从古代夜观天象，到透过望远镜思考天体规律，再到依靠科技奔赴太空，人类对浩瀚宇宙的好奇心都未消失。肉眼观星真的能总结出规律吗？人类为什么对宇宙如此痴迷？千年来探索宇宙的方式有了怎样翻天覆地的变化？

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北京爱太空科技创始人白瑞雪

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古人怎样肉眼观星

@柒星：古人肉眼观星是如何总结出规律的？

白瑞雪：首先，肉眼观星需要确定一系列的参照物和坐标。沈括在《梦溪笔谈》里说：“天事本无度，推历者无以寓其数，乃以日所行分天为三百六十五度有奇。既分之，必有物记之，然后可窥而数，于是以当度之星记之。”意思就是说，天体运行是很复杂的，制定历法者用划分周天的方式来将复杂问题相对简单化，但划分周天需要参照物，于是以黄道附近星体为标记。

从古巴比伦古希腊的星座图到中国古代的“三垣四象二十八星宿”，几乎每个古老文明都有自己的星座划分。他们以比较亮的、位置不变的恒星为基础，把天空划分成不同区域，每个区域就是一个星座，并以自己对该区域星星组成什么图案的想象来命名。星座，就是通过建立坐标系来记录天体位置的方法，是科学上通过对参照系维度的约定来界定对象世界认识范围的古老表达。

第二，既然用感官观察有很大局限性，那就想办法进行间接观察。古今中外的天文仪器中，很多都是间接观察的工具。中国最古老的天文学和数学著作《周髀算经》的“髀”，一般认为就是指一种有刻度的木杆，用于测量日影。太阳不好直接观察，但测量太阳投射到地面上的影子是不难的，通过观测日影的移动、长短可以总结太阳影子的周期性变化，从而划分春夏秋冬。2016年，“二十四节气——中国人通过观察太阳周年运动而形成的时间知识体系及其实践”列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产代表作名录。从列入名录的这个正式名称就可以看出，“立竿见影”作为一种间接观察方法，是古人科学方法、科学精神的体现。

第三，计算，在古人的宇宙观测中发挥了重要作用。前面提到的《周髀算经》记载了利用勾股定律测量节气的方法，历代天文历法更是体现了古人对天体运动进行时空计算的计算依据、换算关系和运算过程。这是一个非常有意思的问题。关于中国古代早期数理天文学的发展，可以看看牛津大学中国古天文学者Christopher Cullen《天空的数字》(Heavenly Numbers)，如果结合“李约瑟之谜”来考察就更有意思了。

以上只是举例，并不全尽。我们知道，科学活动是发现规律、总结规律、利用规律的过程，理论、实验和计算是科学研究的三大手段。虽然这些手段在现代科学发展阶段提升至新高度，它们在古代也都有其雏形，都在缺乏科学仪器、靠肉眼观天的时代起到了重要作用。而无论农耕文明中的历法还是海洋商业文明的航海，观星水平的高低直接关系一个族群的生存，因此东西方文明的智者都会竭尽全力夜观星象并总结规律。

宇宙探索有哪些进展

@西瓜可乐味：技术对探索宇宙有多大帮助？最初我们靠什么仪器看宇宙，对它又有哪些想象？

白瑞雪：人类历史是不断利用工具拓展生存与认知空间的历史，太空探索既得益于技术，又反过来影响、带动、辐射了更多技术的进步。全球航天事业发端以来的半个多世纪，航天技术将千百年来人类对宇宙的求索带上了新的台阶。

利用航天技术，我们能够派出无人探测器抵近行星观测，从而获得地面上无法得到的图像与数据；利用技术，我们能够在大山深处建设大型射电望远镜、甚至在地球轨道上通过卫星阵列捕捉宇宙诞生之初的涟漪；利用技术，我们能够开展长期有人参与的空间科学实验，进一步揭示宇宙奥秘并为人类造福。

回顾一下400年前的文艺复兴时期，人类是怎样利用望远镜观测宇宙。伽利略时代，望远镜被发明、推广，科学家们第一次获得了肉眼之外观察夜空的仪器——在他们的时代，观测夜空即是探索宇宙。通过观测数据的积累，人们逐渐意识到，不论前人的宇宙结构理论再精细（比如本轮-均轮模型），也无法完美拟合火星等行星以地球为参考系的运动速度。于是，日心说逐渐获得知识分子的认可，新物理学也随之站稳了脚跟。当然，“看”只是人类认知世界的一种方式。基于更多原理的精密仪器在天文学史发展中的贡献，大家有空时可以查阅《技术史》第三卷第二十二章“1500年前的精密仪器”。

每个特定时代的人对于宇宙的想象，取决于当时的宇宙探索技术水平以及由此带来的主流世界观。还是以望远镜为例。很长一段时间内，人们根据自身所处位置观察大地方位，对世界的想象就是“天圆地方”，而望远镜的使用，彻底消解了人类自以为处于宇宙中心的念头。

伽利略仰望星空

而关于地球和月球关系的思考，也在科学和想象的两条道路上同时发展。自从通过望远镜里第一次看到了表面高低不平、环形山连绵的月球，人们有了比嫦娥奔月神话故事更接近真实的想象，比如凡尔纳的科幻小说。今天我们惊奇地发现，凡尔纳对于从地球到月球的一系列科学、技术、工程设想，与后来人类的登月活动有着许多吻合。

商业航天“烧钱”还是“赚钱”

@小兔兔：探索宇宙，可以带来多大盈利？

白瑞雪：这是一个很有意思的问题。很长一个历史时期里，全球太空探索是以国家为主体，以认识宇宙、探寻人类未来生存空间和提升地球人生活品质等等为目的开展的活动。从这个意义上说，它是一项着眼未来、公益性的工作，是不赚钱的。然而，本世纪初，世界各国纷纷出台政策鼓励发展商业航天，SpaceX等一批私人航天公司兴起。

为什么会出现这种局面呢？因为商业是一种被实践证明了的、可持续的、能极大激发人创造性的驱动力，航天领域引入商业的本质是竞争、选择、活力、创业和更大规模的从业者和受益者，将航天从国家行为逐步发展为一个国家与市场结合的产业群，从而为更多人带来福祉，为全人类的未来带来更多可能性。

那么接下来的问题就是，航天怎么赚钱？目前看来，全球商业航天的商业逻辑基本上可以概括为两类：要么有用，要么好玩。

“有用”包括：卖航天器（火箭卫星整器到部组件、新材料、太空基础设施等），卖航天器发射服务（火箭搭载、配套的测控保险、配套的地面设施与服务等），卖航天器在轨服务（在轨维修加油、垃圾清除等），卖航天器数据与应用（通信遥感导航应用、对地对天数据等），卖空间资源（空间技术试验与科学实验、地外采矿等），以及还有很大想象空间的航天技术转移与扩散（美国人常说的spinoff）。

“旅行者空间站”太空豪华酒店

第二类生意，“好玩”。这一类包括：卖太空体验——从亚轨道、地球轨道到月球轨道的太空旅游今天都有了相应路线，针对人人可能有给飞天梦的巨大市场潜力，未来发展主要取决于载人飞行成本能降到什么程度；卖情怀——中国公司搞过DNA上太空，美国有个太空葬礼公司把人的骨灰送入近地轨道（虽然迟早是要进入大气层烧毁的），都是这一类的代表，其核心在于文化理念：卖广告——在同质化广告充满地球每一个角落的今天，上太空打广告是给不错的选择。从国外到我国，航天器冠名贴logo甚至用小卫星构建“太空广告牌”都有了构想和实践；卖文创——虽然绝大多数人一时半会还上不了太空，太空理念、航天活动和元素在娱乐、教育等领域与大众消费行为的结合，正在创造成熟的商业模式。毕竟，俄罗斯的电影都上空间站拍摄了，还有什么不能想象的呢？

当然，这些盈利模式大多是理论上的。周期长、成本高、机制复杂的特点决定了航天赚钱并非易事，全球大多数商业航天公司还处于烧钱阶段也属正常，探索才刚刚开始。

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