前言

我今天為你解讀的，是一本關冥王星的科普書，叫《冥王星沉浮記》。這本書同時也作為《天文學通識》課程的參考書目，為你擴展太陽系這一單元的認知。

我上學那會兒，在天文學系，如果想說誰跟不上潮流，不懂時尚，就會開玩笑說：“你是從冥王星來的吧？”可以說，冥王星，已經成為了天文學中的一種典型的文化，或者說是一個符號。因為冥王星本身有個很鮮明的特點：它長時間以來都被認為是太陽系最外圍的行星，荒涼孤僻。

但在2006年，冥王星被天文學界降級為矮行星，被踢出了太陽系九大行星的行列。這意味著，全世界的天文學教科書都必須改寫，所有的天文館、科技館、自然博物館關於太陽系和行星的介紹都必須更換。我們之前口中唸叨著的“九大行星”的說法再也不存在了，取而代之的是“八大行星”。

我想提醒你的是，冥王星被降級的這件事，在天文學界，乃至整個科學界，都有著里程碑式的意義。這是現代社會第一次通過公開的學術會議，投票開除了一個公認的科學概念。但是，雖然冥王星的行星身份被取消了，但它的文化意義卻前所未有地強大起來。毫不誇張地說，這是當代最具代表性的科學進步刷新人類認知的例子。

我們今天要講的這本《冥王星沉浮記》，就完整地記錄了這段關於冥王星的故事。從質疑冥王星的地位開始，到全社會的廣泛議論，再到天文學家們針鋒相對的演講和辯論……你將聽到的不僅僅是第一段精彩的故事，更會了解到天文學領域獨特的思維方式。你還會發現，天文學並不只是純粹的無用之學，天文學的話題早就深刻嵌入了人類社會。

本書作者尼爾·德格拉斯·泰森，是美國天文學家，哥倫比亞大學天文學博士，美國自然歷史博物館旗下的海登天文館館長。泰森出版了多部天文學科普著作，咱們得到電子書就有他的《給忙碌者的天體物理學》《死亡黑洞》《140億年宇宙演化全史》《天空無界》等四部作品。順便說一句，泰森本人作為天文學家和天文館館長，他就是冥王星事件的親歷者。

接下來我將分成三部分，為你解讀這本書。第一部分，我們說說，冥王星的發現和隨之而來的深入研究。這些研究又引發了怎樣的危機？第二部分說的是，冥王星降級事件的經過是怎樣的。第三部分說的是，冥王星被降級之後，科學家們對它的進一步探索。

第一部分

我們先來說第一部分，冥王星的發現和隨後的一系列研究。

冥王星的故事還要從上個世紀初說起。當時，人們已經知道了太陽系裡存在的八顆大行星，它們按照各自到太陽的距離排列，從近到遠分別是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。

那個時候，離人們發現最遠處的海王星還不到100年，天文學家依然沉浸在發現新的大行星的熱情中。你想啊，我們的地球也是一顆大行星，發現新的大行星就意味著，我們很有可能發現了一個新世界。這麼說吧，在歷史上無論是什麼時候，大行星的發現總是當時最重大的新聞，發現者也會收穫巨大的榮譽。比如發現天王星的赫歇爾，被英國國王授予了貴族身份，從此，這位從業餘天文愛好者一舉成為了皇家天文學家。再比如發現海王星的勒維耶，從巴黎天文臺的普通工作人員，搖身一變，成了巴黎天文臺臺長，是當時全世界最著名的天文學家。

另一方面，從科學本身的角度說，行星的發現，對於科學理論的驗證，也有著重要的意義。比如說，天王星被發現之後，天文學家發現有個地方不對勁，那就是，它的實際軌道和觀測跟蹤的結果好像不太一樣。於是，問題來了，如果觀測沒有出錯，那就是牛頓的理論錯了。要知道，當時的牛頓定律，可是科學界的權威，公認的真理啊。如果牛頓沒有錯，那一定還存什麼別的因素，只是還沒有被發現。為了不違背牛頓的萬有引力理論，天文學家認為，可能還存在一顆新的行星，在干擾天王星的運動。經過計算，勒維耶，就是剛剛我們提到的巴黎天文臺臺長，成功地預測出了一顆新行星的位置，之後柏林天文臺的科學家，真的在那個位置發現了一顆新行星，沒錯，它就是海王星！

這還不是最有意思的。科學家們驚喜地發現，和上次一樣，海王星的軌道也出現了異常情況。這意味著什麼？意味著很有可能，一定還存在另一顆行星在干擾海王星的運動。

就是在這樣的氣氛中，天文學家一直在尋找海王星以外的第九顆大行星。從某種程度上來說，誰能找到它，誰就幫助天文學界擴大了太陽系的疆域，更重要的是，這就從本質上解決了海王星軌道異常的科學問題。對於天文學家來說，這可是無盡的榮耀。

這個時候，有位美國富商，叫做帕西瓦爾·羅威爾。他本來的工作，和天文學毫無關係。但是，他讀了一本書——法國天文學家弗拉馬利翁的著作《火星》。從此之後，他便對天文學產生了強烈的興趣。他決心用自己的全部財富投身於天文學研究。順便說一句，羅威爾捐資創辦的羅威爾天文臺，是美國最古老的天文臺之一，至今都是重要的文化遺產和旅遊名勝。羅威爾天文臺當時有兩項主要科學任務，分別是研究火星上的運河，以及尋找新的大行星。所謂的火星運河後來被證明子虛烏有，但尋找大行星的任務在羅威爾去世之後成功實現了。

1916年羅威爾先生去世之後，天文臺僱用了一個叫湯博的畢業生，作為觀測助理，繼續從事探索大行星的工作。觀測期間，湯博拍攝了大量的照片。有次他在對比雙子座的兩張照片時，發現了冥王星的身影。他是怎麼做到的呢？在天文學觀測裡，你會看到恆星也會在天空中東昇西落，但是短時間看，其實所有的恆星彼此之間沒有相對運動，所以看起來恆星會像背景一樣整體運動，如果有什麼東西和恆星背景的運動方式不同，那就一定不是恆星，而是太陽系之內的其他天體。根據這個道理，湯博發現，雙子座的恆星和恆星之間，有一個小光點，在兩張照片中，位置居然是不同的。

獨自一人在每個夜晚觀測夜空，進行重複地拍攝和記錄，這本就是枯燥的工作。在照片上密密麻麻的光點之中發現蛛絲馬跡就更困難了。但是，正是通過這些枯燥繁瑣的任務，冥王星才能被我們發現了。那一年是1930年，那一年湯博24歲。

這是美國人發現的第一顆大行星，從此湯博成了美國的英雄，甚至他還被賦予了特殊的文化意義：在美國人心目中，湯博證明了世界的科學中心已經從歐洲轉移到了美國。新行星開始在全世界範圍徵集名字。最終，英國牛津的一位11歲的小女孩，建議用“普魯託”給新行星命名，這是羅馬神話中掌管地獄的死神，中文翻譯為冥王星。那個小女孩是這麼說的：“冥王星距離太陽60億公里，那裡除了一片黑暗，還有什麼呢？”小女孩的外祖父是牛津大學圖書館的管理員，認識很多天文學家，通過他，小女孩的建議獲得了廣泛的接受。

發現了冥王星之後，還有一個很重要的問題，那就是：新發現的行星到底有多大？夠不夠得上大行星的級別？從1930年開始，隨著對冥王星研究越來越深入，天文學家對它的質量估計，也變得越來越小。1978年，天文學家發現，冥王星居然有一顆衛星，根據行星和衛星之間的相互作用，可以比較精確地計算行星的質量，結果，算出來的冥王星質量還不到地球的1%。這麼小的行星能對海王星軌道造成明確的干擾嗎？正是這一系列的問題，給冥王星的命運起伏埋下了伏筆。

不過這也不全是壞消息，發現了冥王星的衛星，其實也鼓舞了天文學家。在20世紀80年代，天文學家們普遍認為只有大行星才具有衛星，小行星、彗星、隕石這樣的小天體不可能擁有自己的衛星。更何況，雖然冥王星不算太大，但也還比最大的小行星穀神星大兩倍。可是好景不長，1993年，伽利略號探測器在飛往木星的旅途中，拍攝到了小行星艾達的照片，照片裡清晰顯示，小行星艾達身邊伴隨著自己的衛星。後來的研究陸續發現了很多具有衛星的小行星，也就是說，小行星擁有衛星是很正常的情況。這樣的發現再次給天文學家認知裡冥王星的大行星地位帶來衝擊。

這裡要稍微解釋一下。如果冥王星是一顆大行星，也就是九大行星的最後一顆，那麼美國人湯博1930年的發現，就可以和之前發現天王星和海王星具有同等榮耀。但是如果冥王星只是一顆小行星，情況就完全不同了，太陽系裡保守估計也存在幾十萬顆小行星，湯博的發現只是幾十萬顆小碎片之一，重要性大打折扣。

堅持冥王星具有大行星地位的一派天文學家說，小行星只是集中在火星和木星軌道之前，在太陽系比較靠內的區域中活動，而冥王星位於太陽系的外圍，在海王星軌道之外，它是獨一無二的。但是，1992年8月，天文學家發現了另一顆海王星軌道之外的天體，直徑超過100公里。雖然和直徑2000多公里的冥王星比不算很大，但它足以證明，在海王星之外，還存在著更多的小天體。這樣的發現，證實了之前天文學家柯伊伯的猜想，太陽系的邊緣，存在著大量隕石組成的柯伊伯帶。難道冥王星也是那個區域中的小行星嗎？

1994年，冥王星的發現者湯博也表示，要繼續捍衛冥王星的地位，他相信所有海王星之外的小天體都很小，不會比冥王星更大，所以冥王星與其他小天體有本質區別。湯博建議把這些小天體分類為柯伊伯帶天體，當然冥王星不屬於它們。

然而， 2005年發現的鬩神星給予了冥王星致命一擊。這顆小行星也屬於柯伊伯帶天體，但是它的質量超過了冥王星。由於鬩神星的發現，冥王星不僅喪失了獨立佔有海王星之外的空間的地位，還進一步喪失了海王星之外最大天體的地位。在這個發現之後，如果你還堅持冥王星也算第九大行星，那麼從邏輯上說，新發現的鬩神星就必須稱為第十大行星。很快，在鬩神星之後，一連串的柯伊伯帶天體被發現，它們都有著和冥王星差不多的質量。這也就是說，天文學家現在面臨著兩難的選擇。要麼，連同冥王星一起，這些柯伊伯帶天體都不算大行星。要麼，這一串新發現都加入大行星的行列。

由於鬩神星的發現引起了這樣的風波，所以國際天文學會給它命名為Eris，意思是希臘神話中的混亂女神。我還記得當時它的中文名稱破費了一番周折。由北京天文館牽頭，在全國的天文愛好者中徵集Eris的中文翻譯名稱，最終確定了天文愛好者陳海濤的提議，用“兄弟鬩牆”的“鬩”字，表達風波和混亂的含義。

風波還在繼續，天文學家們分為兩派。一派堅持冥王是第九大行星，代表人物包括好幾位當時太陽系研究的權威專家。另一派認為冥王星的地位必須修改，代表人物包括鬩神星和其他柯伊伯帶天體的發現者。藝術家們也加入了科學的論戰，音樂家為冥王星作曲，畫家為冥王星創作作品，詩人寫出讚美冥王星的詩篇。兩派都有重量級的權威天文學家，也都有部分民眾支持。

本書作者泰森在成為海登天文館館長之後，也面臨一個棘手的任務，他要在佈置天文館的展覽中反覆掂量冥王星的分類問題。最終，他沒有把冥王星列為大行星，海登天文館甚至因此遭到來自美國社會各界的質疑。

第二部分

那國際天文學會是如何處理這些爭端的呢？

當時，冥王星的地位懸而未決，九大行星的概念還停留在所有的天文學教科書上。2006年，天文學界迎來了第26屆國際天文學聯合會大會，這屆大會在捷克首都布拉格召開。這是三年一屆的世界天文學家的盛會，相當於天文學的奧運會。

當時天文學界的共識，是冥王星的問題必須得到妥善處理，所以2006年的這次天文學聯合會大會，專門設置了一個重要環節，由全世界的天文學家共同討論，然後對草案進行表決。參加那次會議的天文學家有2500人，最後一天的議論和投票環節有超過400位天文學家參與。那天的會場甚至禁止媒體進入，記者們在會場門外焦急地等待著投票的結果，畢竟會場大門打開的那一刻，天文學的歷史將會改寫，大量的教科書都會被修改。

據說當時的討論場面非常有戲劇性。討論冥王星的會議由英國著名天文學家喬瑟琳·貝爾主持，她讓幾位舉手的代表發言之後，發現舉手的人太多，而每個人的表達又太長，似乎會場上的每個人都想發表一篇演講。貝爾覺得這樣下去討論的效率太低，她走上主席臺臨時宣佈，想要發言的天文學家，必須走到話筒後面排隊，而且規定每個人的發言時間“不能超過電梯上升一層樓的時間”。就這樣，也是目前天文學研究歷史上唯一一次，幾百位天文學家站在會場的話筒後面，排隊等待發言。話筒後面的人比座位上的人還要多。

會場內是這種情況，會場之外也同樣緊張，媒體甚至準備了正反兩種結果的稿件。

經過一個星期的討論後，會議終於有了結論。國際天文學聯合會第26屆大會決議，想要被稱為行星，必須滿足三個條件：

• 第一，圍繞太陽運動。這一條冥王星沒問題。
• 第二，質量足夠大，使自己呈現圓球形。這一條冥王星也沒問題。
• 第三，清空了自身運動的軌道。

這都是決議的原話，我這裡幫你翻譯一下這個第三條，這話是說：“清空”不是說在這條軌道上只有它自己，而是說這條軌道上它必須是主要的天體，不能存在和它差不多大的其他星體。問題恰恰就出現在這第三條。

冥王星圍繞太陽運動的軌道上，除了它自己之外，還有大量的天體共同存在，比如前面說的鬩神星。而且，這些天體的總質量加起來遠遠超過了冥王星自身的質量。也就是說，冥王星沒有能力讓自己在這條軌道上稱王稱霸。因為冥王星不符合這個第三條，所以決議規定，創建一個新的分類，叫矮行星，矮就是矮小的矮，所有不符合第三個條件的天體都歸入這個類型，其中就包括冥王星和前面說的鬩神星。

你看，國際天文學聯合會的這次會議，討論的不僅僅是冥王星自身的問題，而是從基礎認知的層面，重新討論了行星這個概念的嚴格定義。在此之前，行星的概念，只在人們的頭腦中模模糊糊的存在。我們判斷一個天體是不是行星，只能基於主觀感受，覺得誰看起來像行星那就是行星。現在，在三條嚴謹的規則面前，任何一個天體都可以進行規範的判斷。在新的觀測結果面前，人類修改了自己對一個傳統概念的認知，讓模糊的感覺變成了可以量化和精確判斷的科學概念。作為一個天文學家，我必須說，這是一場負責任的討論。它不僅是為了解決眼下的問題，而且考慮到了整個科學體系的邏輯自洽，也為未來的新發現提前留出了可以討論的空間。

但是，冥王星被開除大行星身份這件事一經曝出，相當一部分天文愛好者就不幹了，他們接受不了。舉個例子，就在宣佈決議之後，本書作者泰森，每天收到的郵件高達200封，大部分都在指責他“看看你乾的好事！”“你把冥王星弄丟了！”

做出激烈反應的不僅有普通民眾，甚至還有美國的地方政府。美國新墨西哥州第48屆議會通過決議，鑑於冥王星的發現者湯博長期居住在新墨西哥州，而且，新墨西哥州擁有大量世界級的天文臺和望遠鏡，是世界天文學研究的中心，所以，新墨西哥州立法規定，冥王星在新墨西哥州永遠是一顆大行星。

更特別的是，除了政府和民眾，不認可的人也包括一些天文學家。美國為了探索冥王星，在2006年召開布拉格會議之前，發射了新視野號探測器。新視野號探測器最主要的科學任務就是近距離地探測冥王星和它的衛星。就在新視野號前往冥王星的旅途中，冥王星被降級了，成為了一顆矮行星。這讓新視野號的科學團隊普遍拒絕接受國際天文學聯合會的決議。

從天文學家，到地方政府，到普通民眾，對降級的抗議此起彼伏。十多年過去了，這場紛爭一直沒有結束。國際天文學聯合會的決議雖然從概念上做出了澄清，但在社會心理層面，冥王星背後的文化意義和社會資源，讓許多人不能接受。

第三部分

雖然冥王星被降級了，但是科學家們對它的研究卻始終沒有停止。接下來，我們就來說說，天文學界對於冥王星有著怎樣的繼續探索。

冥王星不再是一顆大行星，但它依然是柯伊伯帶中的代表性天體，也是比較大的一顆。所以，新視野號的科學目標就不再是探索太陽系最後一顆大行星，而成了探索柯伊伯帶。柯伊伯帶的眾多小天體，是我們最不瞭解的太陽系天體。它們遠離太陽和地球，接受不到太多的陽光和熱量，充滿了冰塊和冰封的岩石，緩慢地圍繞太陽運動。它們之間有沒有相互的作用甚至相互撞擊？它們是如何形成的？有沒有可能在這裡曾經有一顆大行星，後來破碎成了眾多的小碎片？究竟一共有多少顆柯伊伯帶天體？

列出這些問題之後，你會發現，我們對這個區域的天體，幾乎完全不瞭解。我們僅僅是從它們當中揪出了幾個代表而已。

幸運的是，冥王星降級事件，並沒有干擾新視野號探測器的既定路線和科學工作。它經過9年多的飛行，在2015年夏天接近冥王星。因為新視野號運動速度太快，所以它在靠近冥王星的時候，不可能減速剎車停下來，在冥王星上著陸。它只能和冥王星擦肩而過，利用短暫的時間回頭看一看冥王星。

經過9年多漫長的星際旅行，這個人造的探測器最終只能和冥王星短暫邂逅，對有天文學情懷的人來說，這是件浪漫的事情。在這短短的30分鐘裡，新視野號對冥王星展開了各種方式的探測，拍攝了最清晰的冥王星照片，發現了冥王星上的地質結構，精確測量了它的體積和質量，還發現了冥王星更多的新衛星。

有意思的是，新視野號在冥王星上，還發現了一個愛心形狀的冰川區域，美國的研究人員把它命名為湯博區域，紀念這位冥王星的發現者。天文學家還發現冥王星上有更多的冰川和高山，甚至有類似火山和地震的地質活動。也就是說，冥王星完全不像過去猜測的那樣是一個冰封的黑暗世界。而是充滿了活躍的地質活動，它的陸地還在不停的變化。

你看，如果不是我們曾經把冥王星當成九大行星的最後一顆，可能就不會花費這麼大的力氣建造新視野號探測器，也就不會對海王星以外的廣闊區域取得這麼多的新成果。所以本書作者完全理解廣大天文愛好者的情感，冥王星的降級，其實是為了整個天文學學科的進步，但是它在我們心目中的地位，一直都不曾降級。

也許有一天，天文學會發現更多的新知識。這些新知識會再次修改我們對傳統概念的定義。也許冥王星的獨特性質會再次改變它的身份，也許還會有冥王星之外的，更有趣的天文現象被揭示出來。無論如何，冥王星命運的沉浮，標誌著人類探索宇宙的進步。

人類探索宇宙的進程，可能會遇到認知上的瓶頸，可能也會因為人們的主觀意願和歷史文化的慣性而帶來困擾，但是，這場探索宇宙的進程總是在不斷向前，不斷讓我們看到更豐富、更完整的宇宙，不斷突破我們的認知侷限。

總結

以上就是這本《冥王星沉浮記》的精華內容了。

冥王星帶著許多人的遺憾被天文學界降級，從此九大行星變成了八大行星。表面上看，深受人們關注的一顆行星被降級，行星的數量減少了一顆，好像確實是件遺憾的事情。但是，如果我們換個視角來看待這件事，就會發現，冥王星用自己的降級，換來了科學界的一次認知升級。讓原來對行星模糊的感覺，變成了可以量化和精確判斷的科學概念。

現在，天文學界已經達成共識，冥王星和身為大行星的天王星、海王星完全不同。冥王星和它附近的鬩神星是同一類天體。這一類天體數量眾多，分散在太陽系的邊緣地帶，那裡黑暗而冰冷。冥王星降級事件，不但沒有終結對太陽系邊緣地帶的研究，反而是深入探索太陽系邊界的開始。

撰稿、講述：高爽

腦圖：劉豔腦圖工坊

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