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波澜壮阔的太阳探秘

- 秦克诚 (北京大学物理学院教授) -

一口气读完了卢昌海先生的两本书：《寻找太阳系的疆界》和《太阳的故事》。 都是清华大学出版社出版的。

说是一口气， 是因为欲罢不能， 放不下手。 作者的语言和文笔太生动了， 好像是在与读者面对面座谈， 又好像牵着读者的手， 在科学和历史的领域内为读者导游， 娓娓道来， 用的是口语， 大白话， 调皮的网络语言， 甚至现实的政治术语。 例如， 作者这样描述伽里略发表《关于两大世界体系的对话》后的形势： “这一切令教会很生气， 后果很严重。 其实， 伽里略也并非吃了熊心豹子胆， 他在 1616 年曾受到过教会的 ‘警告处分’， 在那之后安静过几年， 这回之所以敢 ‘顶风作案’， 是因为他的一位大主教朋友于 1623 年成为了新的教宗…… 这么过硬的上层关系给了伽里略一种安全感， 使他以为 ‘科学的春天’ 到来了。 他完全错判了形势。” (《太阳的故事》p.30)。 又如作者这样描述光子穿越太阳内部的传播： “太阳物质是清一色由带电粒子组成的， 是所谓的等离子体。 光子穿越这种到处都是带电粒子的物质时， 就像女人穿越到处都是化妆品专柜的购物城， 将会无可避免地受到巨大干扰。” (同上 p.140)， 以致太阳核心所发射的光子要十几万年时间才能到达太阳表面！

但是， 一本书最重要的是内容。 如果内容贫乏， 语言再好也是贫嘴。 这两本书， 好就好在以生动活泼的语言， 按照科学发现的逻辑和历史的线索， 精心组织， 表述了丰富的科学内容。

两本书都说的是太阳。《太阳的故事》讲述太阳本身： 太阳的大小、 (离我们的) 远近、 质量、 光度、 表面温度等参数是怎样定出来的； 太阳的结构； 太阳辐射的能源； 标准太阳模型； 太阳中微子； 日震学； 太阳的过去和未来等， 属于天体物理学的范围；《寻找太阳系的疆界》则讲述太阳系的行星、 小行星和其他天体： 天王星是怎样偶然发现的； 海王星又是怎样根据天王星的 “出轨”， 用纸和笔算出来的； 冥王星的发现不是海王星发现模式的重复； 火星和木星之间的小行星带是怎样发现的； 冥王星为什么被降格为矮行星； 水 (星) 内和海 (王星) 外的天区还可能有什么天体等， 主要属于天体力学。

两本书都是基本上按照科学发现的历史顺序来讲述故事的。 作者掌握了非常丰富的物理学史和天文学史的细节， 例如在计算海王星轨道上英国的亚当斯和法国的勒维耶的竞争过程的详细经过， 牵扯到的事和人，《寻找》一书介绍得比我读过的任何其他天文学史书籍都更详细。《故事》书中对爱丁顿 1919 年日食观测和佩恩 1925 年发现太阳的主要组分是氢和氦的介绍也是如此。 由于故事本身的曲折有趣和作者讲述的生动、 具体， 我们读起来荡气回肠， 就像是读侦探小说一样。 比如对太阳的认识： 我们得知， 太阳光给我们的是关于太阳表面的知识； 太阳内部的情况， 只有仅仅参与弱作用的中微子才能提供。 对中微子的观测带来了太阳中微子失踪问题， 引发了标准太阳模型和粒子物理标准模型的对决。 我们看到， 在这一对决中， 需要修改的居然不是描写如此复杂的太阳的太阳模型， 而是描述相对纯粹的微观世界的粒子物理模型！

两本书都介绍了学科前沿的最新知识。《故事》介绍了太阳辐射的能源是核聚变和太阳的寿命、 中微子的三代和中微子振荡、 太阳的 ‘五分钟振荡’ 和日震学等。 天体力学是一门相对成熟的学科， 但是《寻找》书也介绍了一些最新的进展， 像柯伊伯带和奥尔特云等。

作者在行文中， 还经常穿插一些小问题， 要求读者思考一些具体问题， 做一些推导， 或估计一些参数的值， 使读者能够与作者同步前行。 这也是很好的做法。

书的作者卢昌海先生是旅美学人， 目前在美国工作。 感谢他在工作之余写出了这么好的科普书。 我国的传统文化太缺少科学内容了， 我国人民现实的科学水平太欠缺了， 科学普及工作是当务之急。 一些旅外学人已经看到了这个工作的重要性， 在这方面开展了工作， 如方舟子、 饶毅等先生， 不过他们的领域是生物学， 而卢昌海先生这两本书是我读到的旅外学人写的物理—天文领域内两本精彩的科普书。 愿国内外有志之士有更多人投入这一工作！

2012 年 11 月 20 日收录
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