天文小故事（三）

□ 张明昌

天文小故事（三）

□ 张明昌

1 他让人类接近了恒星

1826年6月7日，39岁的德国科学家约瑟夫•冯•夫琅和费因病过早地离开了人间。人们悲痛不已，有人把他的一生的贡献归纳成这样一句话刻到了他的墓碑上：“他让人类接近了恒星。”

图1 让人类接近了恒星的夫琅和费

夫琅和费出身于贫寒之家，他是父母11个孩子中最小的一个，没读了几年书就外出去打工谋生，12岁时父母相继而亡，这个孤儿就流浪到了慕尼黑，在一个制造玻璃与镜子的工场当学徒。可倒霉的是他遇到的是一个凶狠刻薄的老板，每天干活又重又累，稍有松懈就会挨打，白天吃不饱，晚上不准他点灯看书，睡觉也只能蜷缩在楼梯下的小角落里。

但真是“因祸得福”，不想这个楼梯救了他一命，1801年7月21日深夜，年久失修的小楼轰然坍塌，吝啬的老板一家都命丧废墟，只有夫琅和费因有楼梯承担了大部分的重量，他没有受大块附物的直接打击，所以虽也被瓦砾所埋，可并没受到致命的伤害，只是因体质不好，流了不少鲜血而晕了过去。

当清晨人们从废墟中救出小夫琅和费时，正好有位侯爵坐着马车路过这里，他见到又瘦又小的夫琅和费，怜悯之心油然而生。他让仆人把夫琅和费送到了医院，负担了所有的医疗费用，在夫琅和费出院之际，还特意又送了他18个金币——这在当时可是一笔可观的财产，侯爵是希望这个无依无靠的少年能用它购田置屋，过上免受饥寒之苦的生活。

出乎侯爵意料的是，夫琅和费却把这笔意外之财全部买了仪器设备与书籍，他要自己开作坊。只是年纪轻轻的他全然不知商场的风险，没有经验加上经营无方，作坊不久就倒闭破产。1806年，19岁的夫琅和费只得投入一个光学研究所重新从头做起。

幸运的是，他又一次遇到了“贵人”，他得到了老师傅的精心培养，于是他的技术突飞猛进，他的地位也渐渐上升，3年后就成了光学车间的主任，到1818年时，他竟成了该光学研究所的惟一负责人了。

1817年夫琅和费制造出一块凸透镜，直径达24厘米，这在当时已不多见，更不易的是其光学质量堪称世界一流，所以用它制成了一架长4.3米的折射望远镜——在相当长的时间内，它也是世界上最大、最好的折射镜，而且因为装上了“转仪钟”，可以长时间自动跟踪恒星，而这正是天文观测最需要的。

夫琅和费最重要的贡献是发明了“分光镜”与光栅，可以把太阳光分解成很长的光谱，所以他成为“分光技术”的三个创始人之一（另两位是物理学家基尔霍夫和化学家本生）。夫琅和费的分光镜能清楚地看到太阳光谱中的许多谱线，他本人仔细地测定了其中576条谱线的波长，他当时所用的那些专用符号至今还在广泛使用。到现在人们已证认出太阳中的“夫琅和费线”达26000条！正是从这些谱线中我们才确知太阳上有69种元素以及它们各自的含量。

1823年没有“学历”的他已成了巴伐利亚皇家教授，当上了巴伐利亚科学院物理博物馆馆长，后来还成为荣誉哲学博士、英国技术学会会员。

但让人扼腕的是，他于1825年患上了肺结核，这在那时可是不治之症，所以他从此一病不起，只拖了一年时间，这颗科学界的新星就殒落了。

2 科学家PK银行家

对于人类而言，天空中最重要的天体当然是太阳。但在宇宙间，太阳实在是一颗最普通不过的恒星。而从人的眼光看起来，它离我们是那么遥远，人们都是看得见却又摸不着。所以1842年法国有位著名的哲学家曾经断言：“不论人们用什么方法，我们都无法知道天体的化学组成。”

可他的话音未绝，只不过过了三四年的光景，科学家却发明了“光谱分析法”，由此就得知了太阳的化学组成，并证明，天体的物质中所包含的那些化学元素与地球上的元素并没有什么区别。

现在人们已经知道，太阳上共有69种元素，肯定不存在的有硒、溴、镭等十来种，而最丰富的前十种元素是：氢（78.4%）、氦（19.8%）、氧（0.8%）、碳（0.3%）、氮（0.2%）、氖（0.2%）、镍（0.2%）、硅（0.06%）、硫（0.04%）和铁（0.04%）。

当年在测出了太阳的化学组成后不久，德国物理学家基尔霍夫参加了一次公共演讲会，在会上他说：“从太阳的光谱看来，太阳上肯定有金子存在！”这原是一个正确无误的科学论断，可不知为什么，他的话竟引起了在座的一位银行家的反感，他当即站了起来，并用嘲弄的口气说：“可是先生，如果我们不能得到它，那么请问，太阳上的金子又有什么用？你能得到它吗？”

我们知道，光谱分析法本来就是基尔霍夫发明创造的，而他所总结出来的“基尔霍夫定理”更是揭示宇宙奥秘的重要方法，而且很快就在化学、化工、医药、地质、采矿、冶金……等领域得到了广泛的应用。它为人们寻找新的化学元素、研究原子结构、了解恒星组成、探索宇宙奥秘都起到了无可估量的重要作用，因而他也获得了世人的一致称颂，后来也就当之无愧地得到了一枚金质奖章。

图2 得到了“太阳上金子”的基尔霍夫（左）与本生（右）

基尔霍夫随即去拜访了那位银行家，并把那枚金光闪烁的金质奖章放在银行家的面前：“你看，这就是我从太阳上得到的金子！”说完就转身扬长而去，让那位浅薄的银行家羞惭不已。

当然，实际上太阳上的金的含量极少，大约为一万亿分之七（7×10-12），在所知的69种元素中居倒数第七位，但不要忘记，太阳的质量是地球的33万倍，“瘦死的骆驼比马大”，所以太阳上金的总量应为1.4亿亿吨，如果真能提练出来并全部运到地球上，则全世界平均每人可以得到200万吨！不过请你不要当真，这样的“黄金梦”是绝对不会兑现的。

3 “太阳元素”到人间

公元1868年8月18日，在印度有一次日全食的机会，法国天文学家皮埃尔•詹桑带着刚发明不久的新仪器——分光镜赶到了现场，他把仪器对向了太阳边缘上的日珥部分，这时他看到了几条亮线，其中红、蓝、黄3条更为醒目，他心中有数，那红蓝二线是氢原子产生的谱线，但这条黄线却是以前从未见过。当然，钠也会产生黄线，可钠所生成的黄线总是成对出现的，不会只有一条，且波长也不太对头。詹桑满腹狐疑，第二天他趁日出之际又把仪器对向了昨天的日珥部分，这时他又看到了三条黄线，其中两条是人们熟悉的钠线，而另一条与昨天一样的，可以肯定是某种新元素产生的“新客”。

图3 纪念氦发现的金质奖章

詹桑立即提笔把这个发现向法国科学院报告，可是在没有电话、电报的时代，詹桑的那封信在路上走了整整2个多月，直到10月26日才到达巴黎。

无独有偶，差不多与此同时，科学院还收到了一位英国天文学家罗克耶写于10月20日的信件，其内容也是说，他在英国也在日珥中观测到了这条陌生的黄线。他还把它称为“太阳元素”（helium）——我国译为“氦”。

这也是人们第一次用科学的方法，在地球之外的天体上发现的新元素。为此法国科学院还特别铸就了一枚金质纪念章来纪念这件了不起的事。

地球上真的没有氦吗？全世界的科学家都在努力搜索着，可20多年过去了，还是茫无头绪，后来有人千辛万苦，在测定氮的重量的微小差异中——1.2508与1.2572千分之几的误差中，于1894年意外地找到了一种新元素——“氩”，当初它的发现者瑞利曾感叹万分说：“严格是科学的生命，马虎是科学的自杀”。现在知道，氩与氦一样，也是一种“惰性气体”。但氩决不是氦。后来有人在实验室中发现，在把一种钇铀矿与硫酸一起加热时，会产生许多气泡，在测试了气泡的一些性质后，有人觉得它可能就是氩。英国科学家拉姆赛决定重做实验，并对那些所产生的气体进行光谱分析，结果他没有能见到氩应有的谱线，反而出现了一条黄线和其他几条较微弱的亮线，仔细研究后知道，那不是钠线。于是人们想到了27年前在太阳上的发现，再进行了仔细的比对，于是他肯定他已见到了曙光，但出于谨慎，他还是请他的朋友克鲁克斯帮忙。克鲁克斯是英国当时最好的光谱专家，他曾发现了元素铊。他把那些气体送到了克鲁克斯那儿，并附上了一封信，信中说，他找到了一种新的气体，他建议把它命名为“krypton”。在希腊文中，它是“隐藏”的意思，我国译为“氪”。

1895年3月23日，拉姆赛收到了克鲁克斯的电报，上面写道：“氪就是氦，请过来看。——克鲁克斯。”于是他给法国科学院院长发了个急电，告诉他：氦在地球上找到了。有趣的是，瑞典一个青年化学家莱格利也在钇铀矿中找到了它。他的发现报告也送到了法国科学院院长的桌子上，只是时间稍稍晚了半个月，是1895年4月8日。

4 难得的奇文

1900年，英、美、德等八国组成侵华联军，借口清政府“排外”，他们要“保护本国侨民”，于8月14日打进北京，一路烧杀掠夺，逼迫清政府签订城下之盟的《辛丑条约》，联军还长驻在京津地区。他们以“胜利者”的骄横在京城胡作非为，民众是敢怒不敢言，而清政府也只得装聋作哑，总是抱着“息事宁人”的态度。

不料此时“钦天监”预报，1901年北京将有一次日食，昏庸腐败的清政府，到那时仍还以为日食是怪物吞食太阳（民间称“天狗吃太阳”），是一种可怕的凶兆。所以在日食时要按惯例，鸣锣放炮、大声呐喊来驱赶怪物，把太阳从“天狗”的口中拯救出来，但他们又生怕鞭炮声、呐喊声惊吓了在京的“洋大人”，更怕洋人借机寻衅，重开战事，真是左右为难，文武大臣在冥思苦想了几天后，决定发一个正式的“外交照会”给联军。

这真是一则少有的奇文：“……照得赤日经天，普照万物，乃天道之常。兹查有一巨物，其形如蛤，大张其口，将日吞食，实属异常之惨变，至时将鸣金放炮，以使此怪物惊惧而逃，不重为民害，诚恐其部下军士人等，耳目未经习惯，难免误会，为此合行照会，请烦查收。”清政府郑重地派员专门将它送达侵略军基地，这些洋人见了这样奇文，不禁哑然失笑。

当然，怕日食影响政事的也不是清政府一家。无独有偶的是1962年2月5日，在英国发生的那次日全食竟然掀起了一场轩然大波，因为当时有人预言，英国现政府将在这一年内倒台，弄得大家人心惶惶，不得安宁。印度（属于英联邦）则也被扰得举国上下人心惶惶，工厂里的工人无心生产，一些地方官则更是为自己的前程忐忑不安……以致到最后惊动了总理，尼赫鲁不得不专门为此发表声明，告诫大家：“不要受那些谣言所迷惑，我们的命运是由我们自己决定的。”

图4 惊天动地的日全食

1966年11月12日，在柬埔寨的莽莽丛林中，郎诺的一支政府军正奉命追捕一些游击队员，正当他们发现了一些线索实施包围时，一次日全食不期而至，一下子昏天黑地，天上的太阳不知去向，树上的鸟儿四处乱飞，纷纷回巢，这些年轻的士兵们也不知所措，吓得魂不守舍，有的竟跪倒在地，连连叩拜。只有少数几个平时比较大胆的“勇士”，把手中的自动步枪对向天空，向吞没了红日的“妖魔”频频射击，一时间枪声此起彼伏，直到太阳重放光明，他们才长长地舒出一口气来，可他们的任务也就泡了汤。

1974年6月在澳大利亚，当地的政府郑重地发起了一场 “保护眼睛”的运动，劝导大家不要去看20日发生的日全食，以免伤了双眼。可能是受到了这种心理暗示的影响，日食之后竟然有300多人前往医院诊所，抱怨说日食使他们的眼睛受到了伤害。

（责任编辑 张长喜）