序言
纽约,1925年
日食可以预测,
科学告知它的到来。
然而当它真正出现,
耶和华的手表啊——竟出错了。
——埃米莉·狄更生1,1862年
人们担心的不是云,而是风。
整整两天两夜,巨大的充气飞艇“洛杉矶号”(Los Angeles)被关在机库里,以免遭外面狂风的影响。大风斜吹过地面,似是在威胁“洛杉矶号”:如果它敢从机库出来,就要把它狠狠摔在大门上。
这艘大飞艇的艇长——海军上校雅各布·克莱因(Jacob Klein),经历过一战的老兵——曾是一艘驱逐舰的舰长,护送商船队到法国。对于他来说,在布满水雷和德国潜艇的威胁的水中航行已是家常便饭。艇长接到通知,要求将一位特殊的气象预报专家送到位于新泽西州莱克赫斯特(Lakehurst)的美国海军航空站(Naval Air Station)。“洛杉矶号”就被拴在这里,克莱因正等待着天气转好的消息,哪怕只有一点点也好。他知道,“洛杉矶号”必须在第二天日出之前起飞,才能完成最新的任务:把12名科学家带到空中,以观察日全食。
不得不说,“洛杉矶号”是那个时代的一个奇迹。它是人类历史上最大的飞艇,里面是一个长600余英尺2、高近100英尺的巨大气囊。气囊下方挂有吊舱,舱首设有指挥室,舱尾是宽敞的地图室,另设有一间观景室、四间客房和两个卫生间,最多可供48人同时在艇内舒适地起居工作。飞艇内甚至还有一套无线电台,使“洛杉矶号”在空中也能与地面保持联系。
建造这艘巨艇是《凡尔赛条约》的一部分,条约中规定一战后德国须为美国制造这样一艘飞艇作为战争赔偿。飞艇由位于德国腓特烈港的齐柏林公司(Zeppelin Company)制造。1924年10月,“洛杉矶号”横跨大西洋,抵达了位于莱克赫斯特的美国海军航空站交付美国,这是它的第一次正式飞行。第二次飞行是在一个月后前往华盛顿特区,去接受当时第一夫人格雷丝·柯立芝(Grace Coolidge)3的洗礼。而第三次,若天公作美,便会是为了观察1925年1月24日经过美国东北部的日全食。
日食发生当天的凌晨三点,气象预报员叫醒了克莱因,告诉他风速已显著减小。两人把身体裹得严严实实的,来到外面,站了将近一个小时。空气温度稳定地维持在让人不住打颤的零上5华氏度4,然而风速的确从每小时20英里5下降到了每小时12英里。这就够了。克莱因决定让“洛杉矶号”起飞。
当天预定乘艇的40人,包括来自美国海军观察所(Naval Observatory)(位于华盛顿特区)的11名科学家,都被叫醒了。所有人都穿上了厚厚的羊毛衫和羊毛裤,外加一件专为北极气候设计的防风连衫裤,一对羊毛手套和带有长长袋盖的羊毛帽以保护耳朵。一切准备停当,40人步履蹒跚地来到外面,乍一看像极了“一队胖子”。他们站在飞机库地坪,沿着短小的金属梯,依次乘上“洛杉矶号”的吊舱。
驻扎在莱克赫斯特的300名水手同样被叫醒了。他们也穿上了暖和的衣服,不过没有那些要飞上天的人们穿得厚重。他们来到停机坪,被分成两组。其中一组有75人,围着吊舱站成一圈,每人抓着一个把手,将飞艇抬到外面。剩下225人又被分成15人一小队,每个小队拽着从气囊上方垂下的一根绳子,使飞艇维持在地面,等待接到起飞信号再将其放飞。
所有人就位后,克莱因下令轮流启动五台柴油发动机,驱动螺旋桨旋转,它们会让飞艇获得动力。在检查完最后一个发动机后,指挥官下令打开机库的大门。狂风立刻涌了进来,在机库内肆虐。拽着绳子的水手们用力下拉,让飞艇保持稳定。然后,克莱因下令围着吊舱的人们抬起“洛杉矶号”,但巨大的飞艇纹丝不动。
早前,他们计算过“洛杉矶号”起飞所需氦气的量,然而异常寒冷的天气打破了人们的预期。现在已经来不及加注氦气了,克莱因只好令艇上的10人重新下来,其中包括2名科学家。
这下飞艇抬得动了。75名水手提着把手,将飞艇抬到外面。“洛杉矶号”刚穿出机库的大门,一阵大风立刻从飞艇的侧面吹来。绳子剧烈晃动,抬着吊舱的75人被吹到数英尺高的空中。克莱因急忙转动螺旋桨,并调整了巨大的尾翼。飞艇逐渐恢复稳定,落到地面上。
刚刚下来的2名科学家以及另外2人重新登上飞艇。不能再多了。飞艇昂首朝天,缓缓挣扎。75人松开把手,“洛杉矶号”开始升入空中。到了1000英尺高度,克莱因命令启动螺旋桨,飞艇开始盘旋。到了2000英尺高度,他命令飞艇向东北飞行。飞艇继续上升,经过莱克伍德(Lakewood)和阿斯伯里(Ashbury)公园的社区上空,居民事后回忆称当“洛杉矶号”飞过头顶时,他们听到了发动机悠长而响亮的噪声。上升到6000英尺高度时,飞艇穿过新泽西州的海岸线,克莱因命令飞艇停止爬升。他们经过公共海域上空,来到长岛的沿海。下方是一片冰封的土地,雪白的颜色勾勒出许多小的海湾和河流的入海口。太阳已经高升,天空一片晴朗。再过两个小时,日食就会开始。届时,若一切顺利,“洛杉矶号”就会来到本次飞行的目的地——长岛的东海岸,艇上的乘客们也会为观测做好准备。据估计,日食会持续近两分钟。
还有许多人也渴望目睹这难得一见的壮观天文奇景。后来有人估计,大约有2000万人(相当于当时美国人口的六分之一)早早爬起床,动身至月亮投影到地球的路径上,这条路径覆盖了从明尼苏达州到罗德岛的一个窄带。而这个国家最大的城市纽约里聚集了最多准备观测的人,便也不足为奇了。
这里要讲一个有关此日食的趣事。虽然月亮的投影带长达1000英里,经过纽约市时其宽度却不足70英里。另外,投影带的南侧边缘刚好会覆盖整个城市。住在曼哈顿区南部或布鲁克林的居民无法看到日全食,而住在曼哈顿区北部或昆斯区(Queens)则可以。于是在那一天日出之前,纽约市的人口发生了大规模的迁徙,数十万人向北移动了一英里多。有人开着车,有人搭乘出租车,有人坐上特别火车或列车,还有的则干脆徒步。这一切都是为了能在月亮的本影区里待上一会儿,哪怕只有几秒钟也好。于是,当太阳升起后,城市北半边所有公园和公共广场上都挤满了人。在每一个可以望到东边天空的街头,人群摩肩擦踵;每一个高楼的楼顶上,人们三五成群,等待着日食开始。
考虑到人们的注意力会被吸引到日食上去,绝大多数的商店和公司都提前告知推迟上班时间,以让职工和顾客有机会一睹它的面目。在哥伦比亚大学,学生们接到通知,日食当天上午的所有课程均取消。为了确保不让犯罪者趁着日食的黑暗作祟,市长约翰·海兰(John Hylan)命令所有路灯在日食结束之前不得熄灭。城市北部辛辛(SingSing)监狱的典狱长则是在当天上午将所有囚犯监禁在囚室里。作为公共服务的一部分,纽约市安排了一场特别广播节目,以便失明者或不便离开家门的人也能参与到这一事件中。
月亮投影带的南边缘覆盖城市的事实提供了一个绝佳的机会以进行一场前所未有的实验。耶鲁大学的欧内斯特·布朗(Ernest Brown)教授是月亮运动研究方面的权威,也是预报日食发生时间与地点的专家。他做了一些计算,预测投影带边缘会落在曼哈顿区第110大街南北约一英里的范围内。为了验证计算结果,布郎教授联系了海兰市长,市长与纽约爱迪生公司的负责人谈了谈,后者同意公司参与协助这项实验。
爱迪生公司的146名员工被两两分成一组,每组人站在曼哈顿西边沿着里弗赛德公路(Riverside Drive)建造的公寓楼顶上,从那里可以清楚地看到哈德逊河与新泽西州海岸线的景观,同时毫无阻挡地看到太阳。两人中的一人负责观察月亮投影带的靠近,并判断其边缘是否经过了头顶向北移动;另一人则通过保护滤镜连续观测太阳,看月亮是否至少有一瞬完全遮住了太阳,或者是否能一直看到太阳的边缘。
1925年1月24日,星期六。在运行了无数个年月后,月亮精确地移动到地球和太阳之间,它的阴影最先落在明尼苏达州上雷德湖(Upper Red Lake)的东侧。所有站在那里的人都能看到一个漆黑圆盘状的太阳从水平线升起。
影子继续向东移动,横穿大陆,经过威斯康星州、密歇根州和安大略州南部。它经过了宾夕法尼亚州的北半部、康涅狄格州的大部分和罗德岛,最终进入北大西洋,从法罗群岛(Faroe Islands)的南端离开了地球。
那天最先陷入黑暗的地区是明尼苏达州的德卢斯(Duluth),天气为多云。当地记录下这次事件的人中有一名农夫,暗影经过前的数分钟,他刚把鸡笼的门打开,放它们出来溜达。据这名农夫说,当黑暗突然降临时,鸡们先是愣了一会儿,然后纷纷回到了笼里。
这次日食中,人类首次通过电报连接了大片的区域,这给另一个未曾做过的实验——测量月亮影子移动的速度——提供了绝佳机会。电报员们,因他们出色的判断力和反应速度,被选为实验人员,分配在纽约州布法罗(Buffalo)、伊萨卡(Ithaca)和波基普西(Poughkeepsie),以及康涅狄格州的纽黑文(New Haven),这些城市都是距离投影区中央线非常接近的地区。日食当天的早上,每一名电报员都拿着一个发报键,站在可以毫无阻拦地观测太阳的地方。当看到最后一缕阳光被月亮遮住的瞬间,即暗影覆盖的刹那,该电报员就会按下手中的键,发送一个脉冲信号,通过长长的电线传到数十英里远、位于曼哈顿的贝尔电话公司(Bell Telephone)的办公室。贝尔电话公司的工程师造出了一台新的机器,它能够以0.1秒的精度记录下每一个信号抵达的时间。根据这些记录,人们就可以计算出月亮影子移动的确切速度。
布郎教授也算出了这些信号理论上应该抵达的时间。根据他的预测,第一个信号应该在9点6分24.5秒从布法罗传来。信号实际抵达贝尔电话公司办公室的时间是9点6分23.7秒,只比计算值早了0.8秒。这对当时通行的计算月球运动的理论是极好的佐证。最后一个观测点纽黑文的信号在来自布法罗的第一个信号抵达5分24.0秒后传至办公室。地图显示这两个城市的直线距离为320英里。据此可以算出,月亮影子扫过纽约和新英格兰(New England)的平均速度大约是每小时3500英里——或者说大约每秒钟1英里!
在日食发生前的最后一小时,纽约已陷入欢庆的氛围。许多人拿出了香槟酒,一些在饭店或俱乐部通宵的人仍然穿着晚礼服,计划将这次日食作为彻夜狂欢的休止符。早上7点10分,太阳升起,城市的人群爆发出一阵欢呼。一个小时后,人们可以通过手中的一块烟熏玻璃或已曝光底片,看到太阳的边缘出现了一小块缺口:这是月亮开始徐徐从太阳面前穿过的首个视觉证据。
直到9点,天空才显著地暗了下来。此时,人群的面孔看上去相当奇怪。众人的眼睛周围出现了一圈暗绿色偏黄的圆环,嘴唇则变成了深紫色。阳光只剩下细微的一缕,再过几分钟,日全食就会出现。忽然,毫无征兆地,人群的头顶交替闪烁亮带和暗带,引用一位旁观者的描述,就像是一个巨大栅栏的影子划过地面一般。这一景象持续了近两分钟,紧接着(据某些人回忆)刮起了短暂的一阵狂风,众人感到寒冷加剧。天空继续变暗,太阳只剩下一条银色的亮边。所有人都极力避免发出声音。当最后一道阳光消失,黑暗彻底笼罩地面时,静默达到了顶峰。
许多人事后回忆,那是这座城市在历史上最为安静的时刻。没有人说话,也没有车辆行驶。
然而静谧只持续了片刻。一个珍珠般雪白的光晕——日冕——环绕着太阳,还有无数沿径向延展的光线。人们再次开始交谈,先是轻声细语,尔后音量逐渐增大,直至爆发出吼声。一阵掌声响起,这种掌声在日食过程中出现了若干次。有些人开始发狂一般挥舞手臂,还有人不停地旋转,不过更多的人只是静止在原地尖叫。喧嚣中偶尔传来汽车的鸣笛声,大约有数千辆,此起彼伏。高楼里的人几乎把整个身子探到外面,兴奋地大叫着,敲打铁锅等一切他们拿得动的东西。城市里所有礼堂的钟似乎都在鸣响。
在这席卷了整个城市的狂欢中,站在里弗赛德公路沿线公寓楼顶上的爱迪生公司的雇员们还是设法完成了指派给他们的任务。
在后来的采访中,每一测量小组里负责观察暗影靠近的成员都称没有看到任何影子接近。不过,负责观测太阳是否完全被遮掩的成员则给出了比较确切的回答。
所有站在第96街南侧楼顶上的人都表示从没有看到阳光完全消失,天空中总是留有一丝光线;而位于街道北侧的人则称看到了太阳完全消失的瞬间。事后,人们测量了分立街道南北的两名观察员之间的距离,结果是225英尺。尽管月亮离地球约25万英里远,它在地球上投下影子边缘的最大宽度却只有225英尺。
日食过后,许多人都感到一股莫名的兴奋劲儿徘徊在心头,久久不愿散去。《布鲁克林鹰日报》(Brooklyn Daily Eagle)的记者爱德华·里斯(Edward Riis)也观看了这场日食,他粗略地描述了这一感觉:“日食过后十二个小时,我仍然心怀敬畏,沉浸在这场奇观带来的无尽宏伟中。”他用一句话总结目睹的景象:“我仿佛看到了造物主的巨手。”
当月亮的影子掠过曼哈顿后,过了一秒钟,它才降临到长岛的东端和空中巨艇“洛杉矶号”的上方。艇上的科学家已对观测仪器进行了最后一次调整。一整套照相机装上了各种不同的胶片,以期拍摄到日食的方方面面;用于测量电场和磁场的接收器则准备随时记录电磁场的任何突变。随行的军官被安排协助科学家工作,包括记录仪器显示的数字。有些人接受了如何速写日食的指导,同时被告知留意任何接近太阳的彗星。
然而其中,肩负着最具挑战性——以及让艇上其他人最羡慕的任务的,是海军总航信士官阿尔文·彼得森(Alvin Peterson)。他是海军最优秀、最富经验的航空摄影师,他的任务是爬到飞艇的顶部,进行一项史无前例的工作:拍摄整个日食过程的动态影像。
飞艇的顶部通过垂直升降井与吊舱相连。井的下口位于吊舱上方100英尺,上口是气囊顶端的一个铰链门,打开铰链门就能来到外面。彼得森从一架梯子攀上升降井。他带着一个三角架,一个摄影机和若干盘胶片,其中包括一盘特制的高感光度胶片,以在日食的黑暗中也能获得足够清晰的成像。
在月亮影子袭来的一个小时之前,他打开铰链门,架好了三脚架和相机。风速稳定在每小时40英里,气温远远低于零下。其他人曾两次爬上来询问是否需要换岗,然而他坚持看完全程。在寒冷的飞艇顶部,他总共站了两个多小时。
当完全的黑暗降临,吊舱内的人们立刻开始了忙碌。科学家和海军助手们操纵相机,有一个人专门负责读秒,帮助大家准确掌握时间的流逝。负责速写日冕的人在画纸上描绘观察到的景象。望着外面的指挥官克莱因回忆当时的场面是“最为壮观的一幕”:头顶的天空变为墨蓝色,而投影之外的水平线处则被染成汹涌的橙色和红色。
彼得森已经准备好了。他换好了高感光度胶片,以稳定的速度转动着摄影机。然而,当月亮完全遮住了太阳的一瞬,极端的寒冷立刻向他袭来。他忍受着严寒以及突然降临的黑暗。没有阳光,意味着他看不见脚下的飞艇;天空中出现了繁星和其他行星,以及——一个被完全遮住的太阳。
稍后回到吊舱内,他向其他人描述“那是我体验过的最诡异的感觉”。他进入了某种超凡的状态,感觉不到时间和空间。尽管强烈的风不停地吹在脸上,在那一瞬,他无法觉察任何运动、振动或加速度。
医生给他做了检查,发现他的脸、下巴和几根手指严重冻伤,而本人却尚未发觉。他的思想仍然停留在刚才所看到的那一幕——也许他仍在回味,在日食这一天文奇景上演、自己独自观赏日冕白光的时刻,他正位于一个极为特殊的位置:比地面上的数百万观众更为接近太阳。
* * * * *
站在地球表面上看,太阳和月亮的大小几乎完全相同,这纯粹只是一个巨大的巧合。如果月亮距离地球再远一万英里,或是月球的直径再小上几英里,它就无法完全遮住太阳,也就不会发生日全食了。
并非所有的日食都是日全食。月球绕地球公转的轨道是一个椭圆。位于远地点时,它的角距离太小,不能完全遮住太阳,本影区的尾端无法抵达地球表面,这时就会出现日环食:月亮从太阳正前方经过,但无法完全挡住后者,人们可以看到一圈环形的阳光。或者,如果相对地面上观察者而言,月球没有从太阳正前方穿过,而是稍微偏离一些,那么观察者就会看到日偏食。
当月亮经过地球的暗影区时,也会出现类似的情况。如果月球整个进入地球的本影区,即月球上任何一处都没有阳光直射,就会出现月全食;否则,出现的就是月偏食或半影月食6。
上述这一切或许会让人觉得日月食很罕见,但实际上并非如此。若一个人能活到70岁,此人可以看到大约50次月食,其中有近一半是月全食,外加约30次日偏食。若不特地移动到月亮投影区内,在自己的居住地看到日全食的概率大约是20%。
让众多年代学者、地球动力学家、民族志研究者和太阳物理学家感到日食和月食如此珍贵无价的原因在于,日月食中太阳和月亮不同寻常的外貌,以及这些事件发生的频率:据另一份统计,在过去的4000年(有记载的西方历史)内,共发生了约10000次日食和6000次月食。从一次古代月食的记录中,人们才得以知晓第一届奥林匹克运动会在何时举办;也是根据古日食的记录,人们才首次发现地球自转的周期正在以每世纪数毫秒的速度降低。关于日月食和乱伦的神话支持了亚洲人和美洲人来自同一种族的说法。宇宙中含量第二的元素——氦,是在一次日食中首次发现的,直到数十年之后才在地球上发现它的存在。
尽管我们对日月食已了解甚多,可它们仍经常被认为是不祥的征兆。人们总是会将它们与国王或其他王室成员的死亡联系在一起,然而这种关联最多也只是微不足道的。最近还有人猜测日食过后股价会下跌:这或许真有可能。
日月食激发了许多诗人和剧作家的灵感。莎士比亚在《李尔王》中写到了月食和日食。约翰·弥尔顿7在《失乐园》(Paradise Lost)中描写了一个故事,将日月食的“灾难之光”归因于堕落天使路西法受损的形象。弗吉尼亚·吴尔夫(Virginia Woolf)不惜坐了一整晚的火车,只为赶去看一场持续仅24秒的日全食。加利福尼亚州利克天文台(Lick Observatory)的台长威廉·坎贝尔(William Campbell)8曾追去看一次仅有1.5秒的日全食。当波士顿红袜队9在2004年赢得时隔86年的世界棒球联赛冠军时,该队的球迷们曾欣喜若狂,而一些球迷则将胜利归功于当晚几乎持续了整场比赛的月全食。
亚历山大大帝10、奴隶纳特·特纳11、英国军官托马斯·劳伦斯12、阿尔伯特·爱因斯坦——他们的人生虽然迥异,但都受到了日食的影响。英国探险家詹姆斯·库克13在环绕太平洋的3次旅途中,记录了共11次日食和月食发生的时刻。这些时刻曾用于确定遥远地点的坐标,并借此绘制更精确的世界地图。马萨诸塞州阿默斯特(Amherst)的梅布尔·卢米斯·托德14是世界上首个追逐日食的人,在十九世纪末到二十世纪初的岁月里奔走了无数地方。当她不在追逐日食或在家里讲授关于日食的内容时,她便是在做另一件极不寻常的事情——编辑埃米莉·狄更生的诗作。
于是我们又回到了海军总航信士官彼得森的身上。他站在世界最大的飞艇之上,距离地面有一英里之遥,这给了他比世界上任何看过日全食的人更为优越的观赏视角。然而,精确预测日月的运动,以在正确的地点和时间观看这一次日食的背后,却凝聚了数百万年的准备工作。接下来要讲述的,便是关于这漫长的准备工作的故事:在不同的历史时期,不同地域的文化各自做出了独特的贡献。以及,还有许多被人遗忘的故事,讲述了日月食如何影响了历史——还有我们现在的生活。