冥王星沉浮记 | 周末读书

出版商：外语教学与研究出版社

作者：【美】尼尔·德格拉斯·泰森

开本：32 开

页码：256 页

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内容简介：冥王星是一颗不折不扣的“明星”，它的命运起伏令人感叹。冥王星为什么被降级？为什么至今仍有科学家坚持认为冥王星是行星？冥王星降级事件的中心人物、美国海登天文馆馆长尼尔•德格拉斯•泰森在《冥王星沉浮记》一书中回顾了冥王星从发现失去行星身份的传奇历程。书中不仅描述了这颗受人关注和喜爱的星球的科学知识，还讲述了冥王星对社会文化的影响，以及降级事件引起的舆论风波。图书语言轻松幽默，配有照片和插画，以及公众就冥王星降级问题撰写的信件。

《冥王星沉浮记》不只是一本简单的科学知识书，更是一部带有人文色彩的科学故事，能够引起读者情感共鸣。回顾冥王星往事，我们不仅可以纵览人类对太阳系认识日渐深入的进程，更可以体会科学认知的更新与公众情感间的碰撞。

《冥王星沉浮记》设计独特，护封打开后，既是一张行星海报，又是一张行星图示。图书还附赠红蓝3D滤镜，读者可以手持滤镜，观看书中的冥王星立体图片。

冥王星降级风波中心人物尼尔泰森独家揭秘“爱心”降级背后的真相

中国首位“卡尔•萨根奖”得主郑永春重磅译著

天文名家卞毓麟、陈炯林、朱进作序推荐

附赠3D红蓝滤镜，以立体图片真实还原冥王星表面的

目录：

• 一 冥王普鲁托

1. X行星搜寻任务/ 003

2. 小女孩提议的名字/ 008

3. 与迪士尼的宠物狗重名/ 016

4. 冥王星的社会影响/ 018

5. 难以忘怀的九大行星/ 020

• 二 历史中的冥王星

1. X行星存在吗？/ 029

2. 冥王星有多大？/ 032

3. 忽多忽少的行星数量/ 037

• 三 揭开冥王星的神秘面纱

1. 不同凡响的冥王星/ 045

2.“ 新视野号”将探明真相/ 053

3.“ 哈勃”望远镜的功劳/ 058

• 四 巅峰坠落 

1. 岌岌可危的行星地位/ 065

2. 汤博的坚守/ 069

3. 布展中的困惑/ 079

4. 巅峰坠落/ 089

5. 展馆设计引发危机/ 098

6. 宇宙尺度展厅/ 101

7.《纽约时报》的头版报道/ 105

8. 成为舆论焦点/ 111

9. 海王星外的新发现/ 116

• 五 争议四起 

1. 卷入纷争/ 125

2. 我的回复/ 128

3. 争议四起/ 134

4. 同行来信/ 137

5. 公众来信/ 143

• 六 终审判决 

1. 行星新类别/ 153

2. 终审判决/ 156

3. 登上新闻头条/ 164

4. 科学还是民主？/ 169

• 七  矮行星冥王星 

1. 来自各界的质疑/ 175

2. 汤博故乡的反抗/ 180

3. 冥王星的葬礼/ 185

4. 报纸上的冷嘲热讽/ 187

5. 争议不断/ 195

• 八 小学课堂里的冥王星 

给教育工作者的个人建议/ 201

• 九 类冥天体

1. 争议犹存/ 209

2. 尾声/ 211

《冥王星沉浮记》节选冥王星有多大

珀西瓦尔· 洛厄尔早年对火星十分痴迷，产生过许多遐想。他曾经认为火星上存在过文明，而且认为火星智慧生物开凿了多条运河，以便将水从北极冰盖引入城市。洛厄尔猜想逐渐枯竭的水资源将火星智慧生物推向了灭亡的边缘。这个想法促成了《世界大战》一书，火星殖民成了当时的热门话题。不过，洛厄尔一生的大部分时间都在寻找X行星（X即代数中的未知数）—外太阳系那个干扰海王星运行轨道的神秘天体。按照这种看法，过去的人当然可以把海王星视为干扰天王星运行的那颗X行星。

利用海王星的轨道摄动寻找X行星的方法已经行不通。要想发现新的天体，只能依靠大规模巡天。

看着一张张密密麻麻地布满了几百万个亮点的图片，试图在一张图片与另一张图片的变化之中找到新行星，这样的工作谁都不愿意做。好在科学家发明了一个巧妙的机械光学仪器—闪视比较仪，它利用人眼能在静止背景中觉察到物体的变化和位移这一特别功能。使用它时要将在同一天区拍摄，但拍摄时间不同的两张照片并排放在一起，保证两边完全对齐，然后连续来回切换两张照片。与背景天区比较后，天体的亮度变化或位置变化都会立刻显现出来。

1916年，珀西瓦尔· 洛厄尔逝世。随后，洛厄尔天文台聘任克莱德· 汤博继续进行这项枯燥的搜寻工作。1930年，也就是发现X行星的这一年，这个年轻人比对了他在1月23日和29日拍摄的天樽二（双子座δ，双子座中亮度排名第八的天体）附近天区的照片。这项比对工作使汤博发现了X行星，由此他成为了历史上第三个，也是最后一个在我们生活的太阳系发现新行星的天文学家。

任何一项设计严谨、执行严格的科研计划，一旦实施就不会因为有了新的发现而停滞。继续完成这个科研计划，就有可能有其他发现。因此，在发现冥王星后的13年里，汤博搜索了超过30,000平方度的天区（总天区面积为41,253平方度），但没有找到比冥王星更亮的非恒星天体。即便如此，他也没有白费时间。汤博发现了6个新的星团、几百颗小行星和一颗彗星。这项巡天观测在此后几十年内，成为对外太阳系最彻底的地毯式搜索。

然而，新发现的冥王星是人们所说的X行星吗？人们起初认为冥王星的大小和质量与海王星的相当，而海王星的质量约为地球的18倍。若冥王星的引力能干扰海王星的轨道运动，冥王星的质量必须与海王星的在同一量级上。但冥王星离我们太远了，超过了当时已有望远镜的观测极限。通过望远镜观测冥王星，人们最多只能看见一个小亮点，无法判断其大小。事实上，人们只能先假设冥王星的表面反射率，再根据其亮度推测冥王星的大小和质量。

此外，还可以用一种巧妙的方法估算冥王星的大小，从而大致估计其质量，即在观测冥王星运动时记录它挡住背景恒星的时间。将冥王星的距离和轨道速度，与背景恒星变暗的时间长短结合起来，可以很好地估算冥王星所占的天区宽度。但越来越多的恒星以越来越近的距离从冥王星后面经过，恒星的亮度却并没有减小。这时天文学家不得不认真考虑冥王星到底有多大这个问题了。

1978年，天文学家发现，冥王星有一颗与其距离很近且相对较大的卫星。这颗英文名被定为Charon（卡戎，冥卫一）的卫星，可用来估算冥王星的质量。简单地套用牛顿的万有引力定律，我们惊讶地发现，冥王星的质量一下子从海王星量级陡降至不到地球质量的1%。1980年，美国赖斯大学的德雷斯勒（A. J. Dressler）和加利福尼亚大学洛杉矶分校的拉塞尔（C. T. Russell）在地理通讯杂志《地球与空间科学新闻》（EOS）上发表了一篇文章。在此文中他们绘制了冥王星自发现起至20世纪70年代其质量估计值的分布图，并根据冥王星质量估计值不断减小的事实，半开玩笑地预测，照此趋势冥王星将于1984年从太阳系消失（图1）。

图 1 德雷斯勒和拉塞尔绘制的原创曲线图（1980年）。图中显示了从人们认定冥王星是X行星至绘制本图时，其质量估计值的变化。Mp（冥王星质量）的数学式是对这些估计值的最佳拟合式。可以看出，若冥王星质量的估计值继续减小，冥王星将于1984年消失在太阳系中。图片摘自德雷斯勒与拉塞尔撰写的文章《冥王星终将消失》，EOS，61（44），1980年，690页

如此说来，冥王星的质量太小了，不足以导致天王星和海王星的运行轨道异常。X行星仍隐藏在太阳系外缘的某个地方，等待我们去发现。

人们一直认为存在着X行星，直到1993年5月。此时，在加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室任职的小迈尔斯· 斯坦迪什（E. Myles Standish Jr.）在《天文学杂志》发表了题为《X行星：光学观测手段无法为其提供动力学证据》的文章。斯坦迪什利用“旅行者号”飞掠天体时传回的数据，估算了木星、土星、天王星和海王星的质量；海王星新的估算质量与当初的估计值约差0.5%—以现在的标准来看确实差得比较多。假定利用“旅行者号”数据得到的行星质量估计值是准确的（明智的做法），不考虑1895～1905年间美国海军天文台误差较大的测量值（又一个明智的做法），斯坦迪什重新计算了这几颗行星的轨道参数。结果如何？天王星和海王星的运行轨道的异常完全消失了，万有引力定律可以很好地解释太阳系内已知天体的运行轨道。换句话说：X行星并不存在。根据对太阳系的引力估算，大质量天体已经全部被发现。

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