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科學
人類失去“星光”的天文學轉折點

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[비즈한국] 奧維德的《變形記》中有這樣一段話:

“其他動物都垂下頭注視著大地,唯獨神賜予人類仰起的面容,命令他們抬頭仰望星空。”

我對此深有共鳴。人們常說,人類直立行走帶來的恩惠是解放了雙手,並獲得了使用工具的能力。但比這更重要的進步在於,得益於挺直的腰桿,我們比其他動物能更舒適地仰望夜空。正因如此,我們成了能夠關注夜空並以此生活的存在。

眼前的果實何時成熟、猛獸何時來襲……人類開始從夜空中尋找生存難題的答案。追隨著太陽、月亮和星星指引的道路,人類得以躲避威脅、等待豐收。從約20萬年前人類挺直腰桿的那一刻起,天文學便由此誕生了。

更令人驚歎的是,我們如今所仰望的星光,與20萬年前我們的遠祖第一次挺直腰桿、抬頭仰望時眼中所映出的光芒完全一致。

我們所仰望的星光,與20萬年前人類第一次挺直腰桿、抬頭仰望時所看到的光芒完全相同。照片=pixabay
我們所仰望的星光,與20萬年前人類第一次挺直腰桿、抬頭仰望時所看到的光芒完全相同。照片=pixabay

1933年5月27日,美國伊利諾伊州芝加哥舉辦了一場大型博覽會。這是自1893年哥倫布紀念博覽會之後,時隔整整40年再次在芝加哥舉行的盛會。當時美國正陷於大蕭條的深淵,但人們對於科學技術所帶來的未來的希望依然閃耀。人們夢想著燦爛的進步世紀,試圖暫時忘卻現實中陰暗的陰影。

1933年博覽會的開幕式以一場創新的點燈儀式拉開帷幕。這不是簡單地按開關開燈,而是實現了一個絕妙的創意:利用星光來點亮照明。曾任葉凱士天文臺負責人的天文學家埃德溫·弗羅斯特(Edwin Frost)在思考如何紀念這場時隔40年的盛會時,仰望了夜空。他的腦海中閃過一個天才般的念頭:如果有一顆距離地球正好40光年的恆星,那麼在1893年哥倫布博覽會開幕時發出的光,現在正好抵達地球。如果能利用那束星光來點亮博覽會的燈火,豈不是能讓過去與現在連線在一起的特殊時刻嗎?

天文學家們開始尋找擔此重任的恆星。那就是牧夫座中最亮的星——大角星(Arcturus)。當時的天文學家們認為大角星距離地球剛好40光年。最重要的是,在博覽會舉辦的5月夜空中,它非常容易被觀測到。他們認為,如果那顆恆星旁居住著某種生命,他們此刻眼中所看到的地球,正是1893年哥倫布博覽會如火如荼進行的景象。

20世紀30年代是光電池技術飛速發展的時期。這項將光轉化為電能的技術,已廣泛應用於天文學中,用以提高望遠鏡的靈敏度。為了確保博覽會開幕式的完美進行,共有四所天文臺通力合作。除了弗羅斯特所在的葉凱士天文臺,伊利諾伊大學天文臺、哈佛大學天文臺和阿勒格尼天文臺也貢獻了力量。這是為了防止某地天空陰雲密佈而做的準備。

1933年5月27日傍晚,夜幕降臨,開幕式正式開始。博覽會總負責人魯弗斯·C·道斯(Rufus C. Dawes)在三萬多名觀眾面前,用宏亮的聲音宣佈道:

在大蕭條時期舉辦的1933年芝加哥世界博覽會。為了紀念1893年的博覽會,人們匯聚了40年前的星光。照片=bie-paris.org
在大蕭條時期舉辦的1933年芝加哥世界博覽會。為了紀念1893年的博覽會,人們匯聚了40年前的星光。照片=bie-paris.org

“我們回顧1893年偉大的哥倫布博覽會的那一刻。為了重溫那燦爛的美好,我們迎接40年前出發的光芒。來自大角星的這道光束,將照亮我們的園區,成為驅動博覽會機器的神奇力量。”

他的話讓人聯想到古代文明中的祭司,在民眾面前承諾帶來天界的神聖力量並舉行神聖儀式的景象。站在講臺上的他向人群伸出雙手,宣告宇宙的力量將與這一刻連線。舞臺旁邊矗立著巨大的揚聲器和顯示屏。下方懸掛著標有四座天文臺位置的美國東部地圖。夜空中的群星彷彿也在注視著這場儀式。

最終在晚上9點15分,四臺望遠鏡同時對準了大角星。匯聚的星光落在光電池上產生了電流。這股電流順著電線流向博覽會的照明裝置,剎那間,原本沉浸在黑暗中的空間被耀眼的光芒填滿。人群爆發出歡呼聲。從那天起,博覽會舉辦期間的每一個夜晚,都以同樣的方式舉行點燈儀式,人們深深沉醉於星光創造出的魔法瞬間。

1893年的哥倫布博覽會對天文學家來說,或許是一個並不愉快的時刻。因為從那天起,人類擺脫了夜空的黑暗,進入了一個被人工照明照得通明的全新世界。佈滿博覽園區的數萬盞燈泡的光芒直衝夜空,微弱的星光逐漸消失。人類等於是摘下了夜空的星光,用來裝點了路燈。

古代傳說中的普羅米修斯為人類盜取了神之火種。作為代價,宙斯將他囚禁在巨石上,忍受雄鷹每日啄食肝臟的可怕刑罰。1893年,芝加哥博覽會場再次因人類為了帶回天上的火種而展開的競爭而變得火熱。兩位競爭對手——喬治·威斯汀豪斯(George Westinghouse)與托馬斯·愛迪生(Thomas Edison)在此展開了激烈的角逐。為了在全美鋪設自己的電線杆,兩人在哥倫布博覽會現場也爭鋒相對。

當時美國廣泛使用直流電,市場由愛迪生壟斷。然而威斯汀豪斯看中了尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)提出的交流電潛力,並提出了更高效、更廉價的電力系統。哥倫布博覽會的電力供應專案最終由威斯汀豪斯拿下。威斯汀豪斯和愛迪生為了打壓對方,甚至殘忍地製造電椅進行實驗,鬥爭達到了白熱化的地步。後世將兩人的紛爭稱為“電流戰爭”。

進行“電流戰爭”的喬治·威斯汀豪斯(左)與托馬斯·愛迪生。
進行“電流戰爭”的喬治·威斯汀豪斯(左)與托馬斯·愛迪生。

發明家們為了展示自己的技術,上演了高輸出的作秀表演。特斯拉在身上纏繞線圈,讓高達2萬伏特的電流穿過身體。那景象猶如天上的閃電纏繞在他身上一般壯觀。他平安無事。特斯拉以此親自證明了交流電並不危險。

另一方面,愛迪生建立了一座巨大的科技紀念碑。他在25米高的塔上連線了數千只白熾燈泡,僅重量就達0.5噸。隨後,他用5000個稜鏡包裹住燈泡。燈光透過稜鏡散發出絢爛的彩虹光芒,點綴著博覽會場。愛迪生透過這一華麗的表演,試圖展示他名下的通用電氣公司(GE)所主推的直流電依然穩固。

然而,華麗的博覽會以意外事件告終。由於當時芝加哥市長、大有前途的政治家卡特·哈里森三世(Carter Harrison III)遭到暗殺,節日的結尾被突如其來的追悼會所取代。19世紀末,人類迎來了三位野心勃勃的“普羅米修斯”——威斯汀豪斯、特斯拉和愛迪生。他們爭先恐後地競爭,想用自己的火種照亮世界。得益於他們的發明,人類不再懼怕黑夜,也不會在黑暗中迷路,更不需要吹滅蠟燭才能入睡。

但同時,人類也徹底不再熱愛黑夜了。原本仰望一片虛無的漆黑天空,僅憑微弱星光就能感受到驚奇的感性,被眼前的燈火所壓倒。掩埋在燈光下的星光,再也無法進入人類的眼簾。宣佈全球電力普及的哥倫布博覽會時刻,同時也是一個時代的“天文學轉折點”。從此,人類再也無法在沒有望遠鏡協助的情況下看到純淨的夜空了。

為了回味那個從夜空中抹去銀河的哥倫布博覽會的記憶,40年後人們再次收集星光點亮博覽會燈火,這事實本身聽起來頗具諷刺意味。或許這正是被人工照明覆蓋了夜空的人類,在向失去的星光承認懷念之情的最後悔意吧。

作者池雄培(Ji Woong-bae)是?熱愛貓咪與宇宙。童年時看完《銀河鐵道999》後,便立下了向世人傳達宇宙之美的夢想。目前在延世大學銀河演化研究中心及近宇宙論研究室研究銀河互動演化,並進行演講和寫作等多樣化的科學傳播活動。著有《썸 타는 천문대》(曖昧天文臺)、《하루 종일 우주 생각》(整天都在想宇宙)、《별, 빛의 과학》(星,光的科學)等書籍。

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지웅배 천문학자

고양이와 우주를 사랑한다. 어린 시절 ‘은하철도 999’를 보고 우주의 아름다움을 알리겠다는 꿈을 갖게 되었다. 현재 세종대학교 자유전공학부 조교수로 강연과 집필 등 다양한 과학 커뮤니케이션 활동을 함께 하고 있다. ‘천문학자의 쓸모없음에 관하여’, ‘우리는 모두 천문학자로 태어난다’, ‘우주를 보면 떠오르는 이상한 질문들’ 등의 책을 썼으며, ‘나는 어쩌다 명왕성을 죽였나’, ‘퀀텀 라이프’, ‘UFO’ 등을 번역했다.

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