他們身處的世界雖然狹小，但一顆顆閃爍的星星，將他們帶到了最廣大的世界邊緣和最古老的時(shí)間起點(diǎn)。

《宇宙時(shí)空之旅》劇照

撰文 | 當(dāng)心

如果被問(wèn)到“天文臺(tái)最重要的崗位是什么”這樣的問(wèn)題，相信沒(méi)幾個(gè)人會(huì)把“夜班助理”這個(gè)職位放進(jìn)自己的答案列表。

如果被問(wèn)到“天文學(xué)家最有用的技能是什么”，即使是天文學(xué)家自己，應(yīng)該也不會(huì)把“能焊烙鐵”、“擅長(zhǎng)從電子垃圾中回收零件”作為答案。

那么“天文學(xué)家到底干什么？”

有人說(shuō)：“天文學(xué)家其實(shí)就是織布的，而且是在前人織好的那塊布上，加幾個(gè)環(huán)節(jié)，加幾根線，然后交給下一個(gè)天文學(xué)家繼續(xù)……”

這，就是美國(guó)非虛構(gòu)作家理查德·普雷斯頓在《初光》中告訴世人的，關(guān)于天文學(xué)、關(guān)于天文學(xué)家的故事。給出“天文學(xué)家就像織布”這個(gè)答案的人叫馬爾滕·施密特，是領(lǐng)導(dǎo)帕馬洛天文臺(tái)的科學(xué)團(tuán)隊(duì)，探究類星體項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人。

1966年，施密特登上《時(shí)代》周刊封面

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望遠(yuǎn)鏡

“初光”是個(gè)科技術(shù)語(yǔ)，指的是打開(kāi)新望遠(yuǎn)鏡的遮光罩，讓星光第一次落在反射鏡和傳感器上，以此來(lái)判斷設(shè)備是不是能正常運(yùn)行。

天文學(xué)、天文臺(tái)總是和望遠(yuǎn)鏡聯(lián)系在一起，就像175頁(yè)上的海報(bào)：天文學(xué)家西裝革履正襟危坐在觀測(cè)臺(tái)上，通過(guò)反射鏡看著來(lái)自宇宙的星光。

只是圖注中的詞“焦籠”，多少泄露了一些觀測(cè)星空的艱辛：天文學(xué)家得在有限的空間中和各種儀器不舒服地坐上一整晚；人體帶來(lái)的熱空氣上浮會(huì)引起星空閃爍，導(dǎo)致望遠(yuǎn)鏡失焦，所以天文學(xué)家只能頂著刺骨的嚴(yán)寒觀察星星。

在天文學(xué)家的字典里，“星空閃爍”絕不會(huì)和“浪漫”連上線，而應(yīng)該和破口大罵接在一起。

《宇宙時(shí)空之旅》劇照

但換個(gè)角度，望遠(yuǎn)鏡又是浪漫的。

作為貫穿整本《初光》的線索，普雷斯頓詳細(xì)介紹了帕馬洛山上幾座望遠(yuǎn)鏡的歷史，尤其是200英寸（5.08米）口徑的海爾望遠(yuǎn)鏡，普雷斯頓用充滿傳奇色彩的文字，把花費(fèi)十八年時(shí)間打造海爾望遠(yuǎn)鏡的經(jīng)過(guò)事無(wú)巨細(xì)地呈現(xiàn)在人們面前：

飽受精神疾病折磨的天文學(xué)家喬治·埃勒里·海爾仿佛天啟一般，由一個(gè)矮精靈在耳邊告訴他“要造一個(gè)望遠(yuǎn)鏡”（當(dāng)然，這是一個(gè)無(wú)法證實(shí)的傳說(shuō)）；玻璃大師喬治·麥考利用十個(gè)月冷卻出一塊當(dāng)時(shí)世界上最大的液態(tài)玻璃；光學(xué)技師馬庫(kù)斯·布朗和唐·亨德里克斯等人用八年給鏡面拋光，磨掉了5噸多玻璃，用了34噸磨料，大拇指每抹一下去除的玻璃尺寸，兩億分之一英寸；天才布魯斯·魯爾設(shè)計(jì)了一套三萬(wàn)六千多個(gè)零件組成、到今天都無(wú)人能復(fù)制的支撐系統(tǒng)以調(diào)節(jié)玻璃扭曲度……

坐落于加利福尼亞南部帕洛瑪山頂?shù)暮柾h(yuǎn)鏡

1947年圣誕節(jié)前夕，當(dāng)望遠(yuǎn)鏡完成初光成為天文學(xué)家手中的工具時(shí)，它仿佛有了生命：

（這塊鏡面）介于大地和天空之間，曾經(jīng)是一個(gè)脆弱的夢(mèng)想家的迷離幻夢(mèng)，近乎于寂寂無(wú)名的許多工匠把它變成了實(shí)物。（54）

（它）按照自己的固執(zhí)意愿運(yùn)行，超越了人類的脆弱本質(zhì)。（55）

“大眼睛”有些晚上情緒很好，有些晚上則很差。（148）

200英寸口徑的海爾望遠(yuǎn)鏡

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天文學(xué)家

天文學(xué)家有什么用？

帕馬洛天文臺(tái)的夜班助理胡安·卡拉斯科在筆記本中寫(xiě)道：

創(chuàng)世的那一刻發(fā)生了什么？恒星和星系是如何誕生的？宇宙會(huì)如何終結(jié)？

當(dāng)胡安拿著筆記本去詢問(wèn)《初光》的另一位主角詹姆斯·岡恩時(shí)，這位每天都在瘋狂工作，只求尋找這些問(wèn)題答案的天文學(xué)家并不能回答。因?yàn)槟撤N程度上，研究宇宙也是在研究充滿無(wú)限可能的大自然，研究者要承擔(dān)巨大的風(fēng)險(xiǎn)和幾乎是必然的浪費(fèi)。

普林斯頓大學(xué)天文學(xué)家詹姆斯·E.岡恩 (2019年攝)

1965年，馬爾滕·施密特在經(jīng)過(guò)兩年的艱苦工作后，正式宣布發(fā)現(xiàn)了五顆類星體，其中最“強(qiáng)”的一顆 3C 9的紅移量是 2.01，這意味著，他的研究工作將人類能探索的宇宙范圍擴(kuò)大了50倍。

這是馬爾滕職業(yè)生涯中的光榮時(shí)刻，但對(duì)普通人來(lái)說(shuō)，有什么意義嗎？沒(méi)有。對(duì)當(dāng)下這個(gè)世界有意義嗎？也沒(méi)有。

嗯，沒(méi)錯(cuò)，沒(méi)錢（幾乎都是）、又沒(méi)名（除非你發(fā)現(xiàn)的彗星撞上了木星，見(jiàn)推薦序）的天文學(xué)家，就是在干一些對(duì)當(dāng)下幾乎沒(méi)有用處的工作：研究時(shí)間和空間。

普雷斯頓問(wèn)過(guò)詹姆斯·岡恩一個(gè)問(wèn)題：假設(shè)銀河系是一毛錢硬幣，那么宇宙有多大？岡恩回答：相對(duì)于這一毛錢，“可觀測(cè)”宇宙的范圍直徑是4英里，在4英里之外還有更廣闊的空間。

《宇宙時(shí)空之旅》劇照

1983年，詹姆斯·岡恩為馬爾滕·施密特打造了一款能將海爾望遠(yuǎn)鏡的潛能推進(jìn)一百倍的照相機(jī)——“四管獵槍”，隨后他們組成的團(tuán)隊(duì)在類星體研究上獲得了巨大進(jìn)展，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是觀測(cè)到了宇宙的邊緣：紅移截?cái)唷５牵麄兏悴幻靼准t移截?cái)嗍窃鯓訕?gòu)成的，也沒(méi)法知道紅移截?cái)嗟耐饷孢€有什么。這就是空間上的宇宙研究。

在時(shí)間上，以星系年（星系公轉(zhuǎn)一周）來(lái)計(jì)算，地球上的智人文明只存在了四十分鐘，相對(duì)的，先進(jìn)的外星文明（如果有的話）可能已經(jīng)存在八個(gè)星系年，之間的差距將是二十億年。對(duì)外星文明（如果有的話）來(lái)說(shuō)，這里的黏菌會(huì)怎樣，它們?cè)诤鯁幔空l(shuí)會(huì)特地發(fā)信號(hào)給你“不要回答不要回答不要回答”呀！（笑哭）

《宇宙時(shí)空之旅》劇照

岡恩、施密特團(tuán)隊(duì)通過(guò)海爾望遠(yuǎn)鏡捕捉到的類星體發(fā)出的燦爛光芒，它存在的時(shí)間可能比宇宙的壽命更長(zhǎng)。從這個(gè)意義上，天文學(xué)家仿佛在倒著讀小說(shuō)：眼前的星光是小說(shuō)的最后一頁(yè)，隨著距離的推遠(yuǎn)，他們繼續(xù)讀前一頁(yè)、前一章，直到小說(shuō)的開(kāi)頭。

天文學(xué)，就是一種因?yàn)闀r(shí)間和空間而充滿美與神秘的藝術(shù)。

你也許會(huì)說(shuō)，天文學(xué)家可以預(yù)測(cè)隕石或者小行星撞擊地球啊。

以尋找小行星、彗星為己任的卡羅琳·休梅克會(huì)告訴你：當(dāng)小行星徑直對(duì)著地球飛來(lái)，天文學(xué)家很可能會(huì)將其誤認(rèn)為一顆恒星，因?yàn)樗瓷先ナ遣粍?dòng)的；而當(dāng)它的移動(dòng)速度加快時(shí)，對(duì)人類來(lái)說(shuō)，已經(jīng)來(lái)不及了。

《宇宙時(shí)空之旅》劇照

卡羅琳的丈夫吉恩則會(huì)告訴你：相較于隕石或者小行星撞擊地球毀滅世界的概率，人類把自己炸飛的概率要高得多。

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工匠們

光，天文學(xué)家們稱之為“光子”。當(dāng)恒星或者星系發(fā)出的光，經(jīng)過(guò)以億年記的時(shí)間，穿越幾億到幾十億光年的距離來(lái)到地球，每一粒光子都是平等地落在各個(gè)角落，每個(gè)人都能用望遠(yuǎn)鏡捕捉到它們。只不過(guò)，世界上有七十億人關(guān)心地球表面，只有一萬(wàn)人關(guān)心除此以外的一切。

這一萬(wàn)人里，天文學(xué)家當(dāng)然是主要群體，更多的是那些無(wú)名“匠人”。夜班助理胡安·卡拉斯科就是其中的代表，除了“防止天文學(xué)家把望遠(yuǎn)鏡搞壞”和監(jiān)控鏡面的溫度，胡安更多地是在把一個(gè)螺絲調(diào)整四分之一圈，撥一下吸油墊，查看一個(gè)直流小電機(jī)，把兩個(gè)真空管拿出來(lái)擦干凈，囤上十桶最適合海爾望遠(yuǎn)鏡的飛馬牌潤(rùn)滑油。而在《初光》之外，你可能永遠(yuǎn)不會(huì)知道“胡安·卡拉斯科”這個(gè)名字，即使他能避免激動(dòng)萬(wàn)分的天文學(xué)家因?yàn)檫^(guò)于興奮被保暖用的空軍電熱飛行服電死（電壓高達(dá)一萬(wàn)伏）。

特別喜歡普雷斯頓講述的另一位重要的施密特——1879年出生的光學(xué)技師伯恩哈德·施密特的故事：

只有一條手臂的伯恩哈德·施密特是當(dāng)時(shí)磨制拋物面鏡的大師。但拋物面鏡有一個(gè)巨大的弱點(diǎn)，它拍下的照片只有當(dāng)中很小的部位對(duì)焦良好，照片邊緣的星星就會(huì)失焦變成一個(gè)一個(gè)逗號(hào)。1929年，伯恩哈德磨出了一塊薄如蠅翼的修正鏡片，用修正鏡配合球面鏡拍下的照片，從中心的焦點(diǎn)到邊緣都是清晰的。以此為基礎(chǔ)造出的能同時(shí)檢測(cè)大量星系的施密特望遠(yuǎn)鏡，成為天文學(xué)家觀測(cè)超新星最有力的武器。

直到今天，帕馬洛山上兩座不同口徑（48英寸和18英寸）的施密特望遠(yuǎn)鏡都還在使用中，吉恩和卡羅琳·休梅克夫婦用18英寸口徑的施密特望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)、記錄著越來(lái)越多的彗星、近地或者越地小行星。

美國(guó)帕洛馬山天文臺(tái)施密特望遠(yuǎn)鏡

此外，加州理工著名的“垃圾場(chǎng)”里有四位摳門的法師：數(shù)字設(shè)備法師理查德·盧西尼奧、電路法師德韋爾·史密斯、接線法師喬凡尼·尼諾和活動(dòng)部件法師維克多·尼諾。他們能從電子賣場(chǎng)、電子垃圾場(chǎng)找到幾乎不要錢的電機(jī)、電容、電阻，用幾乎不要錢的方式解決可能價(jià)值五萬(wàn)美元的問(wèn)題——請(qǐng)注意，五萬(wàn)美元是每個(gè)問(wèn)題的單價(jià)，那么要解決的問(wèn)題有多少？無(wú)數(shù)個(gè)。

正是摳門的“四法師”加上摳門的詹姆斯·岡恩——他從航天局免費(fèi)“拿”到了四塊價(jià)值將近二十五萬(wàn)美元的CCD傳感器——造出了能像掃描儀一樣觀測(cè)更廣闊天空的照相機(jī)“四管獵槍”。當(dāng)“四管獵槍”被裝進(jìn)海爾望遠(yuǎn)鏡，馬爾滕·施密特和岡恩突然意識(shí)到，他們之所以認(rèn)不出屏幕上的那一片星空，原因是之前從未有人見(jiàn)過(guò)，因?yàn)樗麄冋聪蛴钪娴淖钌钐帲∪缓蟛庞辛?66頁(yè)上那張施密特畫(huà)的類星體興衰史示意圖，那，可能是人類所畫(huà)下的宇宙從最初生成到現(xiàn)在乃至將來(lái)的圖像。

普雷斯頓記錄了馬爾滕·施密特最喜歡的《基督山伯爵》中的一句話：“人類的一切智慧都包含在這兩個(gè)詞語(yǔ)中：‘等待’和‘希望’。”

《初光》記錄的，也正是這樣一群在無(wú)盡的“等待”中尋找可能的“希望”的人。

有時(shí)候覺(jué)得，天文學(xué)家（還有周圍的那些“匠人”）們，就好像《肖申克的救贖》中瑞德描述安迪的那句話：“有些人的羽翼是如此光輝，即使世界上最黑暗的牢獄，也無(wú)法長(zhǎng)久地將他圍困！”

岡恩、施密特、胡安、伯恩哈德……他們身處的世界雖然狹小，但一顆顆閃爍的星星，將他們帶到了最廣大的世界邊緣和最古老的時(shí)間起點(diǎn)。能身處其中，還有什么不滿足的呢？

“天快亮了，咱們?cè)撓氯チ恕！?/p>

《初光》

[美] 理查德·普雷斯頓 著，姚向輝 譯

內(nèi)容簡(jiǎn)介

初光是個(gè)科技術(shù)語(yǔ)，指的是打開(kāi)新望遠(yuǎn)鏡的遮光罩，讓星光第一次落在反射鏡和傳感器上。

《初光》也是一部非虛構(gòu)作品，講述了天文學(xué)家如何尋找來(lái)自宇宙邊緣的光。在大爆炸之后兩億年，宇宙中第一代恒星誕生，那里便是我們可觀測(cè)宇宙的邊緣。那些最初的光能幫助我們破解宇宙的起源和演化之謎。

故事的核心是5米口徑的海爾望遠(yuǎn)鏡，也就是俗稱的“大眼睛”。一個(gè)世紀(jì)前，“大眼睛”的設(shè)計(jì)和建造開(kāi)啟了帕洛瑪天文臺(tái)的傳奇，也深刻影響了20世紀(jì)后半葉的天文學(xué)發(fā)展。

《初光》的主角是詹姆斯·岡恩，很多專業(yè)人員認(rèn)為他是我們這個(gè)時(shí)代最優(yōu)秀的天文學(xué)家。自1990年代起，岡恩啟動(dòng)斯隆數(shù)字巡天計(jì)劃，用一架2.5米口徑的望遠(yuǎn)鏡掃描北半球的星空，目的是繪制一張彩色的三維電子宇宙地圖。

在他的領(lǐng)導(dǎo)下，這成為歷史上最成功的巡天項(xiàng)目，直到今天仍在繼續(xù)。該項(xiàng)目拍攝了數(shù)億個(gè)天體的圖像以及數(shù)百萬(wàn)天體的光譜，并向全世界公開(kāi)。這直接改變了天文學(xué)家的工作方式，天文學(xué)從此進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代。

作者簡(jiǎn)介

理查德·普雷斯頓（Richard Preston），美國(guó)非虛構(gòu)作家，《紐約客》撰稿人。他在普林斯頓大學(xué)獲得了英文博士學(xué)位，師從著名的非虛構(gòu)作家約翰·麥克菲。普雷斯頓擅長(zhǎng)以非虛構(gòu)手法處理科學(xué)題材。1987年，他出版了首部非虛構(gòu)作品《初光》，這本天文學(xué)題材的書(shū)獲得了美國(guó)物理學(xué)學(xué)會(huì)的科學(xué)寫(xiě)作獎(jiǎng)。十年后，普雷斯頓推出了另一部科學(xué)寫(xiě)作經(jīng)典《血疫》，這本描寫(xiě)埃博拉病毒緣起的作品獲得了巨大的成功，長(zhǎng)踞《紐約時(shí)報(bào)》非虛構(gòu)類暢銷書(shū)榜首達(dá)61周。普雷斯頓因此獲得了美國(guó)疾病控制與預(yù)防中心頒發(fā)的防疫斗士獎(jiǎng)，他也是有史以來(lái)唯一以非醫(yī)師身份獲獎(jiǎng)的得主。

原標(biāo)題：《天文學(xué)家的工作是做什么？研究星座、天氣、外星人？》

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