“在我们一无所知的地方，我们可以随意推测，而不必担心被反驳。” 英国天文学家、皇家天文学会会员 F. W. 亨克尔在 1909 年的《大众科学》杂志上写下这些话，毫不掩饰地描述了一个世纪前天文学文化的大部分。 那时，专家们使用非常有限的数据，对太阳系的形成和演化、一颗名为火神星的行星的存在以及其他行星上是否存在生命，做出了包罗万象的论断。
在这一特刊中收集的早期《大众科学》文章中，关于我们太阳系的引人入胜但最终不正确的想法显而易见。 我们希望，最近的文章提出了更可靠的论断，因为它们是基于某些东西而不是一无所有。 这个合集精彩地展示了天文学这门科学在过去 150 年里是如何演变的。
今天，天文学家正在学习如何从消防水带中饮水。 现代望远镜收集的大量比特数据淹没了我们的计算机，并压倒了我们存储和分析信息的能力。 我们已经进入了天文信息的黄金时代，我们对我们声称知道的东西非常有信心。 然而，过去也给我们上了一些谦逊的教训。
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一个世纪前，我们数据匮乏的前辈们用伪装成复杂论证的猜测来弥补他们的不足。 在 1879 年的这些页面中，一位身份不明的天文学家写道：“即使在最平静的夜晚，也几乎不可能成功地画出一张像火星这样的行星的可接受的图画，反射镜中看到的图像是波浪状的、颤动的和模糊的。” 一张图画！ 今天，天文学家使用巨大的分段镜面望远镜，这些望远镜在重力作用下不断下垂，并通过数百个计算机控制的马达每秒多次扭转回形状。 与此同时，其他计算机将激光束射向天空，在那里它们从平流层的钠层反射回来，形成“引导星”，使现代望远镜能够测量并校正地球大气湍流引起的图像失真。
当我试图从一个充满尚未被发现的发现的数据集中再挖掘出一个发现时，我对那些先于我的人充满了敬意和钦佩，甚至是敬畏，他们令人印象深刻的发现是极其艰苦获得的，即使他们从数据中得出的结论往往是大错特错。 我们在这些页面中遇到的天文学家富有想象力并且非常自信。 例如，以普林斯顿大学的查尔斯·A·扬为例，他是他那个时代最杰出的天文学家之一； 他最得意的门生是亨利·诺里斯·罗素，有史以来最重要的天文学家之一。 “报纸时不时地宣布发现一颗新行星，”扬在 1877 年的《大众科学》杂志上写道。（今天我们称这些天体为小行星而不是行星，但那是另一个故事。）然后他告诉他的读者：“目前已知的这类天体数量为 172 个； 总数可能要以数千计。” 数千个！
1928 年，当时已是美国天文学界泰斗的罗素亲自撰写了一篇关于小行星的文章。 在这半个世纪里，科学家们学到了多少东西？ 罗素写道，“如果像天文学家经常做的那样，将行星定义为仅仅是在太阳周围进行独立轨道运动的天体，那么再发现一颗或十几颗行星根本算不上新闻”。 “已经列出了超过一千个这样的小天体……而且可能还会有另外一千个或更多将被添加进来，故事才会结束。” 今天，国际天文学联合会小行星中心目录列出了超过一百万颗小行星，天文学家每年向该数据库添加超过 50,000 个新天体。 由于不受数据约束，扬和罗素都在猜测。 而且都大错特错。
以下页面中的文章揭示了 19 世纪末和 20 世纪初其他一些错位的确定性例子。 一篇 1879 年未署名的文章“另一个像我们自己一样有人居住的世界”写道，火星上的植被是造成该行星红色色调的原因，并建议在火星居民“享受晴朗天气”时对其进行观测。
到 20 世纪初，火星上存在生命已不太明显。 关于太阳系中生命丰富的期望仍然很高，但正如 1905 年一篇题为“其他世界上的生命”的文章报道的那样，“我们不知道太阳系外还有哪个世界适合生命存在……在已知的宇宙中，我们的星系似乎是绝对独一无二的。” 今天，天文学家即将发现围绕类太阳恒星运行的、具有类地温度的地球大小的行星。 所谓的绝对独一无二就到此为止了。
四年后，亨克尔观察到，“似乎没有什么可以阻止在每个行星上都存在完全不同的生物。” 他推断，即使是木星和土星的卫星也应该有人居住：“就我们所知，没有任何理由可以解释为什么它们的某些卫星，至少，不应该是生物的住所。” 至于金星，亨克尔写道，它“每 23 小时 21 分钟绕自身轴线旋转一周”。 错了。 “空气、水、陆地、大陆、山脉、极地积雪等等，似乎都存在。” 错了。 “因此，就我们有限的知识而言，[金星上]存在生命生物的证据，其特征与我们熟悉的生物非常相似，似乎已经像我们可以合理期望的那样完整。” 又错了。
火星呢？ 火星显示出“绿色和紫色的斑块”。 对不起，没有。 大气层“布满了云雾”，表面覆盖着“无数狭窄的‘海洋’”。 没有。 “尽管一些热心的观测者确信存在着理性生物，并且处于高度文明状态，居住在火星上，但在我们得出这个结论之前，我们不妨停下来思考一下。” 我们应该为亨克尔最后的谨慎态度鼓掌。
另一篇文章“天空中的红色之神”揭示，到 1909 年，已经取得了进展：在加利福尼亚州惠特尼山 14,501 英尺的山顶进行的一项观测项目表明，“火星上的水不比月球多……极地地区不可能是冰、雪或霜； 最合理的推测是它们是由固态二氧化碳组成的。” 最终，凭借良好的数据，天文学家得出结论，火星是一片干旱的荒地，其稀薄的大气层由二氧化碳气体组成，徘徊在一个“死寂的世界”之上。 一个世纪前，新世纪的技术开始抑制天文学家毫无顾忌地进行推测的习惯。
在这些页面中记录的世界天文学界取得的进展令人欣慰。 科学是自我纠正的； 我们的后继者会将我们的错误扔进我们称之为历史的垃圾桶。 宇宙的膨胀是否因暗能量而加速？ 也许是。 宇宙中 80% 的质量是冷暗物质吗？ 也许是。 火星赤道附近的岩石下是否存在微观生命？ 也许是。 在十维多重宇宙中是否存在其他宇宙？ 也许是。
我们拥有拍字节的数据，但与未来几代人将拥有的数据相比，我们几乎可以肯定数据匮乏。 我们推测时只有一点点担心被反驳。 科学和猜测之间的界限仍然模糊。 如果我们对自己诚实，我们会认识到我们知道的比我们声称的要少。
这期《大众科学》特刊为我们打开了一扇了解科学过去的窗口，但它为我们提供的远不止这些。 这些文章揭示了关于科学事业极其重要的事情：就像我们不断演变的太阳系一样，知识本身也会随着时间而改变。 回顾过去，可以健康地提醒我们科学在正确完成时是如何运作的。