捕捉穿越宇宙的光

张晶晶

“一个民族有一群仰望星空的人，他们才有希望。”黑格尔的这句话被广泛传诵。仰望星空，是一件浪漫且有着丰富含义的事情。每个人的星空有不同的风景和故事，如果是天文学家，头顶的这片星空会有什么样的不同呢？

《丈量宇宙》正是这样一本天文学家写给天文爱好者的科普书，全书分为五个章节——“城市之上”“银河之外”“不断延伸的实现”“星系的演化”以及“各种宇宙模型”。与很多天文科普书主打精美图片的风格不同，这本书的文字量要远远多于图片，有足够的“干货”，有足够的深度，但又亲切可读，容易“消化”。

1.“干货”满满的科普书

《丈量宇宙》的翻译者之一、中科院国家天文台研究员苟利军向笔者介绍，本书原作者James Geach大约在10年前从英国的杜伦大学获得博士学位，目前在英国赫特福德大学的天体物理中心做研究。

“《丈量宇宙》是他的第一本科普著作。其实在翻译这本书之前，我没有听说过这个人，一方面是作者的研究领域为星系形成与演化，与我的研究方向相去甚远，另外作者也很年轻。”

接受这样一份翻译邀请，是苟利军在与《读库》杂志合作翻译完《星际穿越》之后，《读库》编辑推荐的。“我大约翻阅了英文版，觉得写得很有趣，也想通过翻译学习一下相关的星系知识。”

这是一本天文学家也可以收获满满的科普书。英文版书籍以“星系”（Galaxy）为名，主题是星系的形成与演化，除此之外，还介绍了天文学家的工作方法和研究工具，当然也会涉及整个宇宙的过去、现在和未来。书中一百余幅图片都是来自各大空间望远镜的专业图像。

《丈量宇宙》属于“科学读库”系列，由《读库》杂志主编张立宪策划。作为一名资深科学、科幻以及数学爱好者，这本书对张立宪来说有着不同的意义。下面的这段推荐语或许可以概述引进这本书的动机：“在某个睡不着的夜晚，或许你会愿意翻开本书，让目光穿越雾霾、射向夜空，与天文学家和那些高原、荒漠甚至是太空中的空间望远镜一起，去丈量我们仅占一隅的浩瀚宇宙，丈量伟大人类的广阔视野。或许你也会站在宇宙的立场上，问出书中贯穿全篇却没有明说之问：我是谁？我从何而来？将要去往何处？”

2.天文學家到底在做什么

因为光速有限，人类不可能看到意义上的“现在”，我们所看到的或远或近的景象，其实都是“从前”。在宇宙尺度上来说，尤其如此。闪烁着微光甚或不可见光、远到不可想象的星系，在时间上也代表着宇宙久远的过去。星系可以带领观看者回到亿万年前的历史之中，所看到的不仅是遥远的、“它们”的世界，更是此地的、“我们”的历史。

但这样的延迟为天文学家提供了一个方便的工具——“通过观测遥远的星系，我们就能知道早期宇宙正在（实际上是过去）发生什么——这就像一扇通往过去的窗户。河外天文学的研究目的，不仅仅是查证和计算宇宙的组成，还要知道宇宙构成是如何随时间而改变的，并试图构建一个物理模型来解释这一切。”

上面的这段解释出自《丈量宇宙》的第二章“银河之外”。作者用通俗易懂的语言，说明了时间在宇宙中是一种怎样的存在；他的叙述理性而浪漫，普通人本来觉得遥远而神秘的天文学，在眼前慢慢拉开了一幅具体可观的图卷。

那么，天文学家究竟做了些什么呢？“纵观历史，几乎无一例外，观测天文学家都只对一件事感兴趣：收集光子。”观测天文学家可以说是光的猎手，而光子是人类与遥远宇宙之间唯一的直接关联。它们来自于遥远的恒星或气体云，经过数十亿年的旅行来到地球，关于宇宙历史的所有信息，都包含在这场“光雨”中。

借助望远镜和探测器的帮助，人类的天文学研究不断前进。但好的设备需要雄厚的资金以及得天独厚的地理位置，这决定了世界上很多的天文学家和无数的天文研究对象需要通过某种规则来分配使用有限的设备，而且要在每年有限的适宜观测的时间内。这个体系又是如何运转的呢？

这同样可以在本书中找到答案。原来，有一个名叫“时间分配委员会”（Time Allocation Committee，TAC）的机构存在。如果想要使用一台望远镜，天文学家首先需要写一则简短的申请书，列出自己想要观测的内容和原因，然后经过TAC的评定，相应地分配宝贵的设备时间。

“如果你想用智利的8米口径望远镜给月亮拍一张快照，是没有可能分到时间的。但如果你是当前热门研究的领导者，提出了某项有趣的新尝试，并有希望得出影响巨大的成果，那么你也许有幸能分到一些时间。如果你想做一些真正古怪的东西（有趣，但伴随很高的失败风险），那么你很可能被要求缩减项目，要进行一个初步的先导研究看看你的实验是否可行，比如先观测一个星系而非十个，看看你能够发现什么，到第二年再申请。”

3.一本令人激动的书

“地球沐浴在宇宙的光辉中，那复杂的光穿越了宇宙历史而来，我们希冀捕捉到这其中的一些光，搞清它们来自何处、如何产生，这就是我们的研究方式。”作者客观地对天文学家的工作作了概括，也却无言传递了宇宙的庄严与宏大。

300页的《丈量宇宙》，号称推荐给12岁以上的人阅读。书中涉及不少专业的天文术语，这吓退了不少随手翻开的读者。但很多尝试读完的人却又直呼过瘾，那些本来只是“不明觉厉”的天文“干货”，已经悄悄在脑海中留下了深浅不一的印记。

正如豆瓣网友编辑部牛小姐的一段评论：“在读：明明叙述不煽情，术语密集得打脸，但读着特别激动。读完：术语其实不多，讲得特别通俗，读完对天文学能有一个大概的认识。”

“从一个普通读者的角度来说，这是‘干货满满的一本书。因为作者介绍了非常多关于宇宙的知识，所以要理解这些，难度还是不小的，不过整本书的表达还是相对比较通俗的，如果一个人要是能够耐着性子读完，肯定会了解到不一样的宇宙。”苟利军评价说，即使是从一个专业科研人员的角度，《丈量宇宙》对于星系的形成和演化表述得也是“比较详细而完整，而且包含了最新的一些进展”。

偶尔给自己找一些挑战、获得一些成长，其实也是一件乐事。“干货”满满的科普书，可能有点难入口，但却不妨碍因为余味悠长爱上它，再来感受一次独属于《丈量宇宙》的激动感。

“在任何时刻，你用肉眼只能看到几千颗恒星。我们所见的恒星通常位于太阳系附近，不过是冰山一角。如果我们在屋顶钻一个洞，所见的星星，也只相当于浮在海洋中的某座冰山顶部的一个水分子中的一个氢原子而已。宇宙的大部分超出了人类的感官范畴，好似一道鸿沟，然而，我可以通过天文学来极大地延伸自己的视线，超越生物意义上的局限，从而看得更远——正是这个想法，将我与宇宙连接了起来。”