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我“看”日全食
发布日期:2009-07-20 14:47:11  稿源:

再过两天,2009年7月22日,我国长江地区将看到本世纪最完美的日全食。由于最佳观测地点集中于中国,甚至被国际天文学界称为“中国日全食”。笔者有不少朋友已经赶赴武汉,一睹这百年不遇的天文奇观。相信很多朋友都是抱着凑热闹的心态过去的,为的就是单纯地看一下日全食这一罕见景象。但是,这次日全食让笔者想到了很多很多。在我看来,它绝不仅限于一次视觉享受。在这里,笔者想和诸位分享一下这些想法,希望给读者在看日全食时带来一些思考的空间。
今年是英国天文学家爱丁顿(Sir Arthur Eddington)等人利用日全食验证广义相对论的结论——光线在引力场中弯曲90周年纪念。因此,两天后的日全食更显得意义特殊。

1915年,爱因斯坦发现太阳会使经过其附近的光线偏折1.74秒。光线在引力场中会弯曲,这是牛顿时代也有的结论。但是,牛顿理论的预言值只有爱因斯坦的一半——0.87秒。两个数值间的差异,不仅是牛顿力学与广义相对论的对立,也可以说是英德两国科学家的对立。孰对孰错?只要我们测出实验值,跟这两个理论值比较,就可以作出判决。平时经过太阳附近的遥远恒星的光线由于千里迢迢才到达这里,已经变得非常微弱了,与强烈的太阳光相比,是看不到的。只有在日全食的时候,月球挡住了猛烈的阳光,我们方可一睹那远道而来的恒星光线的“芳容”。

因此,日全食是这个判决实验的绝佳机会。如果光线在引力场中真的会弯曲的话,在我们看来,恒星的位置在有无太阳影响的情况下应该是不同的。在日全食的时候,我们看到的是经过太阳附近的恒星光线;当太阳远离这片天区时,我们看到的是几乎不受太阳引力场影响的恒星光线。我们只要将这两种情况下观测到的恒星位置进行对比,就可以得到光线的偏折程度。

这个实验很早就有人去做了,但都无功而返。1916年的委内瑞拉日全食,因为战争原因错失良机。在此之前和之后的测量中,也没有结果。1919年5月29日,又有一次日全食的机会。英国天文学家爱丁顿希望可以借此良机测量光线在引力场中的偏折程度。但是,当时正是一战时期,英德两国处于敌对状态。两国的科学家不相往来,英国更是禁止本国科学家阅读德国同行的工作。经过种种努力,爱丁顿终于说服英国政府组织考察队伍前往非洲的Priciple岛和巴西的Sobral,进行观测。5月29日,两支考察队顺利地拍摄了照片,完成了任务。回国之后,他们开始处理相关的数据。11月6日,英国皇家学会和皇家天文学会联合召开会议,宣布了观测结果。两支考察队得到的结果分别为1.98秒(误差±0.12秒)和1.61秒(误差±0.30秒),这和爱因斯坦的1.74秒还是较为吻合的。结果一经公布,很快就轰动全球,爱因斯坦因此成为了世界名人。2008年,英国广播公司BBC根据这段往事,拍了一部题为“爱因斯坦和爱丁顿(Einstein and Eddington)”的电影,颇受好评。

这次载入史册的日全食观测,不仅宣告了一个广义相对论时代的到来,还有更多的东西值得我们去思考。综观“光线在引力场中弯曲”的实验验证过程,战争在其中扮演了重要的角色。1916年的观测因为战争而化为泡影。1919年的观测差点又因战争丧失良机。上天一次又一次地将日全食的绣球抛给我们,我们却因自身原因而辜负上天的好意。当日全食不分国界地扫过观测地点的时候,我们是不是会为我们的自私和野蛮感到羞愧?当科学因战争受阻的时候,科学家们不分国界、只为真理的精神是不是又值得我们庆幸?在今天,在我们这个国度上,这种为科学真理奋斗的精神是不是有点像日食的太阳,被“月亮”遮住了部分光辉呢?等等。我想,这些都值得我们去细细思考。

今年是爱丁顿等人日全食实验90周年纪念。虽然今年的日全食没有发生在5月29日,但这无碍于我们追思古人,两天后我们看到的日全食景象就和当年爱丁顿看到的一样,还有什么比这更让人震撼呢?
今年还是国际天文年,此次日全食无疑是一份大礼。

400年前,1609年,伽利略将望远镜首次指向浩瀚的天穹,这个开创性的伟大发现所触发的科技变革深深地影响并改变了我们的世界观。为纪念这一伟大的创举,在2007年12月20日的第62届联合国会员大会上,联合国宣布2009年为国际天文年。

国际天文年的logo很有意思,一个大人牵着一个小孩的手,带着他领略这个奥妙的星空。今年的日全食刚好发生在暑假。所以,我相信,这次也会有很多大人牵着小孩的手,前去观看日全食。这是一件好事情。给孩子一个仰望天空的机会,教会孩子仰望星空。我们现在太缺少这样的机会了。

仰望星空,自古以来就是人类想象力的源泉之一。然而,未免可惜的是,现代都市的发展,高楼大厦拔地而起,商业化的城市已是不夜之城,烦躁的灯光掩盖了夜幕的星光,再加上无节制的废气排放,造成空气的能见度直线下降,仰望星空已经成为现在的小孩子的奢侈品。不仅如此,喧嚣的商业氛围和颓靡的物质崇拜,也污染人类那份纯朴的心灵,小孩子小小年纪就被迫接受繁重的学业任务,还没懂事就被迫为未来的就业竞争做准备,刚上幼儿园就为读大学打基础;即使有一些孩子用自己的叛逆逃出了功课的重围,却因不谙世事转眼被眼前的花花世界迷惑,成天沉浸于网络游戏之中,以至成瘾,谈何仰望星空呢?

2009国际天文年的标语是:THE UNIVERSE--YOURS TO DISCOVER! 这或许是深邃的宇宙向人类发出的召唤,人类就是在这样的召唤中启航,至今都没有止步;这又或许一代又一代科学先锋的召唤——希望有更多人加入他们的行列,为人类更美好的世界而奋斗;这也是大人对孩子的召唤,希望孩子长大成才,发现一个新的世界。我真希望看到,这次庆典不应仅仅只局限于向公众展示天文学的魅力,也应该提高公众的环保意识,还孩子一片清净的、可以仰望星星的天空;也应将社会从烦躁的氛围中拉出来,还孩子们一颗纯净的心灵,让他们健康成长;还要向所有的孩子发出召唤,尤其是那些沉溺于虚拟世界的孩子,让他们感受到天文学的魅力,让他们加入到伽利略的行列中。

最后,还让我感慨良久的是一篇与爱丁顿等人的日全食实验有关的中文报道。1919年11月,该实验的结果公布之后,并不为中国人所知。等这则“新”闻传到中国时,已是1920年2月了。《东方杂志》是民国时期最有影响力的刊物之一。其内容无所不包,从政治到教育,从交通到军事,从宗教到实业,从小说到科学,一样都不少,是一本名副其实的“杂”志。1920年2月10日发行的《东方杂志》在《科学杂俎》栏目刊登了一篇题为“光线能被重力吸引之新说”的文章,率先报道了爱丁顿的实验结果。据说当时从欧洲乘船到中国一般要花费1.5~2个月,因此邮件的传递也需要2个月以上的时间。所以,这篇报道已经算是“及时”的了。正是这篇报道,以及之后的报刊文章,再加上1920年的罗素(Bertrand Russell)访华,在中国掀起了第一波“爱因斯坦热”。

从90年前的“2个月”,到今天通过互联网的“1秒都不到”。90年前,我们只能“看”到两三个月前发生于异地的日全食,今天,我们可以看网上直播。这中间的故事太多太多了。1919年的日全食和2009年的日全食没有多大差异,但是,地球上这块占了世界五分之一人口的土地以及这个世界却发生了翻天覆地的变化。这确实是一件让人唏嘘不已的事。

以上就是笔者关于此次日全食的所思所想。
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