书评:《金星凌日史》

“皇家学会观察员在南海乔治王岛的观测记录,由皇家格林威治天文台助理查尔斯·格林先生,以及皇家海军‘奋进号’舰长詹姆斯·库克少校记录。”《皇家学会哲学汇刊》,第 61 卷,第 410 页,1771 年。

现代科学发展如此迅速,以至于我们很容易就能回顾过去一周,更不用说过去十年或一个世纪的变化了。但天文学是这一规则的一个显著例外。可以说,没有其他科学探索像它一样充满历史。

因此,金星凌日这样的天文事件提供了一个难得的机会,让我们能够将今天的所见与数百年前我们的先辈所见进行比较,无论是字面意义上的,还是在他们的世界观上。例如,这一点是基因科学无法真正做到的。

值此最后一次凌日之际,几位作者重新讲述了之前金星凌日的故事,这些事件在当时被誉为确定我们在太阳系及宇宙中位置的手段。18 世纪和 19 世纪的金星凌日也充满了惊险刺激的探险家、政治斗争、激烈竞争和国际合作的精彩故事。这里有两本我们推荐的书。

Mark Anderson/Da Capo出版社

世界发现太阳的那一天

关于天文学的书籍,你可能不会首先想到腐烂的尸体散发的臭味,但这正是马克·安德森为他讲述的 1769 年 6 月 3 日金星凌日的故事拉开序幕的方式。从一开始,你就与著名的探险家,包括詹姆斯·库克,以及被低估的天文学家,包括让-巴蒂斯特·夏普·多特罗什,一同经历了冒着生命危险去观看这一事件的旅程。

安德森凭借他扎实的物理学背景以及撰写有关伊丽莎白时期英格兰的职业生涯,以偶尔显得夸张但犀利且生动的细节讲述了这个故事。(有趣的事实:神圣罗马帝国最重要的观测者之一是匈牙利耶稣会牧师马克西米利安·霍尔(Maximilian Höll),他将自己的名字拉丁化为 Hell——地狱神父。这个名字很贴切,因为他观测的行星常常被比作那个魔鬼的据点。)

澳大利亚国家图书馆/经由 NASA

这次凌日对于确定太阳系的尺寸至关重要。开普勒等人已经提供了几何学原理,但如果没有像金星凌日这样的测量工具,没有人能确定太阳和行星的精确大小以及它们之间的距离。通过在多个地点观测凌日,并以极高的精度计时金星凌日的日面过程,全球科学家们可以汇总他们的观测数据,从而得出精确的太阳系测量结果。

但这需要一种新的国际合作精神,对于西班牙和法国这样的超级大国来说,这并非易事。它还需要远赴北极、航行于南非和塔希提岛的海岸,甚至派遣人员前往新大陆的观测者们。这些考察活动共同得出了一个我们现在称之为天文单位(AU)的数值——9300 万英里,即地球与太阳之间的距离。谁能想到,为了弄清楚这一点,竟然需要经历西伯利亚的苦难和死于瘟疫呢?

Nick Lomb/The Experiment出版社

金星凌日:1631 年至今

尼克·隆布(Nick Lomb),澳大利亚悉尼天文台的前天文学策展人,带来了一本精美的、适合放在咖啡桌上的彩色大开本图书,它更像是一堂入门级的科学课,而非历史记载。大量的照片、素描、艺术家渲染图和图表解释了古代天文学家是如何能够绘制出凌日图的,以及它在当时和现在的重要性。他还包含了一些关于那个“地狱般”行星的有趣信息。

隆布从 1639 年的金星凌日开始讲起——这是人类首次观测到的凌日,当时使用简陋的望远镜将太阳盘投影到欧洲黑暗的墙壁上。开普勒的行星运动第三定律刚问世十几年,天文学家们终于开始使用望远镜来解答一些关于太阳系的紧迫问题。开普勒第三定律:行星轨道周期的平方与其到太阳距离的立方成正比。这意味着,一旦你能确定一个行星到太阳的距离,你就能确定所有行星的距离。开普勒预测 1631 年将发生一次凌日,并敦促天文学家们仔细观测。开普勒本人于 1630 年去世。

贯穿全书,每次观测到的凌日故事都穿插着关键天文学家的小传、描绘了梅森和迪克森(对于了解内战的各位,没错,就是那两位)等探险家旅行路线的地图,以及观测背后有趣的物理学原理。他甚至包含了杰伊·帕萨科夫(Jay Pasachoff)关于令人沮丧的“黑滴”现象的开创性发现,这种现象是将金星的形状与太阳连接起来的暗线,使得确定凌日的精确时刻变得困难。“黑滴”是大气模糊、望远镜效应以及太阳盘本身的产物。

您可以在亚马逊和大多数书店找到这两本书。

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丽贝卡·博伊尔是一位屡获殊荣的自由撰稿人,她撰写关于天文学、人畜共患病以及介于两者之间的各种主题的文章。她是《大西洋月刊》的特约撰稿人,她的作品经常出现在《大众科学》、《新科学家》、《FiveThirtyEight》、《连线》以及许多其他面向成人和儿童的出版物上。丽贝卡在科罗拉多州长大,离太空更近一英里,现在住在圣路易斯,靠近大陆两条最强大的河流的交汇处。

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