吴鑫岩
今年的中秋节有些特别,其一是月球处在其轨道的近地点,所以看起来显得很大。其二是会出现月全食。如果回到古代的中国,民间一定会出现很多猜测和传言,认为这是社会动荡的征兆。然而,在两千多年前古希腊人就认识到,月食是由于地球的阴影所致。他们还借此观察认识到地球的形状是个球形,而且估算出了地球的大小,与其精确值只有大约10%的偏差。当然,希腊人对天文学的认识也是有一定局限性的,那时人们理所当然地认为地球是宇宙的中心。
欧洲文艺复兴以后,人们的思想逐渐摆脱了宗教的束缚,开始客观地观察世界并且提炼出与之相应的理论。在总结了大量观察结果的基础上,哥白尼在16世纪提出了日心说。一个世纪以后,牛顿总结了动力学规律并且发现了万有引力定律,从此人们可以准确的预测除了水星以外的所有行星的轨道,其中也包括月球的轨道。从那时起人们就可以准确地预测月食和日食在不同地点的发生时间。爱因斯坦在上世纪初创立了广义相对论,从而对牛顿的引力定律做了修正,水星的轨道也得到了圆满解释。
在19世纪末人们已经可以估计出大阳的质量,同时,根据地球表面的阳光强度也可以估算出太阳的总辐射功率。这时,一个问题就提出来了:太阳到底已经存在了多长时间?当时煤炭是地球上的主要能源,所以科学家也假设太阳是靠烧煤来产生能量的。按照这样的原理来计算,太阳的寿命在六千年左右。结果发表以后,基督徒们普大喜奔,因为这与圣经上记载的十分吻合。然而,爱因斯坦在1905年提出了狭义相对论,并且给出了质量-能量关系。科学家根据氢聚变成氦所释放的能量来计算,结果发现我们的太阳系已经有将近50亿年的寿命了。
有时候想一想,人类怎么能有这样高的智慧?我们不就是从那些在树上摘果子吃的古猿进化而来的吗?孟子说过:“人之所以异于禽兽者几希。”为什么会有那么一些人不把精力放在生存和繁衍上,而去琢磨这些稀奇古怪的问题?费米领导的研究原子反应堆的科研人员有一次聊起了外星人的问题,按照常理来推测,宇宙中一定存在很多比我们人类具有更高文明水平的生命体存在。费米就提出了一个问题:我们怎么会与他们没有接触呢?按照我们人类的认知水平,外星人也会发射一个宇宙飞船来到地球来考察。这会有很多技术问题难以克服,首先是漫长的旅途,其次是外星人在地球上的生存问题,等等。然而,也有另一种可能,就像电影《阿凡达》中所描述的那样,外星人可以将其意识植入到一些地球婴儿的身上,这些人与地球人就会有不同的兴趣和志向。
有一些杰出科学家的生死日期很有趣:伽利略在1742年去世,同年牛顿出生,他们所研究的物理问题基本相似。麦克斯韦(电动力学的奠基人)在1879年去世,同年爱因斯坦出生,其狭义相对论就是研究动体的电动力学。也许外星人就在我们中间,希望我们这些凡夫俗子能够给他们留一些生存与发展的空间。