夏恩·L.拉森

很多讀者都知道，我們這代科學(xué)家的抱負和期許，大都啟蒙于小時候接觸到的《宇宙》節(jié)目（主持人為著名天文學(xué)家、天體物理學(xué)家與科普作家卡爾·薩根）。在節(jié)目一開頭，薩根就提出了一個非常宏大的想法：“宇宙的大小和規(guī)模，遠遠超出一般人類的理解?！?/p>

隨著長大成人，成為科學(xué)家，我慢慢地也忽略了這么一個簡單的事實。我學(xué)會如何書寫表達龐大的數(shù)字，學(xué)會在需要的時候換算米、千米和光年，甚至學(xué)會使用“瘋狂相對論者的單位”，把距離、時間、能量和質(zhì)量全部都用“米”來度量。這些事情我做過很多，多到我計算數(shù)字的時候馬上就能知道是不是大概沒錯。

科學(xué)家的重要技能就是培養(yǎng)出對龐大數(shù)字的敏感度，還有判斷數(shù)字是否大致正確的能力。我們花了大量時間訓(xùn)練自己和學(xué)生，以求能夠精通此道。但這卻完全忽視了薩根的見解———這些龐大無比的數(shù)字，意味著我們在浩瀚宇宙中是何其渺?。?/p>

遇到太陽系步道的時候，我總會去走走。這些比例模型展示了太陽系的星球排列，將星球的位置依照適當(dāng)?shù)目臻g比例標示出來，讓你感受一下太陽系究竟該有多大（更別說是宇宙了）。我最喜歡的一條太陽系步道位于阿拉斯加的安克拉治，被稱為“光速行星步道”———如果你以正常速度走在這條步道上，你走到每個行星所花費的時間，就等同于光線抵達該行星所需的時間。這簡直太棒了！如果從“地球”開始，在你出發(fā)前進的同時用激光筆往海王星照射，你走到“海王星”所花的時間，就和那支激光筆的微弱綠光抵達真正的海王星所需時間相同！

雖然這些模型步道的實體規(guī)模都很大，但我還是常會覺得，這些步道并沒有把那樣的浩瀚、廣闊用讓我震撼的方式表現(xiàn)出來。我常常在思考這一點，而且猜想可能確實是這樣，因為當(dāng)我走過這些模型時，感覺十分平常。從“火星”一路散步到“木星”的同時，我并沒有真的去思考自己走的距離究竟有多遠。我會分心去聽我女兒嘰嘰呱呱地說為什么冥王星還是應(yīng)該歸類為行星，會邊看鴨子吃水藻，還要閃躲快速經(jīng)過的登山車車手。

但就在不久前，一個天文學(xué)家朋友給我看了些東西，讓我大為驚奇。這是個非常簡單的示范，你也可以自己在家里進行，但卻顯現(xiàn)出我在心中描繪的太陽系構(gòu)圖錯得多么離譜！我想我心里的太陽系構(gòu)圖之所以有誤，是因為我們總把整個太陽系家族放在一起，好呈現(xiàn)出星球的相對大小，卻沒有呈現(xiàn)出天體之間的距離。我們早已掌握星球之間的相對間距，這些距離的推算，是用基本的幾何學(xué)知識加上巧妙的觀測，并運用物理定律得出的。

讓我告訴你這個小把戲是怎么玩的。首先拿一條長條的紙片，長度約需1米。在一端寫下“太陽”，在另一端寫下“冥王星”。現(xiàn)在將紙對折之后再打開。太陽系中位于太陽和冥王星之間的是什么？是“天王星”，把它寫在對折處?，F(xiàn) 在，把寫著“冥王星”的那一端折到“天王星”，這樣代表“海王星”的對折處就可以標示出來了。這說明什么呢？這顯示出太陽系外側(cè)區(qū)域的行星并不多！

現(xiàn)在把寫著“太陽”的那一端折到“天王星”，在新的折痕處寫上“土星”。把“太陽”與“土星”對齊折好，在新的折痕處標上“木星”。再把“太陽”與“木星”對齊折好，在新的折痕處標上“小行星”。做到這里時，你的長紙條有93%是在小行星與冥王星之間。太陽系中的這個部分，便是外太陽系?？墒?，在太陽系已知的行星里面，足足有半數(shù)還要擠在“小行星”和“太陽”之間！讓我們繼續(xù)進行這部分。

把“太陽”折到“小行星”，然后把折痕處標為“火星”。最后是兩次對折：將“太陽”對齊“火星”折好，然后將對折處與“火星”對齊再折一次。結(jié)果會有三個折痕，從“太陽”開始，依序把這三個折痕標上“水星”、“金星”以及“地球”。這整個過程最后的成品，就是一張精準到不可思議的天體間距示意圖。

現(xiàn)在，好好看一下你的間距模型圖：太陽系里還有很多空著的地方；靠近地球的星球最容易前往，但還是非常遙遠；到月球的距離在圖上大約和鉛筆畫出的直線相同，搭乘“阿波羅”號的宇航員卻花了4天才得以跨越這鴻溝般的距離！太陽系實在非常廣大，而宇宙更是浩瀚無垠。

我想，這張間距模型圖最讓我驚訝的，就是我以為很遙遠的地方，其實遠比我腦中所想的近得多。想想看木星，它位于外太陽系，但在圖上，它的距離只有太陽到冥王星的1/8！

“宇宙的大小和規(guī)模，遠遠超出一般人類的理解?！币苍S真是如此，至少這超出了我們?nèi)粘＝?jīng)驗的范疇。但我們的智力促使大腦去嘗試理解，而像這樣巧妙的示范，可以讓你進一步思考。所以，現(xiàn)在就拿出剪刀來，把紙裁好，動手折折看吧?。脳鞑鍒D）