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整理人: roadtofly(2002-01-05 00:56:01), 站内信件
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卡尔·萨根《宇宙》 周秋麟、吴衣俤等译 李元校
吉林人民出版社 支点从书 1998年10月第1版
ISBN 7-206-03006-8/N·4
第一章 宇宙的边疆 (2)
跟许多其他的发现一样，人类发现了地球是一个小星球。那是
在古代的近东地区，在被一些人称为公元前三世纪的时代，在当时
最大的城市——埃及的亚历山大发现的。在这个城市里住着一个名
叫埃拉托斯尼的人，当时一个最羡慕他的人称他“贝塔(β)”——
希腊文的第二个字母。这是因为，他说埃拉托斯尼是世界上第一个
无所不知的人。但是埃拉托斯尼显然几乎在所有的领城里都是“阿
尔法(α)”(希腊文的第一个字母)。他是一个天文学家、历史学家、
地理学家、哲学家、诗人，戏剧批评家和数学家。他的著作从《天
文学》到《痛解论》，样样都有。他还是亚历山大市图书馆的馆长。
有一天，他从该馆的一本手抄本里读到下面—段话：在南部边疆西
因前哨靠近尼罗河第一大瀑布的地方，在6月21日正午， 直立的长
竿在地面上没有投下阴影。在夏至那天——一年当中白昼最长的一
天，接近中午的时候，圣堂圆柱的阴影越来越短，最后在正午消失
掉。这时太阳从头顶上直射下来，在一口深井的井水里可以看到太
阳的倒影。
上述的观察是很容易为人们所忽略的。长竿、阴影、井里的倒
影、太阳的位置——日常生活中这样简单的事情有什么重要的意义
呢？但埃拉托斯尼是一个科学家，他当即想到做一个实验，实地观
察一下亚历山大的直立长竿是否在6月21日正午会在地面上投下阴
影。结果他们的实验证实；长竿在地面上投下了阴影。
埃拉托斯尼自我思忖：为什么在西因的长竿不投下阴影，而同
一时刻在北边的亚历山大的长竿却投下明显的阴影呢？假设在一幅
古埃及的地图上有两根等长的垂竿，一根直立在亚历山大，另一根
直立在西因。假定在某一个特定的时刻两根长竿都没有在地面上投
下阴影，这一点很容易理解——只要地球是扁平的。这时候，太阳
在头顶直射。如果两很长竿在地面上投下等长的阴影的话，在扁平
的地球上也说得通：这个时候太阳光线以同样的角度斜射在这两根
长竿上。但是在同一时刻，在西因没有阴影，而在亚历山大却有明
显的阴影，这究竟是怎么一回事呢?
他认为唯一可能的答案是：地球的表面是弧形的，而且弧度越
大，阴影长度的差别就越大。因为太阳离我们如此之远，所以阳光
照射到地球的时候是平行的。长竿与太阳光线的夹角不同，它们在
地面上投下阴影的长度也就不同。就投在地而上的阴影长度的差别
而言，亚历山大和西因之间的距离必定是它们在地面上的偏差角——
约7度。也就是说，假如将长竿插入地心，它们就会在那里相交成7
度角。7度相当于整个地球圆周360度的1/50。埃拉托斯尼知道亚历
山大和西因之间的距离约800公里，因为他雇人步测过。800公里乘
50等于40 000公里：这就是地球的圆周长度（原注：如果改用英里
作量度单位，亚历山大和西因之间的距离约等于500英里，那么地
球周长即为500英里×50＝25 000英里）。
这个答案是正确的。埃拉托斯尼唯一的工具是长竿、眼睛、脚
和头脑，再加上对实验的兴趣。凭着这些东西，他推断出地球的圆
周长度，误差只有百分之几，这在2200年前是一个非凡的成就。他
是第一个正确地测量出一个行星的大小的人。
那时的地中海以航海业驰名，亚历山大是当时我们这颗行星上
最大的海港。当你知道地球是一个直径不太大的星球时，难道你不
想出海去探索吗？难道你不想去探索那些未被发现的国土，甚至去
做环球航行吗？比埃拉托斯尼早400年的时候，一支腓尼基舰队受
雇于埃及法老尼科，曾经环绕非洲一周。他们从红海启航（很可能
是乘没有甲板的敞口船），顺着非洲东岸南下，再从大西洋北上，
最后从地中海返航。这次史诗般的旅程花了3年的时间，相当于现
代“旅行者”号宇宙飞船从地球飞往土星所需的时间，
在埃拉托斯尼的发现之后，勇敢而好冒险的水手多次进行过伟
大的航海尝试。他们的船只很小，他们的航海仪器很不完善，他们
仪根据测程仪和罗盘推算船位，并且尽可能沿着海岸航行。在陌生
的大海里，他们虽然能够通过一夜又一夜地观察星座与地平线的相
对位置来测定船只的纬度，但却不能够测定船只的经度。熟悉的星
座对在陌生大海里的人一定是一个极大的安慰。星星是探索者的朋
友，在当时就是地球远洋航船的朋友，而现在则是太空宇宙飞船的
朋友。埃拉托斯尼算出地球的圆周长度之后，有些人可能尝试过环
球航行，但是在麦哲伦以前，没有人获得成功。勇敢和冒险的故事
在早期一定被说成是水手和航海家——世界上最讲究实际的人——
拿他们的生命跟亚历山大的一个科学家的数字打赌！
在埃拉托斯尼时代，人们造出了地球仪，用以表示从空间看到
的地球。这种地球仪在他们了如指掌的地中海地区基本上还是切合
实际的，但是离开他们家乡越远，这种地球仪就变得越不符合实际。
我们现在对宇宙的认识也难免遇到这种不愉快的情况。在第一世纪，
亚历山大的地理学家斯特拉博写道：
“那些试图环球航行的人，返回的时候并没有说他们曾
经受到大陆的阻碍，因为大海始终是敞开的。他们之所以返
回，是因为信心不足、缺乏粮食……埃拉托斯尼说过，如果
广袤的大西洋不是一个障碍的话，我们可以很容易地通过海
路从伊比利亚抵达印度……在温带完全有可能有一、两个可
居住的陆地……当然，如果(我们星球的另一部分)有人居住
的话，住在那里的人跟我们是不同的，所以我们要把那里看
成是另一个世界。”
人类就是这样开始千方百计地探索其他世界的。
后来对地球的探索是全球性的，有到中国和波利尼西亚去的，
也有从中国和波利尼西亚出发的。当然，克里斯托弗·哥伦布发现
美洲及随后几个世纪的历程算是达到了高潮，因为到那个时候，从
地理上探索地球的任务已告结束。哥伦布的第一次航行与埃拉托斯
尼的计算最直接相关。哥伦布对自己的“印度群岛冒险计划”简直
着了迷，他不打算顺着非洲海岸航行，然后向东驶抵日本、中国和
印度，他决心闯入陌生的西部海洋——即象埃拉托斯尼所大胆预见
的那样，“通过海路从伊比利亚抵达印度”。
哥伦布曾经是旧地图的行商，也是古代地理学家——其中包括
埃拉托斯尼、斯特拉博和普图利米——的著作和关于他们的著作的
热心读者。但是，为了推行“印度群岛冒险计划”，为了使船只和
船员能够在长途航行中生存下来，地球必须比埃拉托斯尼所说的小，
所以，哥伦布在计算的时候耍了个花招。正如萨拉罗卡大学的考察
人员准确无误地指出的那样，从哥伦布能找到的所有书本上，他采
用了最小的地球圆周长度和最大的亚洲东延范围，甚至还再加以夸
大。假如哥伦布在旅途中没有遇到美洲的话，他的探险就会彻底失
败。
现在地球已经经过彻底的探索，再也不可能发现什么新大陆或
失落的土地。但是，过去我们用来探索并定居住地球最遥远的地区
的技术，现在可以用来飞离我们这个行星，去进行宇宙探险，去发
现其它星球的秘密。飞离地球我们能够居高临下地对它进行观测，
能够看到埃拉托斯尼测量出来的整个地球的球体及其大陆的轮廓，
从而证实古代许多制图家有卓越的才华。埃拉托斯尼和亚历山大其
他地理学家看到这些该会有多么高兴啊？
从某种意义上说，人类大约在公元前300年之后的600年时间里，
在亚历山大这个城市开始了智力的冒险，这种冒险把我们引导到宇
宙的海岸。但是，关于这个大理石般的光荣城市的形状以及人们的
感觉，却没有任何记载可查，压制和惧怕已使人们几乎把古亚历山
大遗忘得一干净。它的居民形形色色，简直不可思议，既有马其顿
和后来的罗马土兵，埃及的祭司，希腊的贵族，腓尼基的水手，犹
太商人，也有来自印度和撒哈拉沙漠南部非洲的访问者。在亚历山
大兴盛的大部分时期内，除了大量的奴隶以外，人们都和睦相处，
互相尊重。
这座城市是亚历山大大帝创建并由他从前的一个侍卫建成的。
亚历山大鼓励重视外来文化，提倡虚心求知。根据传说——这种传
说是否真实无关宏旨——他是在红海中世界上第一个钟形潜水器里
降生的。他鼓励他的将土们与波斯和印度的女子通婚。他尊重其他
国家崇拜的神。他搜集异国的生物（包括替他的老师亚里士多德搜
集的—头象）。为了把他的城市建成世界贸易、文化和知识的中心，
他不惜工本。这座城市因为有以下这些名胜而光彩夺目：30米宽的
林荫大道，优雅的建筑和雕像，亚历山大陵，还有那座大灯塔——
古代世界七大奇迹之一。
然而，亚历山人最大的奇迹是它的图书馆及其附属的博物馆(实
际上是—个纪念9位文艺女神的公共场所)。在这个传奇般的图书馆
里，至今残存最多的是图书馆附属建筑“塞里皮恩”里的那个一度
被人遗忘的阴湿的地下室。它的唯一残物可能就是几个腐朽的书架，
但是，这个地方曾经是我们这个行星上最伟大城市的智囊和荣誉，
它是世界历史上第一个真正的科学研究所。该图书馆里的学者对整
个宇宙进行了研究。“宇宙”(cosmos)这个词来自希腊语，意思是
“天地万物，井然有序”，从某种意义上说，它是“混沌”(chaos)
的反义词。它暗示了天地万物之间的相互联系，表明了人类对错综
微妙的宇宙机制的敬畏。这是一个学者云集的地方，他们在这里研
究物理学、文学、医学、天文学、地理学、哲学、数学、生物学和
工程学。科学和学识发展了，天才在那里茁壮成长。亚历山大图书
馆是我们人类最先系统而认真地搜集世界知识的地方。
除了埃拉托斯尼之外，还有天文学家希帕恰斯，他绘制了星座
图并估算了恒星的亮度；欧几里得，他以卓越的才能将几何学进行
系统的分类，并对正在费力地解一道数学难题的国王说：“通往几
何学的道路中可没有为皇家铺设的康庄大道”；色雷斯的狄俄尼斯，
他给词类作了定义，他对语言学的贡献，就象欧几里得对几何学的
贡献一样；赫罗菲勒斯，生理学家，他确证智力活动的中心是在脑
部而不是在心脏；亚历山大的赫伦，齿轮火车和蒸汽机的发明者，
《自动装置》——第一本论述机器人的专著——的作者；佩尔加的
阿波洛尼厄斯，数学家，他论证了圆锥曲线的各种形式（原注：之
所以称为圆锥曲线是因为它们是以不同的角度从圆锥体上切割而成
的，18个世纪这后，阿波洛尼厄斯论圆锥曲线的著作终于被约翰尼
斯·开普勒首次用来理解行星的运动）——椭圆、抛物线和双曲线
——(我们现在知道)这些曲线是行星、望星和恒星的运行轨迹；阿
基米德，列昂那多·达·芬奇之前最伟大的力学天才；还有天文学
家和地理学家托勒密，他编著了我们今天称为假科学的星占学；他
的地心说统治了1500年。这个事实说明智慧并不能保证不犯大错误。
在那些伟大的男子之外，还有一位伟大的女性——海帕希尔，她是
数学家和天文学家，是这所图书馆最后一个名人，她的殉难与该馆
建成七个世纪后的毁灭有密切关系。关于这个故事，我们后面还会
谈到。
在亚历山大大帝之后的那些统治埃及的希腊国王们很重视学问，
在几个世纪的时间里，他们始终扶植科研工作，并在图书馆里为时
代的精萃保持良好的工作环境。该馆有10个研究大楼——分别用于
不同学科的研究，许多喷泉和柱廊，几个植物园，一个动物园，几
个解剖室，一个天文台，还有一个大餐厅，闲暇的时候，人们在厅
里讨论问题。
这个图书馆的心脏是它的藏书。图书管理员到处搜罗世界各国
的文化和文字，他们派人到国外尽可能买进图书资料。停泊在亚历
山大的商船受到警察的搜查——搜查的目标不是走私货，而是图书。
他们借来古书卷，誊抄之后再还给主人。虽然该馆的精确藏书数难
以估计，但是收藏50万卷是完全可能的，而且全部都是纸莎草纸的
手抄本。这些书都到哪里去了呢？创造这些书卷的古典文明崩溃了，
连图书馆也被蓄意摧毁了。只有一小部分作品幸存下来，剩下的就
是一些可怜的零零星星的碎片。这些可望而不可即的残片是多么令
人心焦啊！例如，我们知道这个图书馆的书架上有一本萨摩斯天文
学家阿里斯塔恰斯的著作，他论证说地球是行星之一，也是绕太阳
运转的，他还论证说恒星离我们极为遥远。这些结论都是完全正确
的，但是我们却等到将近2000年后才重新发现这些真理。我们对阿
里斯塔恰斯这本著作损失的认识要提高10万倍，才能理解古典文明
的伟大成就及其毁灭的悲剧性。
我们今天的科学已经远远地超过了古代科学，但是我们对历史
的认识还存在着不可弥补的缺陷。试想一想，多少历史上的谜只要
用亚历山大图书馆的一张借书证就可以得到解答。我们知道有一套
三卷的世界史现在丢失了，作者是一个名叫彼罗萨斯的巴比伦祭司。
该书第一卷论述从“创世”到“大洪水”时期，他认为这个时期是
43.2万年，也就是说比《旧约全书》的年代纪还要长100倍。我很想
知道书里到底写了些什么。
古人懂得宇宙的历史已经很长了，他们试图了解它的遥远的过
去。我们现在知道宇宙远比我们所想象的要古老得多，我们已经考
察了宇宙空间，知道我们住一个模糊星系的最遥远的角落里，住在
一粒环绕着一颗平凡的恒星的尘埃上。如果我们是无限的空间里的
一小点的话，我们在无限的时间里也占据了一瞬间。我们现在知道
我们的宇宙——或者至少它的最近的化身——大约有150亿年或200
亿年的历史了。这就是所谓的“大爆炸”以来的时间。在宇宙的开
初是不存在星系、恒星或行星的，也没有生命或文明。当时的宇宙
只不过是—个充满整个太空的均匀的辐射火球。从大爆炸时的混沌
过渡到我们现在开始认识的宇宙，是我们有幸瞥见的物质和能量的
最可怕的转化。在我们发现其他更聪明的智能生物之前，我们现在
的人类就是最引人注目的转化结果——大爆炸的远代子孙。我们的
使命是了解并进一步转化诞生我们的宇宙。#
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人生有何常 但患年岁暮 幸托不肖躯 且当猛虎步
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