谁会在夜晚出门闲逛?是萤火虫,拖曳着萤光的长尾;是北美夜鹰与杜鹃,在黑夜中孤芳自赏;是牛蛙与蟋蟀,一唱一和地唱着走音的歌。猫头鹰和飞蛾也在夜晚外出,它们两个中的一个只不过是另一个的放大版。刺猬也走出来,群星好似披挂在它们的尖刺上。丘鹬,举止轻佻地转着圈。还有鼻涕虫和蜗牛在它们行进的路线上留下一串亮闪闪的黏液。漆黑如墨的夜晚,鬼怪也四处横行。魑魅魍魉不安好心。狼人褪去伪装化为原形。吸血鬼隐匿身形,悄无声息地填饱肚子。圣艾尔摩之火击中航船的桅杆,女妖伸长手臂向你召唤。诗人同样喜欢在夜晚外出漫步,他们说:“这是理智、寒冷与行星的光。心灵的树木却是黑色的。”[9]当然不能落下天文学家。太阳落下的时候,天文学家就像阴影或一只獾那样钻回自己的地盘。
今晚,我漫步在西爱尔兰一座高山的黢黑小路上。北斗七星在东北方的天空中光芒四溢。这七颗明亮的星,像七位哲人、七位智者、七头熊或是七头公牛。它们是向昴星团七姐妹求爱的七兄弟,却偷偷带走了其中一个姑娘(看!在开阳星身边的就是那个失踪的妹妹)。我曾一度惊讶于不了解星座的人也总能轻松地辨别出大勺子似的北斗七星。我一直好奇,这些星星的模式是否会以遗传学的方式在人类的大脑中留下深刻的印记,就像鸟类天生有能力识别并跟随星座的轨迹来为自己的迁徙引航。北方的天空再也没有别的星座图案像北斗七星这样留存着悠久丰富的历史文化。北斗星存纳着人类的忧思和梦境。
北斗星在英语中的正式名称叫作Ursa Major,以中文来讲即为大熊座。不光是西方传统把这个星座看作一头熊,北美的印第安人对此也有同样的理解。仅靠北斗的七颗星要认出一头熊的形象是很难的。一些制图家试图借助周围相对暗淡的九到十颗星来勾勒出令人满意的熊的形象。对我来说,这几乎是不可能做到的。北斗星中的七颗明星比这个星座中的其他恒星都耀眼得多。北斗星中的恒星,就如同全宇宙中其他的恒星一样,缓慢地改变着它们在天球上的位置,天文学家将其称为自行。对历史上的很多人来说,构成勺子图案的这七颗星也许曾有某刻看起来比今天的样子更像是一头熊。但是,利用现在自行的轨迹来推算它们曾经的位置并不难(我自己就计算过很多不同时期的北斗七星的位置),可在人类历史跨度内的任何时期——至少在我看来——北斗七星都不会让人觉得像一头大熊。话说回来,还有一个滑稽的小情况可供考虑:也许在这个星座得到大熊座之名的那个历史时期,所有的熊看起来都长得更像是勺子。
中国古人把北斗七星看作不朽的天上仙宫;对爱尔兰人来说,它们又组成了大卫王的华丽战车;在斯堪的纳维亚,北欧人说那是诸神的雄伟马车;日耳曼部落又把它看作雷神索尔的战车;中世纪的基督徒把北斗七星看作先知以利亚升天的天堂战车;而在英格兰传统中,北斗星被认为是查尔斯的马车或是一柄巨大的犁。
谁会屈从北斗的光辉?谁会放弃甜美的梦乡而去追寻巨熊那永恒的巢穴?梭罗的一位同伴曾宣称,人在没有星星的情况下也可以生存得很好,但那种生活却是大打折扣的。他说星星是一种永不会被舍弃的必需品。群星是每日的食物,是圣餐,是护身符和誓约。如果没有星星,诗人会做什么呢?如果群星“如石头般重重坠入纤纤的树丛”,他们会做什么呢?
在夏季的午夜,经历极昼的因纽特人要等上好几个星期才能看得见大熊座。可其实那头大熊就匿身于极昼的日光里,绕着天顶悠闲地转着圈。
※每位诗人,每只狐狸或獾,每只蛾子或猫头鹰,所有凝望过夜空的生物都进行过天文学历史上最重要的观测之一。他们得出结论:夜空是黑暗的!群星在黑色的天空中闪烁。北斗七星就像一柄巨大的犁,在北极的漆黑上空刨出沟壑。夜空的黑暗远比群星能向我们讲述更多关于遥远宇宙深处的故事。黑夜是一个悖论,充满着深刻的意义,让我来解释给你看。
1610年,约翰内斯·开普勒收到伽利略的新书《星际信使》的副本。这本书概述了伽利略这位意大利科学家用望远镜观测到的天空的景象。开普勒反对伽利略关于宇宙无限以及宇宙包含无穷多恒星的观点。他在给伽利略的信中这样写道:“如果真是这样的话,整片天空都会像太阳一样燃着炫目的光芒,而在无限的宇宙里,无论朝哪个方向看,我们的视线都必然会抵达一颗星,就像身处密林之中的人,周围每个方向都围挡着树,那他的视线一定会停留在一棵树干上。很显然,夜空不像白天那么亮,所以(开普勒推断)宇宙不可能是无限的。”
百年之后,英国天文学家爱德蒙·哈雷提出,如果星光的传播因距离过于遥远而减弱,不能被我们探测到,开普勒的观点就站不住脚了。但是哈雷的反驳理由并不充分。正如他所认为的那样,任何来源的光的强度,都与其光源到观测者的距离的平方成反比,但是在无限宇宙中的空间体积在每个方向上也随着距离的延伸而增加,并与距离的平方成正比。如果恒星在宇宙空间中均匀地分布,那么发光恒星的数量也必将随着距离的平方成正比增加。这恰好生成两个可以完全抵消的效果:随着与光源之间的距离加大,光的强度逐渐削弱,但是发光体的数量却逐渐增加。所以开普勒显然是对的,在无限的宇宙里,夜空就应该如同白天一样明亮,北斗七星的光芒应该被淹没在宇宙群星的绚丽华彩中。开普勒的观点在1826年被海因里希·奥伯斯[10]重新提出,后来这成为著名的奥伯斯佯谬:如果宇宙无限,并且均匀地布满发光的恒星,就不应该存在夜晚。之后,有不少人试图解释这个问题。一些科学家抗辩说,星际空间中存在着气体和尘埃,它们吸收掉星光,因此减弱了遥远恒星的光芒。但是我们可以证明,如果星际气体和尘埃吸收了星光,它们最终会变得过热而辐射出同等的能量,照样可以维持天空的亮度。何况恒星的分布并不是均匀的,而是结合成星系这样的团块。但是这个发现也没能解决奥伯斯佯谬。如果把宇宙中的星系看作星系中的恒星,这个佯谬同样存在。
但如果宇宙不是无限大呢?这样这个佯谬就迎刃而解了。或者宇宙太年轻,遥远的星光还没有足够的时间抵达我们身边,如此佯谬也能得以解决。夜空是黑暗的,这是毋庸置疑的事实,而这一点似乎能让我们得出结论:宇宙不是无限大的,或者根本没有我们想象得那么老。无论是哪一个结论,都深刻地影响了前几个世纪的天文学家们。一个有限的宇宙简直让人难以想象,宇宙的边缘之外是什么?一个有起始的宇宙似乎违背了物理定律——是什么将宇宙从无到有创造出来——也许那真要求助于神的特别干预。19世纪的科学,因趋向理性的思想转变,无法承认宇宙具有边缘或是起点。天文学家深深陷入名为夜空的黑暗困境里。
※“看,看那群星!看那头顶的天空!”杰拉尔德·曼利·霍普金斯吟诵道,“哦!看看坐在火光里的天上的人们!看那明亮的街区,看那颤动的城堡!夜空的钻石掉落在幽暗的树林,那是精灵的眼!”[11]天上有超过人类心脏可承受限度的奇观。我漫步在高山间一条黑暗的小路上,北斗七星闪耀着,像电焊机发出的光芒。它们围绕着北极星旋转,好似一团轮转烟火,时而沉向地平线,时而跃回无垠苍穹。首先来认识一下黄色的恒星天枢(Dubhe),它的名字由阿拉伯语 Thahr al Dubb al Akbar而来,意为“大熊之背”。然后是天璇星(Merak),即“熊的腰部”。天枢和天璇这两颗星的连线组成天上巨大的表针,它们始终围绕着北极星转动,就像拴着安全绳的婴儿。接下来是北斗的第三颗恒星天玑(Phad),也就是“熊的大腿”,以及第四颗恒星天权(Megrez)——“尾巴根部”。没那么闪耀的天权星,是勺把和勺斗相连的地方,从这里再往外看则属于勺柄的部分:首先是玉衡(Alioth);然后是开阳(Mizar),它身边总是带着一颗暗弱的名叫“辅”的伴星(这就是昴星团中那个被掠走的小妹!);最后是摇光(Alkaid)。宙斯“将它们掷向天空,它们乘着旋风旋上高空,固定在那里”。最高天神宙斯贪恋凡人卡利斯托。美丽的卡利斯托原本是在山间漫步的女猎人,以在阿卡迪亚山中追寻凶猛野兽为乐趣。宙斯的妻子赫拉因嫉妒她丈夫对卡利斯托的痴迷,憎恨他的不忠,就把不幸的卡利斯托变成了一头熊。作为一头熊,卡利斯托只能蜷缩在森林中,惧怕人类也惧怕野兽。有一天,卡利斯托的儿子阿卡斯在森林中偶然遇见她。高兴坏了的卡利斯托忘乎所以,用两条后腿站立起来想要拥抱她的儿子!面对突然袭来的大熊,阿卡斯吓了一跳,立刻搭弓上箭。千钧一发之际,宙斯从奥林匹斯山上遥望到了下面发生的一切。看到悲剧即将上演,他果断施展魔法,将阿卡斯变成了一头小熊。而后,宙斯把母子二人一起升到高空,让他们永远以两头熊的形象留驻在那里,成为如今的大熊星座和小熊星座。
我曾一度搜寻大熊座附近空间中的星系。用一架中等尺寸的望远镜,我能发现那个星座中距我们最近也是最明亮的两个星系。1774年,德国柏林的天文学家波德首先发现了M81和M82星系,它们是夜空中两个不易辨别的团块。1781年,“彗星捕手”梅西耶把它们加入自己的星表,分别编上了序号,再在前面加上自己名字的首字母M。如今我们称呼它们的名字,即为当时梅西耶赋予它们的编号。相较于M82,M81是更灿烂的天体。在天文台的照相底片上,可以把它分辨为由2000亿个太阳组成的耀眼风车,但是在业余爱好者的小望远镜里它就只能表现为雾状的模糊斑点。假如M81处在北斗七星的距离上,那么它可怕的光芒会充斥我们的天空。它将转动着、闪耀着,那光芒像无数个太阳堆积,灌满瞳孔,无可逃避。它的姐妹星系M82呈现出细长的纺锤形,神秘莫测,难以捉摸,看起来似乎因经历了暴虐的痉挛而样子古怪。它的恒星排列毫无规律可循,质量肆意变动。M82的核心遭受了相当于百万倍太阳质量的剧烈爆炸所造成的能量冲击而破碎不堪,恒星如同正在甩干身体的狗身上的水滴一样四处飞溅。它们周围的行星,无论是绿色的世界还是蓝色的世界,都因巨大的震撼被吹散了。“宽恕我们吧,上帝!请息怒。”M82就像阿卡斯的离弦之箭,射中母亲的心脏。
大熊座的七颗亮星中,有五颗真的属于同一个星团,距离我们大约80光年。天枢比这个星团更远,距离我们105光年。蓝白色的巨星摇光比其他几颗都要更远,距离我们210光年。北斗七星都属于我们的银河系,而且距离相对来说都不算远。M81和M82距离我们700万光年,它们是银河系之外遥远孤独的“宇宙岛”,悬在茫茫虚空的汪洋大海中。以地球上的时间计算,击碎M82核心的爆炸发生于850万年前,考虑到距离,在我们现在观测到这个星系时,那场爆炸刚刚过去150万年。在那场灾难的冲击波里,我从这座高山启程,我从这幕黑夜启程。“看,看那群星!看那头顶的天空!”跨越光年,星系在黑暗的天空中燃烧,这是思想之光。
※奥伯斯佯谬直到20世纪才得到解决,而且这答案完全出乎意料。在1912年到1928年之间,天文学家维斯托·斯里弗尔成功地获取了40个星系的光谱。当时,人们还不知道所谓的“旋涡星云”就是和银河系一样的遥远的恒星系统。斯里弗尔让星系的光穿过棱镜,然后观察它们彩虹般的色散。星系发出的光是典型的恒星光,但是光的波长会有轻微的延长,朝着光谱上红色一端位移。星系光的红移暗示斯里弗尔,星系正朝着远离我们的方向运动,这就是所谓的多普勒效应,而当卡车在高速公路上疾驰而过的时候,它的咆哮听上去也会有同样的效果。当卡车接近我们的时候,声音波长被压缩,音调升高;而当卡车远去,声波被拉开,音调降低。这原理也同样适用于光波:光源朝着我们的方向运动,光波压缩,向着光谱上蓝色的一端或者短波的方向位移;光源远去的时候,光波拉长,发生红移。M81正在以每秒77千米的速度急速远离我们而去,而M82远去的速度更是让我们追赶不及,达到了每秒386千米。
起初,这样的结论可能让人觉得有点奇怪。星系飞离我们,难道是因为我们对周围的天体没有吸引力吗?难道我们正处于被宇宙排斥的中心吗?答案非常显而易见,而且很快就明朗了。就在斯里弗尔获得星系光谱的同时,威尔逊山天文台的埃德温·哈勃和米尔顿·赫马森成功地测量出了星系间的距离。他们发现了人们未曾预料到的联系:星系不仅仅是远离我们,其远离的速度还和与我们之间的距离成正比。这关系非常精确,以至于我们可以推测,宇宙中的所有地方都在均匀地向外扩张。星系似乎正在彼此散开,空间正在膨胀。我们的银河系不是宇宙排斥的中心,每一个其他星系上的居民都会看到他们的邻居正在远离自己而去。如果星系正在彼此远离,根据它们的相对速度和现在的距离,不难计算出140亿年前它们一定靠在一起。星系的扩散始于宇宙的大爆炸。那是最早的初生之火。那是真正的创世大爆炸。
于是,我们可以解决奥伯斯佯谬这个遗留问题了:夜晚是黑暗的,原因在于宇宙正在膨胀。宇宙或许有限,或许无限。但是,无论怎样,宇宙经历的时间是有限的。它的开端就在140亿年以前。因此,我们没有办法接收到140亿光年之外的恒星散发的星光[12],因为根本没有这样的星体存在。进一步说,后退中的光源减弱了亮度,如果遥远的星系还在远离我们,它们就不会像奥伯斯佯谬中所提到的那样应该对我们的夜空贡献出一份光明了。宇宙太年轻,还不足以让我们的夜空处处光亮。
※我们的生活被黑暗环绕。“如果夜晚不用露水和黑暗修复这溃败的世界,那日子会是多么令人难以忍受!”梭罗写道,“当阴影开始聚集……我们偷偷地前行……就像丛林中的动物,寻找沉默又忧郁的思想,那是才智的天然猎物。”夜空,是神秘主义者、哲学家、科学家和神学家狩猎的乐园。我沿着山脊走上一条黑暗的小路,独自前行一个小时。大熊在东方的天空中循着路径移动了六分之一。小熊正围绕着北极星摆动尾巴。宙斯迷恋卡利斯托。卡利斯托放下她的箭袋。赫拉因为嫉妒而设计陷害卡利斯托。卡利斯托爱着阿卡斯。阿卡斯害怕大熊,箭矢搭在弓弦上正要射出。
“今夜,在无尽微茫的星光之下,树和花朵飘散着清冽的芬芳。”这是我第三次在这个冥思之夜想起西尔维娅·普拉斯的诗。每天都是生活的片段,每个人的生活都围绕着一些淡淡的黑暗。星系从我们身边跑开,稀释了它们的光辉,让夜空暗淡下来。夜晚是宇宙年轻时的样子。我走过的道路两侧都有用篱笆围起的,由黑莓、忍冬和灯笼花组成的树篱。从灯笼花的小灯罩里发出灰暗的微光,花哨的暗紫色和猩红色褪去,随着离去的星系一起飞远了。宇宙太年轻了,我走进它青春的光芒。现在有时间了,“树木有时会触碰我一下,花儿有的是时间陪着我”[13]。