□ 張明昌

天文小故事（三）

□ 張明昌

1 他讓人類接近了恒星

1826年6月7日，39歲的德國科學(xué)家約瑟夫?馮?夫瑯和費(fèi)因病過早地離開了人間。人們悲痛不已，有人把他的一生的貢獻(xiàn)歸納成這樣一句話刻到了他的墓碑上：“他讓人類接近了恒星?！?/p>

圖1 讓人類接近了恒星的夫瑯和費(fèi)

夫瑯和費(fèi)出身于貧寒之家，他是父母11個(gè)孩子中最小的一個(gè)，沒讀了幾年書就外出去打工謀生，12歲時(shí)父母相繼而亡，這個(gè)孤兒就流浪到了慕尼黑，在一個(gè)制造玻璃與鏡子的工場當(dāng)學(xué)徒。可倒霉的是他遇到的是一個(gè)兇狠刻薄的老板，每天干活又重又累，稍有松懈就會(huì)挨打，白天吃不飽，晚上不準(zhǔn)他點(diǎn)燈看書，睡覺也只能蜷縮在樓梯下的小角落里。

但真是“因禍得福”，不想這個(gè)樓梯救了他一命，1801年7月21日深夜，年久失修的小樓轟然坍塌，吝嗇的老板一家都命喪廢墟，只有夫瑯和費(fèi)因有樓梯承擔(dān)了大部分的重量，他沒有受大塊附物的直接打擊，所以雖也被瓦礫所埋，可并沒受到致命的傷害，只是因體質(zhì)不好，流了不少鮮血而暈了過去。

當(dāng)清晨人們從廢墟中救出小夫瑯和費(fèi)時(shí)，正好有位侯爵坐著馬車路過這里，他見到又瘦又小的夫瑯和費(fèi)，憐憫之心油然而生。他讓仆人把夫瑯和費(fèi)送到了醫(yī)院，負(fù)擔(dān)了所有的醫(yī)療費(fèi)用，在夫瑯和費(fèi)出院之際，還特意又送了他18個(gè)金幣——這在當(dāng)時(shí)可是一筆可觀的財(cái)產(chǎn)，侯爵是希望這個(gè)無依無靠的少年能用它購田置屋，過上免受饑寒之苦的生活。

出乎侯爵意料的是，夫瑯和費(fèi)卻把這筆意外之財(cái)全部買了儀器設(shè)備與書籍，他要自己開作坊。只是年紀(jì)輕輕的他全然不知商場的風(fēng)險(xiǎn)，沒有經(jīng)驗(yàn)加上經(jīng)營無方，作坊不久就倒閉破產(chǎn)。1806年，19歲的夫瑯和費(fèi)只得投入一個(gè)光學(xué)研究所重新從頭做起。

幸運(yùn)的是，他又一次遇到了“貴人”，他得到了老師傅的精心培養(yǎng)，于是他的技術(shù)突飛猛進(jìn)，他的地位也漸漸上升，3年后就成了光學(xué)車間的主任，到1818年時(shí)，他竟成了該光學(xué)研究所的惟一負(fù)責(zé)人了。

1817年夫瑯和費(fèi)制造出一塊凸透鏡，直徑達(dá)24厘米，這在當(dāng)時(shí)已不多見，更不易的是其光學(xué)質(zhì)量堪稱世界一流，所以用它制成了一架長4.3米的折射望遠(yuǎn)鏡——在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)，它也是世界上最大、最好的折射鏡，而且因?yàn)檠b上了“轉(zhuǎn)儀鐘”，可以長時(shí)間自動(dòng)跟蹤恒星，而這正是天文觀測最需要的。

夫瑯和費(fèi)最重要的貢獻(xiàn)是發(fā)明了“分光鏡”與光柵，可以把太陽光分解成很長的光譜，所以他成為“分光技術(shù)”的三個(gè)創(chuàng)始人之一（另兩位是物理學(xué)家基爾霍夫和化學(xué)家本生）。夫瑯和費(fèi)的分光鏡能清楚地看到太陽光譜中的許多譜線，他本人仔細(xì)地測定了其中576條譜線的波長，他當(dāng)時(shí)所用的那些專用符號(hào)至今還在廣泛使用。到現(xiàn)在人們已證認(rèn)出太陽中的“夫瑯和費(fèi)線”達(dá)26000條！正是從這些譜線中我們才確知太陽上有69種元素以及它們各自的含量。

1823年沒有“學(xué)歷”的他已成了巴伐利亞皇家教授，當(dāng)上了巴伐利亞科學(xué)院物理博物館館長，后來還成為榮譽(yù)哲學(xué)博士、英國技術(shù)學(xué)會(huì)會(huì)員。

但讓人扼腕的是，他于1825年患上了肺結(jié)核，這在那時(shí)可是不治之癥，所以他從此一病不起，只拖了一年時(shí)間，這顆科學(xué)界的新星就殞落了。

2 科學(xué)家PK銀行家

對(duì)于人類而言，天空中最重要的天體當(dāng)然是太陽。但在宇宙間，太陽實(shí)在是一顆最普通不過的恒星。而從人的眼光看起來，它離我們是那么遙遠(yuǎn)，人們都是看得見卻又摸不著。所以1842年法國有位著名的哲學(xué)家曾經(jīng)斷言：“不論人們用什么方法，我們都無法知道天體的化學(xué)組成。”

可他的話音未絕，只不過過了三四年的光景，科學(xué)家卻發(fā)明了“光譜分析法”，由此就得知了太陽的化學(xué)組成，并證明，天體的物質(zhì)中所包含的那些化學(xué)元素與地球上的元素并沒有什么區(qū)別。

現(xiàn)在人們已經(jīng)知道，太陽上共有69種元素，肯定不存在的有硒、溴、鐳等十來種，而最豐富的前十種元素是：氫（78.4%）、氦（19.8%）、氧（0.8%）、碳（0.3%）、氮（0.2%）、氖（0.2%）、鎳（0.2%）、硅（0.06%）、硫（0.04%）和鐵（0.04%）。

當(dāng)年在測出了太陽的化學(xué)組成后不久，德國物理學(xué)家基爾霍夫參加了一次公共演講會(huì)，在會(huì)上他說：“從太陽的光譜看來，太陽上肯定有金子存在！”這原是一個(gè)正確無誤的科學(xué)論斷，可不知為什么，他的話竟引起了在座的一位銀行家的反感，他當(dāng)即站了起來，并用嘲弄的口氣說：“可是先生，如果我們不能得到它，那么請(qǐng)問，太陽上的金子又有什么用？你能得到它嗎？”

我們知道，光譜分析法本來就是基爾霍夫發(fā)明創(chuàng)造的，而他所總結(jié)出來的“基爾霍夫定理”更是揭示宇宙奧秘的重要方法，而且很快就在化學(xué)、化工、醫(yī)藥、地質(zhì)、采礦、冶金……等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。它為人們尋找新的化學(xué)元素、研究原子結(jié)構(gòu)、了解恒星組成、探索宇宙奧秘都起到了無可估量的重要作用，因而他也獲得了世人的一致稱頌，后來也就當(dāng)之無愧地得到了一枚金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)隆?/p>

圖2 得到了“太陽上金子”的基爾霍夫（左）與本生（右）

基爾霍夫隨即去拜訪了那位銀行家，并把那枚金光閃爍的金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)路旁阢y行家的面前：“你看，這就是我從太陽上得到的金子！”說完就轉(zhuǎn)身揚(yáng)長而去，讓那位淺薄的銀行家羞慚不已。

當(dāng)然，實(shí)際上太陽上的金的含量極少，大約為一萬億分之七（7×10-12），在所知的69種元素中居倒數(shù)第七位，但不要忘記，太陽的質(zhì)量是地球的33萬倍，“瘦死的駱駝比馬大”，所以太陽上金的總量應(yīng)為1.4億億噸，如果真能提練出來并全部運(yùn)到地球上，則全世界平均每人可以得到200萬噸！不過請(qǐng)你不要當(dāng)真，這樣的“黃金夢”是絕對(duì)不會(huì)兌現(xiàn)的。

3 “太陽元素”到人間

公元1868年8月18日，在印度有一次日全食的機(jī)會(huì)，法國天文學(xué)家皮埃爾?詹桑帶著剛發(fā)明不久的新儀器——分光鏡趕到了現(xiàn)場，他把儀器對(duì)向了太陽邊緣上的日珥部分，這時(shí)他看到了幾條亮線，其中紅、藍(lán)、黃3條更為醒目，他心中有數(shù)，那紅藍(lán)二線是氫原子產(chǎn)生的譜線，但這條黃線卻是以前從未見過。當(dāng)然，鈉也會(huì)產(chǎn)生黃線，可鈉所生成的黃線總是成對(duì)出現(xiàn)的，不會(huì)只有一條，且波長也不太對(duì)頭。詹桑滿腹狐疑，第二天他趁日出之際又把儀器對(duì)向了昨天的日珥部分，這時(shí)他又看到了三條黃線，其中兩條是人們熟悉的鈉線，而另一條與昨天一樣的，可以肯定是某種新元素產(chǎn)生的“新客”。

圖3 紀(jì)念氦發(fā)現(xiàn)的金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)?/p>

詹桑立即提筆把這個(gè)發(fā)現(xiàn)向法國科學(xué)院報(bào)告，可是在沒有電話、電報(bào)的時(shí)代，詹桑的那封信在路上走了整整2個(gè)多月，直到10月26日才到達(dá)巴黎。

無獨(dú)有偶，差不多與此同時(shí)，科學(xué)院還收到了一位英國天文學(xué)家羅克耶寫于10月20日的信件，其內(nèi)容也是說，他在英國也在日珥中觀測到了這條陌生的黃線。他還把它稱為“太陽元素”（helium）——我國譯為“氦”。

這也是人們第一次用科學(xué)的方法，在地球之外的天體上發(fā)現(xiàn)的新元素。為此法國科學(xué)院還特別鑄就了一枚金質(zhì)紀(jì)念章來紀(jì)念這件了不起的事。

地球上真的沒有氦嗎？全世界的科學(xué)家都在努力搜索著，可20多年過去了，還是茫無頭緒，后來有人千辛萬苦，在測定氮的重量的微小差異中——1.2508與1.2572千分之幾的誤差中，于1894年意外地找到了一種新元素——“氬”，當(dāng)初它的發(fā)現(xiàn)者瑞利曾感嘆萬分說：“嚴(yán)格是科學(xué)的生命，馬虎是科學(xué)的自殺”。現(xiàn)在知道，氬與氦一樣，也是一種“惰性氣體”。但氬決不是氦。后來有人在實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)，在把一種釔鈾礦與硫酸一起加熱時(shí)，會(huì)產(chǎn)生許多氣泡，在測試了氣泡的一些性質(zhì)后，有人覺得它可能就是氬。英國科學(xué)家拉姆賽決定重做實(shí)驗(yàn)，并對(duì)那些所產(chǎn)生的氣體進(jìn)行光譜分析，結(jié)果他沒有能見到氬應(yīng)有的譜線，反而出現(xiàn)了一條黃線和其他幾條較微弱的亮線，仔細(xì)研究后知道，那不是鈉線。于是人們想到了27年前在太陽上的發(fā)現(xiàn)，再進(jìn)行了仔細(xì)的比對(duì)，于是他肯定他已見到了曙光，但出于謹(jǐn)慎，他還是請(qǐng)他的朋友克魯克斯幫忙。克魯克斯是英國當(dāng)時(shí)最好的光譜專家，他曾發(fā)現(xiàn)了元素鉈。他把那些氣體送到了克魯克斯那兒，并附上了一封信，信中說，他找到了一種新的氣體，他建議把它命名為“krypton”。在希臘文中，它是“隱藏”的意思，我國譯為“氪”。

1895年3月23日，拉姆賽收到了克魯克斯的電報(bào)，上面寫道：“氪就是氦，請(qǐng)過來看?！唆斂怂??！庇谑撬o法國科學(xué)院院長發(fā)了個(gè)急電，告訴他：氦在地球上找到了。有趣的是，瑞典一個(gè)青年化學(xué)家萊格利也在釔鈾礦中找到了它。他的發(fā)現(xiàn)報(bào)告也送到了法國科學(xué)院院長的桌子上，只是時(shí)間稍稍晚了半個(gè)月，是1895年4月8日。

4 難得的奇文

1900年，英、美、德等八國組成侵華聯(lián)軍，借口清政府“排外”，他們要“保護(hù)本國僑民”，于8月14日打進(jìn)北京，一路燒殺掠奪，逼迫清政府簽訂城下之盟的《辛丑條約》，聯(lián)軍還長駐在京津地區(qū)。他們以“勝利者”的驕橫在京城胡作非為，民眾是敢怒不敢言，而清政府也只得裝聾作啞，總是抱著“息事寧人”的態(tài)度。

不料此時(shí)“欽天監(jiān)”預(yù)報(bào)，1901年北京將有一次日食，昏庸腐敗的清政府，到那時(shí)仍還以為日食是怪物吞食太陽（民間稱“天狗吃太陽”），是一種可怕的兇兆。所以在日食時(shí)要按慣例，鳴鑼放炮、大聲吶喊來驅(qū)趕怪物，把太陽從“天狗”的口中拯救出來，但他們又生怕鞭炮聲、吶喊聲驚嚇了在京的“洋大人”，更怕洋人借機(jī)尋釁，重開戰(zhàn)事，真是左右為難，文武大臣在冥思苦想了幾天后，決定發(fā)一個(gè)正式的“外交照會(huì)”給聯(lián)軍。

這真是一則少有的奇文：“……照得赤日經(jīng)天，普照萬物，乃天道之常。茲查有一巨物，其形如蛤，大張其口，將日吞食，實(shí)屬異常之慘變，至?xí)r將鳴金放炮，以使此怪物驚懼而逃，不重為民害，誠恐其部下軍士人等，耳目未經(jīng)習(xí)慣，難免誤會(huì)，為此合行照會(huì)，請(qǐng)煩查收?！鼻逭嵵氐嘏蓡T專門將它送達(dá)侵略軍基地，這些洋人見了這樣奇文，不禁啞然失笑。

當(dāng)然，怕日食影響政事的也不是清政府一家。無獨(dú)有偶的是1962年2月5日，在英國發(fā)生的那次日全食竟然掀起了一場軒然大波，因?yàn)楫?dāng)時(shí)有人預(yù)言，英國現(xiàn)政府將在這一年內(nèi)倒臺(tái)，弄得大家人心惶惶，不得安寧。印度（屬于英聯(lián)邦）則也被擾得舉國上下人心惶惶，工廠里的工人無心生產(chǎn)，一些地方官則更是為自己的前程忐忑不安……以致到最后驚動(dòng)了總理，尼赫魯不得不專門為此發(fā)表聲明，告誡大家：“不要受那些謠言所迷惑，我們的命運(yùn)是由我們自己決定的。”

圖4 驚天動(dòng)地的日全食

1966年11月12日，在柬埔寨的莽莽叢林中，郎諾的一支政府軍正奉命追捕一些游擊隊(duì)員，正當(dāng)他們發(fā)現(xiàn)了一些線索實(shí)施包圍時(shí)，一次日全食不期而至，一下子昏天黑地，天上的太陽不知去向，樹上的鳥兒四處亂飛，紛紛回巢，這些年輕的士兵們也不知所措，嚇得魂不守舍，有的竟跪倒在地，連連叩拜。只有少數(shù)幾個(gè)平時(shí)比較大膽的“勇士”，把手中的自動(dòng)步槍對(duì)向天空，向吞沒了紅日的“妖魔”頻頻射擊，一時(shí)間槍聲此起彼伏，直到太陽重放光明，他們才長長地舒出一口氣來，可他們的任務(wù)也就泡了湯。

1974年6月在澳大利亞，當(dāng)?shù)氐恼嵵氐匕l(fā)起了一場 “保護(hù)眼睛”的運(yùn)動(dòng)，勸導(dǎo)大家不要去看20日發(fā)生的日全食，以免傷了雙眼。可能是受到了這種心理暗示的影響，日食之后竟然有300多人前往醫(yī)院診所，抱怨說日食使他們的眼睛受到了傷害。

（責(zé)任編輯 張長喜）