1011112日──閱讀孫維新教授科普文

孫維新教授日前甫蒞臨本校校慶大師講座,深入淺出,生動精彩,獲滿堂喝彩,同學收穫滿滿,於是特選孫教授七篇科普又頗具哲理的好文章,再與同學共享學術的滋潤。(孫維新教授國立自然科學博物館館長、台大天文物理研究所教授)

1.孫維新:誰說只有端午節正午才能立蛋?

2.孫維新:一個充滿活力的宇宙! 2009/08/20 聯合報

3.孫維新:在爛泥溝渠中仰望星空   聯合報2011.10.03

4.孫維新:天長地久和活在當下   2009/06/25 聯合報

5.孫維新:認真與隨緣       2009/09/09 聯合報

6.孫維新:太陽風暴 超級月亮 世界末日情結   2011/03/12 聯合報

7.孫維新:一個均勻而完美的橢圓! 2009/07/20聯合報

 

1.孫維新:誰說只有端午節正午才能立蛋? 聯合報2012.06.23

在台灣,物理、化學和數學這三個領域,常常心不甘情不願地在爭一個「第一」,就是「誰是第一個被中學生放棄的學科?」聞之令人鼻酸。隨著「演示教學」的蓬勃發展,物理很高興地在這場競賽中逐漸落居下風。

想想看,學生進了「物理演示教學」的課堂,看到的不只是黑板和粉筆,而是教室前方的長桌上精心排列的演示教具,像是可樂罐、瓦斯爐、錫箔紙、電磁爐、液態氮、玫瑰花,再加上香蕉、葡萄和新鮮雞蛋。學生愈是猜不出老師要搞什麼花樣,心中的興奮和期待就愈是高昂,老師幾乎不需要擔心學生注意力不集中,因為多半時間大家都會擠到教室前方,伸長脖子觀看各種有趣的物理現象!

在演示教學示範過程中,重要的是學生的參與,要讓學生親自動手操作;而更重要的,是當學生有了興趣,產生好奇,多半會提出問題:「如果換個作法會有什麼結果?」面對這樣的問題,老師不用給出答案,應當說:「你何不自己做做看?」學生自己提出的問題,由自己當場操作找到答案,這種「探究式學習」會讓學生產生豐富的收穫感和自信心,會以更積極的態度面對未來的學習。這些學生實際看過玩過的現象,若是在後續正規教學的過程裡,再次出現在課本中,就會顯得親切得多,學習起來自然較不吃力。

其實從小學到大學,老師的唯一責任,就是讓自己教授的科目看起來有趣。一旦學生感受到「知識的趣味」,開始主動學習,老師的工作就會輕鬆得多。這話在辛苦推動十二年國教的當下來說,更可令人深思。所以我們常說,老師的教學重點,不在「涵蓋」多少進度,而在「揭露」多少奧秘!

演示教學不僅可以作為課堂輔助活動,也可以幫學生和民眾解答生活上的疑惑。最近我受邀到學校演講,常會帶著半打新鮮雞蛋,加上幾個鹹鴨蛋和皮蛋,擺在台前長桌上。演講開始時,找幾個同學上來,每人發一個新鮮雞蛋,然後讓他們在長桌上各自找個地方試著豎立雞蛋;此時我問同學:「什麼時候可以立蛋?」大家異口同聲:「端午節中午!」再問:「為什麼?」大家面面相覷,不知如何回答,其實答案很簡單:「因為大家只有在那天中午才做這件事!」全場大笑,笑聲未完就會出現驚呼聲,因此時通常就已經有一兩位同學順利立蛋,站在台前顧盼自得,成功地終結流言!

新鮮雞蛋演示結束,但故事還沒完,此時拿起一顆皮蛋,問:「立蛋過程挺辛苦的,有沒有辦法不要那麼費勁,一秒鐘之內讓這顆皮蛋站起來?」學生的反應通常十分直接:「敲碎一端就好。」其實不用那麼暴力,只要將皮蛋按在桌上,使勁一轉,皮蛋馬上就會站起來!學生們再一次發出驚呼,然後問:「為什麼?」

老師要的就是這句話:學生主動說出「為什麼?」皮蛋或是鹹鴨蛋使勁一轉,瞬間站立,顯示的是宇宙中最基本的道理之一:最小能量原則!我們的宇宙是偷懶的冠軍,所有的自發性反應一定都趨向最小能量,皮蛋躺著轉需要消耗太多轉動能,站起來會讓整個皮蛋的質量較為接近旋轉中心,所需要的旋轉能量最小,可以轉得最久,這就是宇宙的經營管理原則。

今天是端午節,您手邊要是有雞蛋、皮蛋、鹹鴨蛋,何不在孩子面前做個「演示教學」,試著對年輕一代「揭露」宇宙的奧秘? §§

2.孫維新:一個充滿活力的宇宙! 2009/08/20 聯合報

西元一八二年,蘇東坡與友人乘舟遊於赤壁之下,在清風明月之中吟詩作賦,同時討論流體力學和天文物理現象,這段探討自然內容有二,一曰「水」,一曰「月」。

蘇氏觀察了江水東流,滔滔不絕,於是作出結論:「逝者如斯,而未嘗往也。」詞句優美,傳頌千古,對流體連續性的瞭解也正確無誤;但要用了現今的科學語言來描述同樣的現象,就成了:「單位時間之內通過單位面積的水量是相同的。」意義相同,但是極端乏味。

蘇氏觀察月相盈虧,終始循環,知道「盈虛者如彼,而卒莫消長也。」月亮的本質不變,月相變化不過是表象的輪替而已。這比辛棄疾認為月亮老是掉到海裡,「怕萬里長鯨,從橫觸破。」要來得高明多了。

我們對大自然的認知,起源於欣賞感動,繼之以分析思辨,最終接觸到自然現象背後的物理定律。說來簡單,但是這條路並不好走,原因就在於日常經驗所培養的「直覺」,常會帶我們走上叉路。

柯南道爾藉著福爾摩斯之口,說了一句經典名言:「沒有比日常生活中顯而易見的『事實』,來得更會騙人的!」的確,太陽的東昇西落,讓托勒密直覺地以為太陽繞著地球轉,也因此這個最符合「直覺」的「地心說」,騙了世人一千五百年之久!

另一個「直覺」騙人的例子,就是我們每個人在空間中移動的「速度」。我們端坐室中,會覺得大地寧靜,沒有移動,實際上地球每天帶著我們繞軸自轉,轉速之快,令人咋舌!

怎麼計算?地球的半徑大約六千四百公里,乘上圓周率再乘上二,就是繞赤道一圈的周長,將近四萬公里,但是在赤道上任何一點,隨著地球自轉一圈回到原來的地方,只需要廿四小時。四萬公里的距離,廿四小時走完一圈,兩者一除,我們在地表的時速將近一千六百公里!

台灣雖不在赤道上,也有一千四百多公里的時速。課堂上每回講到此處,都不禁擲粉筆嘆息,青少年為什麼要去「飆車」呢?只要坐在地上,就能體會速度的快感!這種「飆地球」的極限運動,連安全帽都不用戴!

地球自轉的速度雖然很快,但是比起公轉速度還有一段距離。地球離太陽一億五千萬公里,所以公轉周長是九億公里,公轉一圈需時一年,九億公里除上一年三百六十五天,再除上廿四小時,就得出了地球公轉的速度:每小時十萬公里!

故事尚未結束,太陽帶著八大行星,繞著銀河中心公轉,一圈走下來大約是廿萬光年,需時兩億年,兩者一除,得出速度:每小時一百萬公里!不僅如此,銀河系正以更高的速度對著處女座星系團直奔過去!的確,這是一個「充滿活力的宇宙」,這不是運動飲料的廣告詞,真實情況就是如此,只是我們的「直覺」看不出來。

為了要讓台灣的民眾體會星空之下的感動,同時也能讓我們接觸這些看來違背生活直覺的物理規律,這個暑假我們在中正紀念堂創造了一片星空,讓天文學透過文學、歷史、科技和新知,展現在世人面前。開展前徹夜工作,夜靜更深,走出戶外,徜徉在中正紀念堂周邊的草坪之上,明亮的木星尚未西沉,東方的啟明星已經照耀天際。仰觀星空,俯察大地,深深體會自然之美,宇宙之奇!

回到展場之中,才發現工作人員早就橫七豎八,相與枕藉乎展場之中,不知東方之既白。 §§

3.孫維新:在爛泥溝渠中仰望星空 聯合報2011.10.03

沒到過青藏高原,不知道「山可以這麼高,天可以這麼近,水可以這麼藍,星可以這麼亮。」五千米的高原上,空氣清朗澄澈,無汙染、無光害,是祈求美麗星空的光學天文觀測者的天堂,但高原上的寒風和缺氧也同時是考驗人體極限的地獄。

觀測環境的良窳和交通食宿的難易,一直是天文觀測者的兩難,為了追尋璀璨亮麗的星空,觀測者常需要間關萬里、跋山涉水,去到人煙罕至的崇山峻嶺處,也因此近年來拜網際網路發達之賜,「遠距天文觀測」應運而生。

現代化的天文圓頂中沒有觀測者的位置,因為夜間觀測時圓頂內應該漆黑一片,只有來自夜空的星光穿過圓頂的觀測窗落入望遠鏡中。若有人在場,一打亮手電筒就會造成光害;人本身也是熱源,發出的熱量大約等於一個一百瓦的電燈泡;這些「擾動」都會影響觀測結果。所以觀測者在確定望遠鏡運作正常之後,就會熄燈關門,離開圓頂到旁邊的控制室中,經由網際網路控制望遠鏡和照相機進行觀測。但如果經由網際網路就可以操控望遠鏡,那觀測者是在圓頂旁邊夜間的控制室中,或是在萬里以外地球另一側白天的實驗室中,會有任何差別嗎?不會!所以「遠距天文觀測」可以成功地跨越晝夜的輪替、天氣的影響和緯度的限制。

這些尖端科技的迅速進展,驅使天文學家一步一步走向世界的最高處。二○○七年底,我們在國內優質企業的贊助下,在青藏高原的觀測站上興建了一座衛星天線,希望建立台北和藏北高原的網路視訊連線。二○○八年一月寒假,在青藏高原缺氧最嚴重的月份,我們一行八人,搭乘兩輛越野吉普車,前往當地進行連線測試。

從拉薩出發,要在五千米的高原走上三天,才會到達觀測站,高原上沒有道路,盡是黃土爛泥碎石,這樣的路況,藏人司機仍然能開到時速一百公里!不開快不行,因為每天要趕八百到一千公里的路。三天高速又顛簸的越野車強迫體驗,換來的卻是一幅令人心碎的畫面,原先當地傳來的照片中兀然挺立的天線,卻已經不堪高原強風摧折,攔腰斷成兩截。測試不成只好下山,但是這次旅程的厄運才剛開始,先是傍晚爆胎,再來是夜間車輛陷入冰溝,最終是清晨在寒風刺骨的冰原上翻車

當深夜車輛陷入冰溝,百般推拉都無法脫困,我頹然坐在爛泥溝旁,沮喪之餘,仰天長嘆,一抬頭卻看到有生以來所看過最美麗的星空不禁想起王爾德在「溫夫人的扇子」一劇中,藉著達林頓勛爵的口說出的那句話:「我們都身陷在爛泥溝渠之中,但還是有些人會抬頭仰望星空。」這句話描述的是悲慘社會困頓人心中的一絲希望,但此時此地,這句話卻是我們在青藏高原艱苦奮鬥的最佳寫照。

在國內優質企業的多方贊助下,今年年初我們在高原的觀測點終於有了自己的太陽能獨立電站,新建設的衛星天線也已經測試成功。八月下旬,我們從台灣遙控高原上的望遠鏡,拍攝到了第一幅遠距獲得的天體圖像,從此台灣和青藏高原之間,在科學研究和星空分享上沒有了距離!

在前往青藏高原的旅途中,我們常坐在牧民的帳篷外,捧著剛擠出來的羊奶,遠眺高原。我逐漸發覺,璀璨亮麗的星空和優良的科研環境其實已不是當地唯一的吸引,大山大水的高原景觀、原野上成群奔跑的野驢子和黃羊、雅魯藏布江上振翅起飛的黃水鴨,和傲然站立在遠方的藏羚羊,都是大自然給我們的全人教育。我們也才知道,人們不是萬物之靈,只是萬物之一,和芸芸眾生共同分享這個地球! §§

4.孫維新:天長地久和活在當下 2009/06/25 聯合報

天文學是一門觀測的科學,上課的地方不在教室內,而應該在外頭的大自然中。當年回台教書,頭一門課就是「天文觀測」。一上課問學生「星空是如何運動的」、「四季星空是如何輪替的」、「恆星和行星是如何昇落的」,學生一臉茫然。好吧,說得再好聽,不如親眼一見,就讓同學們晚上到學校門口的大草坪上觀察星空,學生怕無聊,弄了兩瓶酒,帶上幾盤滷菜,吃酒聊天之餘,偶爾抬頭觀星。

抬頭看「分多鐘前的太陽」

隔了沒多久,學生興奮大叫:「老師,夜空果然會動噯!」這不是因為喝酒的關係,這是因為夜空本就不斷在運動。星空有其誠信,總在那裡,是我們生活的一部分,只是我們多數時候感覺不到,因為我們用都市的光害和大氣的汙染把自己的眼給遮蔽了。古人體察日昇月恆,得出宇宙規律,寫入教科書中,我們今天卻只能從教科書中去認識星空,渾然不知只要我們跨出門去,走向山間水邊,就是滿天的星光燦爛!

希望您能從「全球天文年」開始,常走出戶外,來到星空之下,以蒼天為帳,大地為床,享受宇宙星空帶來的感動!好些人看著宇宙的天長地久,發願要好好地活在「當下」,把握「現在」;不過我們要提供您一個不同的角度:「當下」是什麼意思?「現在」又如何定義?

我們白天裡抬頭看到的太陽,其實是八分多鐘以前的太陽,因為光從太陽來要走上八分多鐘才會到達地球,所以我們看到的,不是「現在」的太陽,而是「以前」的太陽。如果太陽現在爆炸了,我們要到八分鐘以後才會知道,不過那時候即使知道也沒什麼差別了!

夏夜星空中,牛郎挑著扁擔裡的一子一女,在銀河的這一邊望穿秋水,但那已經是十七年前的牛郎星了,因為牛郎星距離我們十七光年;在銀河的另一邊翹首企盼,期待在金風玉露中再次相會的織女,已經是廿五年前的織女星了;有趣的是,和牛郎及織女排成「夏季大三角」的天鵝尾巴天津四,早已經是一千四百年前的星星了。

抬頭看「光記錄不同時間」

一九八七年二月廿三日,一顆垂死恆星在我們銀河的近鄰大麥哲倫星系中爆炸,天文學家無比興奮,因為在這麼近的星系中出現如此明亮的超新星,是繼西元一六四年克卜勒超新星之後的又一奇觀!但是實情如何?大麥哲倫星系距離我們十六萬八千光年,這顆超新星爆炸瞬間所放出的光芒,走了十六萬八千年才在一九八七年二月廿三日抵達了地球!課堂上的學生一聽就急了:「老師,那它現在怎麼樣了?」現在怎麼樣,就請您慢慢兒等,十六萬八千年之後,您就知道它「現在」怎麼樣了!

「光速是有限的」的這個事實,讓我們在夜空中看到的點點星光,都是來自宇宙不同年代的時間記錄:看得愈遠,時間愈早!

人類的壽命相較於宇宙年歲,有如白駒過隙,曾不能以一瞬;人類生活的空間,也不過是地表以上薄薄數公里的一層,相較於整個地球,就好像把個籃球扔到水裡再撈起來,籃球表面所沾附的那一層水的厚度,大約也就是蘋果那層果皮的厚薄。走筆至此,萬念俱息,世事紛擾,也不再縈懷於心,是誰說的:「回首向來蕭瑟處,歸去,也無風雨也無晴!」燈下想想,的確如此。 §§

5.孫維新:認真與隨緣 2009/09/09 聯合報

孔子周遊列國,厄於陳蔡,子路自告奮勇去村子裡要飯,村口老丈說:「既然是孔夫子的門生,學問一定很大,我寫個字你來認。」就寫了個「真」字,子路一眼認出,沒想到老丈勃然大怒,亂棒把子路打出村口,子路回來一肚子委屈,孔子問明原委,搖頭嘆息:「這年頭不能『認真』啦!認真的人就沒飯吃了。」

能在不疑處有疑的生活直覺,再加上對微小跡象毫不放過的認真態度,才能打下科學發現的基礎。廣義相對論重要驗證之一的「水星近日點漂移」的現象,就是一個認真治學的好例子。

離太陽最近的水星,循著橢圓軌道環繞太陽公轉,最接近太陽的一點稱為「近日點」,天文學家老早就發現水星的近日點並不固定,會隨著時間緩慢漂移,繞著太陽打轉,這個漂移的程度每一世紀大約是五千六百個「角秒」。這個角度到底是大是小?

我們站在曠野之中,仰望天似穹廬,從東方地平到西方地平劃上半個圓,是一百八十個「角度」,每一個「角度」又可以分作六十個「角分」,每一個「角分」又可以分作六十個「角秒」,所以一個「角度」是三千六百個「角秒」。早年的觀測者雖然注意到水星的近日點位置有誤差,但是一百年才不過漂移了五千六百個角秒,也就是一度多一點,又有什麼打緊?天文學家卻不放過,認真研究,發現其他行星合在一起對水星產生的重力,每一百年會造成五五五七個角秒的誤差,這已經很接近觀測值了,但是仍然留下了四十三個角秒的誤差無法解釋。這個角度小到什麼程度?就好比是我們看一百米以外,一個一塊錢硬幣的大小!

每一百年不過只有小小四十三個角秒的誤差,這又有什麼打緊?認真的天文學家卻覺得這個誤差大到無法忍受,但是在牛頓力學的框架下已經別無他法,因此各式各樣的奇怪理論紛紛出籠,有人認為在水星和太陽之間另有一顆行星存在,還將其命名為「沃肯」(Vulcan)。好萊塢的電影製作人借用了這個名字,創造了一個行星世界,一個曾經風靡美國家喻戶曉的電視角色就是來自這個行星,那就是「星際迷航記」(Star Trek)中兩耳尖尖、面容始終嚴肅的史波克先生!

一九一五年,愛因斯坦提出了「廣義相對論」,描述時空在質量存在時是如何地被扭曲,太陽周遭的時空被嚴重扭曲,水星經過近日點時就會加速轉彎而產生軌道漂移的現象,廣義相對論的預測是多少?剛好就是每一百年四十三個角秒!此論一出,這個誤差就消失了,這個行星也就跟著消失了!後來我再看到史波克先生,總會替他難過,因為他的家園被廣義相對論給摧毀了!

「認真」的精神固然可喜,但是「隨緣」的態度也不可或缺。一九六二年,貝爾實驗室的兩位工程師在研究微波通訊時,發現無論通訊天線指向何方,總是有一個均勻且穩定的雜訊存在,他們用盡各種方法去除這個雜訊,包括拿個掃把爬上天線,把在天線中築巢的鴿子趕出,這個「雜訊」依然存在!他們當時渾然不知,這個「雜訊」,就是在咫尺之遙的普林斯頓大學中,世界頂尖的天文學家上窮碧落下黃泉地尋找當年宇宙大霹靂之後所留下來的「餘溫」!後來這兩位工程師因著這個「發現」,得了諾貝爾獎。

宇宙常在我們不經意的一地一刻打開另一扇門,顯露它的神秘。認真的人,再加上隨緣的心,就能窺探宇宙的殿堂! §§

6.孫維新:太陽風暴 超級月亮 世界末日情結   2011/03/12 聯合報

人們似乎有一種自己嚇自己的傾向,不斷地尋找下一個世界末日。在瞭解了2012世界末日的傳言不過是好萊塢電影的宣傳噱頭之後,好事者很快就找到了下一個世界末日,就是2013!因為NASA最近宣布,在這一次太陽活動週期中,太陽表面活動達到極大,也就是磁爆噴發最熱鬧的時候將會推遲一年,延到2013,屆時地球作為太陽近旁的一顆行星,就會像受委屈的小媳婦一樣,對磁爆的不斷轟擊,只能逆來順受,幾次之後,地球也就到了末日了。

要評判這種說法是對是錯,我們先來看幾個數字,太陽的直徑是140萬公里,讓我們假裝當它是150萬公里,地球直徑是12800公里,當它是15000公里,兩者的直徑比大約是一百倍;如果我們將太陽做成一個一公尺直徑的大球,擺在地上大約有半人高,那地球就只能做成一公分大小的小球,比手指甲蓋大不了多少。兩者之間的實際距離是一億五千萬公里,這又剛好是太陽本身直徑的一百倍,所以按比例縮減後,就等於是操場上的一條百米跑道。如果我們要真實地擺出日地距離來,就要先把太陽這個一公尺的球放在百米跑道的起點,然後拿著這個一公分的地球,辛苦地跑到百米跑道的盡頭擱在那兒,路上還得小心,地球太小,別掉了。擺好之後,從太陽的位置看過去,地球不過是百米以外的一個一公分小點,那我們還會以為每次太陽爆發,劇烈的磁爆都會對著我們直撲而來嗎?過去的紀錄告訴我們,太陽磁爆大概每兩三百年能有一回,直接影響起居作息。

近日來的「超級月亮」傳聞更是有趣而無稽,月亮繞地球公轉的軌道是一個明顯的橢圓,有近地點和遠地點,近地點在卅五萬公里左右,遠地點則在四十萬公里之處,平均距離是卅八萬五千公里。每個月都是一次近地,一次遠地,這個規律在蘇東坡「明月幾時有」的慨嘆聲中已然如此,到今天依舊遵循同樣的變化方式,這個月即將來臨的近地點照常落在平常變化的範圍之內,沒有稀奇之處。倒是地球上的天災無日無之,給了好事者穿鑿附會的機會。

前不久「兩個太陽」的說法也十分新奇,話說獵戶座肩膀的那顆星參宿四,已經是一顆走到生命盡頭的紅巨星,「隨時」可能因為中心能量不足導致核心塌縮,而引發一次巨大的恆星爆炸,讓我們的夜空甚至白晝出現一顆亮眼的超新星,但也不過就是一顆亮星而已,參宿四距離太遠,無論爆炸時多亮,都不會出現另一個圓盤狀的太陽高掛天空,所以后羿倒不用擔心又要上工。更何況天文學家所說的「隨時」,可能是在數千上萬年之後,果真如此,那可有得等了。

世界末日的說法在歷史中層出不窮,70年代也曾有過九顆行星排成一線的天象,許多人以為當所有的行星集合發功,地球就將毀於一旦。當時有印度高僧率領門徒,散盡家財,入夜時集合大家,上附近山頂打坐,以迎接第二天末日的到來,沒想到第二天太陽照樣升起,馬照跑,舞照跳,唯一的不同處只是各人的家財都沒了。

科學的態度是自我偵錯,當然也就應該為社會熱情解惑,天災頻仍,各有發生原因,但和每日每月規規矩矩運行的月亮太陽無關,因為地上的災難,怪罪到這個無辜的月球,也真的是扯太遠了! §§

7.孫維新:一個均勻而完美的橢圓! 2009/07/20聯合報

我們都看過夕陽西下的一輪紅日,也看過皓月東昇的中秋滿月,但到底太陽和月亮在天上看起來誰比較大?

課堂上問學生,有人說太陽大,有人說月亮大,但只要看看日食有幾種,就知道兩個答案都不對!

日食有三種 關鍵字就是「橢圓」

從地球上看,日食有三種:全食、偏食和環食。如果太陽比較大,怎麼會有「全食」?如果月亮比較大,怎麼會有「環食」?既有全食,又有環食,就表示「有的時候太陽大,有的時候月亮大!」何以致此?一言以蔽之,就是「橢圓」二字!

各位地球人,請好生珍惜我們生活的這個年代,因為我們正處在太陽系演化過程中一個絕無僅有的珍貴階段:太陽直徑比月亮大四百倍,但卻剛好比月亮遠四百倍!大小的差異和距離的遠近彼此抵銷,使得太陽和月亮在天上看起來幾乎一樣大!然而月亮繞地球運行的軌道是「橢圓」,月亮公轉時離地球有近有遠,看起來就時大時小;同樣的,地球繞行太陽的軌道也是橢圓,因此太陽在天上也是有大有小,兩個同樣原理的現象相互為用,造就了太陽系變幻無窮的日食現象!

但是這個精華時期也不會久長,月亮正被地球越推越遠,總有一天,月亮會小到遮不住太陽,到了那時候,「日全食」這三個字就會從我們的字典中永遠消失了。然而地球是怎麼將月亮越推越遠的?靠的是「潮汐力」!月亮帶動地球上的海水運動,產生潮汐,隆起的海水對月亮有著額外的吸引力,使得月亮越走越快,結果進入更高的軌道,離我們越來越遠;不過月亮也沒閒著,它把隆起的海水往回拉,摩擦海床,使得地球越轉越慢!

走筆至此,抬頭看看窗外,歐洲草原如飛地掠向身後,我正在前往捷克首都布拉格的火車上,要回到克卜勒追隨丹麥天文學家第谷研究行星運動的地點和年代。當時第谷擁有全世界最精確的行星軌道觀測數據,但卻做出了一個讓人今天看來啼笑皆非的結論,他在「日心說」和「地心說」之外別樹一幟:宣稱地球是宇宙的中心,太陽繞著地球轉,但是所有行星卻繞著太陽轉!

西元一六○○年,克卜勒來到了布拉格,擔任第谷的助手。第谷的脾氣驕恣跋扈,克卜勒的個性孤傲自閉,兩個人之間十個月的相處並不愉快,但是這段千古奇遇卻導致了行星運動學說上的最大發現!第谷死前將所有觀測數據交給克卜勒,希望他能善用這套數據寶藏,支持自己的奇怪理論,克卜勒倒是認真地研究了第谷的數據,但卻得出了完全不同的結論:所有的行星都繞著太陽轉,而且軌道是橢圓!

這回日全食 天象奇觀千載難逢

早年的希臘人深信天體軌道和諧完美、均勻對稱,所以除了「圓形」不作他想。克卜勒要顛覆世人的定見,引入「橢圓」的觀念是何其困難!這也是為什麼他會在書的扉頁寫上:「我相信行星軌道是一個均勻而完美的橢圓!」

○○九年,除了是伽利略拿起望遠鏡仰觀蒼穹的四百週年,也是克卜勒發表橢圓定律的四百週年!更巧的是,七月廿二日的早晨,月亮會行經太陽前方,演出本世紀最壯觀的日全食!台灣也能看到精彩的日偏食。我們將在浙江天荒坪和杭州西湖的「平湖秋月」設置觀測點,對台灣直播日全食的精彩畫面,也將提供淘盡千古英雄的錢塘大潮景象和大家共享,希望我們的民眾,能夠出門看偏食,回屋看全食,不要錯過了這次太陽系千載難逢的天象奇觀! §§