唷，?。喊滋煊^星之難

我從未當(dāng)過童子軍。

這可能是件好事兒。我小時候是個自作聰明、自以為是的人——有人說我現(xiàn)在依然如此——我確信我與同齡的男孩子們一起在林中將會過得很艱難。中學(xué)時，我學(xué)會了做一個務(wù)實一點的惡作劇者，即使僅僅為了報復(fù)搞到我身上的惡作劇。

有一個童子軍的傳統(tǒng)把戲，我肯定自己會上當(dāng)受騙。這個把戲通常在下午稍晚時候當(dāng)太陽還掛在天上時玩。在林中度過了長長的一天之后，每個人都很疲憊，并且或許無法清晰地思考，此時是游戲的最好時機。當(dāng)大家圍坐在一起休息時，話題會轉(zhuǎn)到童子軍天文獎?wù)律?。獲得這個獎?wù)碌臏y試之一是辨認(rèn)星座，因此在談?wù)搸追昼姾?，一個男孩（年歲比較大的一位）會爬起來說：“哦，我現(xiàn)在要練習(xí)找星座了?！?/p>

當(dāng)然，這會引起一些異議，通常這些異議來自新來的那一名童子軍?！暗翘栠€在天上，”他必定會說，“你在白天看不到星星！”

那位年歲稍大的男孩子隨后會頗有優(yōu)越感地笑道：“我當(dāng)然可以。我只需要用紙筒就行?！比缓?，他就會用紙卷成一個紙筒。通過這個紙筒望向天空，他將會像這樣評論道：“啊，現(xiàn)在看到了獵戶座。”接著，他會邀請其他童子軍們（總是年歲大一點的男孩子）來看，他們都會同意說看到了星星。

年幼的童子軍通常會再堅持一會兒，但是好奇心不可避免地占了上風(fēng)。他會要求看上一眼。年歲大一點的童子軍將紙筒交給他，親切地將紙筒拿到他眼前……然后另一個童子軍將水壺中的水沿著紙筒倒下來，把年幼的受害者澆個透濕。

那個受害者肯定就會是我。作為一個徹頭徹尾的懷疑者和大嘴巴，我會對任何在白天看星星的嘗試激烈地表示異議。因此我會是那個濕漉漉的小孩。

事情是，我會是一個正確的濕漉漉的小孩。在白天通過紙筒看星星不會成功。不過，這一想法的各種變種可謂流傳已久。

我曾多次聽說，白天，從長長的煙囪或深井底部就能看到星星。關(guān)于這何以會成功，我從未聽到過像樣的解釋，盡管人們含糊其詞地宣稱，天空的亮度在深井中會大大減小，從而更容易看到星星。他們推論說，天空如此明亮，這讓星星黯然失色。通過降低天空的亮度，星星會更容易看到。

這一觀點當(dāng)然聽起來有道理，且由來已久。希臘哲學(xué)家亞里士多德在他的一篇短文中曾順便提及這一點。作家狄更斯（Charles Dickens）竟也在他的至少一部作品中認(rèn)可這一點。狄更斯在1837年的《匹克威克外傳》（Pickwick Papers）一書中，在第20章中以這一拐彎抹角的句子開了頭：

在康希爾的弗雷曼胡同的盡頭，一座熏得黑黝黝的房屋的底層的前間，坐著道孫和福格律師事務(wù)所的四位辦事員，那兩位先生是威斯敏斯特的高等民事法庭的法定辯護士兼高等法院的律師。上面說的這四位辦事員每天在這里工作，就像被放在相當(dāng)深的井里的人似的，不大容易看到天上的光和天上的太陽，又因為工作時間在白天，白天看不到星光，倒是在深井里的人還可以有這種機會。

還醒著嗎？換言之，辦事員們能夠像在深井底部的人們一樣容易地看到星星。顯然，狄更斯的出版商為這些詞句支付了稿酬。

這個傳說還有一個很不同的版本。6世紀(jì)的圣徒與歷史學(xué)家圖爾的格列高利（Gregory of Tours）在他的《奇跡之書》（Libri Miraculorum）中寫到，圣母瑪利亞從一口井中汲水，這口井因為她的存在而變得神圣。那些足夠虔誠的人們可以從這口井看向水中，如果他們用衣服遮在頭上以擋住天上的光亮，他們就可以看到伯利恒之星反射在水中。這是一個相當(dāng)妙的把戲：如果你看不到，那是你不夠虔誠。你還是回到教堂去吧！

在白天看到星星的傳說無疑流傳甚久，在我們漫長的有記載的歷史中如影隨形。我認(rèn)為它的長命要歸因于這一觀點中含糊其詞的“科學(xué)之處”：正如我前面指出的，它聽起來似乎有可能是正確的。就像在春分時豎起雞蛋的傳說一樣，有相當(dāng)科學(xué)的術(shù)語點綴其間，足以令人迷惑。他們未能理解，因此它必定是真的。久遠(yuǎn)的歷史也使它得到強化，但軼聞并不是決定性的證據(jù)！因此，我們有必要繞開傳聞，看一看科學(xué)。

讓我們近距離地觀察一下這個傳說：煙囪會使在白天看到星星更容易，這是怎么回事？一個顯而易見的觀點是，煙囪底部是黑暗的。當(dāng)你的眼睛適應(yīng)了黑暗，它們就會變得對光更為敏感。這可能有助于你看到星星。

很遺憾，事實不是那么回事。想象你站在一個高高的煙囪或是排煙管道底部，并且有一顆星星正好在你頭頂上。再想象一下，你的眼睛適應(yīng)了黑暗。但是來考慮一下這個問題：如果你的眼睛已經(jīng)適應(yīng)了黑暗，而且對來自星星的光亮更為敏感，黑暗也會令你對來自天空的光亮更為敏感。這將絲毫不會使你更容易地看到星星。這就好像站在一間喧鬧的酒吧里同朋友交談。要聽到他說話很難，于是你使用一個助聽器以提高聽覺敏感度。但這并不管用。在將朋友的聲音更多地會聚到耳中的同時，助聽器也讓你聽到了酒吧里的其他聲音。實際上什么都沒變，要聽到朋友說話還是一樣難。

不幸的是，這也證明了看到井水反射伯利恒之星的傳說是錯誤的。水可能會降低天空的亮度，但它也以相同的程度降低了星星的亮度。你在煙囪底部會做得更好。那會全面改變基督降生的場景，與馬廄里的牲口相鄰的一個大排煙管道會帶走圣誕節(jié)的許多魅力。

夜晚，我們可以很容易地看到星星，但在白天并不容易或根本看不到。原因顯而易見：夜晚，天空既黑且暗，而在白天則非常明亮。天空在白天很明亮，這主要是因為太陽照亮了天空。（見“藍(lán)天對我笑”一章，以得到更為全面的解釋。）

太陽并不是照亮天空的唯一光源。如果你在滿月的夜晚外出就會發(fā)現(xiàn)，天上只有最明亮的星星可見，它們費心巴力地要蓋過月亮的耀眼光芒。城市的光也會使天空變亮。這被稱作光污染，在城市附近很嚴(yán)重；即使在小城鎮(zhèn)附近，情形也沒好到哪里去。這就是天文學(xué)家設(shè)法在遠(yuǎn)離人口密集中心的地方建立天文臺的原因。

白天，明亮的天空淹沒了來自星星的微光。事實上，就一般情況來說，同一片天空，晴朗的白天比晴朗的、無月亮的夜晚亮600萬倍。在白天看到星星是如此之難也就不足為奇了！它們不得不與天空本身的強光相對抗。

盡管如此，我們知道，比如，在白天看到月亮是可能的，因此對于一些天體來說，亮到足以在白天被看到，這是有可能的。一顆星星得有多亮，我們才能夠在天上看到它呢？

這里的關(guān)鍵是對比。要看到明亮背景之上的一個物體，該物體必須亮到足以讓我們的眼睛能將它從周圍的光亮中辨認(rèn)出來。20世紀(jì)早期所做的測試表明，當(dāng)天體的亮度大致是背景亮度的50%時，眼睛能夠把它從天空背景中分辨出來。我們能夠看到比周圍的光暗弱的東西，初看起來，這似乎古怪。但是來自星星的光亮集中于一點，而天空的光亮則散播四周。與天空的這一對比反差正是星星可見的原因。

早在1946年，科學(xué)家們進行了一項實驗，以了解星星要有多亮才能從天空的光亮背景中被看到。他們通過調(diào)整一顆人造星星周圍背景光的亮度，以模仿人能在白天而非晚上的天空所能看到的東西。實驗發(fā)現(xiàn)，人們能在白天看到的最暗的星星，其亮度約是天狼星——除太陽之外天上最亮的恒星——亮度的5倍。換言之，就連天上最亮的星在白天也不能被看到^[1]。

因此，裸眼不可能在白天看到任何星星。你認(rèn)為就到此為止了嗎？其實，還有一個轉(zhuǎn)折。1946年進行的那些測試假定天體之外的光來自整個天空。如果在煙囪或井的底部，你看到的不是整個天空，而只是天空的一小部分。如果能擋住來自天空的大部分光亮，你就能看到更暗的星星。

在20世紀(jì)早期，兩位天文學(xué)家分別試圖計算出眼睛可見度的限度，并確定夜空里可能是以及仍能看到的最暗的星。他們都發(fā)現(xiàn)，通過限定所看天空的區(qū)域，可以大大提高看到暗星的能力。他們得出結(jié)論說，如果能只留出一小片天空，我們其實能夠看到比在整個天空背景下能看到的星星暗約9倍的星星——在這種情況下恰恰有可能在白天看到天狼星，但僅此而已。天空中第二亮星老人星處于探測能力所及的臨界線上。讓我們把條件放寬一點，假定這兩顆星星都能以這種方式看到。不要忘了，還有一些裸眼可見的明亮的行星：水星、金星、火星和木星，它們看起來都比老人星或天狼星更亮。

因此我們已經(jīng)確定，可能，只是可能，如果狹窄的煙囪開口擋住了天空的大部分光亮，我們也只能從煙囪看到6顆天體。我們已經(jīng)考慮到了從一個深長的、黑暗的煙囪的底部觀察天空的全部有利條件。但我們必須同樣考慮到不利條件。

有一個大問題，也可以算是一個壓軸戲。具有諷刺意味的是，我們前面所說的是在有利條件下，即通過煙囪的狹窄開口去觀察天空。前面，因為遮掉天上的光亮，增大了反差，從而更容易看到星星。不過，狹小的煙囪口意味著亮星通過你的視場的機會更少。

大部分人認(rèn)為天空滿布著星星。這是一個錯覺。裸眼能夠看到的星星大約10 000顆^[2]，它們散播在整個天空。我們可以估計出通過煙囪頂部開口所能看到的星星的平均數(shù)。答案會令人吃驚：即使是通過一個大的開口，在最黑暗、最晴朗的夜晚，通常也只能看到10—20顆星星。而更具有代表性的情況是，可能一晚上只能看到一兩顆星星。因此，通過煙囪看星星，即便在夜晚也會難得多。煙囪遮掉了如此之大的天空，只有很少幾顆星星能夠通過其狹窄的開口被看到。而在白天，可能的機會就更少得多了。在白天，我們?nèi)庋鬯芸吹降奶祗w至多只有6顆，而不是10 000顆。它們中的一顆出現(xiàn)在煙囪開口的概率其實非常微小。

當(dāng)然，科學(xué)家們通常并不只是計算出一個數(shù)字，并假定它是正確的。實際上，他們會跑到外面實地檢驗。一位名叫海尼克（J.Allen Hynek）的天文學(xué)家就做過這件事，并發(fā)表了他的結(jié)果。^[3]一天，海尼克帶著他的天文學(xué)班級中的幾位成員來到所任教的俄亥俄州大學(xué)附近一個廢棄的排煙管道。亮星織女星——天上第四亮的恒星——正好從他們所在緯度的天頂附近經(jīng)過，他們確定了實驗時間，以使這顆恒星在他們從排煙管道底部觀測時正好進入視場。根據(jù)之前的計算，織女星亮度應(yīng)是我們?nèi)庋劭梢娏炼鹊囊话?，但它仍然是天上最亮的恒星之一。如果在白天不能看到織女星，那么大部分恒星?dāng)然也不能被看到。

在指定的時間，海尼克和他的學(xué)生向上凝望，盡力想要看到來自恒星的微光，但他們?nèi)嘉从^察到。兩個學(xué)生甚至使用了雙筒鏡——這有助于更大地提高反差以利于觀察，也同樣沒能看到織女星。其實，這并不令人吃驚。織女星太暗了。他們還是以直接的證據(jù)表明，恒星至少很難通過煙囪被看到。

又一個傳說失靈了，或者在這個例子中終結(jié)了。雖然通過狹窄的開口的確能提高我們觀察暗淡天體的能力，但也簡直不足以能在白天看到星星，而且那個狹窄的開口甚至很可能無法使亮星處于可見的位置。

盡管如此，我毫不懷疑這個傳說將繼續(xù)存在，就像所有那些傳說一樣。就連我的一位朋友，一位頗有聲望的天文學(xué)家也發(fā)誓說這個傳說是真的。他聲稱自己曾親眼見過：有一次，他曾在白天從一個長長的煙囪向上看，并且看到了一顆星。休斯（David Hughes）在他的題為《觀星：尤其是從煙囪》（Seeing Stars:Especially up Chimneys）的優(yōu)秀論文中指出，一個尚在使用的煙囪中會有一股上升氣流，即使在沒有點火時也是如此。^[4]或許，我的朋友看到的是氣流中攜帶并被太陽短暫照亮的碎片。從遠(yuǎn)處看去，碎片很小，難以分辨，而且移動不明顯。這可能會被誤認(rèn)為一顆星星的瞬間微光。我向他解釋了這一點，并且介紹了恒星亮度相對于天空表面亮度的觀點，甚至談到了一顆亮星正巧經(jīng)過那個非常小的視場的概率，但他并不同意。他堅信自己的親眼所見。我猜，即便是最堅定的科學(xué)頭腦也可能有他們不想放棄的迷信。我認(rèn)為，對于所有人來說，這都是一個有趣的勸誡故事。

講述至此，我必須承認(rèn)，在白天輕易看到一顆星狀的天體——金星，這是有可能的。金星的亮度大約是天狼星的15倍，因此，在白天看到它不僅是可能的，而且還相對容易。當(dāng)然，你要知道往哪看，這是可以做到的。我曾在大白天親眼看到過幾次。不過，從在白天看到金星類推到從煙囪看到恒星，這中間還有相當(dāng)大的距離。傳說終究被證明只是個傳說。關(guān)于這個話題最后還要加上一個注釋：為什么我很肯定地知道我會被那個童子軍古老的紙筒把戲所欺騙呢？因為在我大約七八歲時就上演過與此相仿的一出——除非有人告訴我那是一個協(xié)調(diào)能力測試。有人要我卷起一張紙筒，掖在我的褲子前面，露出幾厘米，再在我的鼻子上平衡一個小石子，然后腦袋向前傾，以使小石子落入卷起的紙筒。

我的腦袋剛一前傾，身后的一個孩子就將一杯冰冷的水倒進卷起的紙筒。這個突發(fā)事件可能對我造成了一生的精神創(chuàng)傷；直到現(xiàn)在，我還會從紙筒大行其道的野餐會上逃開。就我來說，這個把戲讓我對此類事件強烈抵觸，而正是因為這樣的事件，才有了你此刻正拿在手里的這本書。因此，我要對那些在一個天真小孩身上玩如此低劣把戲的那些大孩子們說：謝謝！

【注釋】

[1]參見《美國光學(xué)學(xué)會會刊》（Journal of the Optical Society of America）第36卷，1946年第8期，第480頁。

[2]準(zhǔn)確地說是6000多顆。——譯者

[3]參見《天空與望遠(yuǎn)鏡》（Sky and Telescope），1951年第10期，第61頁。

[4]參見《皇家天文學(xué)會季刊》（Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society），1983年，第24卷，第246—257頁。