一、人在宇宙中的地位

人最感兴趣的是天文。人们如果在一个悠闲的夜晚，昂首天空，往往会感到天空的壮丽，因而会联想到宇宙之浩瀚。这在古代哲学家和文学家的著作中有着许许多多的反映和表现。上古时代，大家以为，盘古开天地，天圆地方，人在地上。地是如此之伟大，日、月、星辰都围着地转，以后，有了航海术，才慢慢地发现地原来是圆的，但觉得地还是比较大，太阳、月亮比较小，围绕着我们转。地为中心的学说流行了很长时间，后来才有人出来反对，说太阳是不动的，而地球在动。从那时候起，人们对宇宙的认识就从地球跳出去了。人们开始去认识太阳，认识月亮，认识太阳大家庭内的许多兄弟姐妹，如水星、金星、火星、土星、木星、天王星、海王星、冥王星。太阳离地球约为一亿五千万公里，月亮约三十八万公里，从太阳到最边缘的冥王星约七十亿公里。十七世纪伽利略发明望远镜以后，发现银河系才是更大的家族，起码有一千五百亿颗恒星。这样，我们的视野就大大开阔了，银河像个大圆盘，直径十万光年，中间厚度一万六千光年。太阳系离银河系中心二万七千光年，太阳在这么大的家族里是一个貌不出众、个子适中的普通成员。现在知道最大的星有七十个太阳那么大，最亮的星是太阳的十亿倍。比太阳小的星，大的叫巨星，小的叫矮星，有的只有太阳的二十分之一。宇宙万物都有生老病死，恒星一生出来像个婴儿，云雾缥缈、慢慢收缩，发生核聚变，放出能量，进入成年，恒星的寿命约有一百到一百二十亿年，太阳存在了五十亿年，已是“人到中年”了。我们非常幸运，在一个普通个头中年恒星的行星系上，有着适合生物生长的较好环境，因此有了生命，也有了高级思维的人，创造了文明社会。人们的认识是不是到此为止了呢？不是。现在，人能观察到的宇宙，可以达到一百二十亿光年。在这样一个范围内，估计会有一千亿个像银河那样大小的星系。每个星系平均又有一千一百亿个恒星。这样算下来，宇宙里的恒星是不可计量的。宇宙是无边无际的。宇宙是否有开始和终结呢？不易回答。从所能观察到的范围里，近期有“大爆炸”学说。开始大家都反对，实际上还是有相当的科学根据的。它认为大约在一百五十亿年之前，所有的物质集中得非常密集。以后，一霎那之间，即10的负几十次方秒内，不知道什么原因，突然爆发，物质与能量慢设散开，产生各种超微粒子，然后形成核，形成原子，形成分子，最后形成星云和星系。

联想到人在宇宙中的地位，继之而来的一个问题是，地球上人为万物之灵，那在宇宙中是否存在跟我们一样有智慧的生物？有没有跟我们一样的文明世界？这个问题是饶有趣味的。有人作过计算，银河系里约有三千亿个太阳。是不是每个太阳都带有一个太阳系，因此就有三千亿个文明世界、三千亿个类似于人类的智慧生物呢？现在的回答是不可能有那么多。为什么？首先有些恒星转得非常快，它辐射出来的光和热太厉害，不稳定，因此不能产生适合于生成智慧生物的行星系统。把这一部分去掉，大概还剩下二千八百亿个；从物质的原始状态，经星云、尘埃到形成行星，以后发展到生命，从分子到细胞，从原始生物到有智慧生物，这样一个过程需要五十亿年。比太阳大40%以上的恒星，质量是太阳的1.4倍，其寿命不超过五十亿年。因此没有形成行星系统的可能。另外一批不及太阳1/3大的恒星，若能产生行星系统的话，那么，这些行星就像月亮一样，只有半边对着太阳，半面热，半面完全黑暗，不适合生物的繁殖。把这两部分排除，估计还剩下四分之一，七百五十亿个了。而且其中好多是双星，不可能有类似地球这样的行星存在，扣去这部分，大概只剩下五百二十亿个了。

此外，在星系的外层，行星系统还不能就此形成，还需要有岩石、冰块、金属等。这些东西往往不是从第一代恒星来的，而是第二代恒星才有。恒星死亡时，把好多物质都喷射到宇宙中去，与其他分子结合，逐步形成比较大的物质，一直到形成类似岩石那样的东西。这时，我们叫它第二代恒星。太阳就是第二代恒星，为什么这么说？因为我们知道宇宙的年龄是一百五十亿年，而太阳为五十亿年，所以它是第二代恒星，它的成分从别的已经死亡的恒星中取得。于是在五百二十亿个恒星中能变成第二代恒星的数目大约只有十分之一，为五十二亿个。其中有些温度太高，有些又太低，又要砍去一半，故只剩下二十六亿颗恒星才有可能产生类似地球的文明世界。

现在再来看行星，要类似于地球，第一，要有智慧生物形成，一定要有水，有大气。行星还应具备一定的大小，起码要有地球的40%大才行，如太小了，空气和水就跑光了，生物不能生存。这样又去掉一半，为十三亿个。但这类行星系统还对轨道有要求。我们知道，地球的轨道近于圆，夏天、冬天温差不太大。另外地球公转轨道倾角也不太大。如很偏，夏天就热得不得了，冬天又异常寒冷，在这种情况下，生物就会死亡，因此又得砍掉一半，只有六亿五千万个。其中能产生生命的大约只有92%，即六亿个。再考虑能产生多细胞的只有2/3，又减为四亿三千万个。而能产生陆地生命的又大概是94%，剩下四亿个，其中能产生高度文明的恒星，可能只有三亿九千万个了。宇宙中一共有一千亿个银河系，数字仍然很大，所以可想而知，应该说人在宇宙中没什么了不起，很普遍。

人们不禁要问，一代文明是不是就可以永远存在呢？也不一定。有人估计，由于战争、环境污染或者其他别的原因，人类也可能会像恐龙那样地绝种。但是一代文明绝种了，宇宙空间中又会产生新的物质、新的生命、新的一代。灭了生，生了灭，如此周而复始代代循环下去。

有人推测，与我们是有同样文明的邻居，平均相距大约六百三十光年。怎么找它？谈何容易！假如跟它打个招呼，等它电话传来，已经过了一千二百六十年了。现在是不是在找？在找。从1970年开始，国际上已经有一些计划。比如美国，计划用很多无线远镜聚在一块，看有没有规则的讯号传来。美国航天局则用两面天线来接收信号。现在估计在二十四光年范围之内，有七颗星符合有文明社会存在的条件。

总之，人类经过一、二千年的努力，已经正确地认识到自己在宇宙中的地位，而且还不就此满足，还要去寻找远亲和近邻，跟他们通消息、打招呼，当然这是极其渺茫的。但应看到人类正逐步离开地球，走向太空。

二、天文学在社会发展中的作用

天文学最初来源于生产。因为人类最初的生产活动，不管是农业还是游牧生活，都需要知道方向和季节。后来随着科学的发展，天文才慢慢从实用跨到了好奇和探索的一面，也就是纯科学的一面，大家知道，经典物理中牛顿定律是使用得最多的。而天文上的开普勒定律就是牛顿定律的前身。当时有一个天文学家观察火星，观察了三十年，想用一个轨道描述出来，他所用的就是开普勒定律。

能源问题跟天文也有关系，原子弹的想法从什么地方来的呢？是从天文学来的。那时有个天文学家在计算，太阳每天放出这么多的光和热，是怎么产生的？如果把太阳当作最好的优质煤，那么太阳烧不了多少年。为什么太阳烧不完呢？后来经过研究发现，在恒星里产生的能量不是我们日常看到的煤、石油，而是更高级的能源，这就是现在说的核聚变，就是氢合成氦时把其中的能量释放出来，犹如氢弹。可是天文上有好多现象，比我们所知的氢弹能量大好多倍。如恒星与恒星相碰，恒星老化以后爆发而成新星或超新星，将很多能量释放出来。星系更厉害，一个星系与一个星系相碰，物质飞违交流，产生的能量更大。如果这个模式可在地球上建立的话，那我们人类可用的能源就丰富得不得了，对社会的影响将是非常巨大的。

天文学对社会的促进是很大的。美国为了“阿波罗”上天花了许多钱，为此，美国人民骂他们的政府白白花费钱。可是后来，经过一番研究之后，发现用在“阿波罗”登月上的技术为民用带来了技术上的巨大进步，由此而得到的收益远远超过它当时的投资数。

天文对人民生活也有关系。有好多现象，如地震，某些气象、气候的研究（长期灾害性天气预报）都跟天文有关，更长期的地质现象也与天文有关。最近研究，地球在这样一个大的宇宙环境中，可能每隔一个阶段，跑到一个位置上，影响太阳从而也影响地球，导致整个气候的很大变化。最近发现，好多物种灭绝的周期是二千万年。因此有人探索，太阳周围是否有一颗复仇星，二千万年为一周期，到时对太阳产生非常大的影响，使其温度发生剧变，从而影响到地球上的生态环境。如恐龙灭绝就处于这么一个周期下。还有一些大的气象周期如冰河，也与天文、太阳活动有关。

太阳虽然是一个脾气很好的星，但它还有活动。活动时，内部突然并发，磁场增大，温度升高，太阳风也加大，对地球气候产生强烈的影响，对地磁场的影响、通讯上的影响特别厉害。假定宇宙飞船放出去正好是太阳突然爆发的时候，就可能产生通讯中断，以致找不到飞船。所以，每一次发射飞船、卫星时，都要问天文台，现在是否处于安全期。天文台上有一些人员在不断地观测太阳，以便及时作出预报。

除此之外，更实用一些的是导航和测量方面的工作。以前航海靠天文，看太阳，看月亮，看星星。现在虽然有了无线电导航、人造卫星导航，但对很远的飞行，还是靠天文最保险。对于飞出地球所需要的导航，更加要靠天文。所以说，对天文的要求越来越高。

天文中有一支分科与地球很密切，就是用天文的手段，反过来研究整个地球。上海天文台就有这方面研究的。而且在近期，国际上发展得也比较快。所有新式的空间武器、宇宙飞船都需要在地面上有一个标点，这就需要形成一个很高级的大地测量坐标系统，才可以做这个工作。大地测量跟天文的关系很密切。以前的测量都是看天上的星，精确度有限。到了七十年代以后，开始用无线电，后来又用激光测量卫星。此外，用激光测月亮，用无线电天文望远镜测很远的无线电射电源、发射无线电波的星系，现在，上海有一个激光测量人造卫星距离的站，前年开始参加国际合作，现在处于国际中等以上的水平，打算再用一、二年时间，达到国际上的最好水平。

在新的研究领域方面，美国现在有个计划，拟建十个无线电天线，专门研究天上的类星体，即银河系之外一种最亮的星系，它离我们非常远，甚至有一百亿光年，远远看去像颗星，很亮。现在发明了无线电干涉技术以后，在美洲、欧洲之间，同时用无线电望远镜观察，发现在很小的范围内，它还有二、三个小的核心，从中释放出大量的能量来。

从更远来看，现在的天文技术已经走向空间了。美、苏准备合作，大概到九十年代初发射一颗卫星，在卫星上安装一架十五米的无线电望远镜，然后，将卫星天线与地面天线联起来，一起观测。

总之，我们的天文并不只是告诉大家宇宙有多大、多远，人怎么渺小，怎么微不足道等，同时也告诉人们，人是非常厉害的。人们可以上天，以后还打算在太空建立空间站。这样，我们可以在空间搞药物，做各种非常精细的工作。所以，在宇宙这个天地里，人类是大有作为的。

[以上均胡季威等整理]