身边的天文学

    天文学的诞生和发展，伴随了人类文明进步的整个过程。早在文字诞生之前，先民们想要了解天文现象和劳动生产的关系，就有了天文学的萌芽。不过相比于精炼的牛顿定律、简洁的几何公式和漂亮的化学方程式，天文学上又有哪些可与之相提并论的“标杆”呢？

    人们劳作、学习、参加活动，无不需要精确的时间计量；为了记录过去的事件、安排较长时间的活动，还必须把时间、日期加以编排。这两件事情，无论是用数学、物理还是其他什么方法，好像都无法圆满解决。幸运的是，我们还有天文学。

    源自天体运动的时间单位

    日、月、地球的自然运动，慷慨地为我们提供了三个适宜的时间单位——日、月、年。昼夜的交替循环，让早期的人类有了“日”的概念，它主要反映了地球的自转。后来，人们逐渐发现月亮的阴晴圆缺也非常规律，变化一轮差不多是30天，于是又发展出了“月”。再后来，先民们发现四季更迭是一个更长的周期，在365天到366天之间，于是称之为“年”，它反映了地球的公转。最终不约而同地，各个古代文明都确定了年、月、日的时间计量方法，并制定了各自的历法。

    有意思的是，每月包含的天数的数量级是101，每年包含的月数的数量级也是101，日-月-年的数量跨度恰好是个-十-百，很符合人类采用的十进制规律。这是如此自然和便利，以至于我们往往忽略了，其实一切并没有那么理所应当。不信请看看水星和金星，一个水星年等于0.5个水星日，一个金星年等于1.92个金星日，日和年处于同一量级，假如它们也有智慧生命的话，到底该以哪个作为基本时间单位恐怕就得费些思量了。就算选定之后，由于这两颗行星都没有天然卫星，也就不会有“月”的概念，如果他们要记录更长的时间段，就得凭空发明一些无关日常生活、只有纯数学意义的单位，远不如地球人方便。又或像木星和土星，一年多达上万天，量级相差太大，记录起来难免啰嗦，恐怕一不小心还真容易记错呢。

    日地距离造就宜居条件

    还值得称道的是，地球上的日长也非常适宜，可以让各地都能获得适度的太阳辐射，并保持不大的昼夜温差。像水星上的白天和黑夜各长达88个地球日，昼夜温差因而达到了600度，实在比我们恶劣太多了。金星的日长更夸张，足有243个地球日。如果那上面也有天文学家的话，会发现太阳星辰的运转实在是太慢了。没有快速的星辰变换，他们怎么能测量恒星的坐标、确定时间、观测并了解行星运动进而发展天文学和科学呢？这么一比较，地球这不快不慢的自转真是对我们太友好了，给天文学家带来了多么大的便利啊！

    最重要的是，地球的“年长”对它所承载的智慧生命而言，更有着决定性意义。年的长度基本上等于行星的公转周期。准确地说，公转周期指的是天文学上的恒星年，我们日常所说的“年”指的是回归年，因为岁差的缘故，它们并不严格相等，不过一般相差不多。以地球为例，差别不到万分之0.5。根据开普勒第三定律，行星的公转周期（下文以年长代替）与它到太阳的距离是互为确定的。年长决定了距离，反过来，距离也可以决定年长。正因为地球的年长是360多天，才让它恰好位于太阳系的“宜居带”内，使得智慧生命的诞生成为可能。

    “宜居带”指的是一颗恒星周围的某一特定距离范围，在这一范围内水能以液态形式存在。与地球相邻的两颗行星中，金星的年长是地球的61.5%（224.7天），因此到太阳的距离比我们近了30%，接收到的太阳辐射能量是地球的1.9倍。加上它的大气浓密而且充满了温室气体，平均温度竟然高达460℃！火星的年长是地球的1.9倍（687天），离太阳比地球远50%，接收到的太阳辐射只有地球的43％，表面平均温度大约只有-20℃。它们分处宜居带以里和以外，其他行星则相去更远。只有地球有着适宜的年长和距离，独踞宜居带中，这正是它能产生智慧生命的先决条件。当然近圆的公转轨道也帮了忙，不过这也是几乎所有行星的共性，不像前者那么特别。

    宇宙就是这么恰如其分地给了地球这样的年、月、日，而正是这样的安排，才让生命产生智慧并建立起了科学的殿堂，也才让提出本文开头的问题成为可能。我想现在答案已经很明确了吧，那就是：多亏天文学给了我们这样的年、月、日度量方式，否则，其他一切都是浮云！

    （作者系《天文爱好者》杂志社社长）