——讀《星星離我們多遠》[1]
劉金沂
光速每秒為30萬公裏，連《西遊記》中的孫大聖也望塵莫及！然而星星之間的距離就是光子也要叫遠不迭。使用光在一年內所走的路程——光年為尺子來測量星星間的距離，我們現在所知道的最遙遠的星係離我們達100多億光年！許多人會問，這麼遙遠的距離是怎樣測量出來的，天文學家到底有什麼神通能測出這樣遠的距離？他們的科學根據何在？這些問題並非三言兩語可以講清的。1980年底，科學普及出版社出版了《星星離我們多遠》一書，係統全麵地解答了這些問題。該書語言生動、深入淺出，條理清晰、趣味盎然，是近年來天文科普作品中的佳作。
天文學是一門奧妙無窮、令人神往的學科。它的研究目標絕大部分是遙遠的天體，它們看得見，摸不著，有的甚至隻能通過巨型望遠鏡，用照相方法經過很長的曝光時間才能在底片上留下點點影像。天文學家麵對著這些對象，要測量它們的距離非得有特殊的手段和方法不可，這正是天文科學的特點之一。本書首先抓住了天文學的這一特點把讀者引到了宇宙深處。
接著，作者以灑練的筆墨敘述了測量天體距離的各種方法。這是一張時間的進程表，也是一張知識積累的進程表。從人們在地麵上經常做的開始：要測量煙囪的高度，測量河流的寬度，無須爬高，無須渡河，隻要在兩個不同地點觀測，通過適當計算就能求得。這就是利用視差的原理測距離。最初測量天體距離的方法就是三角視差法。天文學家用三角視差法測得了第一批天體的距離，它們都不超過300光年遠，再遠就無能為力了。於是，“接力棒”傳給了分光視差法利用恒星的光譜差別求距離，使測距達到30萬光年左右。又因為遠星太暗無法得到光譜，分光法失去威力。造父變星的周光關係接替了分光視差法，可以求得遠達1500萬光年之遙的星係距離。對於更遙遠的星係，因找不到造父變星又使測距處於困境。此時新星和超新星以其突發的巨大光度給天文學家送來了佳音，測量距離的尺子又向宇宙深處延伸了，利用超新星使可測距離達到50億光年左右。然而超新星的光度還是“敵”不過距離的增大，對那些深空中的星係已無法辨認其個別恒星，連超新星也不可單獨分離出來，而且不是所有的星係都能在短時期內找到超新星。這時隻有靠星係的視大小和累積星等來判知距離了。後來，正當天文學家麵對無涯的宇宙束手無策的時候，柳暗花明，星係的普遍紅移又送來了一把巨尺，測距範圍擴展到100億光年的地方。
作者從豐富的資料中恰當裁剪，使全書貫穿著這一主線，由淺入深，由近及遠，層層推開。不時伴有天文學家的趣聞軼事，發明史話，關鍵處常有構思巧妙的插圖闡明文意，把讀者帶進了天文學家探索宇宙空間的艱巨行程之中，困難時為之焦慮，勝利時為之歡樂，有時又不禁為科學家的巧妙方法叫絕。讀完這本書，會使你感到，天文學家憑著不懈的努力，借助天體送來的微弱光芒，征服了百億光年的巨大空間，真是比一根頭發絲上雕刻出雄壯場麵的畫卷有過之而無不及。然而他們畢竟勝利了，這是人類無窮智慧的象征。
這既是一本向你介紹知識的書，也是一本啟迪思維的書。作者在敘述每種測距方法的時候，既不是平鋪直敘，也不是隻講結果，而是伴之以發展過程，顯示出天文學家解決問題時的思路，這種“與其告訴結果，不如告訴方法”的手法會使讀者受益更多。最後作者還將類星體的距離之謎展現在讀者麵前，這是一個尚未解決的問題，給讀者留下了思考的餘地。
星星的距離極其遙遠，人們探索天體距離的努力連續幾千年，要在一本小書裏描寫這一切是不容易的事。作者用通俗流暢的語言，淺顯易懂的比喻講清了許多常人沒有接觸過的概念，還用兩段間奏巧妙地將不連續的片段銜接起來，使全書渾為一體。書末，作者稍稍離開主題，以宇宙航行和希求跟“宇宙人”建立聯係的努力豐富了讀者的想象力，把人們帶到了拜訪牛郎、問候織女、歸來仍年輕的奇妙境界。
讀完全書，掩卷回味，古往今來人們仰望天空，繁星點點、耿耿天河，天階夜色、秋夕迷人，多少人為之陶醉，多少人賦詩抒懷。《星星離我們多遠》一書卻為我們展示了天文學家如何兢兢業業，利用各種巧妙方法測量天體距離的曆程。我國著名天文學家、紫金山天文台台長張鈺哲先生說，這是近年來寫得很好的一本書。
[1] 原載《天文愛好者》1983年第1期。劉金沂，男，1942年生，1964年畢業於南京大學天文學係。在中國科學院自然科學史研究所工作多年，是一位有影響的天文史家，也是一位充滿激情的科普作家。1987年春節期間，劉金沂因肝癌久治無效逝世，年僅45歲。