《那颗星星不在星图上：寻找太阳系的疆界》书评

风趣而严谨的中学生课外读物

这是一本天文学科普书，但侧重于“讲史”，讲述了人类探寻太阳系疆界的历史。全书没有涉及深奥的天文学、数学、物理学理论、概念或方程，而是详细介绍了天王星、海王星、冥王星的发现历程，穿插介绍了小行星带、柯伊伯带和奥尔特星云等发现过程。你可以和《明朝那些事儿》作比较，把它看成是天文界的《太阳系那些事儿》，语言也风趣幽默，读起来轻松愉悦。但纵观全书，作者的科学素养是较为深厚的，且态度严谨，史料详实，逻辑周密（从海王星发现这桩公案就可见一斑）。所以说，从通俗易懂的内容和清新活泼的文笔来看，本书更像一本中学生课外读物，但我们更应该看到“将深奥的道理和知识用浅显的语言讲出来”的不易，以及好的科普作品能够带来的积极的社会影响。因此我还是愿意把本书看成是媲美影响了一代人的《十万个为什么》的好书。

行星的故事

公元150年前后，托勒密把当时已发展好的天文观测数据（水星、金星、地球、火星、木星、土星）总结成基于地心体系的本轮说，在解释了行星的逆行问题后，轮子套轮子的理论成功延续到了15世纪。公元1473年出生的哥白尼，由于对于托勒密的繁复的本轮说的不满，提出简洁的日心说，但由于担心宗教迫害，死后发表。有人说其软弱，但是由于康德在《纯粹理性批判》前言里特别提到哥白尼的从日心说到地心说的这个华丽转身，引起后世的科学哲学家的大力吹捧：近代科学第一人。公元1546年出生的第谷，二十年如一日的观测行星位置，数据误差不到1/15度，由于其数据之精确，人们发现哥白尼行星圆轨道模型仅仅是近似。公元1609年，开普勒总结了第谷的几千个实验数据发表了关于行星运动的两条定律，1618年发现了第三条定律，就是后来被称为“开普勒定律”的行星三大定律：其中第二定律意味着角动量守恒，也就是说行星受到有心力；第三定律意味着有心力的平方反比律。公元1687年，牛顿发表的论文《自然哲学的数学原理》里，揭示了开普勒三定律蕴含着更为简洁和普遍的万有引力，并通过论证，展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律。而本书就是接着上面的天文史讲述了人类又一段发现太阳系里其余行星的故事：公元1781年，赫歇尔经过第二次巡天观测发现了天王星，并结合历史的数据，证明了天王星属于太阳系。但积累的数据表明它的运动有极小的不规则性，并不能归结为摄动效应，这种反常，人们怀疑天王星之外还有其他行星。请不要忘记这时天文学的研究者的军火库已经有牛顿的万有引力定律。公元1845年和1846年，根据一个波德定律给出的经验公式，英国亚当斯和法国的勒夫里艾分别独立的于提出海王星，并通过天文观测证明，而这时人类在第一次在笔尖下发现行星：万有引力定律威力最生动的例子就是预见并发现从未想到过的海王星，并验证了万有引力定律的正确性。一颗行星（例如海王星）的观测和理论证明发现有多难？本书最为浓重而又精彩的笔墨就聚焦于此：浩瀚的星海，巡天观测，手工记录，万有引力定律，地毯式的对比排查，偏差与误差，寻找太阳系行星。科学本就是难事，但更怕人为垫脚石：我们可爱的英国学者亚当斯还要面对死板的科学制度和难以启齿的人事纠纷，差点与发现海王星失之交臂。这么枯燥的巡天观测和繁重手工计算，这么多的人事纠纷为什么还让科学工作者乐此不疲，持之以恒？我不能概述其中的答案，但是一个故事可能揭晓其中的部分原因：一次，英国女王参观著名的格林尼治天文台，当她知道台长、天文学家詹姆斯的薪金级别很低时，表示应当给他加薪。可是詹姆斯却恳求她千万别这样做。他说：“如果这一职位一旦可以带来高收入，那么，以后到这个职位上来的将不是天文学家了”。是的，因为。。。。因为。。。。因为学术研究（天文学）里有一个名词，它叫做崇高：“有两种东西，我对它们的思考越是深沉和持久，他们在我心灵中唤起的赞叹和敬畏就会越来越历久弥新，一是我们头顶浩瀚灿烂的星空，一是我们心中崇高的的道德法则。他们向我印证，上帝在我头顶，亦在我心中。” ----康德这是人类思想史上最气势磅礴的名言之一，并刻在康德的墓碑上。附记：记得儿时，最喜欢晚上抬着头看星星，最喜欢读那本被我翻了无数遍的《十万个为什么。天文篇》；也不记得什么时候自己拨快了时钟，淡忘了抬头的星空，只顾着脚下的沙砾；而翻开这本书的时候，让我重新想起了整天追在大人屁股后面问天上那一颗是什么的童年！感谢作者给我带回的这份美好的回忆。。。。。

地球太小，星星太远

科普书。介绍地球人对太阳系的猜测、观测、认识的发展与转变。介绍贯穿了研究者的观点、看法与努力。里面有让人兴奋地故事，有坚毅持久的努力，也有与新发现失之交臂的永久遗憾，也有为争夺发现权儿出现的争论。天文学的发展，也贯穿了人生活与境遇的参差多态，幸与不幸。个人而言，最喜欢赫歇尔的故事。我知道他是因为知道红外线的发现权归属于他。他用棱镜色散太阳光，发现了太阳光红光之外的部分照射涂黑的温度计的时候，会引起温度的上升，并且有比可见光更为明显的效果，因此发现了红外线。看过这个书之后，才知道这家伙是个搞音乐的，本来好好做音乐就可以了，结果因为想了解和声的数学机理，研究起了数学，因研究数学解除了光学，因为接触了光学而对天文学产生了浓厚的兴趣，结果成了伟大的业余天文学家。赫歇尔放在今天就是标准的Geek，他爱好天文学的方式和别人不大一样，他为了进行天文观测，自己制作天文望远镜。并且把自己的住所变成了制作天文望远镜的车间。一生制备望远数百架，不仅满足内需，还出售，所得不菲。1778年，他制作了一架直径6.2英寸，焦距7英尺的反射望远镜。其性能，全面超越了当时英国Greenwich皇家天文台的望远镜。并用这台望远镜发现了太阳系的第七颗行星，天王星。Geek做到这个程度，就是Geek中的Geek了。这本书也涉及到冥王星的降级问题。主要是因为冥王星太小，九几年的时候陆续发现了很多小型的天体。尤其是2003年Eris(争吵女神，比Pluto还大)的发现，给冥王星的地位以很大的打击。2005年还发现了鸟神星，尺寸只比冥王星略小。后来国际天文学系不得不就行星的定义，及冥王星的地位问题进行了漫长的争吵。最后给出了行星的三个限定条件：1.足够小，不至于产生核聚变。2.足够大，使引力决定其形状。3.足够霸道，必须扫清自己轨道附近的区域。如此冥王星最终降级为矮行星。太阳系变为只有8个行星的星系。在海王星之外，还有一个小行星带，叫柯伊柏带(距离太阳30~55AU，AU为地球到太阳距离，叫天文单位)，是太阳系中短周期彗星的来源。更远的地方还有奥尔特云(50000~100000AU)，存在大量小型天体，尺寸非常小，是长周期彗星的来源。PS：地球人的活动范围太小了，算上登上月球的那位，也不过0.0026AU。在航天技术领域，人类还需要有一次质的飞跃。才能够把活动范围扩展到太阳系的疆域之内。

金木水火土天海冥的故事

提到太阳系行星，中国少年儿童们都能脱口而出：金木水火土天王海王冥王（虽然从06年开始冥王被剥夺了行星的称号，但80后还是习惯说行星的时候带上冥王星）。但我们很少知道天王星、海王星和冥王星背后的故事，这本科普读物完美的补上了缺失的这一块，建议在全国各大中小学图书馆配备。作者深厚的物理和数学功底很是让人佩服，并且能举一反三，并不是简单的去讲一个故事，受益匪浅。* 水星：Mercury，人们用希腊及罗马神话中的太阳神阿波罗（Apollo）表示晨星，用希腊或罗马神话中的信使赫尔墨斯（Hermes）或墨丘利（Mercury）表示晚星。* 金星：Venus，罗马神话中掌管爱情与美丽的女神。* 火星：Mars，罗马神话中的战神。* 木星：Jupiter，罗马神话中的众神之王。* 土星：Saturn，Jupiter的父亲，罗马神话中掌管农业与收获的神。* 天王星：Uranus，希腊神话中的天空之神。* 海王星：Neptunian，罗马神话中的海神。* 冥王星：Pluto，罗马神话中的冥王。在2006年8月24日于布拉格举行的第26届国际天文联合会中通过第五号决议，将冥王星划为矮行星。Excerpt by @me * 太阳系内的矮行星是同时满足以下四个条件的天体：1）围绕太阳公转；2）具有足够的质量使自身引力克服刚体应力，从而具有近球形的流体静力平衡形状；3）没有扫清自己轨道附近的区域；4）不是卫星。* 太阳系内的彗星轨道周期可大致分为两类：周期在200年以下的称为短周期彗星，它们大都来自柯伊伯带及离散盘；周期在200年以上的称为长周期彗星，它们被认为是来自奥尔特云。* 天文单位是行星天文学上最常用的距离计量单位，它近似等于地球与太阳的平均距离，或1.496亿千米。它在国际单位制中的严格定义为：在太阳引力作用下沿圆轨道以每天0.01720209895弧度的角速度运动的试验粒子的轨道半径。

寻找太阳系的疆界

我与本书的作者是熟悉的。当年，我为复旦物理系高年级少数优秀学生开了一个讨论班，学习量子理论初期发展的历史，希望能够更好地理解其中的一些难点问题。就是在这个讨论班上，当时还是大学一年级新生的卢昌海，主动请求作个报告，要介绍海森堡的矩阵力学。可以想象，我当然是带着极其怀疑的眼光答应了他的请求，主要还是不想伤害一个年轻人的热情和自尊。但结果着实让我和他的学长大吃一惊，他真的已经完全掌握这部分内容了！一年之后，他又提出要免修物理系最重头的全部“四大力学”， 即《理论力学》，《热力学与统计物理》，《量子力学》和《电动力学》。为此，系里专门为他组成阵容超豪华的名教授团队， 一门门笔试加口试地进行。全部结束之后，每一位参加测试的教授都真的被这个年轻人的才华折服了。就我所知，一位低年级学生能免修全部的“四大力学”，在复旦物理系的历史上还从未有过，而且成绩还是无可争辨的全优。或许这一“光辉记录”还会保持相当长的时间吧。就是这样一位当年的才子，今天已成为一位优秀的科普作家。除了这本新版的《那颗星星不在星图上：寻找太阳系的疆界》，清华大学出版社还出版了他的另外二部科普著作《太阳的故事》和《黎曼猜想漫谈》，都很精彩。其中，后一本书还得到了大数学家王元的褒奖和推荐。另外，昌海目前还在努力地写作，相信会有更多的佳作问世。回想当年，一套《十万个为什么》，几乎成为我们这代人青少年时期科普作品的代名词。所幸的是，这种时代一去不复返了。今天的情景已完全不同了，书店里的科普作品可谓琳琅满目。多是多矣，然而拿起来翻阅几页后，还能不让人失望的却不多见。归纳起来可以说，一些作者对什么是真正好的科普作品还缺乏认识。第一，科普作品绝非“浅”知识的堆积，更不是一堆知识，知识一堆。第二，科普作品需要将深奥的道理和知识用浅显的语言讲出来，道明白，但它不应该被庸俗化，更不允许被误导。第三，如果科普作品的文字（包括翻译的文字），读起来比作品内容本身还难懂的话，怎能不让人沮丧而无语呢？事实上，若非才、学、识皆备，很难写出好的科普作品。昌海的这本书就是这样一本难得的佳作，这是一次从地球出发的太空“深度游”。作者的“才”就在于他能将那些重要“景点”的来龙去脉交代得清清楚楚，如数家珍，让人有身临其境之感。在不知不觉，轻松愉快的气氛中，对太阳系的结构形成了一幅生动的物理图象。有别于一般专业作品，一部好的科普作品，要求作者有好的文字。昌海的文字表达不仅简洁，干净，而且还能在一些节骨眼上展现幽默和诙谐，读起来赏心悦目。作者的“学”体现在那些常被人认讹传或误解，夸张的历史事件进行分析和澄清，证据确凿，令人信服。在逐字逐句地通读完这本书之后，最令我佩服的是作者的“识”，也就是他对物理或说对科学的品味。对于时间跨度如此之长，空间上如此遥远而又神秘莫测的有关太阳系边界的探索之路，在这样一本小书中得到如此惊心动魄而又深入浅出的刻画，如果没有好的品味，完全没有可能做到。 俗话说，好东西应该与好朋友分享。昌海的这本书，在我身边的朋友中已有相当大的“知名度”了，但那只不过是几个人而已。可以很肯定地说，每个拿起这本书翻阅的人一定不会失望。by 金晓峰（复旦大学教授）