金星凌日——从过去到未来

　　从公元前2000年到公元1882年，共发生52次金星凌日。如果人类正好处在地平线附近，如果机缘凑巧，那么就有可能注意到这一罕见的天文现象。然而，在1639年之前，没有任何表明人类观测到“金星凌日”的历史记录，尽管蒙提祖马在研究太阳时，有可能观测到1520年那次的金星凌日。

　　由于金星与玛雅人的主神羽蛇神以及他的人形化身之一库库尔坎有着某种联系，玛

雅文化对金星有着超乎寻常的情结。

　　伽利略在1610年看到的金星只不过是天空中一个发光的亮点，但这是人类有史以来首次真正“看”到金星。约翰尼斯·开普勒运用丹麦天文许家第谷·布拉赫发展的天文数据，通过大量而认真的测算，得出了金星将在1631年12月6日穿越太阳的结论，虽然欧洲根本看不到那次天文现象，但他的正确结论仍震惊了整个世界。

　　1639年12月4日，英国传教士耶利米·霍洛克斯和他的朋友威廉·克拉布特里真正观测到了金星凌日，而这也是历史上首次记载的金星凌日现象。霍洛克斯之所以观测到那次金星凌日，完全是因为他使用的测算金星凌日出现日期的数据要比开普勒使用的数据先进的多。

　　下面就是霍洛克斯对观测那次金星凌日的一些叙述：“我在(11月)23日大半天以及24日一整天一直在仔细地观测，生怕错过金星从太阳表面掠过的任何机会。24日，我从日出到早上9点一直守候在望远镜旁，细致地观测。从差不多10点到中午，我也一直没有停下来，只是在下午时停顿过一次，主要是处理教堂的一些事，这是我不能不做的'最重要的事情'。但在这么长的时间里，我除了在太阳上看到一个普通的小黑点外，别的什么也看不见。只见遥远的 3个点从中心向左缓慢 移动 ，我在以前和此后的几天都注意过这种现象。这明显与金星没有什么关系。大约在(24日)下午3点15分左右，我又中途出去继续我的工作，然而就在这段时间，就好像天意，天空的云彩被完全吹散了。等我再次回到望远镜前重新观测时，我发现了一个令人高兴的景象：我一直期盼见到的物体——一个不同寻常大小、完美的圆形黑点，已完全与太阳的左半部分相接，金星和太阳的边缘正好重叠起来，构成了一个接触角。毫无疑问，这真的是金星的阴影，我立即全身心投入进行观测。”

　　虽然金星凌日是浩瀚宇宙间一种稀见的天文现象，但为什么科学家对它感兴趣呢？这个问题主要与太阳系的规模有关系。当你做了一个有9颗行星在内的成比例太阳系模型时，你怎么知道在这个模型中，地球与太阳的真正距离只是9300万英里，而不是1.53亿英里或2300万英里？答案就是你必须提出一种真正测量日地距离的方法。

　　1663年，詹姆士·格雷戈里(1638 - 1675)建议通过观测“金星凌日”现象，可能会比较准确地测算出日地距离。詹姆士·格雷戈里被认为是17世纪最杰出的数学家之一。成功预测彗星出现周期的埃德蒙·哈雷爵士(1656-1742)也曾在14年后，也就是1677年提出过相同的建议，并于1716年就有关这项技术的细节发表过一篇重要的论文。

　　通过对1761年、1769年、1874年以及1882年 “金星凌日”现象四次出现时的观测和计算，科学家测算出了日地距离，但运用这种方法测算日地距离还无法达到科学家想象的那么完美。但科学界在关键时刻对金星的重视却最终导致了另一次更加令人兴奋的发现。

　　1761年6月5日金星凌日现象再次出现时，世界各地117个观测站的176位科学家进行了仔细的观测，其中俄罗斯天文学家米克海尔·罗摩诺索夫发现了一个非常奇怪的现象。金星的黑盘并没有向太阳发光的边缘 移动 ，而只是在太阳黑暗的边缘形成了美丽的晕环。晕环只持续了数分钟，接着便消失了。凭借卓越的洞察力，罗摩诺索夫指出这其实就是科学家一直期望探索的金星大气层。

　　1874年12月8日，在金星凌日现象再次出现时，科学家留下数百张图片。这次观测也首次使用了新科技。然而，事实上大多数图片没有什么科学价值，只有少数几张保留至今供我们欣赏。由美国天文学家西蒙·纽科姆任会长的美国金星凌日委员会甚至还组织了8支远征队。美国国会还为这些探险活动拨款17.7万美元。而为观测那次金星凌日现象，全世界共花费了至少100万美元，这在当时可不是一个小数目。

　　自从天文学家第一次发现金星凌日到现在，人们一直对这一现象保持着科学上的好奇，可是，直到1882年12月6日发生的那次金星凌日，报纸的报道才使更多的人对这一现象产生了更大的兴趣。当时，几乎每个国家的报纸都在第一版报道，有些报纸甚至将前几个版的版面全部用来报道这一天文奇观。那么，今天世界各地的人仍对金星凌日有兴趣吗？答案似乎是肯定的，因为世界各国的媒体不仅早就向大众公开了今年金星凌日的具体时间，还刊登了大量回顾、分析性的文章。

　　《旧金山纪年报》报道说：“最近，人们注意到，旧金山市的许多居民戴上了一种雾镜，在日出到月亮升起的这段时间里好奇地盯着太阳看，因为金星凌日将发生在这段时间里，而且是可以用肉眼看到的。直到今天，金星凌日仍是一种美丽的奇迹，所以错过观测凌日的人都将成为可怜虫，因为这样的机会实在太少了。”

　　在1882年发生的这次凌日现象期间，天文写家拍下留下了数千幅珍贵的图片，可是，对这些图片进行适当的测算花去了近十年的时间。而要计算日地距离，需要筛选掉大量数据，国际社会没有几个天文学家原意去进行这种复杂的计算。但有两位天文学家的贡献值得一提，他们就是西蒙·纽科姆和威廉·哈克尼斯。

　　西蒙·纽科姆当时负责美国金星凌日委员会，他以几次金星凌日的数据为依据，于1891年发表了他对太阳视差角的最精确估算的论文，推算出日地距离为92,702,000 53,700英里。

　　威廉·哈克尼斯当时是美国海上观察天文台的台长，推算出更大一点的太阳视差角，从而推算出日地距离为92,797,000 59,700英里。然而，他从未正式在学术刊物上发表过关于这一研究结果的论文。

　　最后，纽科姆推算出来的数值而不是哈克尼斯的推算出来的数值于1896年被国际科学界采纳。必须注意的是，两个人的结果相差了95,000公里！当然，今天大部分教科书中都只是简单地将一个天文单位定义为“9300万英里”。

　　在1882年金星凌日期间最生动的描述出自哈克尼斯，他当时预言，下一次金星凌日将会在”2004年6月花盛开的季节“。他的原话是：“在21世纪之前，在2004年那个鲜花盛开的6月到来之前，不会再出现金星凌日了。上一次凌日发生时，知识界正从昏睡中苏醒过来，促生了我们现在的先进科技的宏大的科学活动刚刚开始。下一次凌日现象发生时，科学将发展到什么样子？只有上帝知道。甚至连我们的孩子的孩子也活不到那个天文日，参与'金星凌日'的观测了，所以我们必须抓住这次机会。”

　　1931年，英国天文学家哈罗德·斯宾塞通过对飞近地球的小行星埃罗斯的观测，得出了一个更加准确的天文单位92,596,000英里。到60年代，天文学可以向金星发射雷达信号，通过计算反射回来的雷达波的旅行时间他们就得到了就更加精确的数值。现在，超级精确的天文单位的值为92,955,820.3英里(149,597,892.3公里)，误差只有1.5公里。

　　洛莫诺索夫于早期发现的金星大气启发天文学家在1874和1882年的金星凌日期间使用了一种被称为

　　直到1934年，天文学家沃特·亚当斯和西奥多·顿哈姆使用更加精确的分光仪，终于探测到金星大气的一种气体成份。它既不是氮，也不是氧，或者其他的简单气体，它是二氧化碳，而且所占的比例相当惊人。现实上，直到今天，天文学家也只能说二氧化碳是金星大气的唯一成份。

　　几十年后，天文学家还发现了硫磺酸的踪迹，进而首次推算出金星的表面温度，那里一点都不象一些科幻作品所说的那种潮湿的热带般的行星，相反，其表面的温度超过华氏800度，金星的大气厚得可以将没有任何保护措施的人或机器压得变形。(编译／杨孝文）