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科学巨匠的错误——一个偏见误导人类天文学四百年

 激扬文字 2021-12-12

人类从未停止过对宇宙的探索,也一直向往着星空的浩瀚。但是,人们常常因眼前耀眼的杂光迷失了方向,而看不见背后真正的星海璀璨

01:一个偏见误导人类天文学四百年

众所周知,现代宇宙没有中心。但是,直到20世纪20年代,人们一直把太阳尊为宇宙的中心。1514年5月,尼古拉·哥白尼写成《天体运行论》,确立“日心说”。1918年,沙普利通过球状星团确定了太阳系在银河系中的位置,证明太阳不位于银河系中心。

1514年到1918年,404年的错误。四百年的时间,人类的自尊心和情感偏见始终让人们坚信,我们的太阳系就是中心,从而忽略了更广阔的宇宙星河。

一个偏见误导人类天文学四百年。

日心说

02:巨匠的偏见

16世纪文艺复兴时代的哥白尼挑战了教会长期宣传的“地心说”,开创了人类天文学一个新时代。哥白尼哥白尼所希望的,是废除地球“神圣”的中心地位。但是,他却无意间确立了另一个“神圣”的中心——太阳。

哥白尼

哥白尼运用敢于质疑、用客观事实挑战偏见的科学方法的典例一直是科学界的标杆。但是,后续时代的科学家却又陷入了崇拜的模式。

1687年,牛顿发表了《自然哲学的数学原理》,描述了万有引力定律,证明了天上和人间的万物都遵循着相同的运行规律。人们已经能够准确地预测行星围绕太阳公转的运动,甚至运用其发现了新的行星海王星。

恒星光谱

1838年,德国天文学家贝塞尔首次测量了恒星(太阳除外)到地球的距离。19世纪60年代,人们已经能够测量其他恒星的光谱。这时,人们已经逐渐意识到,其他恒星实际上和太阳本质上都是类似的恒星。

但是,这些证据没能说服人们抛弃太阳的中心地位。毕竟,太阳太明亮了,太特殊了。毕竟,对太阳的崇拜自古常有,对旧有认识的崇拜是人之常情。

只是,这不科学。

03:破局者

哈罗·沙普利,1885年出生于美国一个农民家庭。他生前任哈佛大学天文台台长、美国天文学会会长。

哈罗·沙普利

沙普利首先测量了银河系的大小。他观测了银晕中的球状星团里的变星来测定距离,为银河系勾勒了轮廓,证明了银河系直径达到10万光年。紧接着,他测定出地球距离根据球状星团位置测定的银河系中心25000光年。

球状星团

沙普利面临一个选择:相信旧理论,还是相信新发现。

所幸,他选择了后者。1918年,他发表了这项成果。

但是,这个偏见与错误的故事还远远没有结束。

04:破局者的局

具有讽刺意味的是,沙普利的伟大发现却让他在对宇宙更深刻秘密的探索中陷入了迷茫。他的观测证明,银河系具有巨大的尺度,这让他认为银河系就代表着银河系就是宇宙的中心。

1920年,华盛顿国家科学院发生了一场历史性的大辩论,论题是关于“漩涡星云”是银河系的一部分,还是同银河系同等地位的星系。支持前者的代表是沙普利,支持后者的代表是加利福尼亚利克天文台的柯蒂斯。

沙普利——柯蒂斯之争

沙普利还在为自己刚刚取得的成果自豪,认为银河系的尺度已经大大地扩大,那么这些“漩涡星云”理应也是其一部分。

另一方面,柯蒂斯则不承认银河系的巨大尺度,因而漩涡星云独立于银河系。

从今天看来,两种观点都是错误的。两人都因为个人偏见没法完整理解宇宙的结构。但当时由于没有办法测量漩涡星云的距离,所以这场论战平局而终。

最终,在1924年,哈勃用威尔逊山2.5米望远镜分辨了仙女座大星系(当时叫仙女座大星云)中的变星,测出了它到银河系的距离远远超过了银河系的尺度。银河系终于被降级成了众多星系中的一员。

埃德温·哈勃和威尔逊山2.5米望远镜

05:哥白尼原理的未来

现在,我们终于似乎找到了宇宙正确的结构。

这条纠正偏见和错误的路,就是科学进步的路。一路走来,我们最大的收获,是哥白尼原理。

本质上,哥白尼原理,是一种求真的理念和一种谦虚的心态。求真,在于敢于颠覆曾经的“真理”,挑战无知的崇拜。谦虚,在于勇于承认人类的普通,相信我们的平凡。

现代科学,更需要哥白尼原理。宇宙学还有一个永恒的问题没有解决:人类是唯一的吗?是否存在外星人?根据哥白尼原理,地球是普通的,人类是平凡的,没有理由相信地球的唯一。

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