銀河里的塵埃
宇宙里有許多事兒正在發(fā)生。星系里的星星就像沙灘上的沙子那么多,也像在地球的時一空所交織的透明球形罩里灑滿了雨點般的胡椒粉。自古以來的知識教導我們,我們自己和所居住的這顆行星,都是由煙霧般的星狀塵埃排列組成的。而我們現(xiàn)在也已經(jīng)知道,這些星狀塵埃本身只是由有系統(tǒng)的光旋渦(像是漏了氣般嘶嘶叫的氣球)長久互相向內(nèi)深深擠壓的恒星罷了。我們夾在大大小小的星體間,此時此地宇宙里的事物正在凝聚、結(jié)晶、堆積與穩(wěn)定,而我們只是滄海之一粟。
科學家至今還無法判定,宇宙中的智慧生物究竟是稀罕的,還是常見的?我們?nèi)祟惡唾囈陨娴牡厍虻降子卸嗵貏e?有趣的是,科學家目前正在冥思苦想的事是,整個宇宙似乎是很特別的,剛好有足夠的物質(zhì)構(gòu)成了這個宇宙,且基本作用力之間的比值也似乎恰到好處,才有可能成就出如此奇妙、復雜、美麗又持久的宇宙。
只要有一丁點的胡攪,這些比值就會讓我們現(xiàn)有的宇宙變成一個大黑洞,或變成一個脆弱的漏氣氣球,不然就是畸變成其他形式的無生命結(jié)構(gòu)!這是上帝精心設計的嗎?還是純屬巧合?
的確,尋找宇宙的秩序、模式與意義早已是老掉牙的故事。長久以來,一直有人懷疑在太陽系的眾行星之間隱藏著某些秘密關(guān)系。關(guān)于這些問題,古代學者思考的是“天球的音樂”(意為天體哼唱的精致而完美的和聲);到現(xiàn)在,我們已擁有簡單而精確的定律,是從開普勒、牛頓到愛因斯坦一步步發(fā)展出來的。
誰又知道下一步是什么呢?
太陽系
現(xiàn)今我們普遍認為,太陽系中的太陽是在50億年前由一團圓盤狀的碎片凝聚而成的,而其他剩余物質(zhì)也因引力作用,較重的東西互相吸引、靠近,于是被拉往內(nèi)部,形成了小的小行星與巖質(zhì)行星。比較輕的氣體則被太陽風吹到更遠的地方,凝聚成四個巨大的氣態(tài)行星——木星、土星、海王星與天王星。而在太陽系內(nèi)部,小行星逐漸發(fā)展成行星,等到最后幾片碎屑定位以后,行星的能量會愈來愈高(直到今日,很多行星的內(nèi)部還保持著最初碰撞時產(chǎn)生的熾熱)。最后,終于成為現(xiàn)在我們所看到的太陽系。
太陽系的平面與星系平面并不平行,大約有30°的傾斜,因此我們太陽系實際上是以螺旋形的路徑繞著我們銀河系在移動。
除此之外,還有另一個描繪太陽系模樣的方法:想象我們的時空是一張薄薄的橡膠皮,而太陽和其他行星則分別放在橡膠皮上;太陽是一個很重的鐵球,其他行星則像是小彈珠。提出這個模式的是愛因斯坦,他認為物質(zhì)會使時空扭曲,而由此模式可幫助我們想象物質(zhì)之間的重力。
如果我們用手指彈出一粒沒有摩擦力的豆子到這張橡膠皮上時,它可能很輕易就掉入一個小彈珠坑里;或是在坑邊轉(zhuǎn)幾圈之后彈開;或是在掉入其中一個蟲洞的半途中,落入一個快速旋轉(zhuǎn)的橢圓形軌道。就像行星一樣,豆子掉進“漏斗”愈深,它必須轉(zhuǎn)得愈快才能確保不繼續(xù)往下掉。同時,依據(jù)相對論的說法,既然愈轉(zhuǎn)愈快,它就變得愈來愈重,它的“時鐘”看起來就走得較慢些。
逆行
每個從地球上肉眼觀測星空的人都會注意到,除了日月的穩(wěn)定運行外,還有五顆在天空徘徊的星星,那就是早在古代就知道的五顆行星。這五顆行星與后來新發(fā)現(xiàn)的行星,看起來大體上是沿著每年的繞日軌道(即黃道或黃道帶),繞著地球運行。但愿生命就是這么簡單啊!
若仔細觀測行星一段時間,你會發(fā)現(xiàn)它們的運行路線并不單純,反而像只喝醉的蜜蜂一樣,邊跳著華爾茲邊旋轉(zhuǎn)著前進。偶爾當兩顆行星交匯或“相吻”時,會有一小段時間,它倆看起來是一顆行星對著另一顆行星逆行(向后退之意)的樣子。這個現(xiàn)象在以往曾被認為是常識之一。
在古代,有些人嘗試去解釋和模擬行星的運行(包括逆行),因而發(fā)明了一大堆復雜的圓圈和輪子系統(tǒng),到后來演變成眾所周知的托勒密系統(tǒng),其中的均輪和本輪(又稱周轉(zhuǎn)圓)加起來一共有39個。這個系統(tǒng)被用來仿真兩千多年前七個天體之間的運行模式。
七的古老秘密
只不過短短的四百年前,那七個天體之間的運行模式仍是構(gòu)成西方世界宇宙學的思想基礎,而且早已流傳了幾千年之久。若以今天的眼光來看,古代的這種七角系統(tǒng)變成了一種古雅的圖騰,似乎只用來提醒我們那是煉金術(shù)時代的宇宙學,并早已淹沒在新發(fā)現(xiàn)的行星和物理原理中。然而,姑且讓我們稍微瀏覽一下祖先們的宇宙學吧,看看能否從中學到些什么。
天空中有七顆會明顯移動的天體,若以相對于恒星的移動速率來排列,則可以依序把它們排在七邊形的七個頂角上。月球看起來跑得最快,接著依序是水星、金星、太陽、火星、木星與土星。
接著把一星期里的七個日子分別指派給這七個天體,你會發(fā)現(xiàn)許多語言都是用這些天體名稱組成一個星期的。以日語來說,從星期一到星期日分別是用月曜日、火曜日、水曜日、木曜日、金曜日、土曜日、日曜日來命名。
古時候,有七種金屬分別對應于這七顆行星,而它們的化合物則與顏色產(chǎn)生關(guān)聯(lián),例如金星與碳酸銅(俗稱人造孔雀石或礦物綠)的綠色和藍色有關(guān)。修習煉金術(shù)的學生常常認真思索這些奇妙的顏色關(guān)系,尤其當他們在提煉極其精巧的成分時。令人吃驚的是,這個古老的系統(tǒng)也點出了這些金屬的現(xiàn)代原子數(shù)。
若是順著一個比較寬闊的七角形路線,我們可以得出:鐵26、銅29、銀49、錫50、金79、汞80、鉛82的順序(以火星為起點);而這七種金屬電導率的大小順序,也可以從外圈的路線得知,以鉛為起點。
尋找宇宙秩序
人類是從何時開始對太陽與月亮做有系統(tǒng)的觀測?這個問題的答案隱藏在史前的迷霧里,目前仍不得而知。但是從一塊大約40000年前的獸骨上看來,它與勞瑟的維納斯那幅圖一樣,上面劃有十三道刻痕,顯示當時已記錄下月亮周期的數(shù)目了。
對我們的老祖宗而言,一些重復的自然現(xiàn)象,如滿月、食、行星會合,揭露了一個宇宙學的概況。它是數(shù)值的,也是幾何的,其中隱含了萬物皆被賦予的秩序與意義——“上帝是個幾何學家”。就像神諭的箴言:“如其在上,如其在下”,暗示宇宙的模式也反映在物質(zhì)生活里,變成天啟訊息的來源。
大金字塔即是此觀點的象征。它的底寬與高度,符合地球、月球半徑和的“化方成圓”,通道的走向則與星星排列一致。
這種古老的宇宙學概念,以現(xiàn)今的眼光來看,似乎沒什么價值,而且已被近代天文學所取代。然而,多數(shù)人仍對太陽、月球與地球系統(tǒng)一無所知,盡管我們?nèi)际且蕾囁鼈兊穆蓜佣飨⒌摹1緯鴾睾偷仃U述了這些道理,并祈求古老科學的精神再現(xiàn)。
從巨石到瑪雅文明
觀測天象是一門古老的藝術(shù)?,F(xiàn)存的一些石圈遺跡大約是公元前3000年的東西,而排列成序的巨石,年代就更早遠了。埃及人以精確的測量技術(shù)和度量學,來測量天空與地面的物體。大金字塔的建造日期就被供奉在它的神龕內(nèi),里面對天體排列和恒星都有記載。蘇美爾人在公元前2200年就記錄了星星的周期,后來更訂出每天24時以及圓周的360°;迦勒底人與中國的天文學家也已經(jīng)知道沙羅周期,并使用很多種不同的歷法。
從公元前600年起,希臘人承續(xù)了這項古老智慧:埃拉托斯特尼計算出地球的大?。粴W多克索斯設計了一套解釋來說明月球復雜的運動;公元前4世紀,默東發(fā)現(xiàn)了一種與日月有關(guān)的19年周期。羅馬人在公元前45年頒布了我們沿用至今的歷法。
公元500年,當羅馬帝國瓦解、整個歐洲陷入黑暗時代時,阿拉伯人承接了知識的火炬,使文明的熾焰不致熄滅。隨著十字軍東征,這些知識又回流歐洲,播下日后文藝復興的種子。
哥白尼指出了地球繞日運行;伽利略則發(fā)明了望遠鏡,觀測到其他行星的衛(wèi)星繞行運動;開普勒在17世紀初期,發(fā)表了行星運動的三項定律;牛頓則在1687年利用月球的數(shù)據(jù),證明了運動的萬有引力定律以及重力觀念,從而醞釀出近代科學;接著到下一個世紀,哈里森發(fā)明了第一只實用的海洋時計,大大改進了計時方法與航海技術(shù)。
而在瑪雅人那里,愛爾卡斯提舟金字塔——位于墨西哥古城奇欽伊查——四節(jié)階梯,每節(jié)91級,合計364級,加上高聳的祭壇,便成為365級。
埃及早期的那些測量工具為埃及第26王朝的一個計時祭司所擁有,時間約在公元前1000年。
太陽——日與年
每一天,太陽都由東方升起,以順時針方向的圓弧劃過天際,再從西方隱沒;而太陽消失后的黑暗時段,我們稱為夜。這種循環(huán)不斷重復,便是周日律動,我們簡稱為一日。
今天,我們普遍認為,日夜輪替是地球一面環(huán)繞著太陽,一面每天自轉(zhuǎn)一圈所致。因此,就像巴西樂手曼德斯和他的樂團所演唱的《山丘上的傻瓜》:“看著日升與日落,心里卻明白是地球在自轉(zhuǎn)……”
相對于天上的恒星,太陽每天出現(xiàn)的位置看起來是一度一度依反時針方向(往東)移動,因此我們設定時鐘所依據(jù)的太陽日,會比恒星日長3分56秒。
由于地軸的傾斜,太陽每天升起、落下于地平的位置會稍有不同。只有在夏至與冬至這兩天,太陽東升與西沉的位置才會出現(xiàn)在地平的“盡頭”,此乃停變期的位置。接下來日出與日落的位置會逐漸沿著地平線反向偏移,這便是年的律動。
地球繞日軌道的周期為365.242199天。我們用365天為陽歷的一年,多出來的時間就累積在閏年里,因此每四年就有一年是閏年(但每四百年少計一次閏年),多出來的這一天就加在閏年的二月里。
停變期,原為星體停止運行然后轉(zhuǎn)變方向之意,例如行星“逆行”之前的“留”。
自然四等分
一年中白晝最長與最短的兩天分別是夏至與冬至,合稱二至點。夏至通常是6月21日,冬至則是12月22日。在二至點之間有二分點,分別在春天與秋天,這兩天的白晝與黑夜一樣長:春分是3月21日,秋分是9月23日。在二分點,太陽升起于正東方,而落于正西方。
在二分點,白晝長度的變化率正好最大。在某些高緯度(溫帶)地區(qū),二分點正好把一年分成兩部分,一半是溫暖、明亮的夏季,另一半則是寒冷、黑暗的冬季。在夏季,太陽升起與落下的位置,均在東西聯(lián)機的北方,而冬季則偏向此線南方。
二至點與二分點很自然地把一年分成四等分,稱為四季。每個季節(jié)有91天,而四季氣候之所以有變化,是因為地球的自轉(zhuǎn)軸是傾斜的,所以地球與它的公轉(zhuǎn)軌道面之間夾有一個角度(目前是23.5°)。
若以一個頂角為23.5°的直角三角形來看,三角形的底為13,高為30°若要更簡化些,一個底3高7的直角三角形,它的頂角也約為23.5°。
地球距離太陽約為太陽直徑的108倍,而地球繞日的速度是每小時40619千米,快得令人難以置信。
月亮——夜之女神
顯然月球上沒有生命存在,盡管如此,月球?qū)Φ厍蛏系纳鼌s有很大的影響。月球表面反射的光線是每個月的律動,每天兩次的潮起潮落,以及許多的自然周期,都與月相的盈虧有緊密的關(guān)系。而最獨特的,則是人類生殖周期的循環(huán)。
通常,月亮會和女人及數(shù)字13聯(lián)系在一起,也許是因為月亮在繞地軌道上每天移動13°,而且每年繞地球13圈的緣故。常聽人說看見月亮上有人,但也有人說月亮上有野兔、貓頭鷹和天鵝,甚至有一位仙女。
月球是離我們最近的鄰居,平均距離約為384400千米。月球的半徑為1740千米,地球是6372千米,兩者比約為3:11。
然而月球并不是個正球體,地球的重力把它“較大的那邊半球”拉向我們,因此月球有個我們從未見過的“黑暗面”。但詭異的是,每當新月時,這“黑暗面”卻是明亮熠熠的。
月球繞地的軌道面與地球繞日的軌道面傾斜,使得出現(xiàn)周期性的月食,而且在高緯度地區(qū),每18.618年月球在天上的高度會產(chǎn)生一個以月為周期的夸張變動,月升與月落的角度范圍也達到最大值。
(曉東摘自《太陽系的華爾茲》,有刪節(jié))。