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我们都是阴沟里的虫子，但总得有人仰望星空
《三体》作者刘慈欣在谈到科幻的意义时，引用过王尔德的一句话：“我们都是阴沟里的虫子，但总得有人仰望星空。”
作为一名科幻从业者，从小到大，我所认识的科幻迷几乎也都对天文感兴趣。所经历的高校社团中，科幻协会和天文协会常常有许多共同的成员，一起组织活动。
星空有一种震慑人心的美感，看着它时，自己生活中的一切烦恼都显得微不足道。
01
天文知识
我还记得自己第一次看见银河的那个深夜。在北京古北口的观测营地里，抬头望去，一条淡淡的光带横跨天际，满天星斗在视野中无尽地展开。使用望远镜随意观测一个看似空白的小区域，都会有无数繁星呈现出来。我望向银河，脑中想象着科幻作家阿西莫夫的《基地》中的银河帝国，憧憬着有一天人类能在群星间穿梭，每一个光点都代表一个可被探索的世界。
后来我才知道，那一晚所见到的满天星斗，不过是银河中极小的一部分。在夏威夷岛的科纳，有人模仿银河系的结构，建造了一座直径约30米的花园，用植物填充银河系的几条旋臂。我们的位置处于猎户座旋臂的外侧，而肉眼能辨认的绝大多数星星，都在这个银河系花园中一片树叶所覆盖的范围。
所以说，在观测星空前，你最先要准备的不是器材，而是天文知识。只有知道自己要观测的东西是什么时，它才会对你产生意义。
在这个信息发达的时代，有大量的天文科普书籍和课程可以学习。我们需要了解一些基本概念，比如，星座和恒星的名字，星星的亮度如何定义等等。
关于星座，古代的天文学家将星空划为若干区域，以方便辨识，这些星座的名称往往和神话传说有着很深的渊源。由于地球是在一个固定的平面中环绕太阳运行的，所以在地球上看来，太阳在天空中所经过的路径也相对固定。它被称为黄道，会穿过12个星座（也就是通常所说的黄道十二星座）所在的区域。
今天的天文学领域，仍然使用源自古希腊的、传统的拉丁语形式的星座名称，少数星座名是17—18世纪确定的。1930年，国际天文联合会确定了星座名称和边界，全天共88个星座。一开始，你只要熟悉其中15~20个最亮的即可。
恒星的名字比较复杂。中国古代有自己的一套“三垣四象二十八宿”的星座体系和星官名。在中西文化的冲突和交融中，主要亮星的古代名字被保留了下来。而这些星星在近代天文学的星表里，往往还有一个正式名称。比如天蝎座最亮的星，中文名叫心宿二，星表里的名称叫天蝎座α。使用不同星图时，这是需要注意的。
每差1等，亮度相差2.512倍。在星图上，不同亮度的星星通常用大小不等的圆点表示。
02
四季星空
了解了这些基本概念之后，你可以开始出门观测了。在今天，城市的光污染让细致的星空观测已经变得不可能，但对于初学者来说，在灯光不是那么强的深夜，在家附近，通过主要的亮星来辨识星空，仍然是可行的。这被称为“后院天文学”。
即使完全没有天文知识，我们也能不太费力地找到北斗七星。在11月到4月，我们还能轻松找到猎户座。它们是天空中显著的路标。
当然，仅仅了解这些，还无法把握星空。对初学者来说，观测星空最难的一点在于，由于地球的自转和绕日公转，整个天空中的天体，是随着一天的不同时间、一年的不同季节，不断变化的。
一般来说，恒星会从东向西运动，就像太阳每天“东升西落”一样。北半球的恒星，会绕着距离北极星不远的北天极慢慢转动，而北极星看起来几乎不动。
你可以把整个天球想象成一个陀螺，绕着以北极星到地心的轴线旋转着，所有的星座都贴在陀螺的表面。和北极的距离不同，它们的转动速度也不一样。站在星空下，逐渐适应了这个看不见的陀螺后，你就能够判断出一个星座，在几个小时后会移动到什么地方。
地球绕着太阳公转，也会导致恒星背景的变化。这种变化很慢，要几周或者几个月积累起来才明显。但是这种变化是意义深远的，整个天空中的星星都会随着季节的变化进入你的视野。
所谓四季星空，就是指每个季节黄昏时候的星空。每个季节都有其显眼的恒星和星座。
在夜里，我们只能看到一半的天空，那是由于地球在自转。如果整夜不睡，北纬40度的北京地区的观测者，可以在一个夜晚看到三个季节的星空。
03
准确定位
从上古时代直到几年以前，辨识星空都是一个技术活儿。想要在夜空中迅速识别各个天体的位置，需要对星图十分熟悉，以及拥有长期的观测经验。为初学者绘制的星图，往往会添加网格，注明详细的名称和坐标。各种进行星空观测的科普教材，会用相当大的篇幅，教会你如何从已知到未知，从北斗七星、猎户座腰带等明显路标开始，向各个方向延伸、定位，逐渐确定其他星座和亮星的位置。
如果一颗亮星在星图上找不到，要通过对比它是否在黄道上，甚至查阅行星表，去判断它是否是一颗行星。
关于使用星图，也有各种技巧。例如看图时，使用红色塑料纸或玻璃纸蒙住手电筒，让光线变暗，防止亮光破坏眼睛在黑夜中的灵敏度。
智能手机的出现，大大简化了这一过程。随意下载一款星图类的App，例如“虚拟天文馆”或者“Star Walk”，设定好时间和经纬度，它可以自动调节出当时当地适用的星图。而打开重力感应功能后，可以移动手机，将其放置在星空背景中，它会自动告诉你当前看到的星星的名称。
智能手机的这些功能，使用起来非常方便，但对于初学者来说，跳过了许多辨识星空过程中的重要步骤，观测体验可能会有所欠缺。毕竟，星空观测最重要的是学习和体验的过程，而不是获知答案的结果；使用传统的寻星技巧，收获会更多一些。
以目前的夏季星空观测为例，夏季星空最明显的标志是夏季大三角——由三个各自星座中最亮的恒星（织女星、天津四、牛郎星）构成的三角形。为了找到它，我们需要先向北方看去，找到北斗七星，从斗柄的两颗星向外开口一侧顺延，大约在天球上走60度后，就会走到织女星和天津四连线的中点。
这两者很容易区分，0等的天琴座织女星要比1等的天鹅座天津四亮一些，而天津四的周围会有明显的构成天鹅座的十字架形的星星围绕。找到三角形的一条边后，就很容易找到三角形另一个点——天鹰座的牛郎星了。如果在没有光污染的野外，你还可以看到牛郎和织女之间的银河。
确定这个大三角后，可以以此顺延找到其他星座。例如，连接织女星和它西边的亮星大角，延长线会穿过武仙座和北冕座；沿着天鹅座北十字的竖线，会找到夏季星空最亮的天蝎座心宿二……逐渐地，夏季的星河拼图，会在你脑中一步步地成型。
当星空的图景呈现在你的面前，它就有了不一样的意义。由于个人经历和知识储备的不同，它会触发不同的联想。看着牛郎织女，你也许会联想古代神话和爱情，但是看着它们所在的星座，也可能会联想其希腊神话，甚至是衍生的圣斗士等当代文化形象。如果你对科幻感兴趣的话，也会想起电影《超时空接触》中，人们接收到距离地球25光年的织女星传来的信号，并乘坐时空机器前去冒险。你也可以去构想科学内容：各个恒星的成分和温度。
当然，即使不做任何联想，观测本身也代表了某种意义。例如，你会感到自己是在和宇宙进行某种宗教或哲学层面的沟通。
04
挑选望远镜
想进行更加专业的观测，需要使用器材，例如望远镜和相机。
首先推荐初学者购买的是双筒望远镜，它是很常见的光学仪器，即使不用作天文观测，别的地方也是用得上的。普通的双筒望远镜，足以让你看到许多肉眼看不到的天文景色，例如月球上的环形山、木星的四颗卫星，甚至是银河系之外的遥远星系。
相比那些不易携带的天文望远镜，它显得十分轻便。你可以挂在身上去参加集体的天文观测活动，在专业人士的指导下使用，而当你变得专业起来后，它也可以用于辅助寻星，并有许多不可取代的独立用途，绝不会被淘汰。
最常见的双筒望远镜，规格为7×35，表明它的放大倍率为7，主镜直径为35毫米。你也许想尝试购买倍率更高的双筒，但是望远镜放大倍率越高，意味着视野范围越小，未必适合初学者。
当对观测有更高的追求时，就可以考虑入手一台天文望远镜了——就是在天文观测活动中常见的那种用三脚架放置在地上的长筒形仪器。从初级入门到高级专业的天文望远镜，规格和价格差异都很大。主流的天文望远镜，价格从数百到数千元不等。而规格上，主要是折射式和牛顿反射式的差别，需要根据自己的爱好和条件来选择。
折射望远镜是大众心目中最为“正常”的望远镜的样子：一个细长筒，星光从镜筒前端进入，经过透镜的折射，观测者在镜筒底部观测。主流的折射式望远镜，直径为50~80毫米。
牛顿反射式望远镜，镜筒粗、口径大，星光从镜筒前端进入后，在镜筒底部的碗形镜面被反射，再次汇集到镜筒前端被观测。主流牛顿反射望远镜的直径在150毫米以上，由于比同价格折射式望远镜口径更大，观测效果会更强。但是由于成像中被镜面反射过一次，所以看到的成像是倒立的。
不论购买哪一种天文望远镜，都需要一个好的三脚架，越重的三脚架越稳定。在购买不同规格的望远镜和三脚架时，制约你最重要的因素可能不是钱，而是便携度。如果你没有汽车，无法经常自驾去野外观测，那么想要购买一台自己搬不动的天文望远镜，可能是不太合适的。
05
天文摄影
在胶片相机的时代，天文摄影是一项非常专业的工作，但随着数码相机时代的来临，人人都有了相机，都成了摄影师，时刻想把自己所见所感用影像留住，对星空自然也不会例外。那么，星空摄影难吗？这取决于你想要达到什么样的效果。
想要拍摄一张清晰的夜空、星星、极光的照片，普通的数码相机、卡片机甚至比较好的手机相机就可以做到。它需要大光圈、较长的曝光时间，但总的来说，和普通的夜景拍摄差别不是很大。
但是想要实现一些比较专业的摄影效果，比如星象轨迹、清晰的大广角银河照片等，就需要高质量的单反相机和比较专业的设备了。例如，这种拍摄动辄需要曝光几分钟到几个小时。这时候天球还在旋转，你需要给相机搭配能够同步旋转的赤道装置，去抵消地球自转。
而更为专业的摄影效果，例如我们在摄影展中看到的用长焦镜头拍摄的深空天体，那些瑰丽的星云和星系，这需要相机和天文望远镜搭配使用，使用先进的导星技术，精确地安置马达去驱动望远镜转动。有时候单反相机也无法胜任，可能需要使用专门为天文望远镜摄影设计的CCD（电荷耦合器件）相机。
极为专业的效果，也许是初学者暂时无法达到的，但是我们可以做自己能做到的事，并向着可能达到的方向努力。无论是观测还是摄影，都是如此。
人类诞生并生活于宇宙之中，本身就是一个奇迹，而终于有一天，这个物种开始仰望星空，观察并思考外部的世界时，意味着这个文明开始向新的方向迈出了一步。
我们观测星空，被它改变，也许，将来也会去改变它。
作者 | 宇镭
编辑 | 荣智慧 rzh@nfcmag.com
排版 | 赵越，Keith
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