艾萨克·阿西莫夫
彗星
彗星
2000 第11期   - 科学美文——科学与文

艾萨克·阿西莫夫


    1986年，哈雷彗星来访的时候，我写过一个短篇叫《再过七十六年》。那不是科幻小说。小说记述当时和一批同样年轻的朋友，如何顶着青藏高原冬天的严寒爬到视线开阔的高山上去看彗星。这颗彗星上次来访，是1910年。1986年，我们都是二十多岁，看完彗星，拖着一夜激动后的疲惫下山时，有人说哈雷按其周期再来地球时，我们都不在这个世界上了。于是，人人都感到了用有限的生命去面对无限的时间那种莫名的恐惧与空虚。悠悠忽忽十多年过去了，当年的朋友都从高原上下来，星散于四方，接受了命运千差万别的安排。

    命运给我的安排是坐在编辑部看和自己当年看彗星时一样年轻的科幻作家的作品。

    科幻小说比起所谓主流文学中的小说写法来，至少有一点明显的优势，就是可以藐视无情的时间。因为，在科幻小说里，科学而大胆的想像会轻易地超越时间的局限。比如，本期推出新人姚鹏博的小说《三十六亿分之一》里面便满是青春的闪烁光芒。关于地球生命的起源，有一种严肃的说法是反达尔文生命进化论的，认为地球生命来自于彗星的赠予。《三十六亿分之一》在不否定达尔文学说的前提下采信了这种说法，并写成了一篇有着美丽想像的小说。读完他的小说，又读阿西莫夫的这篇东西，立即便想将其推荐给大家。

    是的，又是阿西莫夫。我们已经读了太多的阿西莫夫。阿西莫夫曾经有好些年停止了科幻写作，去写科普书籍，然后，又回头来写科幻小说。今天，我们看到的就是写作科普的阿西莫夫。这篇文章选自江苏人民出版社《阿西莫夫最新科学指南》。从我们的观点看，彗星都因为短暂而美丽，阿西莫夫的这篇东西里却有一种长久的美丽。这是科学的美丽，也是文学的美丽。具有这双重美丽，是为科学美文。如果再和小说中的彗星参照起来，更会见出想像与才情的美丽。科学与文学：双重的美丽

    彗星是太阳系中的又一族成员，有时会非常靠近太阳。在人们的眼中，彗星是一种横跨天空、光线柔和、云雾状的天体，样子就像我在第二章中提到的那种长着长尾巴或披散着头发的怪星，希腊人称之为毛星，我们今天仍称之为彗星。

    彗星不像恒星或行星那样沿着容易预测的轨道移动，而似乎是来去无常，没有规律。在科学以前的时代，人们相信天上的星星与人类息息相关，这些飘忽不定的彗星似乎与生活中的怪事有联系，例如，未知的灾祸。

    当天空出现彗星时，任何一个欧洲人都惊恐万状，直到1473年，情况才有改变。那一年，德国天文学家雷乔蒙塔努斯观察到了一颗彗星，并夜复一夜地把它相对于恒星的位置都记录了下来。

    1532年，两位天文学家，一位是意大利的弗拉卡斯托罗，另一位是德国的阿皮安，仔细研究了那一年出现的一颗彗星，并且指出它的尾巴始终是背向太阳的。

    到了1577年，第谷看到了一颗新出现的彗星，试图利用视差法测定出它的距离。如果按照亚里士多德的说法，彗星是一种大气现象，那么它的视差应该比月球的视差大。但是实验证明这个说法错了，因为这彗星的视差太小，根本测量不到。彗星远在月球之外，必定是一种天体。

    但是彗星的出没为什么会如此地不规则呢?1687年牛顿提出了万有引力定律之后，问题似乎清楚了，和太阳系中其它的天体一样，彗星也应受太阳引力的束缚。

    1682年，天空中又出现了一颗彗星，牛顿的一位朋友哈雷记录了它越过天空的路径。在查阅早期的记录时，他看到1456年、1531年和1607年的彗星走了一条同样的路径，这些彗星每隔75年或76年就会再来一次。

    这使哈雷突然想到，彗星同行星一样绕太阳运行，但是在一个非常扁的椭圆形轨道上。它们大部分时间在非常遥远的远日点那部分轨道上，所以太远太暗无法看到，然后在比较短的时间内闪耀着通过近日点附近的轨道。彗星只有在这一段时间内才能被看见；因为其它时间任何人也无法看到，所以显得来去不定。

    哈雷预言，1682年出现的那颗彗星到1758年将会回来。虽然生前他未能亲眼看到那颗彗星回来，但它真的回来了，1758年12月25日首次被人们看见。由于它从木星附近通过时受到木星引力的吸引使它减慢了速度，所以回来得稍迟了一点儿。从此这颗特殊的彗星被称为哈雷彗星。后来它又于1832年及1910年回来过，并预计1986年还会再度出现。实际上，在1983年初，当它仍然非常遥远(但已开始接近地球)的时候，知道往哪里观察的天文学家们就已经看到它的非常朦胧的身影了。

    此后又计算出了其它一些彗星的轨道，不过它们都是在行星系统内的短周期彗星。哈雷彗星的近日点在金星轨道以内，离太阳只有8790万公里，远日点则在海王星轨道以外，离太阳52.8亿公里。  具有最小轨道的恩克彗星，公转周期为3．3年。它的近日点离太阳5050万公里，与水星的距离不差上下。远日点则在小行星带的外层，离太阳61100万公里。它是我们所知道的惟一一颗轨道完全在木星轨道以内的彗星。

    但是长周期彗星的远日点都远在行星系统以外，大约每百万年左右来太阳系一次。1973年，捷克天文学家科胡特克发现了一颗引起大家关注的彗星，原以为这颗彗星会格外明亮，实际上并不很亮。在近日点，它距离太阳仅3770万公里，比水星还近。但是，在远日点，竟退到5000亿公里之外，也就是相当于海王星与太阳距离的120倍（如果轨道计算正确的话）。科胡特克彗星绕太阳公转一周要用217000年，毫无疑问，还会有更大的绕行轨道的彗星。

    1950年，奥尔特提出，从太阳向外延伸6.4×1012～1.28×1013公里（科胡特克彗星远日点的25倍）的广大空间，有上千亿个小天体，大部分直径为0.8～8公里。它们的质量总和还不到地球的1/8。

    这种物质是一种彗星壳，是在将近50亿年前形成太阳系时凝聚的原始气体尘埃云遗留下来的。彗星与小行星的区别在于，小行星本质上是岩石；彗星则主要是由冰样物质组成的，虽然在它们通常远距太阳像石头一样坚固，但一旦接近某种热源，很快就会被蒸发。（1949年，美国天文学家F·L·惠普尔首先提出，彗星基本上是冰样天体，有一个岩石的核，或者到处分布着砾石。这个理论被人们称为脏雪球理论。）

    在通常情况下，彗星呆在它们遥远的老家，以上百万年的公转周期围绕着遥远的太阳缓慢地运行。然而，如果有一个偶然的机会，由于碰撞或某些较近恒星的引力影响，有些彗星在非常缓慢地环绕太阳公转中加快了速度，从而完全脱离了太阳系。其它的彗星则速度缓慢，向着太阳运动，同时环绕太阳运行并回到它们最初的位置，然后再次下落。当这些彗星进入太阳系内部并从地球附近经过时，我们就能够看见它们。

    因为彗星发生在一个球形的壳中，所以它们可以从任何角度进入太阳系内部，而且逆行的可能性和顺行的可能性是一样的。例如，哈雷彗星就是逆向运行的。

    彗星一旦进入太阳系内部，太阳的热就会使组成彗星的冰样物质蒸发，从而释放出陷入冰中的尘埃。蒸气和尘埃形成彗星周围的朦胧大气（彗发），因而使彗星看上去像是一个巨大的有毛的东西。

    于是，在完全冻结的时候，哈雷彗星的直径可以只有2．4公里。当从太阳附近经过时，在哈雷彗星周围形成的雾状物，其范围直径可以高达40万公里，所占体积超过巨大木星体积的20倍，但是雾状物中的物质散布得非常稀薄，同雾状真空一模一样。

    从太阳发出的比原子还要小的微粒射向四面八方。这股太阳风冲击围绕着彗星的雾状物，把它们向外吹出一条长长的尾巴，这条尾巴可以比太阳本身的体积还要大，但其中的物质散布是更加稀薄。当然，正如弗拉卡斯托罗和阿皮安450年前所注意到的那样，这条尾巴总是背向太阳。

    彗星每次绕过太阳，由于蒸发或从尾巴上流失，都会失去一些物质。最后，在经过太阳200次以后，彗星就全部分解成尘埃而消失；或者，留下一个岩石的核（如恩克彗星那样），最后看上去不过是一颗小行星。

    在太阳系的漫长历史中，几百万颗彗星不是被加速从而被驱逐出太阳系，就是被减速而进入太阳系内部，最后衰亡毁灭。但是仍然还留有几万亿颗彗星，因此彗星没有绝迹的危险。

        朱岚 译