星空的暗角

这是一本关于宇宙探索的失败集锦：哥白尼提出了日心说，却无法解释原因；现代科学之父伽利略错误地推断了潮汐成因；西芒托学院测不出光速；勒威耶找不到祝融星；皮亚齐弄丢了谷神星……

从科学诞生的16世纪到现代人生活的21世纪，那些科学探索历程中看似失败的努力，却是天文学发展进程中的关键启迪。这本书选取了科学史上21场遗憾失败的尝试，他们失败的原因各不相同，但其中的故事各有各的精彩。这些故事就像银河系中被遮蔽的星光，是暗角，但也是天文史上的伟大进步。

正因为他们，我们才得以见识真实而完整的浩瀚星空。

天文学博士、科普作家、中国科普作家协会会员、翻译。毕业于德国海德堡大学天文学专业，先后在中科院国家天文台和北京师范大学担任研究教学工作。得到App《天文学通识30讲》《天文学前沿报告》主理人。译有《天文之书》《给仰望者的天文朝圣之旅》等科普图书十余部。

*中国作者写给中国读者的天文史入门读物，中文表达流畅亲和，无公式无注解，语言通俗易懂。

*另类故事形式呈现天文学的发展进程：从犯错误的现代科学之父到史上最倒霉的天文学家，21个失败片段拉近人们与科学、与科学家的距离。

*不可缺少的挫败教育：心理研究发现，面对挫折与困难，决定一个人成功与失败的关键是抗挫力的高低。抗挫力强，可增强个人的生命力，提升个人直面挫折和挑战的勇气与智慧。本书通过真实的历史故事让读者对失败脱敏，增加面对逆境时的处理应对能力，培养困境下的抗挫力。

*重新思考科学精神：在科学求索的路上，失败的意义不亚于成功。失败的只是暂时，失败带来的对天文学的启发才是永远的收获，理解失败的科学探索也是可以对社会进步做出贡献的。

序

一曲献给失败的赞歌

大部分科普书，尤其是天文学科普书，为我们展现了人类探索宇宙所取得的辉煌成就。天文学家就像打怪升级的传奇英雄，金光闪闪，众星捧月。关于科学史的科普，展现的是历史上的成功。关于前沿科学的科普，展现的是当下的成功。而我，希望在这本书中选取一个似乎古怪的方向，聊聊天文学家的失败。我这么做，是要破解我们对失败的三种偏见。

偏见一：失败很可怕

我们真的害怕失败。

人类会调动原始的恐惧、羞愧、厌恶和愤怒等负面情绪来对待失败。小到一次考试失利，大到国家级的重大项目失败，失败的阴云会遮盖在每一位参与者头上。但失败不会因为我们厌恶它就自动消失。失败总要来临，害怕失败的我们往往假装看不见它的存在。我们刻意回避失败，就像《哈利·波特》中的巫师不敢谈论伏地魔一样惧怕谈论失败。

我们隐匿失败，把失败编造和美化成另一副模样。邓布利多校长告诉哈利·波特，就叫他伏地魔吧，对一个名称的恐惧会强化对这个事物本身的恐惧。

偏见二：天道酬勤，坚持就是胜利

某科学家实验了几百次，终于发现了某某结果……我们听过不少类似的故事，我们为科学探索的过程打造了重复实验和勤奋献身的脸谱。但实际情况是，很多失败伴随终生，直到几代人之后，也没能破解失败的道理。

还有很多失败，并非从一开始就注定失败。失败往往出现在美好的成就之后。安全的小路到此为止，荒原在你面前展开。有太多伟大的天文学家在取得伟大的成就之后就开始犯错误，开始钻牛角尖，开始失败。他们的经验不可谓不丰富，他们掌握的资源不可谓不充分，他们对科学探索的热忱不可谓不强烈，他们完全始于理解宇宙真相的初心，坚持工作下去，但就是远离正确答案。

因此，坚持不一定换来成功，比油门更重要的是方向盘。

偏见三：失败是成功之母

我们也被这样鼓励过：“失败了没关系，失败是成功之母。”的确，在成功到来之前，我们能见到的只有失败的样子。甚至很多时候，不经历失败之中足够多的苦难，也很难造就成功的果实。但我绝对没有颂扬苦难的意思。失败和苦难本身不具备什么特殊的意义。简单地把失败的次数累积起来，也无法兑换成功。

只有对失败的不甘心、反思、另辟蹊径才有意义。就像爱因斯坦所说的，产生问题的思维方式无法解决这个问题。我从天文学家失败的故事中学到的是，失败中隐藏着种子。西芒托学院没能测得光速，才让科学家对光的运行保持警惕。赫歇尔得出荒谬的银河系结构，才引发了人们对星际介质的探索。勒威耶找不到祝融星，才为广义相对论提供了最有力的证据。皮亚齐弄丢了谷神星，才催生了高斯的数学方法……种子在时间的浇灌下，生机勃勃地成长起来，这才有了意义。

失败不一定孕育成功，反思才是成功之母。

对失败的这些偏见一直影响着我们，影响着人类的科学。科学从未摆脱失败，与其说它积累了层层成功的脚印奋勇前进，不如说它伴随着次次失败蹒跚而来。厌恶失败当然正常，勤奋工作

当然是美德，面对困难继续坚持当然也是盼望。但我们追求成功、勤奋投入以及坚持不懈，并非因为这么做可以让科学的某棵苹果树结出成功的果实，而是因为这么做更加高贵。

畑村洋太郎是日本东京大学教授，曾任事故调查验证委员会委员长，协助日本政府调查东京电力公司福岛第一核电站事故。他在著作《失败学》中畅想有一天要设立一座“失败博物馆”。他说：“我期待着失败博物馆这类场所的设立，能够改变目前对失败消极的固有印象。”

言外之意，失败的迷雾之中隐藏着诗意和理性之光。天文学是一门特殊的学科。天文学考虑的问题往往具有千百年的漫长时间跨度和数亿光年的巨大空间尺度。这样的时间跨度和空间尺度远远超越了每一个人类课题的生活尺度。吾生有涯而知无涯，怎么办呢？

自从伽利略用望远镜指向天空，天文学家就开始持续观测太阳。望远镜观测到的太阳上有大小不一的黑色斑点，即太阳黑子。太阳黑子的位置、尺寸大小和数量随时发生变化。几百年来，大量默默无闻的天文学家观测太阳，把太阳黑子的样貌描绘了出来。这样的工作需要每天进行，持续不断。几代天文学家将自己的生命奉献于日复一日地描绘太阳上面。天文学家施瓦布像几位前辈一样，每天观测并描绘太阳黑子，持续了17 年。他把前人的工作资料与自己的资料整理出来，终于发现了太阳黑子的周期性规律。施瓦布固然是发现黑子规律的冲刺者，但他之前的观测者的工作同样不可取代。正是由于天文学的特殊性，天文学家之间形成了不成文的默契，那就是，对终身投入资料整理工作的前辈充满敬意。

所以，我用天文学家的故事讲述失败和犯错，并不是出于同情和怜悯，而是向这些前辈致敬。这本书中包含21 个故事，涉及30 多位天文学家，包括他们的工作和生活。这些人物的故事就像银河系中被尘埃和气体遮蔽的星光，是暗角，是肉眼不可见的空洞，也是孕育，是更广阔维度下的进步。

天文学家群体不算大，但考虑到时间的因素，历史上的天文学家的规模就不是一个小数目了。大部分天文学家在一生中都犯过大大小小的错误。要从中筛选出20 多个值得一讲的故事不是轻松的工作。我尽量沿着时间的脉络，从科学革命的先驱哥白尼讲起，到保卫冥王星的斯特恩结束。这场梳理错误与失败的旅程从太阳系的行星运动开始，贯穿中世纪和近现代以来天文学不同领域的进步，以重新思考行星的定义结束。天文史上失败的历史似乎画了一个圈，从理解自身的定位出发，又回到了我们最熟悉的身边事物。当然，人类在这场旅程中的认知并非原地踏步，而是切实地前进了一大步。挂一漏万，我可能遗漏了更多有趣的天文学家失败的故事。这本书涉及的人物和事件与我个人的学术兴趣大有关系，没有写入本书的情节并非不重要。

我尝试着揭示失败背后的诗意和理性之光。我没有能力设立一座“失败博物馆”，但我愿意收集几块砖瓦，为将来做打算。当下，我邀请你在茶余饭后，听我唱一曲献给失败的赞歌。

0. 序言：

1. 从简单到复杂

2. 错误地解释海水的潮汐

3. 测量光速的学术小组

4. 观测金星凌日九死一生

5. 测量经度的竞赛

6. 数星星测量宇宙

7. 精彩的C选项

8. 丢了一颗小行星

9. 夜空为什么是黑的？

10. 地球为何如此年轻

11. 三体问题没有解

12. 寻找火星人的富商

13. 火山还是陨石坑？

14. 银河系的尺度

15. 拒绝承认恒星的宿命

16. LOMO工厂的光学失败

17. 宇宙的余晖

18. 非主流的宇宙模型

19. 误报引力波

20. 第一颗太阳系外行星

21. 保卫冥王星

22. 后记