别小看古人的智慧！这个农村学霸，用简易装置让人类重新认识宇宙

文|ho侯神

编辑|ho侯神

1631年11月7日，巴黎一间房间里，皮埃尔·伽桑狄正盯着地板上的太阳投影，这是他用墙上小孔制成的简易观测装置，原理类似孩童玩的小孔成像。

忽然，太阳明亮的影像上出现个小黑点，缓慢移动着，起初他以为是太阳黑子，可随着黑点持续移动，他意识到，这正是他等待许久的水星凌日。

这次观测，不仅让他成为人类首位记录水星凌日的天文学家，更彻底改变了当时人们对太阳系大小的认知。

伽桑狄的科学之路，始于法国普罗旺斯的农家，1592年出生的他，自幼显露过人天赋：11岁用拉丁语在教堂发表演说，当场被神父断言“将成时代奇迹”。

后来他进入普罗旺斯艾克斯大学学哲学，25岁便成该校哲学教授，主讲亚里士多德学说，可随着对自然现象的观察深入，他渐渐发现亚里士多德体系的漏洞。

比如亚里士多德认为物质由土、水、气、火四元素构成，伽桑狄却更认同伊壁鸠鲁的“原子论”，坚信这些元素只是原子的组合。

1623年，耶稣会接管艾克斯大学，伽桑狄失去教职，次年巴黎议会试图立法强推亚里士多德哲学，他却逆势出版《反亚里士多德悖论练习》，公开与传统学派决裂。

真正将伽桑狄领入天文殿堂的，是佩雷斯克与加尔蒂尔，佩雷斯克是位热爱天文的学者，1610年就建了私人天文台，还首个观测到猎户座大星云。

加尔蒂尔则是经验丰富的天文观测者，伽桑狄在他们的指导下，开始系统观测彗星、月食、日食，还曾在1629年观察到“幻日”现象，并准确解释其成因是高空冰晶反射阳光，这一结论直到19世纪才被完全证实。

他对自然现象的观察力，北极光的记录上也有体现，1621年9月，整个法国都能看到夜空中绚丽的“曙光”，伽桑狄不仅详细记录，还通过与各地观测者通信，推断出光的源头在北极高空。

后来他将这种现象命名为“北极光”，虽然后世发现伽利略早30年提出类似概念，但伽桑狄的记录仍为北极光研究留下珍贵资料。

伽桑狄的天文观测，始终带着严谨的实践精神，他常用“投影法”观测日月角直径：通过望远镜将日月影像投射到纸上，再结合三角函数计算角度，既保护眼睛，又能精准记录太阳黑子位置。

这种方法是伽利略观测太阳黑子的改良版，伽桑狄将其运用到极致，为水星凌日观测做好了技术准备。

1629年，开普勒在著作中预测，1631年11月7日会发生水星凌日，12月6日会出现金星凌日，伽桑狄看到预测后，立刻开始准备观测。

11月5日、6日因天气不佳错过，7日近9点时，阳光终于驱散雾气，他在太阳投影上看到了那个移动的小黑点，起初他怀疑是黑子，可黑点移动速度远超黑子，他才确认是水星。

虽因助手临时离开，只记录下凌日结束时间，但这次观测仍意义重大，他测出水星角直径约20角秒，远小于此前天文学家预估的“几角分”。

这个看似微小的数值，却颠覆了当时的太阳系认知，根据开普勒第三定律，行星与太阳的距离和公转周期相关，水星角直径小，意味着它离地球、离太阳的距离都比此前估计的远得多；同理，其他行星与太阳的距离也需重新计算。

就这样，伽桑狄用一次观测，让人类认知中的太阳系“疆域”大幅扩张。

有趣的是，伽桑狄曾两次错过金星凌日，1631年那次因欧洲日落无法观测，1639年英国天文学家霍罗克斯预测到的金星凌日，又因消息未及时传到欧洲大陆而错失。

但霍罗克斯观测时用的，正是伽桑狄的投影法，还在论文中特意致敬伽桑狄，科学的影响，往往在这样的传承中延续。

除了行星观测，伽桑狄还长期通过月食测地球经度，原理很简单，不同地区看到月食的时间不同，通过对比两地时间差，就能算出经度差（1小时对应15度经度）。

1628年他与佩雷斯克首次尝试，就算出了艾克斯与巴黎的大致经度差，1635年，他们还协调多地天文学家同步观测月食，最终推算出地中海实际长度比此前数据短约1000千米。

为了更精准记录月球特征，他们甚至邀请艺术家绘制月球图像，留下了200年内都难以超越的月球蚀刻图。

伽桑狄的科学追求，始终与支持日心说紧密相连，当时亚里士多德学派质疑道，若地球自转，从高塔落球会偏离正下方。

为反驳这一观点，1640年伽桑狄特意登上船，在行驶的桅杆上释放小球，结果球精准落在桅杆脚下，这个实验虽不能直接证明地球自转，却打破了日心说的重要质疑，为伽利略等科学家的理论提供了实践支持。

1645年，伽桑狄成为巴黎皇家学院数学教授，终于不用再为生计奔波，可此时他已染上肺病，1648年不得不辞职休养，即便如此，他仍未停止研究。

1650年登上高山研究大气压与高度的关系，1654年准确预测日食后，还匿名写小册子安抚市民，告诉大家日食是自然现象，无需恐慌。

1655年10月24日，63岁的伽桑狄在巴黎逝世，后来，月球上一座直径超111千米的环形山以他命名，迪涅博物馆外的街道也被称作“伽桑狄大道”，这些纪念，是对他科学贡献的最好认可。

如今，天文学家用“凌星法”寻找系外行星，通过观测恒星亮度周期性变暗，判断是否有行星掠过。

这种方法的源头，正是400年前伽桑狄观测水星凌日的思路，当我们看着NASA发布的系外行星凌星图像时，或许该想起这位用简易装置“扩张”太阳系的学者。

科学的进步，从来都是站在前人的肩膀上，一步步走向更远的宇宙。