星云天空属性主点什么

如果数学家拉普拉斯是18世纪最有影响的理论天文学家，那么，音乐家和业余天文学家威廉·赫歇尔则是启蒙运动最有影响的实干天文学家。赫歇尔1738年生于德国的汉诺威，1757年为了逃避军事服役来到英国。在德国他是一位有名的音乐家（双簧管、风琴、小提琴，样样都会，还当过音乐会主持人），到英国重操旧业，先是教授和翻制音乐。然而不久他就站住了脚，当上了军乐队指挥，成为有名的作曲家和风琴演奏家。1766年，他受雇成为贝斯的奥斯太岗（Octagon）礼拜堂的风琴演奏家。这是一个好职位，使他有时间教学、指挥和作曲。这一工作报酬丰厚，使他有足够的钱发展他在天文学方面的兴趣。1772年，他的妹妹凯洛琳（Caroline Lucretia Herschel，1750—1848）来到英国和他一起工作，此时的赫歇尔对恒星和行星是如此入迷，以致他已读了数百本天文学、微积分和光学的书籍。他还购买了一台小型望远镜，开始把自己的夜晚时间用来凝视贝斯的天空。

凯洛琳很快就被哥哥的热情吸引住了。她也是一位有造诣的音乐家和歌唱家，不久就帮助赫歇尔从事管弦乐作曲、复制他的音乐，同时还表现出对天文学和望远镜几乎同样浓厚的兴趣。就在妹妹来到身边不久，在妹妹的帮助下，赫歇尔建造了第一台小型望远镜。从那时起，就一发而不可收。很快建造了另一台稍大一些的望远镜，接着又添置了一台。

威廉·赫歇尔是一位杰出的音乐家，开始做天文观测时是业余的。但由于发现天王星很快就被公认为18世纪最伟大的观测天文学家之一。这些望远镜都很有趣，要比通常相似长度的望远镜宽许多。当问到为什么他的望远镜与众不同时，他解释说，他不仅追求放大率，而且还注重采集光线的能力。望远镜镜面越大，捕捉到的光线就越多，可以看到的恒星和星云也就越多。赫歇尔早巳迷恋于太阳系以外的宇宙。在他漫长的生涯中，在凯洛琳的帮助下，他确立了星际天文学这一学科，使天文学家的眼界远远超出了太阳系的范围。不过有趣的是，正是有关太阳系内的一件发现使他声名鹊起，也使观测天文学再获生机，并且使他获得世界级知名度。

尽管赫歇尔是一位很有耐性和细心的观测者（他曾测量过一百多个月亮上的环形山，并用三种不同的方法亲自校验了三遍），但他还是更感兴趣于发现而非计算。对于赫歇尔来说，夜空宛如是一个浩瀚隐秘的海洋，因为少有人勘探，因而充满了发现机会。为了能在夜间巡视星空，他设计了一套仔细“扫描”天空的方法。每天夜晚他只对天空的某一块小区域工作，一般仅为两度左右的一条带，在休息之前往往可以巡视两遍。第二天他再巡视临近的另一条，直到把他所在区域的可见夜空逐步扫描完毕。

1781年3月，赫歇尔在一次仔细扫描中发现在土星之外很远处有一颗新行星（当时天文学家认为土星是最远的行星），这是一项著名的发现。其他天文学家曾经看到过这颗不久被命名为天王星的行星，但是他们总把它当成一颗恒星，因而毫不在意。然而，赫歇尔在夜空扫描中记住了数千恒星的位置，于是迅速意识到这一小光斑是一个“漫游者”，因为这个地方不应该有恒星。那它是彗星还是行星呢？赫歇尔向当时的皇家天文学家报告这一发现并等候回答。皇家天文学家在计算它的轨道之后回复说，这是一颗行星。确实是行星，由于它离得如此之远，于是，太阳系的大小几乎比人们公认的增加了一倍。赫歇尔一夜成名了。

奇怪的是，在牛顿之后，天文学在所有人看来都已回归平常。毕竟，牛顿已经解释了每一件事情，该知道的都已经知道了。理论家正在对付不切实际的哲学，但是这些哲学大多是太难了而无法认真对待，而那些一线的天文学家忙于计算和编制星表。不时有新恒星公布，但是对于大多数人来说，一颗恒星就是一颗恒星而已。然而，一颗新的行星就不同了，这是以前所不知道的，却又离我们更近，甚至普通人也能实际去想象它的存在。更为激动人心的是，人们会想，也许太阳系里还有未被发现的东西吧，也许科学家并不是什么都知道。

1772年，凯洛琳·赫歇尔来到英国加入她兄长的观测工作。这位音乐家和业余天文学家突然使天文学再度令人激动。但是对于赫歇尔来说，兴奋有点过头了。他被指定为皇家学会会员，有人请他喝酒，聚会，赴宴，并给乔治三世（GeorgeⅢ，1738—1820）当宫廷天文学家。正如凯洛琳很快认识到的那样，这最后一项荣誉对她兄长是一个巨大不利。有了它，虽然可以领到一笔年金，却必须辞退音乐家的工作，变成全职的天文学家。遗憾的是，年金远不及他当音乐家的收入。不过赫歇尔却认为，不可以拒绝国王的任命。必须寻找别的办法维持收入。他们是优秀的望远镜制造者，事实上，有人说，他们做的望远镜是世界上最好的。兄妹两人不得不制造并出售这些精制仪器，以换取额外收入。

与此同时，因为有了更多的时间可以从事新的事业，赫歇尔致力于建造梦寐以求的大型仪器，使他能够看得更远。他写道：“我要比所有前人都看得更远。”天王星是他的骄傲。1787年，他又发现了天卫三和天卫四（天王星的两颗卫星），并且，在他结束工作之前，他又发现了土星的两颗卫星。但是赫歇尔的至爱依然是满天的繁星以及那些庞大的望远镜，正是它们使他有可能探望更远的星空。

观测天文学家凯洛琳·赫歇尔是8颗彗星的独立发现者，也是她兄长的密切合作者。她活到98岁，把一生奉献给了天文学。他的望远镜并不都是成功的。有一台“巨人”望远镜，当赫歇尔爬上它的底座时，由于不堪承重而塌了下来。另一台，计划要安装一面直径3英尺的镜面，于是，他不得不用“一大堆马粪”作为镜片铸模，热心的凯洛琳加工制作了这些马粪。就在浇铸的那一天，过热的铸模熔化了，熔化的金属随之流到地板上，顿时作坊变成了一座恶臭熏人的小型维苏威火山，凯洛琳和赫歇尔只得拔腿就跑。

在某些人看来，赫歇尔兄妹一定是全力以赴在建造望远镜，其实他们为观测挤出了足够的时间。1788年赫歇尔和一位有钱女子结婚，这使他们不用再忙于建造望远镜，于是才有可能专注于自己的望远镜和观测。

哈雷证明过，恒星并不总是“固定”的，而是在天空中做“固有运动”。1783年威廉在观测中证明，太阳也在天空中运动，这是他作出的第一个“有关恒星的重大发现”。我们的太阳系确实在做整体运动。太阳、行星和月亮不仅彼此在做复杂的相对运动，而且这种运动的舞台本身也处于运动之中，因为整个系统在相对天空而移动。不仅太阳不再是宇宙静止的中心，而且现在看来，太阳系也不是。人类又再次发现自己在宇宙中并不占有优越地位，而只是栖居于一个小球上，这个小球也只不过是伟大的宇宙中的一个小小参与者。对于18世纪的思想家来说，越来越明显的是，整个宇宙就是一种永不停息的运动之舞。

不仅是万物都在运动，而且“万物”要比人们所能想象的更多。

赫歇尔总是着迷于天上神秘的片状星云物，有些思想家猜测，这些星云是大量恒星的集合，因为它们太远了，无法看清楚。用他那更大更精确的望远镜，赫歇尔就能看清它们中的许多，并且证明，它们确实是大量恒星的集合或者说就是星系。不过，他早期认为所有星云都是巨大星系的结论后来被证明是错的，因为许多星云不能再分解成确凿的恒星，他猜测，许多星云是某种“发光流体”组成的巨云，是形成“未来太阳的原始材料”。

18世纪80年代，在和凯洛琳对所谓的双星作了一系列长期观测之后，他还证明牛顿定律确实是普遍的。许多双星不一定正好成对，而是相互靠得非常之近，以致于被引力锁住，在一个彼此共有的轨道上运转。这就进一步证明了，牛顿定律的有效性远远超过了太阳系，延伸到了整个浩瀚的太空。

赫歇尔于1816年被封为爵士，他的观测几乎从未中断，直到1822年去世时为止。在启蒙运动时期的所有天文学家中，正是他的贡献更多地使天文学走向现代。他的望远镜观测使理性时代思想家的思辨变成了现实，这些思想家开始看到并且理解人类在宇宙中的地位——处在这一卑微的名为地球之行星上的我们，与那些游荡着的恒星和星系一起，只不过是浩瀚宇宙中的沧海一粟。

对于有些人来说，这些知识是可怕的。人类和地球在科学家眼里变得越来越不重要，不再享有特权。然而，对于其他人，一个奇异的新世界正在展开。因为哈雷、赫歇尔和其他观测天文学家开始向我们揭示，那是什么？像康德、拉普拉斯那样的思想家则企图按宇宙的机械论特性理解它如何而来。所有的片段如何形成一个整体？如果宇宙确实充满了星系，星系又是怎样形成的？恒星和行星又是如何形成的？宇宙本身从何而来？它有开始吗？有结束吗？这些都是大问题，甚至需要许多年才能建立起一套严肃的理论，必须知道更多东西，需要发展许多新仪器和技术。还有更多基本的物理学有待理解。这一“控制”如此之多东西的神秘“引力”究竟是什么？什么是光？什么是热？恒星如何“发光”？

这是一个费力和复杂的议程——它将会占用许多的科学家好几百年的时间。自从古希腊以来，没有人试图解释这么多问题。但是，牛顿已经给予他们一把钥匙——而且启蒙运动的思想家们相信，他们用那把钥匙就可以轻易解开所有的自然奥秘。这是他们的荣耀，因为这项任务远比他们想象的要复杂得多。