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上下百亿年

阳光里的奥秘 大气里的避加
TO 天贡二

太阳的过去，镶在和未来

AS
导读

科学的世界里，新的结论常常会推翻旧结
论，在《上下百亿年: 太阳的故事》这本书
里，这样的例子层出不穷。比如说到粒子物
理标准模型的大厦被撼动了，那也是因为我
们终于有钱造出了一个有一个极其变态大的
捕捉中微子的网，测量到了我们曾经根本测
不到的中微子，后来把网的精度继续提高了
十倍，才又上友现了中微子振荡过程，每次测
量精度的小数点都靠着技术进步，终于能做
到左移或者右移4至5位时，才会产生新的理
论，而这个理论的革命和站覆性只在这次左
移小数点5位的范围里才能展现 。当你不去
关注那么细微的程度，就算是相对论被其他
更牛的理论已经蔡代了 ，和牛顿定律描述的世
界，对你我日常生活而言也仍然是一个精确
的描述 。光速也仍然是30万公里每秒。今后
的科学重大理论进展全部都会在更加微小的
方面开花结果 。明白这个道理也多少能让我
们远离一些神论和骗术。

如果您对我刚提到的物理学家大战哲学家感
兴趣 ，如果您对化学辉煌年代末期是怎么衰
落的感兴趣 ，或者是被重燃了科学理想的
话，不要错过卢昌海的书 。最后希望您在这
个农历年的开年有所收获 。我是卓老板聊科
技的卓克。

利用太阳来验证广义相对论的故事

爱因斯坦打算用太阳验证一下他刚刚推倒出
来的广义相对论 。如果按广义相对论计算，
光线在经过大质量物体的时候，路径会

折，离我们最近的大质量物体就是太阳 。如
果光线在它旁边偏转，这个偏转量对我们来
说测起来就相对容易一些。

但是有几个问题难解决，第一个是太阳实在
太耀眼了，怎么才能从万丈光芒里区分哪些
是被弯折的星光呢? 这就只能等日全食了，
在日全食友生的时候，绝大部分阳光被月亮
遮住，这时候从太阳旁边探身而过的其他星
光就是可以观测到的。

这个思路很好懂，但实施不容易，得赶上一
种叫做沙罗序列日全食的时候测才方便，这
种日全食最大的特点就是持续时间特别长，
能达到7-9分钟 。那这类日全食多久出现一
次呢? 6585天一次，也就是快19年一次，
而且相邻两次在地球上经度要差120\" ，这就
相当于第一次在伦敦发生的，19年后出现在
北京，又过19年出现在洛杉矶 。

1914年7月份会出现沙罗序列日全食，佛罗
恩德里西带着他的团队去了最佳的观测点，
现在的克里米亚 (俄国境内) 的位置，计划
测量经过太阳旁边的光线的偏转量。

碰巧那一年8月1日，德国向俄国宣战了。所
以俄国人以为这群德国科学家带着设备，高
倍率望远镜，跑到俄国，是要来探听军事机
密吗? 结果这几位全被以间谍罪下了大牢，
直到8月旗战俘交换时才出狱，但这时日全
食也早就过了。

五年后，沙罗序列日全食又一次出现了，爱
丁顿率队去非洲测量光线偏转量。当时爱丁
顿测量的数据是从两种仪器上得到的，一种
是4英尺口径的望远镜，一种是天体照相
仪，用望远镜拍的是1.98角秒，更接近广义
相对论的结果，用天体照相仪拍的整理后是
0.9角秒，更接近牛顿的结果 。最后崇拜爱
因斯坦的爱丁顿造假，把天体照相仪中照的
十几张照片中选出几张他认为最清晰的，测
完的结果就不是0.9了，而是1.6了 。实际情
况直说就是他把测量结果更接近牛顿定律的
那些照片无视了，专挑了符合广义相对论的
那部分然后公布的结果。

1978年纪念爱因斯坦诞辰100周年时，格林
威治天文台台长上友现了这个错误，经过他们
重新计算，爱丁顿扔掉的那些自认为是偏折
了0.9角秒的照片，用现代化分析手段重新
测定，真实的偏折应该是1.55+0.34角秒。
所以爱丁顿被丢弃的那组数据反而是和广义
相对论1.7角秒最最接近的。

我们对太阳的了解比对地球更透彻
我们如何了解太阳的呢? 通过阳光。

在光线中包含了太阳元素的信息 ，这用肉眼
是看不出来的。牛顿的三棱镜散射实验，一
束阳光射进来，另一边出现彩虹一样的图
案，一道白光被分解成7种颜色了 。如果你
做一个大尺寸的三棱镜，在镜子后面放一个
接受屏幕，只要你的三棱镜做的足够大，除
了一条宽宽的彩虹外 ，你还能看到在彩虹里
有一条条的黑线，黑线排列几乎没什么规
律，有点像超市商品的条形码 。

通过光谱测定，太阳的成分确定了，按质量
算太阳含71%的氨，27%的氨，其他所有元
素加一起不到2%; 如果以原子数算，氢占
91% ，氨占8% ，其余所有原子数占不到
0.2% 。太阳表层的成分确定了，但太阳的深
处的元素配比就不能通过光谱测得了 ，要通
过日震学手段测量的，这需要量子物理方面
的内容，计算量非常大。

对太阳来说的基础参数还有什么呢? 比如说
体积、距离、质量，前两个在很早以前就被
解决了，但是质量是比较靠后才最终知道
的 。最开始是开普勒的行星运动规律给牛顿
一个站在巨人肩膀上的机会，牛顿3定律出
现后就可以把太阳质量是地球多少倍算出

来，答案是33万倍。

但在1800年以前，我们怎么知道地球质量
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