氐、房”等。这些星宿的名字,化作神话人物,频频出现在中国古典文学作品中。例如,在《西游记》中很有名的“昴日鸡”就是昴宿的化身,它的神话形象是一只威武雄壮的大公鸡。从天文学的角度来看,星宿和星座并没有本质上的差别,只是与此有关的神话传说和相应的名称反映了东西方传统文化的差异。如今,虽然国际上已经统一采用共同的星座体系,但我们中国人谈到流传至今的这些星宿的名称仍然深感亲切而有趣。

可是,美妙的星座,灿烂的群星啊,你们究竟离我们有多远呢?

这是一个曲折动人而又绵长的故事。亲爱的读者,下面让我们来看看古人是怎样想的吧。

大地的尺寸

首次估计地球的大小

在很久很久以前,人们无疑发现“天”是很远的。因为,无论你站在地上,爬到树上,还是攀至山巅,天穹总是显得那么高,日月星辰始终是那么远。有什么办法知道星星的距离呢?

曾经,人们以为地球就是宇宙的中心,以为太阳、月亮、行星和恒星都绕着地球转,以为所有的恒星都镶嵌在一个透明的球(也许是个硕大无朋的水晶球)上,这个球就叫作“恒星天球”,或者叫作“恒星天”。对恒星天的距离有过种种猜测,就像对“月亮天”“太阳天”“水星天”……的距离有过种种猜测一样。

古希腊有一位聪明的哲学家和数学家,名叫毕达哥拉斯(Pythagoras,约前580—约前500)。他出生于爱琴海中的萨摩斯岛(Samos),后来创立了一种有点神秘色彩的学派,即毕达哥拉斯学派。这一学派对数学和天文学很感兴趣。例如,毕达哥拉斯本人发现,在直角三角形中,两直角边的平方之和恰好就等于斜边的平方。学过初等几何的人都知道,这正是“勾股定理”,西方人称之为“毕达哥拉斯定理”。

毕达哥拉斯对声学也很有研究。他发现乐器的琴弦做得越短,发出的音调就越高。例如,一根琴弦的长度比另一根长一倍,那么它发出的声音恰恰低八度。如果琴弦长度的比例为3∶2,就会产生所谓五度音程。增加琴弦的张力,音调也会随之提高。于是,研究声学就成了物理学的一个分支。毕达哥拉斯认为宇宙极端美妙和谐,其表现之一便是八重天的高度恰好与八度音的音高成正比。这种想法在今天看来不免可笑,但对于2000多年前的古希腊人来说,不正是对“星星离我们有多远”的一种猜测吗?图4古埃及时代建造的亚历山大灯塔高约134米,是当时高度仅次于胡夫大金字塔的世界第二高建筑物。在长达1500年的岁月中,它曾引导无数船只进入亚历山大港。这座灯塔经受了一系列地震的考验,最终倒塌沉入海底

中国古籍《列子·汤问》中有一个著名的故事,叫作“两小儿辩日”。其中一个小孩说早晨的太阳离我们更近些,因为它看起来较大;另一小孩则说中午的太阳离大地更近,因为它比早晨的太阳热得多。他俩当然不知道太阳究竟有多远,可是“太阳的远近”这个问题却提出来了。

估算天体绝对尺度的第一级入门之阶,是测量地球本身的大小。那已经是2200多年前的事情了。当时的古埃及有一座非常繁华的城市——亚历山大城,多少年来西方人赞不绝口的“世界七大奇迹”之一亚历山大灯塔(图4),就屹立在从地中海进入亚历山大港的咽喉之地法罗斯岛上。亚历山大城的大图书馆是当时世界上最先进的文化中心,令人痛惜的是,大约在公元前3世纪,一场大火吞噬了图书馆本身和它的全部馆藏。亚历山大城图书馆曾有一位名叫埃拉托色尼(Eratosthenes,约前275—约前194)的馆长。他是阿基米德(Archimedes,约前287—约前212)的朋友,不仅通晓天文学、地理学,而且还是历史学家。他绘制当时所知的世界地图,从不列颠群岛到锡兰(今斯里兰卡),从里海到埃塞俄比亚,胜过在他之前所绘制的任何地图。在天文学方面,埃拉托色尼确定了地球赤道平面与太阳周年视运动平面(即“黄道面”)所交的角度,也就是测定了“黄赤交角”的大小。他还绘制了包含675颗恒星的星图。不过,他最惊人的成就,还是在公元前240年测定了地球的大小。

埃拉托色尼思索着这样一个事实:6月21日夏至这天正午,太阳在塞恩城(今埃及的阿斯旺)正当头顶,但在塞恩城北面5000希腊里(1希腊里=158.5米)的亚历山大城,这时的太阳却不在头顶(图5)。在那儿,阳光对铅垂线倾斜了一个小小的角度z(约7.2°),这个角度正好等于一个圆周的1/50。埃拉托色尼认识到,造成这种差异的原因必定是由于大地表面的弯曲。既然经过从塞恩城到亚历山大城的这5000希腊里(约792千米),地球表面弯曲了一个圆周的1/50,那么整个地球的周长应该是多少希腊里,或者多少千米呢?图5埃拉托色尼测量地球周长的方法示意图。图中S代表塞恩城,A代表亚历山大城

当然,这里有一个前提,那就是古希腊人接受大地呈球形这一观念。从唯美的信念出发,球形也是所有形体中最匀称最完美的构形。

对埃拉托色尼来说,这样的数学问题真是太简单了。今天一位聪明的小学生就能算出它的答案,结果是:地球的周长为792×50=39600千米,地球的直径则约为12700千米。它与今天用现代技术测量的结果接近得真是令人吃惊。如今,人们知道地球的平均直径约为12742千米,周长则约为40000千米。

埃拉托色尼80岁时双目失明,精疲力竭,最后绝食而亡。很可惜的是,古希腊人并未普遍接受他得出的关于地球大小的这个准确数值。大约在公元前100年,另一位古希腊天文学家波西冬尼斯(Posidonius,约前135—约前50)用同样的方法重复了埃拉托色尼的工作。他在测量中利用的不是太阳,而是老人星(船底α)。波西冬尼斯不如埃拉托色尼测得那么准确,得到的地球周长仅为18万希腊里,即28800千米。

结果,从古希腊最后一位杰出的天文学家托勒玫(Ptolemy,拉丁名为Claudius Ptolemaeus,约90—约168)直到发现新大陆的航海探险家哥伦布(Christopher Columbus,约1451—1506),都采用了波西冬尼斯这一过于小的数字。到了葡萄牙探险家麦哲伦(Ferdinand Magellan,约1480—1521)船队的幸存者们历尽艰难险阻,终于在1522年环绕地球一周回到欧洲后,才纠正了这一错误。

不过,在麦哲伦之前800年,在欧亚大陆的另一端,就进行了世界上第一次大规模的子午线实地测量。第一次丈量子午线

子午线,就是地球上通过南北两极的大圆,也叫“经度圈”。从地球的赤道算起,沿着子午线向南北各走90°,就到了南北极。从南极到北极的半个大圆是180°,因此只要测出每1°的长短为多少千米,那么乘上360之后,就得到整个地球的周长了。

世界上第一次子午线实测工作,是在我国唐朝时进行的。唐代有不少学识渊博的高僧。他们之中不仅有西天取经的玄奘,有东渡日本的鉴真,还有著名的天文学家一行(683—727)。一行原名张遂,是魏州昌乐(今河南省南乐县)人。他的曾祖父原是唐太宗李世民的功臣,但在武则天执政时代,张氏家族因政治原因而衰落了。张遂从小刻苦自学,青年时代已成为长安城中的知名学者。他为躲避皇室权贵、武则天的侄儿武三思的拉拢而剃发,出家于嵩山寺,法名一行。

僧一行翻译过佛经多种,后来成为佛教中的一派——密宗的一位领袖,即世称的密宗五祖之一。日本有几座著名古庙,至今还收藏唐人李真绘的一行像摹本多种(图6)。1973年,中国出土文物展览代表团赴日,带回它们的照片。李真的原作现由日本京都府教王护国寺珍藏,被日本政府定为“国宝”。图6唐代天文学家僧一行像(日本兵库净土寺藏唐人李真画摹本)

公元717年,唐玄宗派专人接一行回到长安。一行的一生,对天文学有许多重要贡献,成就遍及历法、天文仪器、大地测量等许多方面。这里,我们最感兴趣的是从公元724年起,一行发起并领导的全国性天文大地测量。那次测量规模很大,共有北起铁勒(今贝加尔湖附近)、南达林邑国(今越南中部)的13个测点。在河南进行的那一组观测最为重要,由当时执掌天文的职官南宫说亲自负责,在大致位于同一经度上的白马(今河南省滑县)、浚仪太岳台(今河南省开封市西北郊)、扶沟(今河南省扶沟县)、武津(今河南省上蔡县)4个地方,测量了冬至、夏至、春分、秋分时的日影长度、冬至和夏至的昼夜时间长度、当地北天极的地平高度,以及这4个地方之间的距离。最后由一行统一归算定出:南北两地相距351里80步,北极高度便相差一度。为了将当时的计量单位换算成现代常用的单位,科学家们做了许多考证。据著名天文史专家陈美东在《中国科学技术史·天文学卷》中介绍:一行的上述结果,相当于子午线每1°弧长为131.11千米。

这个结果虽然不够精确,约比现代测定的准确数值大20%,但它却是世界史上第一次子午线实测。在没有现代化精密仪器的1200多年以前,完成如此复杂的测量和计算,实在是难能可贵的。国外首次实测子午线是阿拉伯帝国阿拔斯王朝的第七代哈里发马蒙(al-Mamūn,786—833)主持在美索不达米亚平原进行的,那时一行已经去世一个世纪了。

到了我国的元朝初年,元世祖忽必烈决定制定、颁行一部比先前更精准的新历法。这时,杰出的天文学家、水利学家郭守敬(1231—1316)向忽必烈进言,说明唐代的一行和南宫说领导的那次天文大地测量,在全国各地一共设立了13个观测点;而今元帝国的疆域比唐朝更加辽阔,故应设置更多的天文观测点,这对于制定新历法至关重要。

郭守敬的提议获得了忽必烈的赞同。除京城大都(今北京)而外,郭守敬在全国共选定26个观测点,选拔了14名熟悉天文观测技术的人员,分赴各地进行测量。他本人亲率一支人马,由上都、大都,历河南府,抵南海测验日影。这次全国范围的测量史称“四海测验”,其南北跨度达10000余里,东西方向差不多也有5000里。无论是在中国,还是在世界上,都堪称规模空前。四海测验先后取得两批观测资料,总的说来,测量结果相当不错。例如第二批资料测得20个地点的纬度,同现代测量值相比,有9处的误差不超过0.2°,其中有两处完全吻合。20个地点纬度的平均误差约为0.35°,即仅20′左右。

四海测验扩充了当时的天文学知识,为制定新历法提供了重要的数据和参考资料。它是在明清时期西学东渐以前,中国古代天文学家最后一次独立完成的天文大地测量。再后来,到了明末清初,随着欧洲近代科学的兴起,中国古老的天文学就开始显得落伍了。

那么,近代对子午线每度的弧长又是怎样测量的呢?三角网和大地的模样

在图7(甲)中,需要测量子午线上相差1°的两点A、B之间的距离。但是,它们之间有山有树又有建筑物,再加上地球表面的弯曲,几千米外便是地平线,所以,A、B两地是不能互相直接看见的。测量必须迂回进行。

我们可以在图7(甲)中的a、b、c……各处立下标杆,组成一个“三角网”。立标杆的要求是:(1)站在每一根标杆处都可以看到相继的两根标杆:在A处可以看见a和b;在a处可以看见b和c;在b处可以看见c和d……(2)第一条直线Aa的长度可以用很准的尺直接量出来,它是整个测量工作的基础,因此称为“基线”。

测量就从第一个△Aab开始。我们知道,在一个三角形中只要知道一条边的长度和两只角的大小,就可以把另外两条边的长度求出来。这是平面几何学或平面三角学中最简单、最基本的问题。图7大地测量中的三角网:(甲)三角网,(乙)按比例缩小后作图

在△Aab中,Aa的长度可以直接用尺量出来;测量它的两个角也是轻而易举的。例如,可以在A点先用测量仪器瞄准a处的标杆,再将仪器转动一下进而瞄准b处的标杆,于是仪器转过的角度便是∠aAb[图7(甲)中用∠1来表示它]。同样,可以跑到a点,测出∠Aab[图7(甲)中用∠2表示]的角度大小。

于是,在△Aab中知道一条边Aa的长度和两个角(即∠1和∠2)的大小,就立即可以推算出Ab和ab的长度了。

当然,我们也可以换个方法来做。对于不喜欢计算的读者(不过,对现代精密科学而言,懒于计算可不是好习惯),我们可以直接按比11例作图。比如,拿一张白纸,在它上面随便点上一个点A。从A开始11任意画一条直线Aa[图7(乙)],要求它的长度比刚才量出的Aa(比如说,它是2千米吧)缩小若干倍——假定它缩小1万倍,那11112112么Aa的长度就是20厘米。再画一条通过A的直线AA,使∠aAA的大小就等于原先测量的∠1(例如,它是60°)。112112

接下来,我们再通过a画一条直线aa,使∠Aaa等于原来测12121量的∠Aab,即∠2(例如,它是50°),直线A A 和a a相交于b 11处。现在,用米尺量出Ab的长度(为16.3厘米),将它重新放大1万倍(这正是刚才作图时缩小的倍数),就知道Ab的实际距离是1.63千米了。同样,还可以知道ab的距离是1.84千米。

不过,当我们需要很高的精确度(例如,需要五位、六位甚至更多位的准确数字)时,作图的方法就不能适用了。这时,仍然必须进行严格的计算。

总之,不论用什么方法,我们现在已经知道ab的长度。于是,测量工作可以转移到图7(甲)中的第二个△abc中进行了。在这个三角形中,现在已经知道ab的长度,我们将它作为基线,再测量一下∠abc[即图7(甲)中的∠3]和∠bac(即∠4)的大小,就又可以算出ac和bc之长。

接着,又在△bcd中,将bc作基线,再测出∠5和∠6的大小,便可得bd和cd之长。最后,在△cdB中,基线cd之长已经求得,测量一下∠7和∠8,就知道cB和dB的长。根据上面量出、测出和求出的所有角度和线段,按一定比例将整个图形画在纸上,便可以从图上直接量出AB的长度了。当然,我们再重复一遍,要想得到AB之间距离的精确数值,还得进行计算,仅仅靠作图是不够的。

这样测量的结果是:地球上子午线每一度的弧长是111.13千米,即从赤道到两极的距离是10002千米。整个子午圈的长度则为它的4倍,即为40008千米。

200多年前,欧洲人进行的一些测量已经初步表明,地球并不是一个完美的球体,而是沿赤道方向稍“胖”一些,沿两极方向稍扁些。后来,这一结论又不断被种种更精确的测量所证实。

现代测量地球的形状和大小,除了用上述大地测量学的方法以外,还有所谓的“重力测量法”,以及利用人造地球卫星的“地球动力学测地法”。各种方法的联合使用,已经使测量结果的精确程度大大提高。目前国际上采用的数据是:地球的赤道半径a=6378.137千米,极半径c=6356.752千米。人们常常谈论地球的平均半径,它的定义是:

人们还经常用f表示地球的“扁率”,它表征了地球“扁”或“胖”的程度:

f=(a-c)/a≈1/298.256也就是说,地球的两极半径只比赤道半径短1/300左右。

总之,人类目前已经相当精确地知道自己的摇篮——地球的大小和模样。而且,还一步步弄清它不仅是个扁球体,还更像一个“梨”状的旋转体。人造卫星的观测表明,地球赤道本身也不是正圆形的,而是一个椭圆。不过,赤道上的最大半径比最小半径只长了100米左右。因此,地球实际上近乎是一个三轴椭球体。

总的说来,地球毕竟还是相当圆的一个大球。倘若把地球的直径缩小1000万倍,做出一个模型,那么它的赤道就是一个半径为63.78厘米的圆,两极半径则是63.57厘米。用肉眼来看,根本不能发现它是扁的,你一定会以为它就是一个地地道道的大圆球呢。

现在,我们可以跨出自己的“家门”,开始测量离我们最近的天体——月球的距离了。

明月何处有

第一个地外目标——月球

月亮,是人类飞出地球、步入太空的第一个中途站,是人类迄今在地球之外留下足迹的唯一星球。世界上没有一个民族不对月亮抱有浓厚的感情。历代诗人留下无数吟哦明月的华美诗篇,便是最好的佐证。

人类首先测出绝对距离的那个天体正是月亮。这是很自然的,因为宇宙中再也没有比月球离我们更近的天体了。

可是,有什么办法能够知道月亮离我们究竟有多远呢?用直尺、折尺或卷尺来量吗?那当然是行不通的。然而,早在2000多年前,就有人想出了一个相当巧妙的办法。

公元前3世纪之初,在小亚细亚的萨摩斯岛上出现了一位最富有创见的古希腊天文学家,名叫阿里斯塔克(Aristarchus,约前310—约前230)。他是杰出的天文观测家,又是一位天才的理论家。人们不知道他的生平,他的大部分著作也已失传,但是他的《论日月的大小和距离》流传了下来。

阿里斯塔克在这部著作中首先提出,如果在上弦月的时候测定太阳和月亮之间的角距离,就可以据此推算出日月到地球距离的比值(图8)。阿里斯塔克指出:上弦月的时候,日、月、地三者应该构成一个直角三角形,月亮在直角的顶点上。他根据观测确定,上弦月时太阳和月亮在天穹上相距87°,由此可以推算出太阳比月亮远19倍。虽然实际数值比这个结果要大20倍左右,但其原理简单明了,值得赞赏。这是2000多年前测定天体距离的第一次大胆尝试,对其结果的称颂也理应超过对它的责难。图8阿里斯塔克测量日、月到地球距离之比值的方法。图中S代表太阳,E代表地球,M代表月亮

阿里斯塔克又想到,由于日全食时月亮恰好挡满太阳,也就是说,它们的视角径相等,因此太阳的线直径必定也正好就是月亮的19倍。他还观测月食时的地影,计算出地球的影宽,进而推算出月球的直径是地球的1/3(今天知道实际是0.27倍)。因此,太阳的直径便是地球的(19×1/3)倍,即6倍有余。而太阳的体积则是地球的(19×31/3)倍,即200多倍。这比实际情况(太阳比地球大130万倍)小了许多,但足以证明地球绝不是宇宙中最大的天体。在阿里斯塔克看来,小物体应该围绕大物体运转,因此太阳环绕地球旋转实在是太不合乎逻辑了。也许就是这个原因,阿里斯塔克天才地提出太阳和恒星一样,都静止在远方,而地球则既在绕轴自转,又环绕着太阳运行。同时他还认为,恒星比地球绕太阳运行的轨道更加遥远。当时的学者不能接受阿里斯塔克的理论,甚至还指控他亵渎神灵。他关于这些想法的论著久已失传,如果不是阿基米德在著作中提到的话,那么它大概早就被人们遗忘了。然而,历史赋予了他应有的地位,他远在哥白尼(Nicolaus Copernicus,1473—1543)之前17个世纪就猜到了日心系统的概况,因此恩格斯热情地称颂阿里斯塔克为“古代的哥白尼”。

阿里斯塔克还想出一个巧妙的办法,来测量地球与月亮的距离,只是直到一个半世纪之后伊巴谷(Hipparchus,约前190—约前120)才将它付诸实践。

古希腊所有的天文学家中,伊巴谷可以算是最伟大的了。遗憾的是,后人对他的生平几乎一无所知,只知道他出生于尼西亚这个地方(今土耳其的伊兹尼克),在爱琴海的罗德岛上建立观象台,发明了许多用肉眼观测天象的仪器,后来这类仪器在欧洲沿用了1700年。伊巴谷可能是在罗德岛去世的。公元二三世纪尼西亚的一些硬币上刻有他的坐像,硬币上的铭文是希腊文ΙΠΠΑΡΧΟΣ,即伊巴谷。可见至少在伊巴谷的家乡,在几个世纪中他的名声一直很大。伊巴谷为方位天文学,也就是天体测量学,奠定了稳固的基础。他测算出一年的长度是365又1/4天再减去1/300天,这个数字与实际情况只相差6分钟。他编制了几个世纪内日月运动的精密数字表,据此可以推算日月食。他还编出一份包含1000多颗恒星的星表,列出了它们的位置和亮度。伊巴谷是古希腊的一位知识巨人,西方人尊称他为“天文学之父”。他留下的大量观测资料,为后人的重大发现创造了条件。可惜,伊巴谷的著述均已失落,人们只是从托勒玫的著作中才了解到他的这些情况。

公元前150年前后,伊巴谷将阿里斯塔克提出的测量月亮距离的设想付诸实践。当时希腊人已经意识到,月食是由于地球处于太阳和月亮中间,从而地影投射到月亮上造成的。阿里斯塔克指出,掠过月面的地影轮廓的弯曲情况应该能显示出地球与月球的相对大小。根据这一点,运用简单的几何学原理便可以推算出月亮有多远:它与我们的距离是地球直径的多少倍。伊巴谷做了这一工作,算出月亮和地球的距离几乎恰好是地球直径的30倍。倘若采用埃拉托色尼的数字,取地球直径为12700千米,那么月地距离就约是38万千米。今天,我们知道月球绕地球运行的轨道是个椭圆,因此月地距离时时都在变化。月球离地球最远时为405500千米,最近时则为363300千米,由此可知月地之间的平均距离是384400千米,伊巴谷的测量结果与此相当接近。

然而,尽管阿里斯塔克的方法十分巧妙,伊巴谷的观测技术又很高超,但是像他们那样做还是难以获得高度精确的结果。当近代天文学兴起之后,人们必然就会以更先进的方法来重新探讨“月亮离我们有多远”这个古老的问题。从街灯到天灯

月亮,仿佛是一盏不灭的“天灯”。它与我们相隔着辽阔的空间,因此我们无法拿起尺子直接朝它一路量去,以确定这盏天灯的距离。利用月食推算的方法又过于粗略,天文学家们必须另找出路。幸好,这倒并不太困难。

人们早就懂得怎样计量地面上不能直接到达的目标有多远了。比如,在一条滔滔奔腾的大河对岸有一排街灯,我们不用渡河,也可以知道这些灯有多远。这只要使用简单的三角测量法就行了。

例如图9(甲)中,我们站在A处,要测量C处这盏灯的距离。那可以这样做:先在当地[图9(甲)中的A处]立一根标杆,再顺着河岸向前走一段路,到某一点B停下,再立一根标杆。AB的长度可以用很准确的尺直接量出,这就是测量的基线。再用测角仪器测出∠CAB和∠CBA的大小。于是,在△ABC中知道了两个角和一条边,就立刻可以推算出[或者,如图9(乙),用按比例作图的办法得出]AC的长度了。其实,这种方法在前面介绍实测子午线时已经谈过了。图9测量大河对岸街灯的距离:(甲)大河对岸的街灯,(乙)按比例缩小后作图

运用这种方法原则上很简单,但要注意基线不能太短。如果图9中的AC很长而AB却很短,那么△ABC就变得非常瘦长。这样的图形按比例缩小后画到纸上就很难画准,因此测量的准确程度就会降低。同样,即使不用作图法,两个角度只要测得稍许有些偏差,计算结果就会有很大的误差。

测量“天灯”的方法,其实也一样。我们只要在地面上选定一条很长的基线,量出它的长度,并在它的两端插上标杆,然后用“天灯”作为目标代替上面的街灯,再按同样的办法测出两个角度,就可以得到这盏“天灯”的距离了。

历史上,人们正是这样做的。首先用三角法测定月球距离的,是法国天文学家拉卡伊(Nicolas Louis de Lacaille,1713—1762)和他的

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