注册 登录  
 加关注
   显示下一条  |  关闭
温馨提示!由于新浪微博认证机制调整,您的新浪微博帐号绑定已过期,请重新绑定!立即重新绑定新浪微博》  |  关闭

东边日出西边雨——江晓原的网易博客

 
 
 

日志

 
 

再谈日食:科学意义之建构与消解  

2009-10-06 13:40:52|  分类: 科学外史专栏 |  标签: |举报 |字号 订阅

  下载LOFTER 我的照片书  |

载《新发现》杂志2009年第9期

科学外史(39)

 

再谈日食:科学意义之建构与消解

 

江晓原

 

 

  现代的媒体和受媒体左右的广大公众,通常总是将天文学冷落在一边,只有在日食、彗星之类异常天象出现时,天文学和天文学家才有机会来到媒体和公众的短暂注视中。

  这次数百年一遇的日全食,全食带经过大量人口稠密的大都市。上海、杭州等处的风景点,日食发生之前好些日子就已经盛况空前,遍布各种临时营地,各国旅游者和天文爱好者卯足了劲,要在中国过一把瘾,出一把风头。东方卫视、山西卫视、上海电视台则联合中国科学院上海天文台和新浪网,派出多路记者,从印度到日本,横贯亚洲大陆,现场报导这场日全食的全过程。在这样的背景下,重新回顾日食意义的历史演变,倒也饶有趣味。

 

  关于《尚书·胤征》中“羲和尸厥官,罔闻知,昏迷于天象,以干先王之诛”的那段历史记载,有西方学者解读为:中国古代的天文学家羲和,因为酗酒,未能及时预报一次日食,就受到了死刑的惩罚,从此以后中国的天文学史再也不敢玩忽职守了——所以中国人留下了如此丰富的天象记载。这段有点“戏说”色彩的解读,大体还是正确的,尽管玩忽职守的天文学家在中国也不是那么难以想象的。

  上述《尚书·胤征》中的记载涉及日食最早的意义——上天的警告。日食之所以需要预报,最直接的原因就是因为需要在日食发生时进行盛大的“禳救”仪式,而这种巫术仪式是需要事先准备的。

  但是中国古代天学家还赋予日食一种现代话语中的“科学”意义——用日食来检验历法的准确程度。

  对中国古代历法许多人常有误解。可能是因为最初在翻译西文calendar一词时,随手用了中文里一个现成词汇“历法”,造成了这样的后果。其实能够和该词正确对应的现成中文词汇,应该是“历谱”。由于现在我们已经习惯了将“历法”对应于calendar——即俗语所谓的“月份牌”,就渐渐忘记了在中文词汇中“历法”这个词的本意。

  其实中国古代的历法,与西文的正确对应应该是mathematicalastronomy,即“数理天文学”。因为中国古代的历法,完全是为了用数学方式描述太阳、月亮、五大行星这七个天体(即所谓“七政”)的运行规律。至于排出一份历谱(“月份牌”),那只是历法中附带的小菜一碟。因此历法可以说是中国古代天学中真正“科学”的东西——尽管这科学工具是为“通天”巫术服务的,就像今天某些算命者手中的电脑。

由于在中国传统历法中,采用若干基本周期持续叠加的数值模型来描述七政运行,从历元(起算点)开始,越往后的年份叠加次数越多。而任何周期都是有误差的,随着叠加次数的增加,误差就会积累,这就是中国古代为何不断进行“改历”(制作新历法,改用新历法)的原因。

  在上述七个天体中,太阳的运动最简单故最容易掌握,月亮的运动最复杂故最难以掌握,而日食是因为月亮的影子遮住太阳造成的,这就要求同时对太阳和月亮两个天体的运动都精确掌握,才可能正确预报一次日食。于是古人很自然地将日食视为检验历法准确程度的标尺。如果我们将“检验历法”视为日食的科学意义,那么这个科学意义在中国至少已经有两千年历史了。

 

  在西方现代科学中,日食同样具有上述检验功能——看对太阳和月亮运动的描述是否精确。在现代天文学中,这种描述是以天体力学为基础的。不过因为这种描述在现代天文学中早已不是问题,所以已经没有人关注这一点了。

  当天体物理学成为现代天文学的主流之后,日食有了一个新的科学意义——在日食时观测日冕。因为日冕平时是观测不到的。不幸的是,1931年法国人发明了“日冕仪”,可以在任何时候造成“人造日食”来观测日冕,于是日食的这个科学意义又被消解。

  日食有史以来最重大的科学意义,“呈现”于1919年。

  1912年,爱因斯坦发现空间是弯曲的,光线经过太阳边缘时会发生偏折,1915年他计算出,日食时太阳边缘的星光偏折值是1.74角秒(在此之前,有人将光微粒视为有质量的粒子,也能够计算出0.87角秒的偏折值)。

  适逢其会,1919年5月29日将有日全食发生,人们当然指望在这次日食时一举将爱因斯坦的预言验证出个真假来——爱因斯坦本人则早已确信他的理论肯定是正确的。英国组织了两支日食观测队,一支前往巴西北部的索布拉尔(Sobral),另一支就是著名的爱丁顿爵士(ArthurStanleyEddington)参加的,前往非洲几内亚海湾的普林西比岛(Principe)。日食后过了几个月,观测结果归算出来了:分别是1.98″±0.12″和1.61″±0.30″,后面这个数值是爱丁顿那一队的结果。于是宣布:已经成功验证了爱因斯坦的预言。这个说法此后一直在公众中流行。

  爱丁顿那时已有崇高的学术地位,他是剑桥大学天文学和实验物理学终身教授、剑桥大学天文台台长、英国皇家学会会员。这些辉煌的科学头衔,加上他被视为“第一个用英语宣讲相对论的科学家”,使得媒体和公众都对他前往普林西比岛观测日食验证广义相对论一事,充满了期待和信任。相传他获得盛誉之后,有媒体问他全世界是否只有三个人真正懂得相对论?他居然反问道:“那第三个人是谁?”

  然而后来的研究表明,这曲“验证广义相对论”的凯歌,很大程度上是爱丁顿和媒体共同“社会建构”起来的。

  日食时太阳边缘的星光偏折,当时是依靠照相来体现的,但影响照相底片成像的因素很多,比如温度变化等等。1919年日食观测的照相底片,其实并不能归算出足以精确验证爱因斯坦预言的光线篇折值。

  此后在1922年、1929年、1936年、1947年和1952年发生日食时,各国天文学家都组织了检验光线偏折的观测,公布的结果都与爱因斯坦的预言互有出入。直到1973年6月30日的日全食,美国人在毛里塔尼亚的欣盖提沙漠绿洲中,得到了1.66″±0.18″的偏折值。1974~1975年间,天文学家用甚长基线干涉仪,在可见光波段之外,精密观测了太阳对三个射电源辐射造成的偏折,得到1.761″±0.016″的偏折值。这才终于以误差小于1%的精度证实了爱因斯坦的预言。

  可以这么说,到1975年之后,日食的科学意义已经消解殆尽。如今日食倒是被赋予了新的意义——它现在是媒体和公众的“科普嘉年华”。

 

 

 

 

 

 

  评论这张
 
阅读(1631)| 评论(7)
推荐 转载

历史上的今天

评论

<#--最新日志,群博日志--> <#--推荐日志--> <#--引用记录--> <#--博主推荐--> <#--随机阅读--> <#--首页推荐--> <#--历史上的今天--> <#--被推荐日志--> <#--上一篇,下一篇--> <#-- 热度 --> <#-- 网易新闻广告 --> <#--右边模块结构--> <#--评论模块结构--> <#--引用模块结构--> <#--博主发起的投票-->
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

页脚

网易公司版权所有 ©1997-2017