远镜今日说 

文/黄永明  

 1626年，德国传教士汤若望和中国学者李祖白共同翻译了一本介绍望远镜的书，叫做《远镜说》。这是中文里第一次出现“望远镜”一词。今年，在人类将望远镜指向夜空400年的时候，让我们重新审视这件器具。

天文年的根基

通常，故事是这样讲述的——1609年夏天，正在帕多瓦研究自由落体的伽利略风闻了一种奇巧的东西，他听说荷兰有人发明了一种能将视野中远处的物体拉近的玩具。当时的意大利还几乎没人亲眼见过这种用玻璃镜片做成的玩具，而巴黎已经在大量销售了。
所有的人都把这种能拉近物体的玩意儿当成玩具或戏法，只有伽利略意识到了它潜在的价值。伽利略立即自制了一架能放大60倍的望远镜。当然，当时还没有“望远镜”（telescope）这个词，望远镜一词是1611年由希腊一名数学家创造的。
        到了冬天，伽利略又将望远镜进行了改良，然后当某次偶然间将望远镜指向月球时，他惊讶地发现，原来月球的表面是凹凸不平的！这完全违背了当时的“常识”。于是，他开始冒着严寒观察月面、行星和恒星。

那是历史上人类第一次把望远镜指向天空，因此，伽利略的故乡意大利前几年提出将距离1609年四百年的2009年定为国际天文年，这一提议获得了联合国的通过。今年，全世界都在纪念国际天文年。

然而，以上故事可能从根本上就出错了。伽利略很可能根本就不是第一个把望远镜用于天文观测的人。现在，新的证据表明，在他之前已经有一个英国人用望远镜观察过月球并画下了月面图。

这个英国人名叫托马斯·哈略特，生于1560年，卒于1621年。在英国贵族的支持下，他起初在大学里做数学教师，后来成为了一名举足轻重的数学家。他主要研究代数理论，并与英国乃至欧洲范围内的科学家建立了联系。
       1609年7月26日，他用从别处得到的一架望远镜第一次观测了月球。这一举动要比伽利略第一次观测月球早好几个月——伽利略是到冬天才开始干同样的事情的。哈略特看到了阳光照在月面上形成的明暗界线，并用笔把它画在了纸上。这是迄今所知最早的望远镜月面图。
在接下来的几年里，哈略特继续观测月球并绘制月面图。他的多幅月面图都留存至今，尽管不是所有的图都标明了确切的绘制日期，但可以看出，从1610至1613年间，他的月面图越来越详细，许多陨坑都被记录了下来。由于他和伽利略所使用的望远镜都视野狭小，每次只能看到月面的一部分，所以他要画月球表面的全图就很麻烦。1613年，他终于完成了两幅完整的月面图。
        哈略特为人低调，并没有公布他的月面图，这也是为什么人们都记住了伽利略而忘记了这位更早的“英雄”。现在有历史学家认为，他和伽利略不同的行事风格可能是经济状况迥异所致。哈略特生活富足，衣食无忧，而伽利略则时常处于经济困顿状态，所以伽利略比哈略特更需要“炒作”。
       有些英国天文学家和历史学家在国际天文年这个当口想要为哈略特正名，对意大利人来说，这可不是个好消息。

不仅仅是月球

其实，以上所谓历史学新证据，就是出自英国的历史学家。这很容易让人想起海王星的往事。1844年，法国巴黎天文台的勒维耶算出了天王星轨道之外一颗未知行星的位置，随后，德国柏林天文台的加勒成功地在望远镜中发现了这颗新天体，也就是海王星。然而，这个消息甫一公布，英国人就站出来说，其实他们那儿一个名叫亚当斯的大学生早在勒维耶之前就算出来了，只是论文没有公开而已，于是出现了科学史上著名的海王星发现权之争。现在的情形与历史何其相似。
       当然，尽管在谁最先使用望远镜观测月面的问题上出现了不同的声音，但伽利略利用望远镜所做出的贡献仍然是哈略特所无法比肩的。
       伽利略发现，银河并不是一个整体，而是由无数独立的恒星组成的。伽利略在《星的使者》一书中写道：“利用望远镜观测，让我们的目力能够看到它们，从而使几百年以来一直困扰着哲学家们的一切争论都自然停息，看来是办得到的。”
       1610年1月，伽利略在观测木星时，发现木星的身旁竟然有四颗卫星绕转。这四颗卫星后来被称为伽利略卫星。此外，伽利略还发现了太阳黑子和金星的相位变化。而金星相位变化这个现象，必须要用日心说才能较好地解释。
        在亚里士多德的宇宙中，这些新天体和新现象怎么可能存在？当时的许多哲学家拒不使用望远镜去看一眼伽利略的新发现。伽利略因为这些发现短时间内声名鹊起，但后来也因为在《关于两大世界体系的对话》一书中宣扬新观点，惹怒了教皇，被判终身监禁。
        1642年，伽利略在双目失明之中与世长辞。同年，牛顿出生。
         伽利略理解世界的独特方式源于他的少年时代。伽利略是一个技术派，他酷爱力学和应用数学，所以他在比萨大学学习繁琐又不切实际的经院哲学时，厌恶感只会越来越强。他喜欢简单、精美、合乎目的性的东西。尽管他是读着拉丁诗篇长大的，但他全然不认为这些古典诗篇是实证知识的来源。

他们在宇宙中的位置

英国《自然》杂志今年初刊登了国际天文年专题。美国哈佛-史密森天体物理中心的欧文·金格里奇（Owen Gingerich）教授在写到望远镜对人类的贡献时，文章的标题干脆就是《人类在宇宙中的位置》。
当天文学家和天文史学家提起望远镜的价值时，他们很倾向于从其改变人类宇宙观的角度来加以赞扬。
威廉·赫歇尔本是欧洲一名古典音乐家，但他同时也喜欢研究天文学和制作望远镜。1781年，他用望远镜发现了太阳系的第七颗行星——天王星。这个发现让他从一个天文爱好者转而成为职业天文学家。
       他在伽利略独立制作望远镜近两个世纪之后，取得了望远镜历史上的重大进展。他制造了一架口径达1.22米的望远镜，极大地提高了望远镜的集光能力。这架望远镜也让他得以研究数以千计的恒星与星云，成为恒星天文学之父。
不同光路结构的望远镜在之后的岁月里被越造越大，时至今日，口径3.5米以下的望远镜已被国际天文学界归入“小望远镜”的行列，而最大的光学望远镜口径已达到10米。
       1859年，德国化学家罗伯特·本生和他的同事在实验室中发现了不同元素的光谱。这使天文学家有了新的研究宇宙的方法。同一时期，西方富有的慈善家也投入巨资建造大型望远镜。天文学家们发现，不仅银河比赫歇尔所认为的大得多，而且，宇宙中除了银河系还有许许多多其他的星系，我们的银河系在宇宙中并没有占据什么特殊地位。
       望远镜逐步让人类认识到自身在宇宙中的真正位置。
       1992年，教皇保罗二世为伽利略冤案平反，不再视他为罪人，也不再把他的经典巨著《关于两大世界体系的对话》里的内容视为异端邪说。
       今天，天文学家不仅能从可见光波段观察宇宙，还能从无线电、红外、X射线和γ射线的波段揭示人眼看不到的宇宙秘密。
除此之外，尖端的数字技术和自适应光学技术也让今日的望远镜与赫歇尔时代的望远镜有了巨大的差别。天文学家不再使用胶片拍摄星空，地面上的望远镜能够最大程度地克服地球大气给观测带来的干扰。天文学家已经发现了数以百计围绕其他“太阳”运行的“系外行星”，一组研究人员在2008年还首次毫无争议地直接拍摄到了其中几颗行星的照片。
       但是，如果我们再仔细看看，金格里奇所说的“人类在宇宙中的位置”或许应该是“他们在宇宙中的位置”——“他们”指的是西方人，尤其是欧洲人。
       西方人的人类中心观念源自他们对《圣经》的解读。在十七到十八世纪，欧洲人有一个根深蒂固的观念，即认为整个世界是为人类而创造出来的。《圣经》对创世的描述中有这样的话语：“凡地上的走兽和空中的飞鸟都必惊恐、惧怕你们；连地上的一切昆虫并海里一切的鱼，都交付你们的手。凡活着的动物，都可以做你们的食物。”
       当时的人认为，所有的动物之所以存在，就是为了服务人类：野兽的存在是为了培养人类的勇气，为战争提供实用培训；鹦鹉的存在是为了给人类带来欢笑；植物和矿物存在的唯一目的是提高人类的生活水平。
       对于杀生，他们也认为是天经地义的事情。当时英国的主教和哲学家提出，把牛杀了给更高级的动物食用没有什么不公平可言，这是畜生被赋予生命的首要条件；畜生的痛苦不同于人类的痛苦，它们没有未来的概念，被剥夺了生命也不算什么；动物没有任何权利，因为它们缺乏理性；《圣经》中不许谋杀的戒律，其对象不包括非人类。一言以蔽之，自然界完全为服务人类而存在，人类是宇宙的中心。
       天文望远镜的出现是事情的转折点。天文观测开始逐步瓦解人类中心的观念。人变得越来越普通，与动物之间越来越没有差别，在宇宙中也显得越来越渺小。天文望远镜对欧洲人观念的颠覆，使得他们在今天盛赞望远镜和伽利略。
而中国人其实并没有经历类似的过程。

望远镜在中国

伽利略在1609年制造出天文望远镜后不久，消息就传到了中国。正如开头所说，1626年，汤若望和李祖白率先翻译了《远镜说》一书，介绍了望远镜的使用、原理、构造和制作方法。根据中德科技交流中心的说法，望远镜是在1619年由德国人邓玉函首次带入中国的。
       进入中国十多年之后，望远镜成了官方天文学“窥天之要器”。今天的研究者认为，望远镜在历法和宇宙论方面起到了改变古代中国人观念的作用，但它在科学层面所起到的作用可能也仅限于此——它并没有将中国引上近代科学的道路。
       早在1629年，明末学者徐光启就制作了望远镜以观测行星和日食。然而，四十年之后，在康熙皇帝命令制造天文仪器的清单上却没有望远镜。康熙并非不知道望远镜，而是他根本没有想到用它来寻找新的天文发现，他认为用传统的仪器做一些实用的历法工作就足够了。
1773年，法国耶稣会士把从巴黎带来的望远镜作为礼物献给乾隆皇帝。由于担心皇帝轻视这件重要的礼物，传教士还专门写了一个说明书，表示这是西方最新的科学成果。乾隆也的确对望远镜表现出了极大的兴趣。
       但是，二十年后，当英国传教士马戛尔尼将赫歇尔制作的当时最先进的望远镜献给乾隆时，乾隆对它却毫无兴趣——他认为马戛尔尼只不过是在炫耀，“至尔国所贡之物，天朝无不具备”。
资料显示，马戛尔尼面见皇帝之前，在广州见到某位当地官员时，曾问他是否想看看他们的新装备，但该官员对此毫不关心，只是认为英国的这些东西对他来说不可能是新的。“清代统治者把精巧的仪器视为皇家礼器，留在宫中供皇帝本人使用，观象台的仪器比御用仪器少得多。”已故著名天文史学家席泽宗曾感慨道，“收藏在故宫中的科学仪器近千件，望远镜就有一二百架，多为康熙、乾隆时物。这么多的科学仪器，收藏在深宫秘院中，不让发挥作用，该当何罪？！”
       席泽宗认为，按照明末发展的趋势，中国传统科学已经复苏，并有可能转变成为近代科学。但由于清军入关，残酷的战争中断了这一进程。到了康熙时期，全国已基本上统一，经济也得到了很大发展，而且皇帝身旁有懂科学的传教士，中国因此有可能在科学上与欧洲近似于“同步起跑”，然而由于政策失误，这个机会失去了。
       明末，徐光启就提出过一种发展天文学的方法：“深伦理，明著数，精择人，审造器，随时测验，追合于天。” 1996年，在北京的一次天文学会议上，有人曾建议把这二十个字刻到当时我国正在建造的大望远镜LAMOST（大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜）上。
       这架大望远镜已于2008年10月在河北省兴隆县落成。它口径4米，是我国目前唯一一架口径超过3.5米的光学望远镜。
       美国的一位作家曾在世纪之交向一百多位科学家和思想家提出这样一个问题：在过去两千年里，人类最伟大的发明是什么？在收到的回复中，有两人认为是望远镜，另有两人认为是透镜，还有一人认为是“对人类在宇宙中定位的认识”，一人认为是哥白尼学说。
       或许，在今年这样的周年纪念之时，我们不但要庆祝望远镜带给我们的科学进步，更需要自省，让那段历史刺痛我们，以提醒自己科学和技术有多重要，看似无用的基础研究有多重要。