最后的观星人：天文探险家的不朽故事（第18届文津图书奖推荐图书；入选《环球科学》2022最美科学阅读榜主榜单；美国笔会文学奖决选作品） 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

从午夜凝视星空的孤独宁静到野外熊在天文台游荡的荒诞，从智利的安第斯山脉，到亚利桑那州的悬崖，再到夏威夷的大岛，天文学家艾米莉讲述了无数个观测夜晚宇宙的寂静，以及来自凝望星空的有趣、热烈、辉煌的故事。

我们为什么要研究宇宙？我们为什么要仰望星空，为什么要提出内心的疑惑，满世界建造这么多望远镜，到地球的极限之地寻找答案？我们为什么要观星？

原因无他，只因我们必须这么做。在这颗小小的星球上，有一团微小却无法扑灭的无形之火，在渺小的人类心中燃烧着，驱使我们在漫漫宇宙中上下求索。

引言

章 眼

第二章 主焦点

第三章 有人看见神鹰了吗？

第四章 损失时间：6 小时。原因：火山喷发

第五章 子弹造成的伤害非常小

第六章 一座属于自己的山

第七章 干草车和飓风

第八章 欲上青天览日月

第九章 阿根廷的 3 秒钟

第十章 测试质量

第十一章 机遇目标

第十二章 收件箱里的超新星

第十三章 巡天新时代

阅读指导

访谈名单

参考文献

致谢

艾米莉·莱维斯克，华盛顿大学天文学教授，以大质量恒星的演化与死亡为主要研究方向。6岁起痴迷于太空，在麻省理工学院求学期间与志同道合的同学和教授一起欣赏美丽纯粹的天空，立志以天文学为毕生追求。在她精彩的处女作中带领读者踏上天文朝圣之旅，探访遍布世界各地的天文台。她将记忆与大型望远镜交织在一起，生动地描述了自己与他人的惊奇冒险故事。

莱维斯克曾用地球上许多大型望远镜观测天体，总观测时长达50多个夜晚，并发现了索恩-祖特阔夫天体候选者HV 2112的存在。获得过多项学术奖项，包括安妮·坎农天文奖、科特雷尔学者奖、牛顿·莱西·皮尔斯天文学奖等。

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在拉斯坎帕纳斯山的那个晚上，我原本也应该这样按部就班地度过我的夜晚，结果却碰到了大风。当我坐在紧闭的圆顶室内，没有流连于观测目标之间，也没有一边听着詹斯·泰勒（James Taylor）的迷人歌声，一边迅速下载并处理数据，而是对着风速表 发呆。 

天还没亮，我就离开了天文台。不管怎么说，这都是个坏兆头。凌晨四点半，我和操作员放弃等待，决定提前收工。外头的风丝毫没有减弱的迹象，即使有，我们也没有足够的时间打开圆顶，校准望远镜，赶在日出前对准目标，拍下有用的数据。就这样，我的观测结束了。拜智利安第斯山脉的风向所赐，我跨越5000英里的距离来到这里，在封闭的圆顶室内坐了两个夜晚，盯着一张来不及观测的天体清单发呆，眼睁睁地看着我这一年分配到的望远镜时间，就这么被大风无情地吹走了。 

我拖着灌了铅似的脚步走在路上，后一次回过头去，心有不甘地瞪着如温室花朵般娇弱的望远镜。它安然无恙地躲在金钟罩里，像珍珠一样舒服地被裹在贝壳里，而我却站在狂风大作的室外，被风拉扯着衣裤，举步维艰。是啊，我大老远跑来，却一无所获。 

我又向前走了几步，才大概看清四周的环境。月亮已经落下了—我辛苦申请来的两个夜晚的黑暗时间是真的过去了—身后的圆顶变成一团模糊的黑影，脚下的路依旧看不大清楚，远处的餐厅和宿舍一片漆黑。我需要走得更近一些，才能看见步道旁低矮昏暗的红灯，在黑暗中指引着穿梭在建筑物之间的行人，贴心地保护他们的夜视力。我能隐约看见附近建筑物和山峦的轮廓，甚至东边一些更高的山头，虽然只是些朦胧斑驳的影子。过了好一会儿，我猛然意识到为什么能看见那些朦胧的景象，不禁大吃一惊，蓦地驻足。 

是星光。 

南半球的夜晚星河璀璨，对我们这些看惯了北半球天空的人，更是摄人心魄。由于地轴是倾斜的，北半球的人只能看到银河系的外围，生活在南半球的人却幸运地正对着它群星荟萃的中部，映入眼帘的是犹如一条明亮光带的银河，横贯整个南半球的天空。银河系的恒星如此密集明亮，你很容易就能分辨哪里被星际云遮挡住了。星际云是云雾状的暗斑，能够遮挡住数百万颗恒星的光芒，古代印加天文学家将它们定义为“暗黑星座”，以许多动物形状为其命名，其中包括蟾蜍座、猎户座、羊驼座。 

如果正好站在南半球的天文台山上，你会看见这里远离城市和公路，完全漆黑一片，夜空美得令人窒息。即使是在璀璨的银河系 之外，天幕上也依然挂满了星辰，到处繁星点点。在光污染比较严重的地区，我们会用线条将肉眼可见的星辰连成星座，中间的区域是空的；随着天色越来越暗，那块空空的区域会有星星接连出现。到了像拉斯坎帕纳斯山这么黑暗的地方，天上的星星密密麻麻，数不胜数，犹如一幅三维画卷在你头顶上铺展开来。明亮的星星大方地将星辉洒在你头顶，让你想看不见都难，即使是昏暗的星星也层次分明，哪怕是在灰暗的角落，也能想象得到，肯定还有更多星星潜伏在视野之外。这些星星还有其他地方看不到的颜色，比如清冽的冷蓝色，恬静的鹅黄色，清浅的橘红色，犹如一盒不小心撒落的珠宝，清晰地闪烁着各色光泽。 

我驻足抬头，忘记了呼吸，完全沉浸在宇宙之中。不知站了多久，也许是一分钟，也许是一个小时，风肆虐地吹打着我的脸，可我却被头上的星辰定在原地，舍不得挪动半步。 

没错。它们就是我来这里的原因。

在另一个位于加拿大西部的天文台，好几个刚入行的观测者在夜间通过栈桥走到观测笼，后来白天一看到它摇摇晃晃的样子，立马发誓此生绝不会再上去。

一旦在高悬于圆顶室地板和主镜之上的观测笼中安顿下来，观测者就会开始夜晚的工作，取下用过的底片，放进全新的底片，校正望远镜的角度（有时偏移量还挺大的）。出于安全性和实用性的考虑，天文学家会和夜间助手一起工作：当天文学家站在相机旁，调整望远镜角度，更换照相底片时，夜间助手会旋转天窗，与望远镜指向的天区对齐，并监视望远镜的大幅度移动（比如从北边移动到南边去），留意地面上的情况。 

这种安排自有它的实际意义。一旦观测者进入观测笼，一般就会一直待在上面。如果想下到地面的话，他们随时可以下来，只是这过程太折腾了，很多人宁愿守在上面，等到漫漫长夜过去才下来。对某些观测者而言，在上面坚持一晚相对容易些。很多男同胞习惯带几个瓶子上去，可以随时响应大自然的呼唤，同时又不用中断观测。在观测笼里工作的女同胞则要时不时提醒一下夜间助手（通常是男的），她们需要下去方便一下，让她们用瓶子解决是不人道的。有时，当夜幕落下时，观测者会带着一个装满干冰的保温杯上去，半夜不停地往相机里倒干冰，让它尽可能保持低温，限度地减少因相机部件过热而要跑上跑下的麻烦。干冰用完之后，空掉的保温杯还可以物尽其用，满足人体基本的需求，比如释放膀胱压力（不用我说大家也知道，这两个用途的先后顺序很重要，不过睡眠不足的天文学家不一定总能记得正确的顺序）。 

大多数观测者在圆顶室里的敌人不是膀胱而是寒冷。导星是一个细致且持久的过程，观测者连续好几个小时都不能移动。从科学的角度来讲，冬夜又黑又长，空气通透清新，无疑是观测的佳时机，但这意味着要在寒冷的观测笼内瑟瑟发抖地待上10个小时，无疑是一种酷刑。此外，圆顶室内不能开暖气，否则上升的热气流会扰动望远镜上方的空气，破坏采集到的图像质量。 

虽然不能“加热”整个圆顶室，但这并不代表不能“加热”天文学家。一些天文台为观测者采购了电热飞行服，很多是“二战”没用完的飞行员装备。任何能改善生活的措施都是观测者喜闻乐见的，只不过在后勤上遇到了不小的挑战，因为这些衣服需要插入电源，而且是 12 伏直流电，和今天的汽车蓄电池输出一样，但是美国墙壁插座的标准电压是 120 伏交流电。至少有一个观测者不小心将插头插进墙壁上的插座里，过了一会儿突然闻到一股怪味，接着发现自己被包裹在冒烟的飞行服里。 

可惜飞行服解决不了所有问题。观测者即使戴着厚重的手套，到了凌晨还是会被冻得手指麻木。在导星的过程中，他们要将眼睛凑到目镜上，一看就是好几个小时，其间不小心滴下的泪珠甚至会凝结在目镜上。霍华德·邦德还记得基特峰上一个特别寒冷的冬夜，当时气温—7 摄氏度，风速每小时40英里，狂风撕扯着圆顶，从天窗倒灌进来，呼啸着穿过主焦观测笼，吹得望远镜停摆了。当他喊人过来时，他们发现望远镜齿轮上的油脂因为天冷凝固了，变得像泡泡糖一样黏稠，冻住了望远镜，使他不得不提前结束当晚的观测。虽然痛失数小时的数据，而且夜空难得的晴朗清澈，但是霍华德承认他当时的个念头是：哦，感谢老天爷！ 

除非碰到技术问题，否则观测者会不离不弃地守在望远镜边上，直到曝光完成，或夜晚结束。照相底片确实产生了无数美丽的星图，但是就算将它们浸泡在氨水或氢气中，光敏度也远不如现代的光学仪器。想得到一张好的图像，有时可能要曝光好几个小时甚至好几天。在后一种情况下，观测者会放入底片，指向观测目标，调好望远镜中心，打开快门，孜孜不倦地追踪目标一整夜，然后关上快门，离开观测室，回去睡上一整个白天，留下底片牢固地卡在相机里。隔天晚上，观测者会回来，对准同一个目标，调好望远镜中心，打开快门，曝光同一块底片，接着重复同样的不眠夜。 

有一天晚上，一位天文学家正在进行这样多日的观测和曝光，我们先称呼这位仁兄为厄尔（相信我，这只是一个化名）。他是一个安静的人，在某些同事口中，他安静到近乎反社会：观测前的晚餐，他可以全程一句话也不说；观测中除了基本的操作要求，他很少对夜间助手多说一句话。一天晚上，厄尔正坐在利克天文台3米望远镜的主焦观测笼内，耐心（且一言不发地）地引导望远镜，在同一块底片上开始新一轮的曝光。到了半夜，他的助手心血来潮地走进圆顶室，可能是想来关心下那位不爱说话的仁兄。当他踏入圆顶室时，衣服口袋不小心勾到了门边的电灯开关，所有灯“啪”的一声亮了，将望远镜淹没在灯光中……顺带毁了一块见光死的玻璃底片。 

迎接他的是主焦观测笼里一声响彻云霄的咆哮。向来不爱说话的厄尔瞬间在沉默中爆发，开始问候助手的祖宗八代，还威胁要将他碎尸万段。盛怒之下，仍坐在望远镜上方的他开始转动望远镜，企图将观测笼旋转到正对圆顶侧面电梯的位置，大概是想乘电梯下去兑现他的威胁吧。 

震惊之余，那位助手回过神来，迅速采取自救行动。根据他的观察，那位在半空中缓慢地做着圆周运动的“杀人魔”很可能不是在开玩笑。幸运的是，天文学家控制着望远镜，但他控制着圆顶。当厄尔离电梯越来越近时，他眼疾手快地启动旋转系统，将圆顶朝反方向旋转，让观测笼无法靠近电梯。据说，这场诡异的慢动作旋转追逐战持续了半个钟头，厄尔的叫骂声也持续了半个钟头，惜命的助手坚决不肯放他下去，除非他冷静下来，不再喊着要杀人。此时，同在一座山上工作的天文学家如果放眼望去，看到山顶上大的望远镜在旋转，但是天窗大开，灯火通明，一定会大吃一惊。

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编辑推荐

★美国天文学会安妮·坎农天文奖得主，讲述星空守望者鲜为人知的惊奇冒险故事，一窥天文学家的真实生活

他们每天都在奔赴世界各地的望远镜的路上，一路上充满各种跌宕起伏的故事——与野外熊的意外相遇，观测中遭遇雷击、火山喷发，任何一个喜欢观星的人都会被书中欢乐的冒险故事吸引。

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入围美国笔会文学奖决选名单、英国皇家学会科学图书奖决选名单、美国科学促进会/斯巴鲁图书奖决选名单，并被评为2020年美亚优秀图书。《出版人周刊》、BBC《夜空》主持人克里斯·林陶特、格林尼治天文台前负责人盛赞推荐。

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望向苍穹之上那些美到摄人心魄的星辰时的感动和震撼，驱使我们在漫漫宇宙中上下求索。写给任何曾经看到过星座、日食或流星，并想追逐它们的人。

书摘插图

媒体评论

任何一个喜欢观星的人都会被书中欢乐的冒险故事吸引。——《出版人周刊》星级评论

艾米莉出色地解释了天文学背后的科学，她传达了宇宙的敬畏和美丽，研究它的人们的奉献精神，以及发现的兴奋感，这本引人入胜的书将吸引无数热爱观星的读者。——《图书馆杂志》

前言

“你试过关机重启吗？”

这句话被世界各地的IT小哥疲倦地重复着，但可能不曾引起其他人如此强烈的恐慌。首先，那时是凌晨一点，二十四岁的我正在夏威夷高的一座山峰上—海拔近14000英尺（约4267米），坐在一个寒冷的控制室里，一边顽强地与睡意和缺氧搏斗，一边努力抢救一台坏掉的设备，想为我的博士论文做后的挣扎，以挽回来之不易的几小时观测时间。

其次，那台故障的设备是昴星团望远镜（Subaru Telescope），一个630吨重的大怪兽，位于我头顶上方足足有十四层楼高的圆顶内，与我仅隔着一层天花板。它是美日天文界合作的结晶，拥有直径超过27英尺（约8.2米）的主镜（当今世界上的单一镜片主镜），还有一套地球上精密的光学仪器和图像处理工具，每晚的运行费用高达4.7万美元。在向系里的教授们提交了一份长达12页的研究提案后，我总算申请到一个宝贵的夜晚。今晚正是我这一整年里分配到的的夜晚，这台望远镜将任由我摆布，指向50光年外的些许星系。

这么金贵的仪器，我怎么敢随便关机重启？那天晚上，观测工作一直进行得很顺利。突然，控制室里的一台电脑发出不祥的警报，令我和望远镜操作员（山上除了我以外的另一个活人）瞬间僵住不动。我问她这是什么意思，她面色凝重地告诉我，支撑镜面的一个机械支架可能失灵了，转而又安慰道：“没关系，我觉得镜子应该还没掉下来。”

“你觉得？”

“没错，否则我们听到的会是‘砰’的一声巨响。”这推理完美得无懈可击，却无法令我那颗悬着的心安定下来。

我们显然是幸运的，当机械支架失效时，望远镜正好处于一个极其微妙的角度，没有立即发生灾难性的事故。目前，支架依旧顽强地支撑着副镜，它虽比主镜小多了，但也有4英尺（约1.2米）宽，400磅（约181千克）重，悬挂在73英尺（约22米）高的空中，将主镜收集和反射的光线引导到我正在使用的相机上。不幸的是，如果我们继续移动望远镜，就有可能将副镜甩落—这算是轻的了，运气够差的话，掉下来的副镜可能会砸中主镜，两者共赴黄泉。

我们忐忑不安地给昴星团望远镜的白班工作人员打电话。他们是一群机械工程师，专门在观测人员熟睡的白天，维护山上的13架望远镜。我们联系到的日本工程师乐观地说，这个情况今天早些时候也发生过，不过望远镜的机械支撑应该没毛病，电脑发出的可能只是虚假警报，重启望远镜或许可以解决问题。这时候，如果我们友善地提醒对方，这是一台价值数百万美元的望远镜，而不是家里的路由器，不知会不会有点唐突。

我不知道400磅重的玻璃砸向我头上的水泥地板会发出什么样的声音，但我很清楚我一点也不想听到那个声音，也不想顶着“那个杀死昴星团的博士生”的绰号，被同行取笑一辈子。这些年，我从别人那里听了很多“我弄坏了望远镜”之类的故事，总觉得那是跟我毫不沾边的事，忘了有一天我也可能成为故事的主人公。好事不出门，坏事传千里。我有一位合作研究者曾无知地将两根不应该相遇的电线接在一起，烧坏了望远镜上一台贵得离谱的数码相机。他还没来得及回去向导师自首，这个噩耗就传到了他老人家的耳朵里。另一位天文学家，而且是一名资深的观测者，不小心撞坏了望远镜的工作端。那晚她因睡眠不足，忘了将圆顶室内的移动平台收回来，结果就跟望远镜撞上了。有时，意外说来就来，甚至不是人为的。某一天夜里，在西弗吉尼亚州的绿岸小镇，一个巨大的300英尺（约91米）的射电望远镜才刚抬起头就轰然倒塌，像一个被踩扁的易拉罐，一下子瘪软在地。我不记得是什么导致了这起臭名昭著的绿岸事故，但我很确定“机械支撑”这东西有着洗不清的嫌疑。对我来说，现在明智的做法是立马收工止损，开车回到观测站的宿舍睡觉，第二天早上让白班人员里外彻查一遍。

但这是我与这台望远镜仅有的一个夜晚，不管我今晚经历的是机械故障，不请自来的云彩，还是虚惊一场—真相是什么，到了明天都不重要了。天文学家需要提前好几个月申请，才能如愿用上望远镜。一旦错过这个夜晚，明天另一名天文学家将带着截然不同的研究计划过来，接手这台望远镜。到头来，我只能带着半途而废的观测，抱憾而归。回去以后，我还要重新递交一份新提案，期盼着再次得到望远镜管理委员会的批准（让他们点头比登天还难），

接着再等上一整年，直到地球绕太阳一圈，同样的星系重新出现在那一小块天区，我才有机会再试一次，而且要提前烧高香，祈祷那天晚上不要有云，设备不要罢工。

我太需要这些星系了。我想要观测的星系在几十亿年前曾出现过一种被称为伽马射线暴（Gamma-ray Burst，GRB）的奇异现象。天文学家的猜测是，它们来自迅速旋转的垂死大质量恒星，它的核心塌缩成黑洞，从内向外将它吞噬殆尽，并喷射出强烈的光束。那些光子横跨整个宇宙，终抵达地球，成为我们看到的维持数秒的伽马射线。当然，宇宙中每时每刻都有恒星死去，只有少数恒星会这样壮烈地绽放余晖，没人知道为什么。我的博士论文主要建立在一个假想上，这些恒星在死亡时发生如此剧烈的爆炸，关键就隐藏在它们母星系的化学组成之中（因为正是同样的气体云和尘埃孕育了这些恒星）。昴星团是世界上少数具有这种观测能力的望远镜之一。电话那头的工程师说了，这也许是虚惊一场，如果我取消了今晚的观测，就相当于放弃研究那些星系的机会，与我苦苦寻觅的关键线索失之交臂。

但是，摔碎世界上的一块玻璃，对我的研究同样毫无助益。

我看了一眼操作员，她也回头看着我，两人面面相觑。我是现场的天文学家，今晚我说了算。凭我二十四年的人生阅历、三年的博士学识、租车还得缴年轻驾驶员风险金的资历，今晚我注定要独挑大梁。我看了看打印出来的精心拟订的观测计划，心知昴星团每闲置一分钟，我的计划就会落后一分钟，又看了看电脑屏幕上模糊的夜空影像，它们来自一台全年无休的小型导星摄像头，是它让我们看见了望远镜此时指向的天区，让观测者不会迷失在无边的星海中。

我毅然关闭电源，重启望远镜。

观星是一种简单原始的人类活动，几乎每个人都曾抬头仰望星空。无论是在繁忙的城市街头，昂首注视被光照污染的夜空，还是在地球上某个偏远的犄角旮旯，浑然忘我地凝视着划过天边的流星，或者只是安静地站在浩瀚的苍穹之下，用心灵去感应地球大气层外的广袤宇宙，神秘美丽的星空总是叫人心驰神往。你很难找到一个不曾欣赏过星空照片的人，世上好的望远镜拍下了无数动人心魄的太空景象，蕴藏着宇宙的无穷奥秘：群星璀璨的全天画卷、如风车般盘旋的旋涡星系、如彩虹般绚烂的气体云…… 

照片背后的故事却鲜为人知，比如它们从何而来，为什么要拍它们，怎么拍到的，谁又从中窥见了宇宙的奥秘。天文研究听上去是一份既浪漫又天真的工作，从事它的人如独角兽般稀有：地球上有75亿人，只有不到 5万人是专业的天文学家。大多数普通人从未当面见过专业的天文学家，更不用说去了解天文学家的工作细节了。当人们思考天文学家是干什么的（其实几乎不会有人思考这个问题），他们往往会联想到自己的观星经历，然后将它放大到一种走火入魔的程度：一个夜行的怪胎，隐匿在黑暗的角落里，透过一面巨大的镜子窥视星空，身上也许披着一件白大褂，能够倒背如流地说出各种天体的名称和位置，隐忍地蛰伏在寒风凛冽的山头，耐心等待下一个重大发现的到来。电影中的少数天文学家也成为供他们参考的对象，像《超时空接触》中的朱迪 · 福斯特，一边戴着耳机，一边聆听外星人的信号；又或是《天地大冲撞》中的伊利亚 · 伍德，通过一台强大到明显不现实的家用望远镜，观测到一颗足以摧毁地球的彗星。几乎在每一部电影中，观测只是正戏之前的前奏，夜空永远是晴朗的，望远镜永远是好的，拥有主角光环的天文学家只要瞪大眼睛瞧个一两分钟，就能攥着几小段完美无缺的数据，飞奔去拯救世界。

当我宣布要以天文学为事业时，对天文学的认识其实也不过如此。我和无数专业或业余的太空发烧友拥有相似的童年，在新英格兰工业小镇的后院里仰望星空，阅读父母书架上摆放着的卡尔·萨根（Carl Sagan）的书，还有一些美丽的星空图，就是那种经常被用来做科普节目背景或科学杂志封面的经典图片。后来，即使我以大一新生的身份来到麻省理工学院，先声夺人地宣布自己将专攻物理，以此跨出我迈向天文事业的步，我对天文学家每天要干些什么仍然只有模糊的概念。之所以想要成为一名天文学家，是因为我想探索宇宙，了解星空的奥秘。除了这些笼统的描述，我从未深思过“天体物理学家”具体要做些什么，而是徜徉在各种白日梦里，或接触外星人，或揭开黑洞的神秘面纱，或发现新的恒星（到目前为止，我只实现了其中一个白日梦）。

但是，我从未想过有一天，我的一个决定将会影响这世界上的望远镜的安危；从未想过有一天，我会摇摇晃晃地爬上一台望远镜的支架，打着科学的名号往镜面上粘泡沫塑料，寻思着我的雇主是否给我购买了实航试验保险，说服自己和一只跟我的头一样大的狼蛛同床共枕；也从未想过，有些天文学家会为了科研飞上平流层，长途跋涉到地球尽头的南极，勇敢地面对危险的北极熊和偷猎者，甚至为了追逐一缕珍贵的星光而丢掉性命。 

我同样没想过，我将进入的领域其实和世间万物一样瞬息万变。那些我读到或想象的天文学家—裹着羊毛衫，守在寒冷的山顶，站在一个大得不能再大的望远镜后面，眯着眼看目镜，头顶上斗转星移—已经是一个濒临灭绝却在不断进步的“物种”。步入天文学家的行列后，我发现自己越发深陷宇宙之美。此外，我还意外地发现，这条道路亦将指引我探索自己的星球，在迅速变化（有些东西甚至在逐渐消失）的天文学领域，倾听那些稀有珍贵、不可思议的故事。