余創豪

草木有本心,何求美人折:

冥王星的故事


屢建奇功的天文學聖地

提起美國的科研實力,你會聯想起什麼地方呢?也許是麻省理工學院、加州矽谷吧;提起探索外太空,你又會想起什麼地方呢?德克薩斯州侯斯頓太空中心、佛羅里達州甘迺迪太空中心,可能很自然從你口中溜出來。但很少人會知道,二十世紀堶掖\多天文學的重大發現,竟然是發生在一個不見經傳的亞歷桑那州小鎮 —— 旗桿鎮(Flagstaff)。旗桿鎮有兩個天文學研究中心,一個是羅威爾天文台(Lowell Observatory),而另一個是美國地質調查局的天文地質學部門。其實這兩個科研機構是息息相關的,著名的天文地質學家吉恩蘇梅克(Gene Shoemaker)便曾經橫跨兩個機構。

到底旗桿鎮的科學家有什麼重大貢獻,值得筆者在這堣j書特書呢?舉例說,冥王星(Pluto)便是在羅威爾天文台被發現,羅威爾天文台的科學家亦有份參與發現冥王星的幾個衛星和天王星(Uranus)的光環。還有,一九六零年代末期至七零年代初期太空總署進行「太陽神」登月計劃,月球車(Rover)便是在旗桿鎮設計的,而太空人亦在這堥訓練。兼且,一九九三年,上述的蘇梅克曾經準確地預測到一枚巨大隕石會在一年後撞擊木星,隨後科學家開始意識到大氣層不足以保衛地球,現在羅威爾天文台有一個「追尋接近地球物體」計劃(Near Earth Object Search),預防隕石撞地球的浩劫。要述說這些有趣的歷史,恐怕寫幾萬字也不足夠,在這篇雜文堶情A我只是略略敘述發現冥王星這段故事。

太陽神登月計劃的月球車是在旗桿鎮設計的。

尋找火星人與X行星的笑話

先說羅威爾天文台是誰人創辦的,答案當然是:羅威爾(Percival Lowell)先生。在十九世紀一名義大利學者觀察到火星有許多鴻溝,原本居住在波士頓的羅威爾,認為這些鴻溝可能是人工開鑿的運河,因此他領導一隊科學家來到海拔七千呎的旗桿鎮觀察火星,一八九四年他創立了羅威爾天文台,目的之一是探索火星文明,遺憾的是,其實根本沒有火星人,羅威爾的研究計畫成為了科學界的笑柄。

為了挽回聲譽,羅威爾鍥而不捨地開展另一項研究計劃,那就是追尋「X行星」,十九世紀末期,科學家相信在海王星(Neptune)之外應該還有另一顆行星,羅威爾稱這還未被發現的行星為「X行星」,可是,由一九零五年計劃展開直至一九一六年羅威爾逝世為止,「追尋X行星」仍然是一籌莫展。羅威爾可謂是含恨而終,看來追查「X行星」就好像尋找火星人一樣,變成了一位一事無成的科學家之奇恥大辱。

羅威爾去世之後,「搜索X行星」擱置了十三年,一直到一九二九年才重新展開,當時接受這個任務的科學家是年僅二十二歲的克萊德湯博(Clyde Tombaugh),湯博不鳴則已、一鳴驚人,只消一年時間,他便發現了冥王星!經驗老到的科學家窮畢生精力也交了白卷,到底這年青人採用什麼方法,在短短一年之內完成了這不可能之任務呢?

播放卡通片的方法研究天文學

筆者先後造訪過羅威爾天文台幾次,但最近一次才有機會參觀湯博當年用過的儀器,一看之下,我不禁瞠目結舌。湯博的方法簡單得令人難以置信,他使用的儀器名叫「快閃比較儀」(Blink comparator),不要被這名字嚇怕,所謂「快閃比較儀」,其實是一部快速輪流放映兩張照片的機器,湯博把在不同時間拍攝太空的兩張相片放進機器堶情A當兩張照片急促地交替出現時,便產生了動感的錯覺,如果有行星在天空移動,便可以被觀察出來。說穿了,小孩子以紙張製造卡通片,亦是基於同樣原理,在不同的紙張上面繪畫一組動作的不同片段,跟著好像洗撲克牌一樣,拉著紙角「放映」這疊紙,如是者便產生了動畫。基於這小孩子的方法,湯博比較過無數幅由羅威爾天文台望遠鏡拍攝的照片,結果發現了冥王星。



這是當年湯博追蹤冥王星的快閃比較儀。



起初這新發現的行星仍然名叫「X行星」,世界各地有無數人興高采烈地建議不同名稱,一名十一歲的英國女孩提出 Pluto 這名字,Pluto 是希臘羅馬神話中的一名天神,羅威爾天文台的工作人員一致接納了這個名稱,原因之一是: Pluto 的縮寫是 PL,羅威爾名字和姓氏的縮寫亦是 PL。從此以後,「羅威爾」不再是一個笑話,雖然羅威爾沒有親身發現冥王星,但沒有他推動追尋X行星,冥王星可能會推遲很多年才被發現,簡言之,羅威爾終於能夠在科學界佔一席位。

歷史,可以因著人一念之別而完全改寫,在追尋火星文明計劃失敗之後,羅威爾大可以鳴金收兵,眼看著探索X行星將會步上追查火星人的後塵,羅威爾天文台的負責人有一千個理由將這計畫束之高閣。而且,一個初出茅廬的年輕科學家,採用類似小孩子播放卡通片的方法探索外太空,誰會相信他可以對天文學作出偉大貢獻?

冥王星變了矮冬瓜

這故事還有下文,一九三零年之後,冥王星順理成章成為太陽系的第九行星,可是,二零零六年國際天文學會卻根據行星的新定義,投票通過「冥王星不算是行星」,因為冥王星圍著太陽公轉時沒有完全屬於自己的軌道,而且天文學家觀察到在太陽系周邊還有類似冥王星的細小星球,結果冥王星被歸類為「矮星」。這事件引起了軒然大波,美國新墨西哥州宣布不承認國際天文學會的決定,當冥王星經過新墨西哥州的天空時,它仍然會被當作行星。自此以後,英文字典多了一個新動詞:to pluto,意思是降級(demote)。冥王星,這個曾經令阿歷桑那州、旗桿鎮、羅威爾天文台、湯博引以自豪的名字,現在竟然令人聯想到「降級」、「矮化」、「燉冬菇」,真是此一時也、彼一時也。

然而,在過去兩年來,阿歷桑那州、旗桿鎮、羅威爾天文台,面對這事件時卻出奇地冷靜。筆者在上一次瀏覽羅威爾天文台時,忍不住詢問一位工作人員:「為什麼你們可以吞下這口氣?為什麼不採取強烈的抗議行動?」那位科學家淡然一笑,之後輕聲說:「觀測到冥王星,這科學發現就是科學發現,並不會因著重新定義、重新分類而失去其本身的價值。」

他頓了一頓,跟著繼續說:「而且,任憑你們怎樣稱呼冥王星,它還在那堙C」聽罷,我自言自語:「草木有本心,何求美人折?」



 

 

這是當年湯博觀察冥王星的天文望遠鏡。

2008.5.28


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