7月12日，NASA公開了首批詹姆斯·韋布空間望遠鏡拍攝的全彩圖像和光譜數(shù)據(jù)。

這讓我想起了讀大學(xué)的時候選修的基礎(chǔ)天文學(xué)課程。當(dāng)時我想，天文學(xué)，那上課豈不就是探索浩瀚無垠、給人心靈以最深的震撼的宇宙嗎？想到之前看過的那些璀璨華麗的星云，紀錄片中合成的以一種攝人心魄的方式運行的脈沖星，我對于這門課充滿了浪漫的想象。

七八節(jié)課過后，球面三角、天頂高度、透鏡成像公式、多普勒速度等五花八門但冰冷無情的公式澆滅了我大半幻想。我從此意識到“天文學(xué)”和“看星星”完全是兩種概念。

但是，當(dāng)我看到韋布望遠鏡傳回的圖片時，心里還是不免感到震撼及虛無。我們想借此機會，聊聊天文學(xué)是什么？它給我們帶來了什么？

今天，我們和南京大學(xué)天文與空間科學(xué)學(xué)院教授陳鵬飛聊了聊天文學(xué)和天文學(xué)教育。

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嘉賓

陳鵬飛

南京大學(xué)天文與空間科學(xué)學(xué)院教授

主持

王亞奇

新周刊編輯

鐘毅

新周刊編輯

本期你將聽到

14:45??居然成年都沒有看見過星空

18:16? 很多漂亮的圖片，都是假的

23:20? 天文學(xué)科普是日新月異的

30:05? 太陽黑子干擾期貨市場

42:09? 沒有天文學(xué)就沒有WiFi

內(nèi)容節(jié)選

人的存在與否對于宇宙來講就是可有可無

王亞奇：天文學(xué)研究的范疇是什么樣的？

陳鵬飛：整個天文學(xué)研究涵蓋的范疇非常廣。

小到小天體、行星、恒星，大到最大的星系，包括這些恒星死亡之后的產(chǎn)物，白矮星、中子星、黑洞等等，甚至包括整個宇宙，都是天文學(xué)研究的范圍。天文學(xué)主要是研究宇宙，研究它是怎么來的、宇宙為什么在膨脹、為什么這種膨脹在加速、最終它的結(jié)局會是什么等等。

而我個人只是研究離我們最近的恒星——太陽。

鐘毅：研究天文學(xué)對您個人產(chǎn)生了什么具體影響？前段時間我和王亞奇去采訪了一位科幻作家，我們發(fā)現(xiàn)近段時間很多科幻作品里都有一種傾向，就是把人類放在很次要的位置。您是怎么看待這種趨勢呢？

陳鵬飛：研究天文學(xué)時間長了，確實會如此。研究天文學(xué)的人，或許會更灑脫一些，會把個人的得失看得更淡一些。

單純一個銀河系，大概就有幾千億顆恒星，每個恒星周圍幾乎都會有一顆甚至幾顆行星。

而我們看得見的宇宙里面又有幾千億個像銀河系這樣的星系。你會發(fā)現(xiàn)宇宙太浩渺了，我們只是在一個角落。我們常常感受到，地球真的非常的渺小，所以有的時候會把個人的得失看得比較淡。

我記得前不久在朋友圈有一張傳得比較廣的圖片，大意是說有人的時候銀河系是什么樣，如果人類消失了，宇宙是什么樣，銀河系又是什么樣。——那兩幅圖一模一樣。

人的存在與否對于宇宙來講就是可有可無，沒有任何差別。研究天文學(xué)之后，你會意識到，個人得失根本算不了什么，就會把生活中的各種瑣事或者名利看得相對淡一些。

居然十幾二十歲都還沒看見過星空

王亞奇：您平時會觀星嗎？

陳鵬飛：會的。我自己家里也有小望遠鏡，有時候我也會去看國內(nèi)外的同行拍的漂亮的星空。這也算是一種業(yè)余的愛好，而且是專業(yè)性的業(yè)余愛好。圖片中那些星云星系非常震撼，非常的美。我也經(jīng)常跟學(xué)生說，如果有望遠鏡，你可以更清楚地看到更多的星星。

但其實沒有望遠鏡去觀察也很有意思。

我記得2008年我們?nèi)ジ拭C開國際會議，正好有日全食。因為我們國家北部干燥，水汽比較少，到了晚上更容易看得見星星，而且星星會更亮。南方因為水汽重，所以有時大氣層會吸收一些光，就沒那么容易看得到星星。

在西北，星星特別的亮，一顆顆懸掛在空中，手真的可以觸碰一樣，非常壯觀。

而且這些星星都有很明顯的特征，特別是各種星座。比如說雙子座，就像兩個人站在那肩并肩；北斗星，那就是像一個勺。即使人們對天文一無所知，看到北斗星的樣子也會覺得很震撼，天上真的就像懸掛了一把勺子，確實很漂亮。

王亞奇：我有過類似的體驗，我的老家是在烏魯木齊。、

有一次我在山里，因為那里沒有什么光污染，一抬頭就看見了密密麻麻的星空。但是在我來南方上大學(xué)之后，就很少有這樣的體驗。大城市光污染很嚴重，有時天氣也不是很好，就很難看到浩瀚的星空。觀星的條件變得非常嚴苛。?

陳鵬飛：對，我經(jīng)常問學(xué)生：你們有沒有看過銀河？很多學(xué)生都長到十幾二十歲了，卻從來沒看過銀河，我覺得那種損失比你不是千萬富翁的兒子更大。大自然奉獻給我們那么美麗的星空，我們居然長到十幾二十歲都還沒看到過。

這也是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展過度、城市化、光污染帶來的后果之一。

因為在城市里光線太強，以至于很多人除了看過太陽和月亮，就沒怎么看見過星星了。從這個意義上講，最好是去郊區(qū)或者山谷里——特別是西北人煙比較稀少，像戈壁沙漠周圍沒有燈光污染——在那里觀測到的星空非常的漂亮。

我小時候在江西的一個農(nóng)村，晚上太熱沒有空調(diào)，一般都會拿個竹床到二樓的屋頂上睡覺。睡在竹床上，就能看見銀河，還能看見流星，這種生活非常的美。

我還記得以前在海邊看月亮，感覺月亮很大。那時候沒有城市的光污染，雖然人跟天體隔得很遠，但也像是近距離的親密接觸。

王亞奇：詹姆斯·韋布望遠鏡在發(fā)射之前做過很多巡回展覽。人們看到這種大型空間望遠鏡的照片時，依然在驚嘆，原來望遠鏡并不是想象中的那樣。我們對于天文學(xué)方面的科普還是比較缺失的嗎？

陳鵬飛：這跟大家沒有機會去參觀有關(guān)。

南大也有望遠鏡，很多人來參觀之前，就會想象著它跟科普望遠鏡一樣，透過目鏡去看。

現(xiàn)在科技很發(fā)達了，人在離望遠鏡還有一段距離的控制室，就可以通過遠程控制獲得采集的圖片和資料。我在南京的辦公室就可以拿到千里之外的望遠鏡采集的圖片和獲取的資料。很多人到了實地，是在控制室通過屏幕來看圖片。他們這時候發(fā)現(xiàn)原來專業(yè)的望遠鏡跟科普的不太一樣，會有點失望。

王亞奇：視覺沖擊很強的星云或者是星系的照片是合成的嗎？

陳鵬飛：對，大部分都是。

王亞奇：用肉眼看的話，星空其實并不是那樣？

陳鵬飛：對，天體圖片中拍到的都是天體輻射的電磁波。電磁波范圍非常廣，射電波段是電磁波，可見光也是電磁波，紫外線、X射線、伽馬射線都是電磁波。可見光在整個電磁波譜里面是非常窄的一段，這是由人眼的生理結(jié)構(gòu)決定的。

我們普通相機拍的圖片是由可見光部分，其他的X射線、紫外線、紅外線，我們都看不見，但專業(yè)相機可以拍到。我們?yōu)榱四芸匆娝鸵阉D(zhuǎn)變成偽彩色，其實這些都是假的。

但這樣至少能夠讓我們有個直觀的感受。所以有的時候你看到圖片很漂亮，但如果真拿肉眼去看，它就不是那么的漂亮了。當(dāng)然，有的直接看也很漂亮，比如說木星的條紋非常漂亮。但有些星云，如果你拿肉眼去看，那可能就很平淡無奇，只是有點亮光，并不是像我們在電腦上看到的那樣五彩繽紛。

鐘毅：中國傳統(tǒng)歷史的神話其實有一種教育的意義，歷史上天文也發(fā)揮了很多很重要的作用，其中有我們熟悉的中國傳統(tǒng)歷法，有西方儒略歷、格里高利歷，還有伊斯蘭教的回歷。在天文學(xué)研究的時候，你會去關(guān)注到它在歷史向度的影響嗎？

陳鵬飛：會關(guān)注的，因為天文的發(fā)展確實對歷法、導(dǎo)航有過幫助。在導(dǎo)航方面，當(dāng)初鄭和下西洋是根據(jù)恒星的位置來判別方向的。在古代，尤其在我們國家，有天人合一的思想，認為天象可能是一些預(yù)兆，這樣也對統(tǒng)治者有些規(guī)范和約束。這讓他們不能隨心所欲，要順應(yīng)民意，否則的話上天會有懲罰等等。

在文明的演變過程中，天文學(xué)確實起了很多正面的作用。我們在學(xué)習(xí)文明史、天文學(xué)史的過程中才會去了解它?，F(xiàn)在，我們更多的是希望去了解宇宙的奧秘——為什么會有這些現(xiàn)象？它將來會怎么演化？甚至將來某些天體運動和爆發(fā)活動是否會影響到我們?nèi)祟悾?/p>

宇宙中對我們產(chǎn)生的諸多影響里，有正面的，也有負面的。負面的，比如說太陽系的一些小行星將來有可能撞擊地球。在6,500萬年前，小行星撞擊地球，使恐龍滅絕，將來如果有一個相似的小行星撞擊地球，也有可能把人類毀滅，對不對？我們就必須要對這些小行星進行監(jiān)測。

還有正面的影響，這個更多是提供一種可能性——我們尋找太陽系外是否有跟地球差不多的行星。未來我們?nèi)祟愒诘厍蛏蠠o法生存的時候，是否可以移民到一個新星球上去？

任何地方都應(yīng)該配備一個天文望遠鏡

王亞奇：我小時候看的《十萬個為什么》或科普書里介紹行星時只有地、火、木、土這種排列順序，您覺得到現(xiàn)在我們這個階段對于小孩的天文啟蒙是夠的嗎？您覺得我們需要什么樣的天文教育？?

陳鵬飛：天文學(xué)是一個日新月異的學(xué)科，所以這也導(dǎo)致我們有的時候不太愿意去寫一本專業(yè)教材。為什么呢？因為這個領(lǐng)域發(fā)展得實在是太快了。我花了一兩年時間寫了一本書，結(jié)果再過兩三年很多內(nèi)容可能又要更新。

科普也一樣，我相信現(xiàn)在寫成的科普書在將來也會有新的內(nèi)容需要補充，而不只是跟十幾二十年前看的那些書內(nèi)容一樣。你舉的例子，在20年前的《十萬個為什么》里面幾乎沒有與暗物質(zhì)、暗能量有關(guān)的話題，關(guān)于暗物質(zhì)的可能還會有，但至少沒有暗能量?，F(xiàn)在會有很多新的知識了。

給小孩的科普書肯定也不能只滿足于這種水、金、地、火、木、土、天、海8大行星的排列順序。現(xiàn)在的科普書肯定還會告訴你行星上有沒有水、甚至可能將來發(fā)現(xiàn)有哪個行星上有低級生命之類的相關(guān)知識。

鐘毅：關(guān)于天文教育，除了學(xué)校教育外，更多的是需要地方性的輔助，或者說是像天文臺和博物館等實體上的具體幫助。但我們是不是做得還不太夠？我很少見到有天文臺。在大城市可能有一些，但是二線以下的城市，這方面還是比較欠缺的。

現(xiàn)在這些場館是什么狀況，您有了解嗎？

陳鵬飛：上海有一個全世界最大的天文館，我不知道你們?nèi)ミ^沒有。?

它有很多裝置。比如說在大廳有個很大的傅科擺，它可以證明地球在自轉(zhuǎn)。還有各種天文的圖片，甚至有月壤。

所以，大城市的科普資源非常多，但二三線城市確實會相對較少。

從這個意義上講，我覺得很有必要在更多的地方建設(shè)天文館，或者至少在更多的地方配備望遠鏡。一個科普望遠鏡并不貴，只需要兩三千塊錢，其實這是很容易普及的。別說二三線城市，即使是農(nóng)村，都應(yīng)該配一個天文望遠鏡，小孩可以通過望遠鏡看看美麗的星空。

這樣看到的星空，實際比電腦上看圖片更震撼，因為確實是你肉眼看到的。原來木星在我們?nèi)庋劾锞褪且粋€點，而拿望遠鏡看，可以看到上面居然有彩色的條紋，而且有個大紅斑——我覺得那種震撼非常有必要。

鐘毅：您提到您在研究太陽，它對我們造成的具體影響有哪些？

陳鵬飛：這種影響很多。

地面雖然有地球磁場和大氣的保護，但其實也會受到很多來自太陽的影響。比如說太陽爆發(fā)拋射的物質(zhì)撞到地球會引起地球磁場的變化，而這種變化會產(chǎn)生電場，這個電場則會施加在電線、電纜上。

有一個很有名的例子：1859年9月1日，發(fā)生了有記載以來最大的一次太陽耀斑。這個太陽耀斑爆發(fā)17個小時之后，地球上發(fā)生了很明顯的地球磁場擾動，出現(xiàn)了非常強的極光。通常我們國家是看不到極光的，但是那個時候河北都能看到極光，更別說東北了。那時候歐洲有電報系統(tǒng)，有的電報員因此觸電了。甚至一些地方著火了，因為電線難以承受這個負載。

另外一次是1989年3月，有一個比較大的太陽耀斑，拋射的物質(zhì)撞到地球，使得加拿大魁北克的一個水電站燒壞了，這導(dǎo)致包括魁北克省，還有美國5個州600萬人的用電中斷，斷電一直持續(xù)了9個小時。那時候是3月，天氣很冷，600萬人就在那么寒冷的天氣下度過了9個小時。

甚至也有人說太陽周期跟人類的一些疾病會有關(guān)系。

我們正在與上海的一些醫(yī)生研究太陽爆發(fā)現(xiàn)象是否跟一些疾病相關(guān)，太陽爆發(fā)現(xiàn)象是否會對人體產(chǎn)生一些影響。研究顯示，太陽黑子時多時少，黑子越多，爆發(fā)越強，太陽也會越亮，所以太陽的亮度也會有起伏，有11年的周期。

地球的氣候也會受到太陽的影響。既然太陽的亮度會有起伏，那么氣候也有起伏。我們發(fā)現(xiàn)農(nóng)作物的產(chǎn)量會有一個11年的周期。農(nóng)作物的產(chǎn)量有了起伏，其價格也就同樣受到影響。這是別人研究過的，研究者統(tǒng)計了倫敦期貨市場小麥價格幾百年來的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)也有一個跟太陽黑子差不多長的周期，11年左右。

另一個天文學(xué)研究有趣的地方是，它要不斷地去挑戰(zhàn)人類的極限，要探測更弱的信號。天體活動參數(shù)很極端，天文學(xué)研究的空間尺度都是幾萬公里幾億公里，甚至幾光年幾百光年。

它涉及到的物理量也非常極端，密度和溫度都非常的高。比如太陽核心的地方密度是水的一百四五十倍，稀薄的地方又是空氣的多少分之一——所以，天文學(xué)跟其他學(xué)科也確實不一樣，它的參數(shù)走了兩個極端。

天文學(xué)真的改變了我們的生活

王亞奇：天文學(xué)的研究中經(jīng)常會挑戰(zhàn)各種設(shè)備的極限，這種設(shè)備的突破是否又會反過來反哺其他的學(xué)科呢？

陳鵬飛：有的時候確實是這樣的。為了研究極端情況，我們在天文上取得的發(fā)展經(jīng)常會用來改善我們的生活，甚至用在其他的學(xué)科上。

最簡單的一個例子是，當(dāng)初天文學(xué)家為了探測微小黑洞死亡時發(fā)出的輻射而設(shè)計了一套裝置。按照當(dāng)時的一個理論，我們周圍可能到處都有微小黑洞，黑洞越小，它的壽命就越短。

它死亡的時候就要輻射出一種電磁波，天文學(xué)家就想設(shè)計一個裝置來探測這種輻射，最后失敗了，沒有探測到。

但是后來發(fā)現(xiàn)這套裝置可以用來接收無線信號，變成辦公室和我們家里都有的WiFi。所以，WiFi其實就是天文學(xué)家發(fā)明的，天文學(xué)真的改變了我們的生活。

醫(yī)療設(shè)備中的CT成像也是。它的前身是射電望遠鏡，是射電望遠鏡組成的一個陣列。它們怎么成像呢？其實射電鏡它不能直接成像，而是每個望遠鏡都接收一個信號，去合成一個圖片。這種技術(shù)后來用在CT中。

對極端環(huán)境下物理現(xiàn)象的探測確實會要求用到以前從來沒有過的技術(shù)，這些技術(shù)反過來就可以反哺我們?nèi)粘Ｉ睢?/strong>

王亞奇：不過再回到天文學(xué)本身，如此極限的探索，比如說幾百萬光年以外的探索，它好像沒有盡頭。

陳鵬飛：沒有終點，這就是科學(xué)的魅力。其實科學(xué)并不是研究完了，就到此為止了，它不像我們吃晚飯一樣，吃到最后一粒了就沒飯了。科學(xué)的魅力正是你了解的東西越多，你會發(fā)現(xiàn)你不了解的更多，這是人類前進的動力，總是有目標(biāo)讓我們?nèi)ゲ粩嗟靥剿鳌?/strong>

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節(jié)目編輯：王亞奇

協(xié)同策劃：鐘毅

后期制作：荒井柴

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音效制作：JustPod

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