我們孤獨嗎？我們在宇宙中的什麼位置？

長久以來，天文學技術的發展已幫助人類回答了許多最宏大的問題。

400年前，爆炸性的新聞傳遍了歐洲，用兩個透鏡和一跟管子可以魔術般地把遠處的東西「拉」到你的跟前。雖然有關望遠鏡的真正起源目前仍然是撲朔迷 離、爭議甚多，但是公認的一點是1608年10月荷蘭人漢斯·利柏黑（Hans Lipperhey）申請瞭望遠鏡的專利。不過他的申請最終被駁回，理由是製造望遠鏡的技術已經一傳十、十傳百成了眾人皆知的「秘密」。

然而17個月之後，在一個由義大利數學教授所寫的小冊子里，他宣稱他用自己新設計的望遠鏡做出了令人驚奇的發現。在書的扉頁上，伽里略似乎暗示了「望 遠鏡」是他自己的發明。不過即便如此他也是可原諒的，因為他把一個用於娛樂的玩具變成了一種科學工具。在1609年的12月，伽里略用望遠鏡看見了月亮表 面的環形山。為了紀念這些改變人類文明的天文觀測400周年，聯合國將2009年定為了「國際天文年」。

到1610年1月，伽里略又進一步發現了木星的四個明亮的「月亮」，而與伽里略同時代的開普勒則把它們稱為「衛星」。在那一年底，伽里略又發現了金星類似月亮一樣的盈虧，由此證明了金星是圍繞太陽轉動的行星。

這些發現的意義無疑是深遠的。儘管哥白尼提出「日心說」的《天體運行論》已經出版了將近70年，但是它也僅僅被當作是一種計算行星位置的方法，而非對 宇宙的真實物理描述。想像一下住在一個每24個小時轉動一周的星球上是多麼滑稽的一件事情！如果地球每年繞太陽轉動一周的話，那麼它又是怎麼讓月亮緊跟著 它的呢？

讓知識界相信日心說是物理實在便成了伽里略的任務。他發現月亮和地球一樣，並非是一個光滑的「水晶球」。完美無暇的「上天」就此崩塌。木星看起來絲毫 沒有困難地就能束縛住它的衛星，而且每個人也都同意木星自身也在運動。那麼為什麼運動的地球就不能通過無形的「繩索」來「拴」住月球呢？1632年，伽里 略將對這些問題的精巧思辨寫成了《關於托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》。雖然這本書沒能決定性地證明地球在運動，但卻足以讓他深陷宗教法庭對他的審 判。

宇宙的樣子

2千年前，亞里士多德描述了一個由土、氣、火和水組成的宇宙，它們分列於不同的同心球殼上。而教會心目中的宇宙則把地球放在了它的中心，這正好和亞里 士多德的觀點相符。地球上冒著濃煙和火光的火山則暗示了它下方的地獄之火，而上帝和被神挑選出來已獲得救贖的人則遠居在蒼穹之外。即便是支持哥白尼的英國 天文學家托馬斯·迪格斯（Thomas Digges），他在1576年出版的一本書（A Perfit Description）中還是為已獲得救贖的人在繁星之間設置了壁龕。

所以教會抵制新的宇宙學也並不出乎意料。不僅僅如此，羅馬天主教庭還斥責伽里略這個業餘的神學家竟敢厚顏無恥地向他們解釋聖經。這已經升級為了一場關於真理的戰鬥。為此伽里略被關入了羅馬的監獄，最終因違反禁令宣揚哥白尼的理論和「異端」而被判有罪，並被終身軟禁。

伽里略一直得到了開普勒的幫助，他劃時代的著作也發表於1609年。開普勒的《新天文學》一書深度探討了行星運動的物理原因，這比過去只注重幾何描述的 天文學家前進了一大步。即使是開普勒的老師和顧問邁克爾·馬斯特林（Michael Maestlin）也要求他忘掉物理而專註於幾何。但是開普勒相信一個具有物理實在的宇宙，這一點甚至比伽里略主張的日心體系還要更超前一步。

然而從哥白尼以來，日心說並不是完美無暇的。哥白尼雖然使用了完全不同的幾何來描述行星的運動，但是對於實際情況而言這還不夠。按照哥白尼的日心說， 行星在一條圓軌道上繞太陽轉動。然而為了尋求可能的物理解釋，開普勒最終提出橢圓軌道才是行星運動的基本形式。和伽里略用望遠鏡進行天文觀測一起，開普勒 對行星運動理論的完善催生出了被廣為接受的哥白尼日心體系。

在這之前和之後，天文設備一直是人類探索我們在宇宙中位置的核心。但這絕非是一件容易的事情。第谷曾誇口說，他所進行的天文觀測花費了丹麥國王超過一 噸的黃金。這在16世紀絕對是一個天文數字，而且第谷的觀測僅僅使用了肉眼和象限儀還沒有用到望遠鏡。而今天望遠鏡的造價可以高達數十億美元。有人會說這 些東西和詩歌一樣對於人類的進程具有重要的意義（或者毫無意義）。但是，它們還是像最偉大的詩歌或者是哥特大教堂那樣被創造了出來，因為宇宙本身就是任由 人類的精神馳騁的地方，因此值得我們花巨大的代價來了解我們所處的這張由時間和空間交織出的大網。

最遙遠的距離

在伽里略的工作和開普勒的完善之後，望遠鏡在不到200年的時間裡便迎來了下一個飛躍。到18世紀末，赫歇爾——一個從音樂家轉變而來的天文愛好者， 開始了看似不切實際的確定宇宙三維結構的嘗試。在這個過程中，他發現了新的行星天王星，由此也使他成為了專業天文學家。作為他那個時代最善於發明創造的天 文學家，赫歇爾開啟了一條建造大望遠鏡的道路。最後他藉此計數了幾十萬顆恆星，發現了數百個星團和星雲，把人類的視野一下子帶入了超越肉眼所能見的更廣袤 的宇宙中。

一個世紀之後，得益於在玻璃上鍍銀和照相技術的發展，天文學進入了嶄新的時代。1859年，化學家本生和物理學家基爾霍夫發現通過不同元素在光譜中的 不同譜線可以揭開宇宙的化學秘密。與此同時，富有的慈善家也為大型望遠鏡的建造投入了巨資，由此出現了一系列顛覆人類已有認識的新發現。這其中首當其衝的 便是超越了赫歇爾夢想的對銀河系大小的認識。人們意識到銀河系只不過是宇宙中數百萬乃至數十億光年的範圍內彼此遠離的眾多星系中的一個。

這一對於宇宙時間和尺度認識的巨大擴充，粉碎了古代以人類為中心的宇宙學。那麼這些「躲」在望遠鏡後面觀察整個幾近無限的時空連續體的生物對於宇宙而 言又有什麼樣的意義呢？這個有關「存在性」的問題已經爭論了幾十年，毫無疑問它將驅使我們投入更多納稅人的金錢來進一步地探索我們的宇宙。

現在，效率比底片高出50倍以上的器件已經取代了照相底片，它能更容易的儲存和處理所獲得大量數據。同時，用於補償大氣湍流的高速自適 應光學系統也使得天文學家們在地面上建造大口徑望遠鏡成為了可能。宇宙中的恆星和星系正在以前所未有的規模被編撰成冊。而近年來更是發現了遠在太陽系之外 的大量行星系統。

2009年3月發射的美國宇航局的「開普勒」探測器是第一個專門設計用來尋找太陽系外類地行星的探測器。雖然目前還不能指望和地外文明進行直 接的無線電通訊，但是我們還是可以發現其他一些激動人心的信號。分光儀正在被用來探測遙遠行星的大氣組成，尋找諸如氧這樣和生命息息相關的元素。這一系列 繁雜的努力只是為了回答下一個提升人類靈魂的簡單問題：我們孤獨嗎？

國際天文年也許會引發下一波對我們在宇宙中所處位置的認知革命。它能像伽里略和開普勒捍衛日心說那樣對社會產生深遠的影響嗎？只有時間才能告訴我們。

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