[醉染正版]星空的暗角:天文史上的伟大失败

*中国作者写给中国读者的天文史入门读物，中文表达流畅亲和，无公式无注解，语言通俗易懂。

*另类故事形式呈现天文学的发展进程：从犯错误的现代科学之父到倒霉的天文学家，21个失败片段拉近人们与科学、与科学家的距离。

*不可缺少的挫败教育：心理研究发现，面对挫折与困难，决定一个人成功与失败的关键是抗挫力的高低。抗挫力强，可增强个人的生命力，提升个人直面挫折和挑战的勇气与智慧。本书通过真实的历史故事让读者对失败脱敏，增加面对逆境时的处理应对能力，培养困境下的抗挫力。

*重新思考科学精神：在科学求索的路上，失败的意义不亚于成功。失败的只是暂时，失败带来的对天文学的启发才是永远的收获，理解失败的科学探索也是可以对社会进步做出贡献的。

以有限的生命观测无垠的苍穹，需要一代又一代人的努力。《星空的暗角》从失败的角度谈科学，讲述的是个人的遗憾与集体的进步，是一本真正意义上的科普读物。它科普的是天文、宇宙，也是人生。
——朱进，北京天文馆研究员

本书以21场天文冒险，致敬先驱们直面失败的勇气，也呈现出一幅与众不同的科学先驱群像。或许在追求成功的路上，我们都需要学习一下如何“失败”。
——刘继峰，中国科学院国家天文台副台长

我们之所以愿意谈论失败，其实是因为特别渴望成功。高爽的这本书中有关失败的21个小故事，不仅可以帮助孩子们理性地认识失败，逐步建立起可以直面失败的勇气，而且可以培养他们严谨的科学精神和不懈的学术追求。更重要的是，这些前人的失败可以提醒孩子们躲过许多陷阱，避过许多坑洼，而无须付出任何代价。我很愿意向大家推荐这本出自一位科学家之手的既通俗又严谨的好书。
——李希贵，著名教育家，北京十一实验学校校长

在这本书以前，我从未从“错误”这个角度看过科学史，特别是大科学家犯过的错误。高爽老师给孩子们提供的视角，让我肃然起敬。如何面对“权威”“错误”，可能是每个孩子都需要有的思考维度，也包括如何面对进步，面对科学，面对人生。
——张泉灵，少年得到董事长

当我们再谈天文学、谈科学时，会从失败讲起，那将是这本书的贡献。如果你也曾怀疑过失败的意义，不妨阅读这些认错但不认输的天文学家的故事，因为他们坚信，宇宙的尽头是真理。
——罗振宇，得到App创始人

0. 序言：
1. 从简单到复杂
2. 错误地解释海水的潮汐
3. 测量光速的学术小组
4. 观测金星凌日九死一生
5. 测量经度的竞赛
6. 数星星测量宇宙
7. 精彩的C选项
8. 丢了一颗小行星
9. 夜空为什么是黑的？
10. 地球为何如此年轻
11. 三体问题没有解
12. 寻找火星人的富商
13. 火山还是陨石坑？
14. 银河系的尺度
15. 拒绝承认恒星的宿命
16. LOMO工厂的光学失败
17. 宇宙的余晖
18. 非主流的宇宙模型
19. 误报引力波
20. 第一颗太阳系外行星
21. 保卫冥王星
22. 后记

观测金星凌日九死一生
纪尧姆·勒让蒂，法国天文学家
1725—1792

1771年8月，在外漂泊11年的勒让蒂终于回到了自己的祖国。他踏上巴黎的土地的时候，会不会想起自己11年前登船出航的时刻呢？
勒让蒂出生于1725年9月，从小学习神学，本来打算当一名的神父。偶然的机会让勒让蒂在大学的时候听到天文学家约瑟夫·尼古拉斯·德利尔教授主讲的天文学课程，开始对天文学感兴趣。德利尔是法国科学院院士，最早使用水银温度计确定了一套温度测量标准，还教出了梅西耶这样著名的学生。在德利尔的指导下，勒让蒂的天文学知识逐渐丰富。德利尔瞅准时机，把勒让蒂引荐给了当时的巴黎天文台台长雅克·卡西尼。71岁高龄的卡西尼以优雅的姿态接见了23岁的勒让蒂，卡西尼把所有愿意献身天文学的人都看作自己的孩子，那种父辈的善意和温暖触动了勒让蒂的内心。了解到勒让蒂的兴趣后，卡西尼建议勒让蒂到巴黎天文台工作，卡西尼的儿子德·图里和外甥马拉尔迪可以指导勒让蒂的工作。[1]
就这样，年轻的勒让蒂在巴黎天文台的名师指导下，逐渐熟悉了仪器的使用，可以执行最精细的观测任务和最困难的数学计算。因为勒让蒂的热切，天文学知识的大门在他的面前开启。因为勤劳和专注，勒让蒂得到了一个光荣的机会。
1760年，法国科学院提议，法国政府批准，组建一支奔赴世界各地观测金星凌日的远征队。沙佩前往西伯利亚，潘格雷前往罗德里格斯岛，梅森前往苏门答腊，而勒让蒂的目的地是印度的本地治里。
为什么要观测金星凌日呢？
金星围绕太阳运动，地球也围绕太阳运动。金星运动的平面和地球运动的平面几乎重合，但存在着微小的偏差。地球在外圈，金星在内圈。所以在地球上，有机会看到太阳、金星和地球恰好连成一条直线。这个时候，我们可以在地球上观测到金星从太阳表面划过。因为金星的星光完全来源于太阳光的反射，所以当我们看到金星从太阳表面划过的时候，完全逆光的金星只有剪影的效果。这个现象叫金星凌日。但是，金星凌日太罕见了。在最近几个世纪之内，金星凌日的现象成对儿出现。一对儿金星凌日现象间隔8年时间，而每对儿之间间隔100多年。天文学家一般来说只有机会观测到间隔8年的两次金星凌日。上两次金星凌日发生在2004年6月8日和2012年6月6日。未来两次将发生在2117年12月11日和2125年12月8日。
观测金星凌日不仅是为了欣赏罕见的天文现象，还有着重要的天文学意义。18世纪初，天文学家哈雷提出了一个绝妙的方法，可以精确测量地球到太阳的距离。在发生金星凌日的时候，同时派出多组天文学家在不同地点观测。因为每个人所在的位置不同，看到的金星在太阳表面划过的方位也有所差别。只要精确测定观测者所在地的距离和观测到的金星凌日的差别，就可以推算出金星和太阳到地球的距离。在哈雷提出这套方法之后，第一次金星凌日就发生在1761年6月6日。法国的天文学家们提前一年就选派了精兵强将执行这项观测任务。
本地治里是印度东南海岸的法国殖民地。从法国出发前往本地治里，必须乘船驶出英吉利海峡，进入大西洋，然后一路南下，绕过非洲最南端的好望角，向东进入印度洋，在毛里求斯停泊，再根据风向和过往船只的情况向东北航行，穿越印度洋。勒让蒂在东印度公司的两艘船中选择了拥有50门大炮的“贝里耶号”。王室大臣和皇家科学院院长拉弗里耶尔公爵给东印度公司下达了明确的命令，要求勒让蒂乘船前往印度。可是，这个时候的世界一点也不太平。
1756年，欧洲爆发大战，英法两大国成了对手。1757年，两国在印度殖民地开战，英国在孟加拉击败法国，威胁了法国和印度之间的贸易通道和法国东印度公司的利益。
1760年3月26日，勒让蒂登船出发。经过4个月的航行，勒让蒂抵达印度洋上的毛里求斯。他了解到，英国和法国在印度的战争已经爆发，法国的舰船不敢贸然前往印度。而且，东北季风已经来临，从毛里求斯到印度需要逆风航行，效率极低。这个时候，从毛里求斯前往印度的航线已经中断，而勒让蒂不适应海上航行的生活，在毛里求斯患上了痢疾。战火、风向和身体，面对这三重阻碍，勒让蒂不得不在毛里求斯停留，等待时机。在这期间，他想过要不要直接前往毛里求斯附近的罗德里格斯岛与潘格雷会和，但这样就会缺少本地治里的观测点的数据，将来运算结果的精确度会大打折扣。勒让蒂还是决定在毛里求斯原地等待。
勒让蒂等过了夏天、秋天和冬天，第二年的春天，从法国抵达的一艘护卫舰带来了关于印度战局的消息。总督和海军司令决定立即派遣护卫舰前往印度，勒让蒂的机会来了。海军像勒让蒂担保，就算现在风向不对，他们也能在两个月内抵达印度海岸。于是，勒让蒂3月11日乘坐这艘护卫舰离开毛里求斯，十多天后经过尼留汪岛，以每天90到120海里的速度航行。但接近赤道的时候，反方向的季风强劲，护卫舰没能在正确的航线上继续前行。护卫舰航行到印度西南方的马拉巴尔海岸的时候,距离金星凌日出现的日期还有12天。他们得到情报，印度的本地治里已经落入英军的控制下。勒让蒂在日记中说：“对法国来说，这个地方已经不存在了。我们从过往的荷兰人那里确认了这个消息……”[2]
无奈之下，护卫舰必须返航。距离金星凌日还有一个星期，勒让蒂乘坐的法国护卫舰从印度海域返回，一个月后回到了毛里求斯。勒让蒂在毛里求斯上岸的时候，此次金星凌日已经过去了17天。航行千余里，在海上漂泊一年多的时间，已经和观测地近在咫尺，却只能无功而返，我们可以想像他当时强烈的挫败感。在乘船返回毛里求斯的路途上，勒让蒂观测到了金星凌日。但是，身处颠簸的船上，勒让蒂无法精确测量任何数据。第一次金星凌日观测失败。
没关系，8年之后还有一次机会。为了万无一失，勒让蒂决定留在印度洋上，不回法国了。他可以在这8年期间研究毛里求斯的风土人情，测定当地的经纬度。如果能在返回欧洲之前精确测定印度洋一些岛屿的坐标，也算得上是脚踏实地的贡献，避免了舟车劳顿，还能提前为下一次金星凌日的观测做些准备工作。想到这里，勒让蒂决定不走了，就住在毛里求斯，等待下一次金星凌日，也就是8年之后的1769年6月4日。
就这样，勒让蒂在毛里求斯安顿下来。他多次探访附近的马达加斯加岛和波旁岛，探索了非洲东部海域的渔业、风向和潮汐，了解了当地的农业、饮食、服装和民族风俗，还经历了一次严重的疾病，需要放血和催吐治疗。重病期间，勒让蒂的视觉出现问题，看东西总是重影，随着体力慢慢恢复，视觉才有了好转。在这期间，勒让蒂绘制了非洲东海岸的地图，成为当时最丰富和精确的非洲东部地图。
勒让蒂在毛里求斯生活了5年之后，要开始准备第二次金星凌日的观测了。他计算了金星凌日出现的时间和位置，认为更有利的观测地点应该在更东方，比如菲律宾海域的马尼拉，甚至是西太平洋的马里亚纳群岛。因为金星凌日发生的时候，这些地方的太阳位置更高，更容易精确测量数据。要前往马尼拉，必须搭乘前往中国的船只，向东穿越印度洋，经过马六甲海峡，进入中国南海，北上到达中国的广州后，再找船去东南方向的马尼拉。这样的船全年都有。
更幸运的是，军舰“善劝号”停靠在毛里求斯，这艘军舰此行的目的地就是马尼拉，而且副船长正好是自己的老熟人卡森斯，勒让蒂在巴黎的时候就见过他。通过卡森斯的介绍，勒让蒂认识了“善劝号”的船长。他向船长说明了自己要观测金星凌日的使命，船长同意勒让蒂随船一起去马尼拉，避免了绕道广州。航行了大半年之后，勒让蒂于8月10日到达马尼拉。
勒让蒂在马尼拉大教堂结识了两位好朋友梅洛和罗克萨斯。梅洛是南美洲的秘鲁人，在马尼拉大教堂担任教士。按照勒让蒂的说法，梅洛有着优秀的心灵品质，有学问，热衷于研究，喜欢书籍和数学计算仪器，是非常好的朋友。罗克萨斯是墨西哥人，马尼拉大主教的侄子和秘书。梅洛和罗克萨斯轮流照顾让蒂的生活，让勒让蒂在这里愉快地生活了两年。其间，勒让蒂帮助卡森斯测定了马尼拉港口的经纬度。
但是，马尼拉当时是西班牙的殖民地。西班牙驻马尼拉总督对法国人不怀好意，不太欢迎勒让蒂的到来。勒让蒂通过毛里求斯联系法国政府，希望得到一封推荐信，帮助自己赢得西班牙总督的好感。勒让蒂收到了法国政府的回信，把它出示给西班牙总督，但总督不相信勒让蒂能在这么短的时间里拿到回信，怀疑勒让蒂伪造了信件，对法国人更加不满。马尼拉夏天的天气也阴晴不定，这让勒让蒂犯了难。再加上法国科学院在来信中给勒让蒂施加了压力，责备他偏离预定的观测地点太远。
勒让蒂最终决定放弃马尼拉，还是回到印度的本地治里做观测。在他离开马尼拉前，梅洛用马尼拉当地特有的一种木材制作了一张桌子和一把折叠凳，送给勒让蒂。勒让蒂一直随身带着这套桌椅，把它当作自己最钟爱的家具保存着。他与梅洛和罗克萨斯一直到晚年都保持着通信。
开春，勒让蒂搭乘了一艘来自澳门的葡萄牙商船前往本地治里。1768年3月27日，勒让蒂终于抵达本地治里，此时距离金星凌日还有一年零两个月左右，他有充足的时间做准备。
他在本地治里持续观测星空，记了大量笔记。他说：[3]
这里一月和二月的星空最美。在你看过这里的星空之前，不可能真的懂得夜晚的美丽。我用15英尺焦距的望远镜看木星如此清晰，空气太干净了，星星没有任何闪烁。我经常把我的望远镜暴露在夜里，垂直放置好几个小时，也不会受到露水和湿气的影响。3月的天气不是很好，4月的天气开始变得沉闷，而6月、7月、8月和9月不太适合天文观测。在这些月份，除了早晨有一段时间的晴朗，你几乎没有任何收获。10月、11月和12月是雨季和冬季……
金星凌日发生在6月，6月不适合观测星空。但没关系，观测金星凌日只需要早晨的一段时间注视太阳……他焦急地等待着，盼望着。附近的英国人给他送来一架非常好的望远镜。整个5月，勒让蒂都在持续观测，直到6月3日这天，早上的天气都很好。金星凌日出现的前夜，勒让蒂还用望远镜观测了木星的卫星，效果极好。
6月4日是星期日，勒让蒂早晨2点就醒了。他感到早晨的微风，觉得这是一个好兆头。可没过多久，天空被云层遮住了。从那一刻开始，他感觉自己注定要失败。他把自己扔回床上，强迫再睡一会儿，可是完全闭不上眼睛。再次起床的时候，天气还是阴沉的，而且东北部的云更厚了。5点钟开始吹起西南风，风越来越大，但云层一点也没有改变。大约五点半左右，风猛烈地吹开天上的云，撕开一条透过阳光的口子，但云层很快又遮蔽下来。海面上的船剧烈摇晃，地上的沙尘盘旋着上升，乌云一直存在。就在快到7点的时候，天空出现了淡淡的白色，但依然无法分辨出太阳的位置。这个时候，金星凌日已经结束了。
勒让蒂的第二次金星凌日观测再次失败。
在这一天的其他时间，天空始终晴朗。命运仿佛故意捉弄勒让蒂，只在金星凌日发生的这段时间里遮盖天空。勒让蒂心灰意冷，他在日记中写道：
这就是等待天文学家的命运。我已经走了一万多里路，我似乎穿越了如此广阔的海洋，把自己从故乡放逐，只是为了成为一片致命的云彩的旁观者。这片云彩在我观测的精确时刻来到太阳面前，把我痛苦和疲劳的成果带走。我无法从惊讶中恢复过来，我很难相信金星凌日已经结束了……最后，我在出奇的沮丧中度过了两个多星期，几乎没有力气拿起笔来继续做记录。当我尝试着记录报告的时候，我的笔好几次从手中掉落。
就在最绝望的打击中，命运没完没了地捉弄勒让蒂。梅洛寄来了一封信，告诉勒让蒂，在金星凌日发生的时候，马尼拉晴空万里。梅洛自己进行了观测，把观测数据寄给了勒让蒂。这些数据非常精确，科学价值很高。
18世纪的两次金星凌日全部结束，印度洋多变的天气让勒让蒂再次滞留在毛里求斯.一年半以后，勒让蒂才有机会搭乘西班牙的军舰离开这片失败的海域。1771年10月8日，勒让蒂终于回到法国，此时距离他离开巴黎已经过了11年。回到家的勒让蒂发现，因为长时间断绝通信，家人以为他已经意外去世。继承人和债主分割了勒让蒂的财产，妻子已经改嫁，就连法兰西科学院也已经将勒让蒂除名。
勒让蒂回到了巴黎，却身无分文，无家可归，失去了天文学家的头衔，除了伴随自己的笔记本和好朋友梅洛送的那套桌椅，什么也没有了。勒让蒂一口气把官司打到国王那里。最终的判决是，科学院恢复了勒让蒂的名誉和职务，但改嫁的妻子和分散的财产再也回不来了。[4]
花费11年的光阴，两次金星凌日都没能成功观测。勒让蒂成了天文学史上出了名的倒霉蛋。法国著名天文学家、法国天文学会的创始人和首任会长弗拉马利翁最早在他的《大众天文学》里向大众讲述了勒让蒂的故事。
勒让蒂的两次金星凌日的观测都没有成功，但他成功测量了印度洋和太平洋上几座重要港口的经纬度，他在随行的笔记中详细描述了非洲东部、印度东南部和菲律宾等地的见闻，描绘了当地的精确的地图，与地球另一半的学者建立了深厚的友谊，并且得到了在马尼拉观测金星凌日的精确数据。
在晚年的时候，勒让蒂一定会经常坐在梅洛送他的那张桌子前，想念着昔日的航海之旅、热带海域的水清沙白、军舰上的颠簸荡漾和几位老友。

这是一本关于宇宙探索的失败集锦：哥白尼提出了日心说，却无法解释原因；现代科学之父伽利略错误地推断了潮汐成因；西芒托学院测不出光速；勒威耶找不到祝融星；皮亚齐弄丢了谷神星……
从科学诞生的16世纪到现代人生活的21世纪，那些科学探索历程中看似失败的努力，却是天文学发展进程中的关键启迪。这本书选取了科学史上21场遗憾失败的尝试，他们失败的原因各不相同，但其中的故事各有各的精彩。这些故事就像银河系中被遮蔽的星光，是暗角，但也是天文史上的伟大进步。
正因为他们，我们才得以见识真实而完整的浩瀚星空。

天文学博士、科普作家、中国科普作家协会会员、翻译。毕业于德国海德堡大学天文学专业，先后在中科院国家天文台和北京师范大学担任研究教学工作。得到App《天文学通识30讲》《天文学前沿报告》主理人。译有《天文之书》《给仰望者的天文朝圣之旅》等科普图书十余部。