星际信使
1610年,伽利略出版
《星际信使》,这是人类以望远镜观测天文现象后,所写下的第一本书。伽利略眼中的星空,开启了宇宙新章。
1609年秋天,伽利略将20倍率的望远镜指向天际,
由此揭开了令人惊奇的天文景观:月球表面上的高山、
裸眼见不到的恒星、银河中个别的星星与绕着木星这颗行星运转的4颗卫星。他把这些现象记录下来、加上逻辑推论,成就了《星际信使》一书。
在科学出版物中,伽利略的《星际信使》或许是一本最戏剧化的科普书。它的问世,使得伽利略几乎在一夕之间成为名闻欧洲的学者,伽利略的发现使得哥白尼行星系统终于获得接纳。
更重要的是,伽利略所改良的望远镜成为第一个放大人类感官的仪器,这项现代科学仪器的原型永远地改变了科学的实作活动,也开启了宇宙研究的新章。
天文信息
这本书包含并说明了经由新的望远镜,在最近所完成的下列观测:月球表面、银河、星云、无数的恒星以及前所未见的4颗游动的星星,并命名为麦第奇之星。
在这本小册子中,我为每一位大自然的探究者提出可供审视与沉思的重大事物。我之所以认为它们重大,是因为事物本身很卓越,是因为它们前所未闻的新奇,也因为只有靠着仪器的辅助,才使它们呈现于我们的眼前。
迄今,除了以自然方式看到的无数恒星以外,又增加了数以十倍的从未见过的星星,这的确是一件伟大的事。
月球与我们的距离约有地球半径的60倍。
对眼睛来说,如果可以通过一种仪器,使月球宛若在2倍地球半径以外,看起来将是最美好愉悦的。这样的月球与用裸眼观看到的月球相比,在直径上放大30倍,面积变为900倍,体积则增至2700倍。经过感官的确定,任何人都可以了解月球绝对没有光亮、圆滑的表面,而是像地球表面一样凹凸不平的,满布巨大的凸起、深坑与旋卷构造。
再者,让我们最感愉快与荣耀的是,通过新仪器,我们清楚地证明了天文学家称为星云的这些星星,实质上与他们迄今所想的不同。
可事情还远不止于此。
最令众人称赞的、特别是使我们引起天文学家与哲学家注意的,就是我们发现了4颗游动的星星。在我们之前,没有人知道或观测过它们。如同金星与水星绕着太阳运转,这些游动的星星以自己的周期绕着某一知名的星星运转,时而在前,时而在后,从未超越过某种范围而离去。
这一切都是因为我在神恩的启发下设计了一架望远镜。几天前我通过它,观测与发现了所有的这些事。
或许更卓越的事物终将由我或他人,借助类似的仪器而发现。以下我先简要介绍这项发明的时机,以及仪器的构造和形式,接着,我将回顾历史,介绍由我完成的观测。
望远镜的发明时机与构造
约10个月以前,我们听到一个传言,某位荷兰人制造了望远镜,能将遥远物体变为宛若近处般清晰可见。关于这一美妙成果的风声。正广为流传,对此有些人加以肯定,有些人则予以否定。几天以后,一封来自法国巴黎贵族巴多维的信,帮助我证实了这个传言,最后也促使我全力去探究它的原理,思索如何发明出类似的仪器。
不久之后,以折射原理为基础,我做到了。首先,我预备了一段铅管,将两个镜片分置在两端,两个镜片都有一面是平的,另一面分别为凸面与凹面。然后,我从凸透镜向外观看,物体显得既大且近,让人满意。实际上,与只用裸眼观看时相比,它们被拉近了3倍,显得有9倍大。后来,我又做了一个较完美的望远镜,通过它,物体看起来较裸眼观看时大了60余倍。最后我投入了全部精力与金钱,至今达成的进展是,我完成了一架相当卓越的仪器,通过它看到的事物较裸眼观看时拉近了30余倍,而且显得有千倍大。
如果只看到这架仪器在陆地与海上带来的好处,真是太肤浅了。因此,我跳过地球表面附近的事物,投向对天域的探究。首先,我看到的月亮近到几乎不超过2倍地球半径以外。其次,我经常观看恒星与游动的星星,带给我难以置信的愉悦。当我看到它们的数目之多,我开始去思考,最后还发现了一种可量度星际距离的方法。
在这件事情上,我先提醒所有想做这类观测的人,应当注意的几件必要的事。首先,得准备一架最精确的望远镜,能明亮且清楚地显现物体,而不至于模糊不清;其次,它至少能够将物体放大400倍。倘若使用的不是像这样的仪器,想要看到我们在天域中观测到并记载于后的事物,一定是徒劳无功的。为了使任何人不太费事就能确定仪器的放大率,实际上可以让他在两张纸上画下两个圆形或正方形,其中一个的直径为另一个的20倍,也就是说其中一个是另一个的400倍大。接着将两张纸粘在同一面墙上进行观测,一只眼通过望远镜来看小的圆形或正方形,另一只裸眼则看大的图形。双眼同时分别观看这两张纸,应该很容易。如果仪器依照期望的比例将物体放大,两个图形会显得一样大。
可用来测量距离
准备好这样的仪器之后,我们将进而探究测量距离的方法。当铅管中不含凸透镜与凹透镜时,光线将沿着直线行进。然而,一旦将凸透镜与凹透镜置入铅管后,光线将沿着折射线行进。因此,先前沿直线行进的光线,用眼睛实际上只能看到原先的一部分。接着,找出放人透镜前后光线的比率,再由正弦函数表查出其所对应的角度。借着这个方法,我们可以很方便地量度星星之间相隔几角分的距离,误差仅在一二角分之内。
然而,目前我们仅略微触及这个问题,浅尝辄止,日后我们将出版关于这种仪器的完整理论。现在让我们回顾过去两个月所做的观测,邀请所有喜爱真实(自然)哲学的人,开始进行真正伟大的思索。
联系客服