第四章
业余爱好者
——《牛津英语词典》
——孔子
落日西沉,佩科斯以西靠近戴维斯堡的得克萨斯高地上正在举办星空聚会,干燥的土地上已经挤满了望远镜。西边渐暗的夜空下升起一排翻滚的丘陵,它们被戏称为得克萨斯的阿尔卑斯山。我们的东边就是恐龙城,它因盛产石油而著称。
星星都出来了,清晰极了——猎户为“狗星”(亮白色的天狼星)所追逐,向西边的地平线逃逸,乌鸦座的四边形在东南方向,狮子座的镰刀形状靠近天顶。行星木星也在天顶附近;许多望远镜都指着它,宛如向日葵追随太阳。聚拢的黑暗吞没了山谷,观测者眼中的景色被陆地上的星座(望远镜电子器件上的红色LED指示器、工作着的红色电筒)所取代,还有声音相伴——叹息、吃力的呼吸声、低沉的诅咒,以及流星划过天空时零星的喜悦的叫喊。很快天就暗到可以看见黄道光了——这是延伸到小行星带之外的行星际尘埃反射的太阳光——它像遥远的探照灯一样刺入西方天空,宛如奥玛·海亚姆和他的译者爱德华·菲茨杰拉德所说的“黎明的左手”。银河升到东边山顶上方,非常明亮,我一开始将它错认为一堆云。在这么透明的夜空下,地球成了一根栖木,一个用来观看宇宙其他地方的观景台,更像一个人站在摇摇晃晃的梯子上,凝视那些巨大的牛顿反射望远镜目镜时脚下的立足点。
我是和芭芭拉·威尔逊一起过来观测的,她凭借在黑暗中搜寻遥远目标的锐利视觉而成为一个传奇。我看到她站在一架小梯子上,透过她20英寸的牛顿反射望远镜窥视着——设备校准到不能更精确,她在每次观测前都会用棉签擦拭目镜,上面蘸着象牙皂、异丙醇和蒸馏水的混合物。芭芭拉在一张观测台上摆好了《哈勃星系图册》、《测天图2000》、一个在背后由红光灯箱照明的夜视星表、一台被用来展示另一张星图的笔记本电脑,还有一张列着她想看到的天体的清单。清单上的很多东西我听都没听过,更别提看过。其中包括科瓦尔天体(芭芭拉告诉我,那是人马座内的一个矮星系)、莫隆格勒—3星系(当它发出我们现在看到的光芒时,宇宙的年龄只有现在的一半),还有一些不知名的星云,比如闵可夫斯基的脚印、红矩和戈麦斯的汉堡包。
“我正在寻找M87的喷流。”芭芭拉在梯子上低头对我说。M87是靠近室女星系团中心的一个星系,距地6000万光年。一束白色喷流自它的核心喷出。它由等离子体——被电离的原子核和电子,它们是足以撕裂原子的高能事件下的幸存者——构成,从这巨大椭圆星系中央的大质量黑洞两极以接近光速的速度喷射出来。(没有什么东西能从黑洞内部逃逸,但它的引力场可以将物质高速弹射出去。)天文学家研究这种喷流的结构,描绘M87内部的暗云——通过喷流在与暗云冲撞处堆积的方式,可以推断出暗云的地点和密度——然后通过线条上的扭结和堆积,来重构近期黑洞周围喷射出的物质的不同数量。他们用上了可利用的最强大的设备,包括哈勃空间望远镜、夏威夷凯克天文台的两台口径为10米的反射镜,还有甚大阵——一个位于新墨西哥,由27个射电天线盘组成的横贯沙漠的Y字形阵列。至今我还没听说哪个爱好者看到过这种喷流。
在长久的沉默之后,芭芭拉大声说:“它就在那儿!我是说,就在那儿啊!”
她从梯子上爬下来,笑容浮在黑暗中。“我之前就看到过一次,在天鸽座,”她说,“但没人能为我确认——找不到一个能有这份耐心看这个的人。但这玩意儿实在太明显了,你看到后就会‘哇’的一声,要不要来试试?”
我爬上梯子,调好目镜焦距,检视着散发微光的球状M87,在770倍率下,它像一条膨胀的河豚。我没看到喷流,便开始进行标准的暗视步骤。放松,像做运动的时候一样。深呼吸,确保大脑摄入足够氧气。双眼保持睁开,让需要用到的那只眼睛不至于肌肉紧绷。手掌覆住左眼,或干脆在大脑里清空它——其实很容易做到,比听起来容易——然后集中精力透过望远镜观看。检查星图,确认目标在视场中的位置,然后目光稍稍从那个地方偏移:对于暗光,余光比聚焦处更敏感。然后,就像芭芭拉所说的,要有耐心。有一次在印度,我用一架观鸟望远镜盯着一丛草看了一分多钟,才发现我盯着的是一只睡着了的孟加拉虎的巨大的橘黑相间的头颅。观星也差不多这样。你不能急。
然后,突然间,它在那儿了——一根薄薄的、弯弯的、苍白的手指,颜色比星系本身的青白色星光更冷、更荒凉,从而凸显出来。多年以来我只能在照片中看到它的雄姿,能亲眼见到它,实在太精彩了。我从梯子上下来,开心地笑着。芭芭拉叫了茶歇,她的同事们离开了,去了农场的咖啡馆,她自己则留在望远镜旁,以防万一有人想过来看看M87的喷流。
20世纪50年代我刚开始观星那会儿,业余天文学经历了一场变革。彼时大家都用很弱的望远镜,比如我那种2.4英寸折射镜。一架12英寸的反射镜就已经是个大家伙,你要是有幸用那个看过东西,都可以当作故事讲一讲了。受限于那些设备可怜的聚光能力,大多数爱好者只观测比较明亮的天体,比如月球的环形山、木星的卫星、土星环,还有少量著名的星云和星团。如果他们还想探索到银河系外,看看邻近的一些星系,可能就只能看到暗弱的灰色斑点。
与此同时,专业的天文学家则可以在西海岸接触到非常大的望远镜,比如加利福尼亚南部帕洛马山上的传奇——200英寸的海尔望远镜。[23]科学家们配备了当时最先进的技术,接受了最严格的训练,最终有了收获。在帕萨迪纳附近的威尔逊山天文台,天文学家哈洛·沙普利于1918年到1919年确认太阳位于银河系的一侧,埃德温·哈勃于1929年确认星系因宇宙空间膨胀而相互分离。在帕洛马,艾伦·桑德奇测定恒星的年龄,霍尔顿·阿尔普探索“异常”星系的结构,1964年马尔滕·施密特和杰西·格林斯坦发现类星体都很远——那些年轻星系的炽热内核发出的光要用几十亿年才能抵达我们这里。像这样的科学家后来都誉满天下,被媒体称作探索深空奥秘的锐眼瞭望者。
这诚然不是虚言:他们所在的是一个黄金时代,我们这个长期沉睡的种群第一次睁开眼睛看银河系家园以外的遥远宇宙。但专业意义上的观测往往并不是一件充满乐趣的事。在寒冷黑暗的高处,乘坐观测笼,在一个巨大的玻璃照相底片上进行长时间曝光,冰冷的星星在圆顶的开口上方闪耀,星光融入底下如鳟鱼池一样大的镜子中,这一切毫无疑问非常浪漫,却也有点折磨人的神经。用大型望远镜观测就像和一个迷人的电影明星做爱:你受宠若惊,同时也知道一大堆情敌在排着队等你出丑。更别提学科领地意识、嫉妒的论文审稿人,以及永远都需要抢的望远镜使用时间,这些都不可能让专业天文学轻松无压力。就像一位年轻聪慧的宇宙学家有一次和我说的,“毁掉天文这样一个可爱的兴趣的好办法,就是让它成为职业”。
情况就这样持续了几十年。天文学家们观测遥远的巨大天体,论文发表在声名赫赫的《天体物理学报》上——学报以天体的距离排列论文,就好像是故意为之,星系在每期刊物的开头,恒星在中间,行星则偶尔才能出现在刊物上,而且是刊登在后面。业余爱好者则在州里的集会上用三脚架架起76倍的小望远镜,给学校学生展示土星环,然后把他们自己的照片(站在后院里自制的反射望远镜旁边,面带微笑)发给《天空与望远镜》杂志——这是一份非常精美的刊物,然而没有《天体物理学报》那么有名。不可避免地会有一小部分天文学家看不起业余爱好者。克莱德·汤博发现了冥王星,向来大度的天文学家乔尔·斯特宾斯把他作为“一个业余临时助理”解雇了,还补充说,冥王星是“由业余爱好者珀西瓦尔·洛厄尔预言的”,它的确认也是“大部分由另一个业余爱好者——乔尔·H.梅特卡夫牧师制作的”望远镜完成的,所以冥王星如果是个行星,那它的发现真可谓“专业天文领域有史以来最大的笑话”。[24]当然,与业余爱好者以及技术精湛却并不在意自己身份的业余人士保持良好关系的专业天文学家不在少数。但总体上来说,业余爱好者宛如居住在山顶阴影下的山谷里。
但有趣的是,从某种程度上讲,在历史长河中的大部分时间里,天文学原本只是业余爱好者的追求。
现代天文学的基础主要是由业余天文爱好者建立的。尼古拉·哥白尼在1543年将地心说改正为日心说(这就将一个死循环的错误变成了一个开放式的错误,可以引发出新的问题),他是个博学多才的人,长于多项技能,天文只是其中之一。约翰内斯·开普勒发现行星绕日公转轨道不是圆形而是椭圆形,但他其实主要是靠占星与教书谋生,还为出版自己的书向皇家委员会请求支持。埃德蒙·哈雷(哈雷彗星以他的名字命名)一开始只是个业余爱好者——他曾花一年时间在圣赫勒拿做观测,那是南亚特兰大的小岛,140年后拿破仑·波拿巴被流放到这里,并终结于此——最终获得了皇家天文学家的称号。而业余天文爱好者约翰·贝维斯至今仍是唯一一个观测到金星掩水星的人。(这个罕见的天象是指金星从水星前穿过,它发生于1737年5月28日,下一次出现则要到2133年12月3日。)出生于1710年的詹姆斯·弗格森,从一个不识字的、试图了解星星的苏格兰牧童,成长为知名作者和皇家天文学会会员,享受乔治三世国王颁发的皇家津贴。乔治三世自己也是一个天文爱好者,为了观测1769年6月3日发生的金星凌日,他建造了一座天文台。[25]弗格森的畅销书《基于艾萨克·牛顿爵士原理的天文学》,吸引了当时还是作曲家和风琴演奏者的威廉·赫歇尔的注意。赫歇尔曾自制望远镜,并以精湛的技巧将其功能发挥到极致,是当时洞察力空前的观测者,但他的研究并没有任何报酬,直到1781年他发现了天王星。(乔治三世也以皇家津贴奖励了他;他用这笔钱制作了一台超级大的望远镜,可惜它并不好用,他还是得依靠他默默无闻时使用的小望远镜。)第一个“重新发现”哈雷彗星的——就是发现它从比天王星轨道还远的地方向太阳系内进发,一路变亮——是约翰·乔治·帕利奇,时间为1758年。这项发现漂亮地证明了牛顿运动定律的正确,帕利奇却被皇家科学院讽刺为“一个根本没意识到自己的发现有多重要的头脑简单的农民”。[26]但其实他是一个熟练的业余科学家,他定期与赫歇尔沟通,并准确推断出大陵五其实是食双星——一对周期性从对方面前穿过[27]的双星。
19世纪的天文学是被业余爱好者统治的,他们大部分是富有的绅士,拥有私人天文台,抑或是普通的市民,其技艺为他们赢得皇家津贴或商业赞助。弗里德里希·威廉·贝塞尔中学辍学,在不来梅做小店员,却在彗星轨道研究上有所发现,并于1813年成为普鲁士的新柯尼斯堡天文台的台长。第一个发现他的能力的是海因里希·奥伯斯——一个医生,同时也是当时数一数二的彗星观测者。威廉·坦普尔发现了8颗彗星,以及与昴星团纠缠的反射星云,他之前只是个平版印刷工人,几乎没有受过教育,后来在马赛、米兰和佛罗伦萨被委以专业科学家之职。在德国德绍,药剂师海因里希·施瓦贝在17年间几乎无一日中断地观测太阳黑子,并发现了太阳黑子数量在11年周期中的增长与衰退。英国业余爱好者理查德·卡林顿发现了黑子在周期性增长时会向赤道区域靠近,他把黑子的纬度分布按时间描绘出来,创制出了黑子的“蝴蝶图”。卡林顿从他位于萨里郡雷德希尔的庄园观测太阳,他也是第一个看到太阳耀斑的人。约翰·罗伯逊是喀里多尼亚列车上负责报站的服务员,他也被这些关于太阳的新发现所感染,在当地劳工的阅览室里研读天文书籍,把存款用来买望远镜。最终他得以发表他关于彗星、流星的发现,还有太阳黑子、极光和罗盘针磁场偏差之间的联系。他也曾获得过天文台的任命,但他总是回绝掉,理由是“(铁路)公司对我很好,我希望可以忠诚地为他们服务”。[28]
在19世纪中期的爱尔兰,罗斯伯爵制作了一台72英寸的反射望远镜,用以观测星系的螺旋结构。这台望远镜被称为“帕森斯顿的利维坦”,曾是世界上最大的望远镜,直到1917年,在乔治·埃勒里·海尔——一个由业余爱好者转变成的天文学家的鼓吹下,一台100英寸的反射望远镜在威尔逊山建成。亨利·德雷伯刚完成他的医学学业,在等待行医(他那时还没成年)的时候周游英国,他看见了罗斯的望远镜,被天文深深迷住。回到纽约家中后,德雷伯接连自制了好多望远镜,还组装了一个分光镜——可以将光分解为光谱线,揭示光源的原子构成——加上相机,就制造出第一个可靠的摄谱仪。凭借这个摄谱仪,他帮助建立了现代天体物理学和恒星分类学。约瑟夫·诺曼·洛克耶是陆军部的一个文员,他自学天文,在太阳光谱中发现了氦元素。(因其在地球上尚不为人知,洛克耶以希腊语“太阳的”为其命名。)在印度还有个业余爱好者皮埃尔—朱尔—塞萨尔·让森设法观测日珥——太阳表面升起的发光等离子流。他是在1868年8月18日日全食的前一天观测到的,这是第一次不借助日全食的时候月亮遮住大部分日光而观测到日珥。(数日之后洛克耶也观测到同一个日珥,他和让森后来都成了专业的天文学家。)洛克耶后来于1869年在英国创办了科学期刊《自然》,并确认了巨石阵和埃及大金字塔都是朝向太阳和恒星的,这个发现开辟了考古天文学的道路。同时期的沃伦·德·拉鲁是一个印刷工人,在1860年的日全食中,他用在相距400千米的不同地点拍摄的照片,证明了日珥属于太阳,而非有些人所想的从月亮中喷射而出。
哈佛天文台也是由一个天文爱好者建立的,他叫威廉·克兰奇·邦德。他和他的儿子乔治·菲利普·邦德一起发现了土卫八。威廉·拉特·道斯因其对双星的精准辨别,享有“鹰眼道斯”之誉,他是个医生,也是个离经叛道的牧师;“道斯极限”至今仍被用来作为估算望远镜理论分辨率的参考。丝绸商人威廉·哈金斯对行星状星云——不稳定恒星抛射出的气体壳——做光谱观测,并测量恒星的速度。利物浦酿酒大亨威廉·拉塞尔与他妻子玛丽亚·金相识于天文爱好者举办的星空聚会。他制作了一台24英寸的反射望远镜,并用它发现了海王星的卫星海卫一、天王星的卫星天卫一和天卫二。
即便到了20世纪,业余爱好者被迅速成长的专业天文学群体掩盖光辉,却也依旧在为天文研究做出有价值的贡献。英国作家、天文爱好者帕特里克·摩尔回忆道,第一次世界大战前,“如果你想知道木星大红斑的经度、金星灰光的状态,抑或火星上的尘暴的发展情况,你可以去找任何一个主流的业余天文协会”。[29]阿瑟·斯坦利·威廉姆斯——一个律师,绘制了木星表面云层的差异旋转,并建立了木星术语系统,该系统沿用至今。米尔顿·赫马森曾是一名瓜农,靠在威尔逊山赶骡为生,他与天文学家埃德温·哈勃合作绘制了宇宙的尺寸和膨胀率表。格罗特·雷伯在他位于伊利诺伊州惠顿的家中后院建造了第一台真正意义上的射电望远镜,并用它来绘制星空;他一度是地球上唯一的一个射电天文学家。太阳研究是由工业工程师罗伯特·麦克马思在底特律家中后花园建造的天文台里主导的,他成就惊人,国家科学院有他的一席之地。他担任专业组织——美国天文学会的主席,还帮助规划建造了亚利桑那州基特峰国家天文台,在那里,全球最大的太阳望远镜以他的名字命名,以示尊敬。
19世纪末至20世纪初,发展时断时续的专业天文学催生了形形色色的混合职业,比如舍伯恩·韦斯利·伯纳姆,他将业余天文和专业天文结合,像在河流中从一条船犹疑地踏入另一条船。伯纳姆是一个自学成才的法庭速记员,他观测光学双星并进行编目,在他人的劝说下,他花了两个月时间,用他的私人望远镜——一架6英寸的折射望远镜——在北加利福尼亚的哈密顿山为未来的利克天文台选址工作进行测试。天文台建成后,伯纳姆降薪留任,成为天文台的高级科研人员。他为人诙谐,四处漂泊,人脉广泛,与一个叫贝内特的隐士相处得非常自在,后者路过天文台时常帮他捎几封邮件。他与美国最高法院的大法官也处得很好。最终他离开了,回到了芝加哥,依旧受雇于美国巡回法庭,做书记官,薪水是他做天文学家时的两倍。但他没有放弃观测,周末时他会坐火车去位于威斯康星州威廉斯贝的叶凯士天文台,继续研究光学双星。
为何业余爱好者能够在天文学领域扮演如此重要的角色,最终甚至掩盖专业工作者的光辉?因为天文学和其他学科一样,还很年轻——还不到400年的时间,还在继续向前——必须有人来推动它。它的鼓吹者那时还都没有相关的高级文凭,那时候根本就没有这玩意儿。所以,他们要么是其他相关领域,比如数学领域的专业人士,要么是纯粹出于热爱而从事天文研究的业余爱好者。最重要的是能力,而不是文凭:就如你想给荒地上的小木屋加高顶梁,邻居来帮忙的时候,你不会要求他们出示承包商许可证。随后而来的是这个新领域开始细分。
业余爱好者与专业科学家的区分的新鲜之处,体现在这两个名词本身的历史当中。“业余爱好者”这个词大约在1784年出现在英语中,而“科学家”这个词则是到了1840年才被创造出来,英国哲学家和数学家威廉·休厄尔说:“我们非常需要一个通常意义上的用以描绘科学耕耘者的名称。我倾向于叫他‘科学家’。”[30]然而,一旦差别出现,就如牛津的历史学家艾伦·查普曼所写的,一种“不幸的分歧”也凸显出来,“制度所资助的专家似乎应当为‘业余爱好者’建立标准”。[31]
一个有能力的业余爱好者——约翰·爱德华·梅利什体验到了这种分歧的不公。1915年夏天,他在叶凯士天文台做义务观测员。梅利什发现自己在日出前拍到了一颗彗星。哈佛天文台电报——这是播报天文新发现的标准方式——迅速发出,宣布他的发现。梅利什的这颗“彗星”后来很快被确认其实是弥漫星云NGC 2261,这让叶凯士的台长埃德温·布兰特·弗罗斯特很难堪。梅利什的贡献其实是发现了一个星云,它在亮度上有所变化。[32]但弗罗斯特不再信任业余爱好者,把梅利什从项目中移除,把他的任务指派给了一个年轻的叶凯士工作人员——一个叫埃德温·哈勃的天文学家。以他的名字命名并沿用至今的哈勃变光星云,成为哈勃发表的第一篇论文的主题,并成为他光辉事业的一个跳板。[33]
即便有着诸多打击,业余爱好者还是在20世纪80年代重新回到了舞台。一个世纪的专业研究促进了观测天文学的发展,在领域内创造出更广阔的空间,供专业工作者发挥。同时,天文爱好者的队伍也在扩大,最优秀的业余爱好者也有能力承担起专业工作,从事创新研究。“专业工作者与业余爱好者之间永远都会有位置留给劳动者。”科学史学者约翰·兰克福德于1988年写道,但“在将来会更难将二者完全分开”。[34]同年,《天空与望远镜》杂志的编辑利夫·J.鲁滨逊表示:“业余爱好者与专业工作开始了几十年未曾见的热切对话。这真的是一股清风。”[35]
而促进了专业天文学发展的业余天文革新,是由三项创新技术带动的——多布森望远镜、CCD感光设备和互联网。[36]
多布森望远镜是一种用廉价材料组装的反射望远镜。发明者是约翰·多布森,他拥护平民主义,主张衡量望远镜价值的标准是通过它去观测的人数。1987年7月25日,在佛蒙特州靠近斯普林菲尔德的一个叫作斯特拉芬(意为“星星圣地”)的山顶观测地,多布森在一个由业余望远镜制作者组成的团体中鼓吹他的信条,获得了雷动的欢声。“对我来说,望远镜有多大,光学系统设置得多精确,或是照片拍得多美妙,都不算什么;要看在这个巨大的世界,有多少看到望远镜的机会比你少的人,能够有机会通过你的望远镜去了解这个宇宙。这才是驱使我的动力所在!”
多布森在旧金山以其宽厚、热情的性格为人所知,他会在路边架好一架靠电池驱动的望远镜,召唤路人“来看看土星!”或是“来看看月亮!”,然后在他们盯着目镜看的时候,在他们耳边悄声说一些天文学的知识。他的职位有非正式的津贴,他自己则是一个扎马尾、总是滔滔不绝的老年嬉皮士形象,随身带着一架俗丽的望远镜,镜身磕磕碰碰,像被一辆卡车拖行过。然而了解天文的人开始意识到,他的望远镜就是科技革新的卡宾枪。多布森望远镜采用的是和艾萨克·牛顿1680年为了研究大彗星所设计的望远镜一样的简单构造——一个镜筒,底部装有用来聚光的凹面镜,小而平的副镜在靠近顶部的地方,用以将光线反射到一侧的目镜中去——但它们是用价格低廉的材料做成的,用一架小型牛顿反射镜的价格,你可以自己做一架或者买一架大的多布森望远镜了。然而你没法从约翰·多布森那里买到多布森望远镜,他拒绝用他的创新发明牟利。安贫是他的习惯,也是他创造力的来源。
多布森出生于中国,他的外祖父是北京大学的创办人之一,他的父亲教授动物学。多布森自己在伯克利学习化学,并于1944年成为信奉罗摩克里希纳的吠檀多社的一名僧人,居住在旧金山和萨克拉门托。
多布森幼年时期就痴迷天文,他开始自己制作望远镜,但他安贫的誓言决定了他必须想办法用比前人更廉价的方式进行制作。业余望远镜制作者需要面对的最昂贵的花费之一是买一块“白胚”,那是一块精密的光学玻璃,他们需要将其打磨成合适的形状。多布森买不起合适的白胚,于是他去捡拾废弃的船舶舷窗和水罐底,然后打磨它们,将其作为替代品。为了做镜筒,他搜集了建筑工地上用来往里浇灌水泥的层压纸套管。
好的望远镜装置也价格不菲,所以多布森用胶合板碎片裁出一只盒子,用一切圆滑的东西——聚氯乙烯管、特氟龙碎片,或是废弃的黑胶唱片——把它填充起来,然后把镜筒塞在盒子里,这样就造出了一架只需要轻轻一推就可以指向天空任何方位的望远镜。
有了装备之后,多布森开始在晚上“越狱”——这是僧人们的说法——调试他的望远镜,给人们看星星。他遇到看起来对天文格外有热情的年轻人,就直接把望远镜送给那孩子,然后自己再重新做一架。太多次“越狱”对于需要在夜晚入定的僧侣来说是不妥当的,所以多布森最终被逐出了寺院。(他的第一架望远镜据说在寺院官员的命令下被抛进了旧金山湾,不然可能就被史密森学会收藏了。)此后的大部分时间里,多布森都在西部到处旅游,开着房车或是锈迹斑斑的大篷车,里面塞满了望远镜,他把它们放在街角和国家公园,吸引了成排的新手来看。公园巡查人员不许他这么做,说:“天空不是公园的一部分。”多布森回答道:“对,但公园是天空的一部分。”[37]在约翰·多布森之前,可能没有人像他这样凭一己之力吸引这么多的人来观星。
多布森望远镜的光学系统可能很粗糙,大多不能展现业余爱好者所喜爱的火星和木星的锐利图像——但它们为普通观星者拥有自己的大望远镜提供了可能。拥有多布森望远镜的观测者不必满足于看行星和邻近的星云:他们可以探索数以千计的星系,深入曾经只留给专业工作者的深空范围。很快,业余爱好者云集的星空聚会上就布满了多布森望远镜,它们有20英尺,甚至更高,指向夜空。英国天文爱好者帕特里克·摩尔描述“帕森斯顿的利维坦”时说:“据说使用大反射镜的人不仅是个爱好者,还是个有经验的攀登者。”[38]现在,感谢多布森,罗斯伯爵的时代又回来了,业余观测者最大的身体上的危险,就是在摇晃的高梯上用大多布森望远镜观测的时候可能会摔下来。我遇到过一个观星者,他的多布森望远镜非常高,他站在15英尺高的梯子上才能够到目镜,要用一架双筒望远镜才能看到底下笔记本电脑上显示的实时图像。他说白天爬梯子爬得心惊胆战,但是到晚上观测的时候就忘记有多危险了。“我看过的星系里有三分之一都还没编目呢。”他若有所思地说。
同时,CCD也出现了。CCD即“电荷耦合器件”,是一个感光芯片,可以比照相感光乳剂更快地记录微弱的星光,因而很快地替代了后者。[39]刚开始CCD很贵,但价格降得也快:老式的CCD一度比貂皮大衣还贵,而如今我们在天文台用CCD,就像用咖啡杯托盘一样平常。爱好者发现,把CCD用于大多布森望远镜上,得到的聚光能力堪比前CCD时代帕洛马的200英寸海尔望远镜。
并非CCD的感光度本身拉近了业余爱好者和专业工作者之间的距离——专业工作者也会用CCD——而是业余爱好者手中日益增多的CCD令地球上有能力探测到深空的望远镜数量剧增。这个星球上好像突然多了数千只新的眼睛,这就能比仅依靠专业工作者监测到更多天文现象。此外,CCD芯片上每个感光点(或称“像素”)都可以在展现捕捉到的图像的电脑上表达出单独的值,观星者可拥有一份数字化的记录,用以测光,做变星亮度变化的测定。
这就又要说到互联网。爱好者发现一颗彗星或爆发的新星,一度需要给哈佛天文台发电报,由那里的专业工作者检查确认,然后给全世界天文台的付费订阅者发送明信片。互联网开启了另一条道路。现在一个爱好者如果有了新发现——或是觉得他有了新发现——只需在几分钟内把CCD图像传给世界上任何地方的其他观测者。任何感兴趣的人,无论是后院天文爱好者,还是山上圆顶屋内的专业工作者,都可以看到。全球研究网络也开始萌芽,将对耀星、彗星或是小行星有共同兴趣的业余爱好者和专业工作者连接起来。专业工作者通过业余爱好者获得信息,有时能够比等待官方渠道更快地了解天上的新发展,因而能够更快地研究它们。如果说增长的望远镜数量给了地球新的眼睛,那么互联网的使用就是一套视觉神经系统,信息在网络中奔涌(夹杂着大量的金融数据、亿万字节的绯闻八卦,以及丰富的色情文学),还有土星上风暴肆虐和恒星在遥远星系中爆发的照片。
几十年来,专业天文学家都愈发依赖电脑处理的数据,譬如说,它可以立即生成一份在给定夜晚经过给定天文台天顶10度范围内的、面朝我们的旋涡星系清单,还能按亮度排序。必需的软件、电脑的处理能力,还有硬盘的存储能力,都所费不赀,而一旦专业工作者将它们上传到网络,业余爱好者也就能够无偿使用它们了。而且,自从大部分专业望远镜都可以用电脑控制之后,网络连接让业余爱好者和专业工作者都能够远程操纵望远镜进行自动观测。
业余爱好者中的新星也在闪现,他们技术精湛,设备精良,致力于做观测宇宙学家艾伦·桑德奇口中的“绝对严肃的天文工作”
。[40]有些人记录木星和火星上的天气,制作出在质量上可与专业工作者比肩的行星图像,在记录长时间尺度的行星现象上,甚至能够超越他们。还有些人监测变星,用以确定星团和星系的距离。业余爱好者还能发现彗星和小行星,源源不断地为鉴别天体做出贡献,这些天体有可能在将来某一天与地球相撞,只要发现得足够早,我们就有可能使它们偏转,防止灾难发生。业余射电天文爱好者记录下星系冲撞时的呼声,记载日间流星落下时的电离余迹,寻找外星文明的信号。
业余爱好者所能接触到的也有局限。业余爱好者在科学文献方面所受的指导不足,有时候他们拿到精确的数据,却不知其所以然。有些人通过与专业工作者合作来弥补他们专业上的不足,有时候会抱怨他们投入精力做了大部分工作,大部分功劳却归于他们更加有名望的合作伙伴。还有些人则将热情燃烧殆尽,他们深陷于自己的爱好,消耗了时间、金钱和热情,最终退出。
但还是有许多业余爱好者享受合作的收获,而这让他们更靠近星辰大海。如果情况超乎控制,他们就用“爱情超越婚姻”的比喻来安慰自己。公元前2世纪,泰伦斯说,凡事都有度,但正如威廉·布莱克所标注的那样,“欲知何者为足够,必须先知何者为过度”。[41]