天文学家的工作是做什么？研究星座、天气、外星人？

他们身处的世界虽然狭小，但一颗颗闪烁的星星，将他们带到了最广大的世界边缘和最古老的时间起点。

《宇宙时空之旅》剧照

撰文 | 当心

如果被问到“天文台最重要的岗位是什么”这样的问题，相信没几个人会把“夜班助理”这个职位放进自己的答案列表。

如果被问到“天文学家最有用的技能是什么”，即使是天文学家自己，应该也不会把“能焊烙铁”、“擅长从电子垃圾中回收零件”作为答案。

那么“天文学家到底干什么？”

有人说：“天文学家其实就是织布的，而且是在前人织好的那块布上，加几个环节，加几根线，然后交给下一个天文学家继续……”

这，就是美国非虚构作家理查德·普雷斯顿在《初光》中告诉世人的，关于天文学、关于天文学家的故事。给出“天文学家就像织布”这个答案的人叫马尔滕·施密特，是领导帕马洛天文台的科学团队，探究类星体项目的负责人。

1966年，施密特登上《时代》周刊封面

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望远镜

“初光”是个科技术语，指的是打开新望远镜的遮光罩，让星光第一次落在反射镜和传感器上，以此来判断设备是不是能正常运行。

天文学、天文台总是和望远镜联系在一起，就像175页上的海报：天文学家西装革履正襟危坐在观测台上，通过反射镜看着来自宇宙的星光。

只是图注中的词“焦笼”，多少泄露了一些观测星空的艰辛：天文学家得在有限的空间中和各种仪器不舒服地坐上一整晚；人体带来的热空气上浮会引起星空闪烁，导致望远镜失焦，所以天文学家只能顶着刺骨的严寒观察星星。

在天文学家的字典里，“星空闪烁”绝不会和“浪漫”连上线，而应该和破口大骂接在一起。

《宇宙时空之旅》剧照

但换个角度，望远镜又是浪漫的。

作为贯穿整本《初光》的线索，普雷斯顿详细介绍了帕马洛山上几座望远镜的历史，尤其是200英寸（5.08米）口径的海尔望远镜，普雷斯顿用充满传奇色彩的文字，把花费十八年时间打造海尔望远镜的经过事无巨细地呈现在人们面前：

饱受精神疾病折磨的天文学家乔治·埃勒里·海尔仿佛天启一般，由一个矮精灵在耳边告诉他“要造一个望远镜”（当然，这是一个无法证实的传说）；玻璃大师乔治·麦考利用十个月冷却出一块当时世界上最大的液态玻璃；光学技师马库斯·布朗和唐·亨德里克斯等人用八年给镜面抛光，磨掉了5吨多玻璃，用了34吨磨料，大拇指每抹一下去除的玻璃尺寸，两亿分之一英寸；天才布鲁斯·鲁尔设计了一套三万六千多个零件组成、到今天都无人能复制的支撑系统以调节玻璃扭曲度……

坐落于加利福尼亚南部帕洛玛山顶的海尔望远镜

1947年圣诞节前夕，当望远镜完成初光成为天文学家手中的工具时，它仿佛有了生命：

（这块镜面）介于大地和天空之间，曾经是一个脆弱的梦想家的迷离幻梦，近乎于寂寂无名的许多工匠把它变成了实物。（54）

（它）按照自己的固执意愿运行，超越了人类的脆弱本质。（55）

“大眼睛”有些晚上情绪很好，有些晚上则很差。（148）

200英寸口径的海尔望远镜

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天文学家

天文学家有什么用？

帕马洛天文台的夜班助理胡安·卡拉斯科在笔记本中写道：

创世的那一刻发生了什么？恒星和星系是如何诞生的？宇宙会如何终结？

当胡安拿着笔记本去询问《初光》的另一位主角詹姆斯·冈恩时，这位每天都在疯狂工作，只求寻找这些问题答案的天文学家并不能回答。因为某种程度上，研究宇宙也是在研究充满无限可能的大自然，研究者要承担巨大的风险和几乎是必然的浪费。

普林斯顿大学天文学家詹姆斯·E.冈恩 (2019年摄)

1965年，马尔滕·施密特在经过两年的艰苦工作后，正式宣布发现了五颗类星体，其中最“强”的一颗 3C 9的红移量是 2.01，这意味着，他的研究工作将人类能探索的宇宙范围扩大了50倍。

这是马尔滕职业生涯中的光荣时刻，但对普通人来说，有什么意义吗？没有。对当下这个世界有意义吗？也没有。

嗯，没错，没钱（几乎都是）、又没名（除非你发现的彗星撞上了木星，见推荐序）的天文学家，就是在干一些对当下几乎没有用处的工作：研究时间和空间。

普雷斯顿问过詹姆斯·冈恩一个问题：假设银河系是一毛钱硬币，那么宇宙有多大？冈恩回答：相对于这一毛钱，“可观测”宇宙的范围直径是4英里，在4英里之外还有更广阔的空间。

《宇宙时空之旅》剧照

1983年，詹姆斯·冈恩为马尔滕·施密特打造了一款能将海尔望远镜的潜能推进一百倍的照相机——“四管猎枪”，随后他们组成的团队在类星体研究上获得了巨大进展，简单来说，就是观测到了宇宙的边缘：红移截断。但是，他们搞不明白红移截断是怎样构成的，也没法知道红移截断的外面还有什么。这就是空间上的宇宙研究。

在时间上，以星系年（星系公转一周）来计算，地球上的智人文明只存在了四十分钟，相对的，先进的外星文明（如果有的话）可能已经存在八个星系年，之间的差距将是二十亿年。对外星文明（如果有的话）来说，这里的黏菌会怎样，它们在乎吗？谁会特地发信号给你“不要回答不要回答不要回答”呀！（笑哭）

《宇宙时空之旅》剧照

冈恩、施密特团队通过海尔望远镜捕捉到的类星体发出的灿烂光芒，它存在的时间可能比宇宙的寿命更长。从这个意义上，天文学家仿佛在倒着读小说：眼前的星光是小说的最后一页，随着距离的推远，他们继续读前一页、前一章，直到小说的开头。

天文学，就是一种因为时间和空间而充满美与神秘的艺术。

你也许会说，天文学家可以预测陨石或者小行星撞击地球啊。

以寻找小行星、彗星为己任的卡罗琳·休梅克会告诉你：当小行星径直对着地球飞来，天文学家很可能会将其误认为一颗恒星，因为它看上去是不动的；而当它的移动速度加快时，对人类来说，已经来不及了。

《宇宙时空之旅》剧照

卡罗琳的丈夫吉恩则会告诉你：相较于陨石或者小行星撞击地球毁灭世界的概率，人类把自己炸飞的概率要高得多。

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工匠们

光，天文学家们称之为“光子”。当恒星或者星系发出的光，经过以亿年记的时间，穿越几亿到几十亿光年的距离来到地球，每一粒光子都是平等地落在各个角落，每个人都能用望远镜捕捉到它们。只不过，世界上有七十亿人关心地球表面，只有一万人关心除此以外的一切。

这一万人里，天文学家当然是主要群体，更多的是那些无名“匠人”。夜班助理胡安·卡拉斯科就是其中的代表，除了“防止天文学家把望远镜搞坏”和监控镜面的温度，胡安更多地是在把一个螺丝调整四分之一圈，拨一下吸油垫，查看一个直流小电机，把两个真空管拿出来擦干净，囤上十桶最适合海尔望远镜的飞马牌润滑油。而在《初光》之外，你可能永远不会知道“胡安·卡拉斯科”这个名字，即使他能避免激动万分的天文学家因为过于兴奋被保暖用的空军电热飞行服电死（电压高达一万伏）。

特别喜欢普雷斯顿讲述的另一位重要的施密特——1879年出生的光学技师伯恩哈德·施密特的故事：

只有一条手臂的伯恩哈德·施密特是当时磨制抛物面镜的大师。但抛物面镜有一个巨大的弱点，它拍下的照片只有当中很小的部位对焦良好，照片边缘的星星就会失焦变成一个一个逗号。1929年，伯恩哈德磨出了一块薄如蝇翼的修正镜片，用修正镜配合球面镜拍下的照片，从中心的焦点到边缘都是清晰的。以此为基础造出的能同时检测大量星系的施密特望远镜，成为天文学家观测超新星最有力的武器。

直到今天，帕马洛山上两座不同口径（48英寸和18英寸）的施密特望远镜都还在使用中，吉恩和卡罗琳·休梅克夫妇用18英寸口径的施密特望远镜观测、记录着越来越多的彗星、近地或者越地小行星。

美国帕洛马山天文台施密特望远镜

此外，加州理工著名的“垃圾场”里有四位抠门的法师：数字设备法师理查德·卢西尼奥、电路法师德韦尔·史密斯、接线法师乔凡尼·尼诺和活动部件法师维克多·尼诺。他们能从电子卖场、电子垃圾场找到几乎不要钱的电机、电容、电阻，用几乎不要钱的方式解决可能价值五万美元的问题——请注意，五万美元是每个问题的单价，那么要解决的问题有多少？无数个。

正是抠门的“四法师”加上抠门的詹姆斯·冈恩——他从航天局免费“拿”到了四块价值将近二十五万美元的CCD传感器——造出了能像扫描仪一样观测更广阔天空的照相机“四管猎枪”。当“四管猎枪”被装进海尔望远镜，马尔滕·施密特和冈恩突然意识到，他们之所以认不出屏幕上的那一片星空，原因是之前从未有人见过，因为他们正看向宇宙的最深处！然后才有了266页上那张施密特画的类星体兴衰史示意图，那，可能是人类所画下的宇宙从最初生成到现在乃至将来的图像。

普雷斯顿记录了马尔滕·施密特最喜欢的《基督山伯爵》中的一句话：“人类的一切智慧都包含在这两个词语中：‘等待’和‘希望’。”

《初光》记录的，也正是这样一群在无尽的“等待”中寻找可能的“希望”的人。

有时候觉得，天文学家（还有周围的那些“匠人”）们，就好像《肖申克的救赎》中瑞德描述安迪的那句话：“有些人的羽翼是如此光辉，即使世界上最黑暗的牢狱，也无法长久地将他围困！”

冈恩、施密特、胡安、伯恩哈德……他们身处的世界虽然狭小，但一颗颗闪烁的星星，将他们带到了最广大的世界边缘和最古老的时间起点。能身处其中，还有什么不满足的呢？

“天快亮了，咱们该下去了。”

《初光》

[美] 理查德·普雷斯顿 著，姚向辉 译

内容简介

初光是个科技术语，指的是打开新望远镜的遮光罩，让星光第一次落在反射镜和传感器上。

《初光》也是一部非虚构作品，讲述了天文学家如何寻找来自宇宙边缘的光。在大爆炸之后两亿年，宇宙中第一代恒星诞生，那里便是我们可观测宇宙的边缘。那些最初的光能帮助我们破解宇宙的起源和演化之谜。

故事的核心是5米口径的海尔望远镜，也就是俗称的“大眼睛”。一个世纪前，“大眼睛”的设计和建造开启了帕洛玛天文台的传奇，也深刻影响了20世纪后半叶的天文学发展。

《初光》的主角是詹姆斯·冈恩，很多专业人员认为他是我们这个时代最优秀的天文学家。自1990年代起，冈恩启动斯隆数字巡天计划，用一架2.5米口径的望远镜扫描北半球的星空，目的是绘制一张彩色的三维电子宇宙地图。

在他的领导下，这成为历史上最成功的巡天项目，直到今天仍在继续。该项目拍摄了数亿个天体的图像以及数百万天体的光谱，并向全世界公开。这直接改变了天文学家的工作方式，天文学从此进入大数据时代。

作者简介

理查德·普雷斯顿（Richard Preston），美国非虚构作家，《纽约客》撰稿人。他在普林斯顿大学获得了英文博士学位，师从著名的非虚构作家约翰·麦克菲。普雷斯顿擅长以非虚构手法处理科学题材。1987年，他出版了首部非虚构作品《初光》，这本天文学题材的书获得了美国物理学学会的科学写作奖。十年后，普雷斯顿推出了另一部科学写作经典《血疫》，这本描写埃博拉病毒缘起的作品获得了巨大的成功，长踞《纽约时报》非虚构类畅销书榜首达61周。普雷斯顿因此获得了美国疾病控制与预防中心颁发的防疫斗士奖，他也是有史以来唯一以非医师身份获奖的得主。

原标题：《天文学家的工作是做什么？研究星座、天气、外星人？》

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