汪诘：科学有故事（主打）

下面是一场我虚构的电视辩论赛，但里面的人物和观点都是真实的，从中我们可以看到科学家们是如何思考人类文明与外星文明之间的关系。   正方观点：人类应当主动呼叫外星文明。 正方一辩：法兰克·德雷克（ Frank Drake ）—— gentle杰克 正方二辩：卡尔·萨根（ Carl Sagan ）—— 大屁股老鼠哈哈笑 正方三辩：亚历山大·萨特塞夫（ Alexander L. Zaitsev ）—— 陈腐粉碎机 谦哥   反方观点：人类不应当主动呼叫外星文明。 反方一辩：马汀...

到了 1977 年，人类给外星人送礼物的行为达到了高潮，那一年，美国先后发射了旅行者 1 号和 2 号两个姊妹探测器。这两个探测器上都携带了来自人类的珍贵礼物——地球名片。这次相比上次先驱者号的礼物那可是大大的升级了，上次只是萨根和德雷克俩个人的“民间”行为，这次就不一样了， NASA 和美国政府精心策划了这次的礼物。礼物的载体是一张镀金的铜质磁盘，长得跟一张唱片一模一样，大小也差不多，还有一根用钻石制成的唱针，以方便...

就在全世界的天文学家都在热衷于 SETI 计划的时候，美国著名的天文学家、科幻小说作家，我们的老熟人卡尔·萨根也没有闲着，他在想着另外一件比 SETI 更有趣的事情，那就是给外星人送一件来自地球的礼物过去。

30多岁的德雷克此时已经练就了一身的武艺，但是，他却一直在寻觅一件称手的兵器。俗话说没有精钢钻，揽不了瓷器活，德雷克精通射电天文的理论，但如果没有一台威力强大的射电天文望远镜，那么不管有多好的理论都没用。 对于德雷克来说，最好的武器莫过于射电望远镜，并且是越灵敏越好。那么，影响射电望远镜灵敏度的关键因素是什么呢？那就是天线，也就是那口“锅”的直径，直径越大则灵敏度也就越高。为了探测到从遥远的宇宙中发射...

美国著名物理学家、数学家弗里曼·戴森在 1959 年提出了一种崭新的寻找外星人的理论，这种理论的结论是如果人类能观察到某一颗恒星的亮度在人类活动的时间尺度内（所谓的人类活动时间尺度是相对于天文学时间尺度而言，比如几年甚至上百年可以算是人类活动时间尺度，而天文学尺度动不动就是几百万、上亿年的）逐渐变暗 , 或者这颗恒星发射出大量某种特征的红外辐射的话，那么这个现象就可以确认为是那个恒星系有智慧文明存在的证据。...

1947年6月24日，一个叫做阿诺德的美国商人驾着自己的私人飞机，当他飞过华盛顿州的雷尼尔山上空时，他突然发现身边嗖嗖嗖的迅速飞过9个成碟状的飞行物，瞬间就消失在视野里面。阿诺德当时就兴奋的不行，他对着无线电脱口而出“I see flying saucer.”（我看见了飞碟），塔台上的工作人员一时莫名其妙，就问他你刚才说啥，阿诺德兴奋地跟塔台的工作人员描述了他看到的东西，他说那些飞碟至少有1600多公里的时速，简直快的疯了。当时世...

光学望远镜的原理其实就是尽可能地把可见光通过各种透镜汇聚在一起成像，这样就可以让人类看到肉眼无法直接觉察的可见光。因此决定光学望远镜能看的多远基本上取决于口径，口径越大则能收集到更多的光线，更多的光线汇聚起来，就能把更远的物体成像。随着人类对光的本质认识的飞跃，人们终于发现了光本质上其实是一种电磁波，而可见光只是处在一个特殊频段的电磁波而已，这个频段的电磁波可以被人类的肉眼所察觉。那么可见光频段之...

大哥，到底有没有外星人啊？ 每当我在一群人中表示自己对天文和宇宙略知一二时，总是会被问及这个问题。我承认，这是我必须开门见山不可回避的首要问题。我的回答也必须跟你的问题一样简单直接，我不会和那些闪烁其词，躲躲闪闪，模棱两可的“专家”们同流合污，给你一个常在算命先生那里听到的说法。我将给你一个直截了当的回答： 有，但从未到访过地球。 这并不是我一拍脑袋的答案，这个回答也是目前主流科学界的共识，不管你看过...

第二遍修订《仰望星空》书稿时，我发现我丢了一些比较重要的内容，今天给大家补一期节目，把丢掉这部分内容给大家讲讲，最后成书的时候，我会把这部分补充内容融合到前面的段落中。 望远镜是人类研究天文学最主要的工具，伽利略是把望远镜伸向天空的第一人，他的故事我们已经详细地讲过了，伽利略用的望远镜称之为光学望远镜，它可以拿肉眼直接观测或者接上一个照相机把来自宇宙中的可见光捕捉到相片上。但是宇宙中的天体除了发出...

一部人类探索天文的历史其实也是一部人类追求科学的历史，我们不妨从天文学的角度来回顾一下这2500年来，人类是怎样一步步地走出蒙昧，产生理性，最后又诞生了科学。 但我们的探索还远远没有到达尽头，宇宙留给我们的未知领域还有太多太多。就在我们的太阳系，我们想知道的东西依然无法尽数。太阳的磁暴是怎么产生的？月球是怎么形成的？太阳系的这种结构在宇宙中是特殊的吗？太阳系中除了地球之外还有孕育生命的地方吗？木卫二的...

时光飞逝，一转眼，1000 多年过去了。 云天明、艾AA 和他们的孩子云程、云心一家四口注视着屏幕中变幻的星空影像。飞船在超越时间的一瞬中穿越了超时空，均匀分布的星群立刻变成了一个明亮的圆盘，看上去像一颗明亮的玻璃弹，占据着屏幕的正中心。

宇宙的命运最终会是怎样？这是我所能想到的人类能够提出的所有问题当中的最后问题，没有什么问题能比这个问题还根本了。当然，所有对此问题的回答都是现有人类智慧下的回答，也不可能得到最后的验证。那么，研究这个问题到底有没有意义，为什么要去研究？我认为，所有的意义也都是人赋予的，在我看来，引发思考，满足好奇，就是无与伦比的意义。在没有温饱之前，艺术是没有意义的，但是温饱之后，人们会发现艺术的意义大于吃饭。如...

因为宇宙在不断地膨胀，所以穿行在宇宙中的光的波长也会被不断地拉长，拉的越长，就会变得越红。因为我们已经知道了Ia型超新星爆发的精确物理过程，所以我们能算出这种超新星所发出的光的原始波长是多少，用这个原始波长与实际测得的波长一比较，我们就可以算出光波被拉长了百分之多少。你把宇宙想象成一块有弹性的布，光是穿在这张布上的丝线，那么丝线被拉长了百分之多少，就代表宇宙膨胀了百分之多少。换句话说，如果我们测得一...

美国有一位女天文学家叫鲁宾，在上世纪六七十年代，女性天文学家是很少的。这个鲁宾选择了在天文学研究上不是那么热门的星系转动曲线。在鲁宾做研究的那个年代，天文观测设备已经取得了长足的进步，因而观测的精度也大大的提高。鲁宾在研究银河系的转动时，和奥尔特一样，她产生了一个巨大的困惑。什么呢？就是我前面说的，银河系外侧的恒星绕银河系中心转动的速度比用理论推算出的数值大了太多。这一发现让鲁宾大惑不解，也激发了...

1995年 12 月 18 日，这看上去是平凡的一天，一个来自美国的天文研究小组租用了哈勃望远镜，它们选择一个颇受争议的天区进行观测。大家要知道，全世界的天文学家都在争相排队租用哈勃的观测时间，每个人都认为自己要观测的那个位置是最重要的。可这次的观测区域却让许多人大跌眼镜，因为这次要观测的区域是一块 “ 黑区 ” ，并且还是全天中最黑的 “ 黑区 ” 。这是什么意思呢，顾名思义，就是天空中一块看似什么也没有的黑黑的区域。...

     视界问题之所以会折磨原有的标准大爆炸模型，是因为空间的不同区域分离的太快，不足以建立起热平衡。暴胀理论则减慢了在宇宙最最初期时刻的膨胀速度，使宇宙大火球有足够的时间建立相同的温度。然后，在完成了这个热平衡后，宇宙经历了一次短暂的爆发性的膨胀，而且越来越快，以对早期的缓慢膨胀做出补偿，这就是暴胀这个词的由来。这个理论的核心内容是说，宇宙空间在迅速远离之前就已经建立了共同的温度。

哈勃定律的发现还让另外一个比利时的天文学家勒梅特兴奋不已，自信心爆棚。因为他在 2 年前就写了一篇论文支持弗里德曼的宇宙膨胀观点，但他的厉害之处在于他的数学证明更加缜密、详实。爱因斯坦在看了勒梅特的论文后，也酸酸地承认勒梅特的数学证明太漂亮了，实在无懈可击，但爱因斯坦当时却死不认错，不放弃自己的静态宇宙观，把勒梅特气个半死，他俩经常在学术会议上碰头的。 哈勃的发现让勒梅特大受鼓舞，他开始深入思考一个似...

时间推进到了1920年，这年春天，全美国以及世界上的一些最著名的天文学家齐聚在华盛顿，在美国科学院的大礼堂中，将召开一次规模盛大的辩论会。辩题有两个：1、银河系到底有多大？2、漩涡星云到底是什么？辩论的双方一位是沙普利，另一位是美国著名天文学家柯蒂斯。两边的观点针锋相对，沙普利认为银河系的直径达到30万光年，仙女座那片星云是银河系一种星云状天体。而科蒂斯的观点则是银河系的直径只有4万光年，仙女座星云距离我...

今天的人类已经知道了银河系是一个巨大的旋涡星系，从正面看，它是这样的 （如图） ，当然，任何银河系的正面图像都是画出来的，不是实拍的，因为我们就身处于这个巨大的漩涡中，不可能拍到银河系的正面全身照。我们只能拍摄到银河系的侧面照。 但是，人类得到这样的一副银河系的正确图像并不是一帆风顺的，中间走过弯路，也引起过大争论。

每当到了夏末秋初之际，壮观美丽的银河就会出现在我们头顶的星空，很多人可能长这么大从来没有看到过，因为现在城市里面光污染都很严重，晚上的天空黑不下来，肉眼根本无法看到银河，这是一件相当遗憾的事情。 可是在古时候，夜空中最壮观的天象便是这横亘在天空中，犹如一条大河般的银河了。因此，对于银河，自古就有许多种传说。中国人认为银河就是天上的一条大河，阻隔了牛郎和织女的相会。在罗马神话中，银河是天神朱比特的老...

测定日地距离的方法，最容易想到的莫过于三角测量法了，也就是测量太阳的视差。比如，在南半球和北半球两个相距很遥远的天文台同时观测太阳，把太阳在天空中的位置精确地测出来，再根据两座天文台的相隔距离计算出日地距离，但这个方法是一个典型的知易行难的问题，讲讲原理简单的不得了，可是，限制条件太多。远隔万里的两天文台要协作，哪有那么容易，并且太阳在望远镜中的视面积很大，测量精确位置本就不易。（一个点的坐标好测...

从亚里士多德直到托勒密的将近 2000年中，人们认为恒星不但是位置固定不动，而且他们的数量也是恒定不变的，都一个萝卜一个坑地嵌在恒星圈层上，所有的人都对此深信不疑。但是这个观念，在 1572年开始发生了改变，那年发生的一个奇特天象使得欧洲的天文学界开始意识到恒星未必就真是一成不变的。

在以哥白尼、开普勒、伽利略为首的天文学家的努力下，人类对宇宙的认识终于向着正确的方向迈进了一大步，到了17世纪中叶的时候，大多数知识分子的头脑中都已经建立了这样的一副宇宙图像：太阳位于宇宙的中心，地球连同其他五颗行星，在椭圆形的轨道上围绕着太阳转，行星按照距离太阳由近到远依次是：水星、金星、地球、火星、木星、土星，在土星之外极为遥远的地方，还有一个恒星层，所有的恒星都位于这个恒星层中，恒星与太阳的相...

公元 1609 年，在天文发现史上具有非凡意义，在欧洲两处相距 352 公里的城市中几乎同时发生了两件意义深远的事情。第一件事情就是我们上章提到的，在奥地利的林茨， 38 岁的开普勒出版了《新天文学》一书，正式向世人宣布了行星运动第一和第二定律。第二件事情发生在意大利的威尼斯， 45 岁的伽利略走进了一家眼镜铺子。没错，就是这件事情对于天文学的发展意义深远。

公元 1601 年深秋的一天，这是哥白尼去世的第 28 年， 30 岁的开普勒正急匆匆地赶往他的老师第古的家中。据下人来报，第古突发急病，可能要不行了，他点名要见开普勒，似乎有什么极为重大的事情要交代给开普勒。