赫歇尔：从输在起跑线到科学的边缘

至少在科学方面，许多中国父母会说赫歇尔（Friedrich Wilhelm Herschel，1738—1822）“输在了起跑线上”，因为他父亲只是个军乐师，而且因家境所迫，他连大学都没读上。他出生在德国汉诺威，16岁就离开了学校，像父亲一样在禁卫军乐团里当小提琴和双簧管演奏员。18岁时，德法间的“七年战争”爆发，第二年，法国占领了汉诺威。这年轻人讨厌战争，于是当了逃兵16渡海到了伦敦。

赫歇尔的音乐天赋拯救了他。他28岁成为英国巴斯（Bath）著名的风琴手兼音乐教师，30岁就已经在音乐上功成名就，生活富足。要是一般人，不会在这个年龄放弃欣欣向荣的事业，去追求什么梦想，但他不是一般人。

他有一个不仅不赚钱而且和音乐毫无关系的梦想——探索璀璨的星空。银河为什么看上去像条河？宇宙是什么形状？他没有像许多有梦想又不敢行动的人那样磨叽一辈子，而是说干就干！虽没受过正规天文学教育，他决定自制望远镜观察太空。35岁时，他亲手制造了一架天文望远镜，可放大约40倍。据说他一生磨制了400多块反射镜面，还制造出一架当时世界领先的口径1.22米、镜筒长达12米的大型反射望远镜。

赫歇尔

夜复一夜，本可以靠音乐轻而易举地赚钱的赫歇尔搜寻着孤寂的太空；年复一年，他用本可以弹出美妙音乐的纤长手指磨制着越来越大的镜片。因为热爱，所以细致；因为热爱，所以能持久。43岁时，他发现了一颗新的行星——天王星，轰动一时，甚至惊动了英王乔治三世。六年后，他发现了天王星的两颗卫星，八年后又发现了土星的两颗卫星。

天王星

赫歇尔决定弄清天上的星星是怎样分布的。他把天空分成几百个区域，然后数出每个区域中能看到的恒星数。他发现，越靠近银河，单位面积上的恒星数目就越多，而在与银河平面垂直的方向上星星数目最少。他明白了银河为什么看上去像条河——宇宙是盘状的，从盘子的中间沿着盘子的平面看出去，就会看到银河。

赫歇尔的字宙

这“盘子”有多大呢？当时人类还无法测算地球和太阳系外其他恒星间的距离，赫歇尔于是用地球到北半球天空中最明亮的恒星天狼星（Sirius，又称为大犬座α）的距离为单位，将其定义为“1天狼星米”。基于星光的强度和距离的平方成反比的关系，赫歇尔算出了宇宙的大致尺度：宽约1000天狼星米，厚约100天狼星米17。(www.zuozong.com)

我们今天知道，天狼星距地球约8.6光年，因此赫歇尔所认知的宇宙的半径大约是4300光年，约4亿亿公里，比阿基米德所认为的18亿公里大了约2200万倍。又一次，人们认为世界已经大得不能再大了。

大犬座和天狼星

随着科技的突飞猛进，银河系的半径也因为测量越来越准确而不断“增大”，直到现在的约5万光年18，19，比赫歇尔的4300光年又增大了10多倍。

赫歇尔去世后100年里，人类都不能肯定世界是否只有银河系那么大。就这个问题，两位美国天文学家沙普利和柯蒂斯进行了著名的“大辩论”（被后人称为“The Great Debate”）。沙普利认为宇宙就是“巨大的无所不包的银河系”，而柯蒂斯则认为宇宙里包含着许多和银河系一样的星系，但谁也没能说服谁。

在今天看来，认为宇宙只有银河系那么大似乎很可笑，让我们停下来想一想这件事的意义。仅仅一百年前，人类都以为宇宙中只有一个星系，不知道其他约1000亿个星系的存在。而这“约1000亿个星系”只是我们今天的估算，就算有1亿亿个或更多，我们也不知道。但我们和以前每一代人一样，自满地认为自己发现的世界已经大得不能再大了。

人类确实像那只被夸父放生的山蚁——先是爬到一块巨石的边缘，就以为到了世界的边缘；然后爬到山崖的边缘，又以为到了世界的边缘；继而爬到山脚，还是以为到了世界的“真正”边缘。

幸亏人类没在银河系的边缘止步。带领人类走出银河系的，是一位孝顺的律师与一位辍学的看门人。