1987年2月23日夜,日本的地下觀測站神岡中微子探測器二代(Kamiokande II)在13秒內一連觀察到了24個中微子。「24」這個數聽起來也許不算大,但這個觀測站一般只能在一小時內發現兩三個中微子,而且很少是一次性發現。所以這一次有點非同尋常。但這一結果究竟意味著什麼得過幾個小時才能知道,因為還有其他一些事情沒有揭曉。
天體物理學家們很久以前就已提出,在一顆恆星爆炸之後,它的大多數能量將以中微子的形式釋放出來——這些低質量的亞原子微粒將輕鬆穿透各個行星,就像子彈穿透紙巾一樣容易。這種理論還認為,在這種爆炸的前期階段,唯一可以觀察到的跡象就是一陣微粒雨;幾小時之後,大爆炸才會顯現為可見的光線。因此,科學家們估計,當我們附近的一顆恆星發生超新星 變化時,我們會首先發現中微子,三個小時之後才會在可見光譜中觀察到恆星的爆炸。
要測試中微子和可見光之間的這種相關性,必須分別觀察兩者,然後測量他們之間的時間差。但這裡存在一個操作問題:你必須找到正確的觀察點。這對觀察中微子來說倒不是一個多麼大的難題。由於神岡觀測站的觀測中心是球形的,它可以記錄下任何正在穿越地球的中微子,不管它們來自哪個方向。但要看到爆炸的光線,望遠鏡必須在絕對正確的時間對準絕對正確的觀察點。不用說,這對茫茫太空來說就像大海撈針一樣。
正因為這樣,要想靠職業天文學家尋遍整個天空的各個角落,儘可能地去捕捉(如果有可能的話)這一瞬間,那職業天文學家的數量根本就不夠。不過這沒關係,因為有不下數千個業餘天文學愛好者也很願意做這件事。他們可以使用相對廉價的電腦望遠鏡,裝上一個道布森(Dobsonian)光學鏡就可以讓一個不足5英尺長的望遠鏡達到相當大的孔徑(12英寸並不稀奇);他們還可以使用靈敏的CCD(charge-coupled device,電荷耦合設備)感測器,相比人的眼睛,這種設備能收納更多的光線。就靠這些,當代的業餘天文學愛好者們能拍出相當不錯的太空照片,比100年前的職業天文學家們用房子一樣大的望遠鏡拍出的照片還要強。
第一個觀察到超新星1987A的就是一個介於職業和業餘之間的觀測者。加拿大人伊恩·謝爾頓,某研究生院的肄學生,當時正在智利安第斯山脈的一個觀測站打雜。作為工作的報酬,他可以在站里的那台24英尺長的天文望遠鏡空閑下來的時候使用它。2月23日的那個狂風大作的夜晚他沒有事。那一晚,謝爾頓決定用這台望遠鏡對大麥哲倫星系做一次三小時的觀察。
那一刻的發現可謂天意:就在168000光年之前和168000光年之外,一顆恆星已經在蜘蛛星雲(Tarantula Nebula)的邊緣地帶爆炸。不過從地球上看,從謝爾頓的角度看,這次爆炸就像剛剛發生一樣:一點微光突然出現在麥哲倫星系的一個從未引人注目的角落。謝爾頓先是盯著照相底板看了20分鐘,然後又走到室外用自己的眼睛看了看。沒錯,它就在那裡:1604年以來第一個用肉眼觀察到的超新星。
謝爾頓和神岡觀測站的觀察結果有時間上的微妙聯繫。後者所記錄的中微子爆發時間是格林尼治時間7點35分,而謝爾頓發現第一絲亮光的時間是格林尼治時間10點左右——也就是中微子雨之後的不到3小時。這樣來看,時間差與理論相符。但有沒有可能亮光在謝爾頓開始觀察之前早已出現了呢?這個問題也必須要回答。
幸運的是,就在同一個夜晚,還有兩個熱心的業餘天文學愛好者也在用更小的非專業望遠鏡工作著。在紐西蘭,一個有數十萬次觀測經驗的老手艾伯特·瓊斯在格林尼治時間9點30分的時候仔細觀察過蜘蛛星雲,但沒有發現任何異常現象。澳大利亞的羅伯特·麥克諾特則在格林尼治時間10點30分的時候拍下了這次爆炸,印證了謝爾頓的發現時間。所以,光線必然是在9點30分到10點之間的某個時候到達地球的。
20世紀最偉大的天文發現之一就是這樣產生的。一種解釋宇宙運行方式的重要理論被業餘圈和專業界共同證實了:紐西蘭和澳大利亞的兩個業餘愛好者,一個想在智利轉為專業人員的前業餘愛好者,還有美國和日本的專業物理學家。當一篇科學論文最終向全世界宣布這一發現時,這些人共享了著作榮譽。
英國民間智囊機構Demos在2004年的一份報告中說,這件事是新「半專業——半業餘」時代來臨的重要一刻,在這個時代,專家和業餘愛好者們可以並肩工作:「天文學過去專屬於『大科學』研究機構。現在,專業——業餘協作也可以成就偉業。許多業餘者仍然在獨立工作,許多專業者仍然隱藏在他們的學術機構中。但全球研究網路正在形成,懷著對耀星、彗星和小行星的共同興趣,專業者和業餘者們聯結在了一起。」
就像蒂莫西·費里斯(Timothy Ferris)在他的現代業餘天文學史《望盡黑暗》(Seeing in the Dark)一書中所說的:「在過去的天文學界,孤寂的專業人員只能與他們的望遠鏡形影相弔;現在,一個聯結專業人員和業餘者的世界網已經出現。如果一個人想找出這一轉變的發生時間……那麼1987年2月23日的夜晚會是一個很好的選擇。」Demos的結論是:「天文學正在迅速變成一門由兩種力量共同推進的科學:一邊是如火如荼、海納百川的半專業——半業餘運動,一邊是遠比從前要小的專業天文學家和天體物理學家隊伍。」
天文學界的這種半專業——半業餘運動離不開道布森光學鏡、CCD和一種新的信息共享機制——互聯網。正是這些工具壯大了業餘天文學愛好者的隊伍並大大提高了他們的影響力。在過去的20年中,天文學已經變成了科學天地中最平民化的領域之一,原因之一就是業餘愛好者們正在扮演著無可爭議的重要角色。
美國國家航空航天局(NASA)經常號召業餘天文愛好者們觀測某些有可能光顧地球的小行星,這種觀測任務由一個名為小行星郵遞名單(Minor Pla Mailing List)的E-mail通信組織負責協調。領導這個組織的是42歲的理查德·科瓦爾斯基(Richard Kowalski),他在白天是佛羅里達美國航空公司(US Airways)的行李工,晚上就變成了一個天文學家。郵遞名單上的800個業餘者中有些只是為樂趣而記錄自己的發現,其他一些則希望得到某個以自己的名字命名的重要發現,藉此留下不朽的名聲。值得一提的是,他們沒有一個是為錢而參與的。
天文學領域註定有志願者的一席之地。再想想剛才提過的那個問題:面對茫茫太空,你唯有在絕對正確的時間去看絕對正確的方位才能觀察到那些最有趣的新現象,比如小行星或星體演化。這不是一台望遠鏡有多大、多貴的問題,而是在某一個特定時刻能有多少雙眼睛盯著太空的問題。正是業餘者將天文學界的人力成倍擴大了——而且,他們的貢獻不僅僅是在自家後院內觀察星星那樣簡單。
談到集思廣益的「開放式」軟體,人們常說:「如果有足夠多的眼睛,所有bug都不在話下。」天文學也是一樣:只要有足夠多的眼睛,我們就能發現無人知曉的小行星——然後及時做出正確的行動。
當然,半專業——半業餘者的能力也是有限的。他們主要是在收集資料,而並沒有提出新的天體物理學理論。有時候,他們也不能正確地分析他們所收集到的資料。但他們在天文學界的重要地位是毋庸置疑的。科學歷史學家約翰·蘭克福德(John Lankford)的《天空與望遠鏡》(Sky & Telescope)堪稱美國業餘天文學愛好者的「聖經」,書中有這樣一句話:「專業者和業餘者之間永遠存在一道界線,但在未來,將兩者分開來談也許會變得越來越難。」
說到生產工具的普及,新穎之處在於它的方式而不是這個概念本身。事實上,卡爾·馬克思或許是提出半專業——半業餘經濟的真正鼻祖。正如Demos所說,「馬克思在寫於1845~1847年的《德意志意識形態》一書中提出,勞動——也就是被迫、非自發的有償工作,將被主觀積極性取代。」他希望人類能最終迎來一個極大豐富的時代,「物質生產為每一個人留下了從事其他活動的剩餘時間」。馬克思設想了一個共產主義社會,在這樣的社會裡,「……沒有人能獨佔一個排他性的活動領地,任何一個人都能在他所喜歡的任何一個領域中獲得成就……早晨打獵,下午釣魚,夜晚飼養家畜,晚飯之後縱論時事,就像我這個從未當過獵人、漁夫、牧羊人和評論家的人所想像的那樣。」
以馬克思的話為出發點,我們可以說專業——業餘聯合運動是誕生於長尾的第一種力量:生產工具的普及。
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