《长尾理论》5.0新生产者

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万不可小视数以百万计的业务生产者。

1987年2月23日夜,日本的地下观测站神冈中微子探测器二代(Kamiokande II)在13秒内一连观察到了24个中微子。“24”这个数听起来也许不算大,但这个观测站一般只能在一小时内发现两三个中微子,而且很少是一次性发现。所以这一次有点非同寻常。但这一结果究竟意味着什么得过几个小时才能知道,因为还有其他一些事情没有揭晓。

天体物理学家们很久以前就已提出,在一颗恒星爆炸之后,它的大多数能量将以中微子的形式释放出来—这些低质量的亚原子微粒将轻松穿透各个行星,就像子弹穿透纸巾一样容易。这种理论还认为,在这种爆炸的前期阶段,唯一可以观察到的迹象就是一阵微粒雨;几小时之后,大爆炸才会显现为可见的光线。因此,科学家们估计,当我们附近的一颗恒星发生超新星变化时,我们会首先发现中微子,三个小时之后才会在可见光谱中观察到恒星的爆炸。

要测试中微子和可见光之间的这种相关性,必须分别观察两者,然后测量他们之间的时间差。但这里存在一个操作问题:你必须找到正确的观察点。这对观察中微子来说倒不是一个多么大的难题。由于神冈观测站的观测中心是球形的,它可以记录下任何正在穿越地球的中微子,不管它们来自哪个方向。但要看到爆炸的光线,望远镜必须在绝对正确的时间对准绝对正确的观察点。不用说,这对茫茫太空来说就像大海捞针一样。

正因为这样,要想靠职业天文学家寻遍整个天空的各个角落,尽可能地去捕捉(如果有可能的话)这一瞬间,那职业天文学家的数量根本就不够。不过这没关系,因为有不下数千个业余天文学爱好者也很愿意做这件事。他们可以使用相对廉价的电脑望远镜,装上一个道布森(Dobsonian)光学镜就可以让一个不足5英尺长的望远镜达到相当大的孔径(12英寸并不稀奇);他们还可以使用灵敏的CCD(charge-coupled device,电荷耦合设备)传感器,相比人的眼睛,这种设备能收纳更多的光线。就靠这些,当代的业余天文学爱好者们能拍出相当不错的太空照片,比100年前的职业天文学家们用房子一样大的望远镜拍出的照片还要强。

第一个观察到超新星1987A的就是一个介于职业和业余之间的观测者。加拿大人伊恩·谢尔顿,某研究生院的肄学生,当时正在智利安第斯山脉的一个观测站打杂。作为工作的报酬,他可以在站里的那台24英尺长的天文望远镜空闲下来的时候使用它。2月23日的那个狂风大作的夜晚他没有事。那一晚,谢尔顿决定用这台望远镜对大麦哲伦星系做一次三小时的观察。

那一刻的发现可谓天意:就在168000光年之前和168000光年之外,一颗恒星已经在蜘蛛星云(Tarantula Nebula)的边缘地带爆炸。不过从地球上看,从谢尔顿的角度看,这次爆炸就像刚刚发生一样:一点微光突然出现在麦哲伦星系的一个从未引人注目的角落。谢尔顿先是盯着照相底板看了20分钟,然后又走到室外用自己的眼睛看了看。没错,它就在那里:1604年以来第一个用肉眼观察到的超新星。

谢尔顿和神冈观测站的观察结果有时间上的微妙联系。后者所记录的中微子爆发时间是格林尼治时间7点35分,而谢尔顿发现第一丝亮光的时间是格林尼治时间10点左右—也就是中微子雨之后的不到3小时。这样来看,时间差与理论相符。但有没有可能亮光在谢尔顿开始观察之前早已出现了呢?这个问题也必须要回答。

幸运的是,就在同一个夜晚,还有两个热心的业余天文学爱好者也在用更小的非专业望远镜工作着。在新西兰,一个有数十万次观测经验的老手艾伯特·琼斯在格林尼治时间9点30分的时候仔细观察过蜘蛛星云,但没有发现任何异常现象。澳大利亚的罗伯特·麦克诺特则在格林尼治时间10点30分的时候拍下了这次爆炸,印证了谢尔顿的发现时间。所以,光线必然是在9点30分到10点之间的某个时候到达地球的。

20世纪最伟大的天文发现之一就是这样产生的。一种解释宇宙运行方式的重要理论被业余圈和专业界共同证实了:新西兰和澳大利亚的两个业余爱好者,一个想在智利转为专业人员的前业余爱好者,还有美国和日本的专业物理学家。当一篇科学论文最终向全世界宣布这一发现时,这些人共享了著作荣誉。

英国民间智囊机构Demos在2004年的一份报告中说,这件事是新“半专业—半业余”时代来临的重要一刻,在这个时代,专家和业余爱好者们可以并肩工作:“天文学过去专属于‘大科学’研究机构。现在,专业—业余协作也可以成就伟业。许多业余者仍然在独立工作,许多专业者仍然隐藏在他们的学术机构中。但全球研究网络正在形成,怀着对耀星、彗星和小行星的共同兴趣,专业者和业余者们联结在了一起。”

就像蒂莫西·费里斯(Timothy Ferris)在他的现代业余天文学史《望尽黑暗》(Seeing in the Dark)一书中所说的:“在过去的天文学界,孤寂的专业人员只能与他们的望远镜形影相吊;现在,一个联结专业人员和业余者的世界网已经出现。如果一个人想找出这一转变的发生时间……那么1987年2月23日的夜晚会是一个很好的选择。”Demos的结论是:“天文学正在迅速变成一门由两种力量共同推进的科学:一边是如火如荼、海纳百川的半专业—半业余运动,一边是远比从前要小的专业天文学家和天体物理学家队伍。”

天文学界的这种半专业—半业余运动离不开道布森光学镜、CCD和一种新的信息共享机制—互联网。正是这些工具壮大了业余天文学爱好者的队伍并大大提高了他们的影响力。在过去的20年中,天文学已经变成了科学天地中最平民化的领域之一,原因之一就是业余爱好者们正在扮演着无可争议的重要角色。

美国国家航空航天局(NASA)经常号召业余天文爱好者们观测某些有可能光顾地球的小行星,这种观测任务由一个名为小行星邮递名单(Minor Planet Mailing List)的E-mail通信组织负责协调。领导这个组织的是42岁的理查德·科瓦尔斯基(Richard Kowalski),他在白天是佛罗里达美国航空公司(US Airways)的行李工,晚上就变成了一个天文学家。邮递名单上的800个业余者中有些只是为乐趣而记录自己的发现,其他一些则希望得到某个以自己的名字命名的重要发现,借此留下不朽的名声。值得一提的是,他们没有一个是为钱而参与的。

天文学领域注定有志愿者的一席之地。再想想刚才提过的那个问题:面对茫茫太空,你唯有在绝对正确的时间去看绝对正确的方位才能观察到那些最有趣的新现象,比如小行星或星体演化。这不是一台望远镜有多大、多贵的问题,而是在某一个特定时刻能有多少双眼睛盯着太空的问题。正是业余者将天文学界的人力成倍扩大了—而且,他们的贡献不仅仅是在自家后院内观察星星那样简单。

谈到集思广益的“开放式”软件,人们常说:“如果有足够多的眼睛,所有bug都不在话下。”天文学也是一样:只要有足够多的眼睛,我们就能发现无人知晓的小行星—然后及时做出正确的行动。

当然,半专业—半业余者的能力也是有限的。他们主要是在收集资料,而并没有提出新的天体物理学理论。有时候,他们也不能正确地分析他们所收集到的资料。但他们在天文学界的重要地位是毋庸置疑的。科学历史学家约翰·兰克福德(John Lankford)的《天空与望远镜》(Sky & Telescope)堪称美国业余天文学爱好者的“圣经”,书中有这样一句话:“专业者和业余者之间永远存在一道界线,但在未来,将两者分开来谈也许会变得越来越难。”


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