赫伯特·霍尔·特纳（Herbert Hall Turner）1913
我们在夜空中看到的所有一闪一闪的恒星，都不过是距离我们更遥远的“太阳”……
不可思议的时空探索之旅
1.行星运动的规律是什么？
2.太阳光要花多长时间抵达地球？
3.空气可以被冻住吗？
我们现在准备开启一段壮阔的旅程。自地球的大气层向上飞行，随着我们开始打破地球引力的桎梏而变得更为自由，我们也将看到空气是如何变得更薄而气压是如何降低的。我们会一直往上飞，到达月球和别的行星，考虑一下太阳系中可能存在的其他生命。在通向更远的恒星以前，我们还将听到特纳有关太阳黑子形成的理论，而天文学家们已经对其观察了好几个世纪，并对太阳为何照耀的问题争执不休。
我们的旅程从地球开始，然而将它甩在身后的传说早就有了。特纳解释说，这些神话可以一直追溯到两千年前伊卡洛斯（Icarus）那次靠近太阳的不幸尝试（译注：伊卡洛斯是希腊神话中的人物，他与其父亲一同戴上蜡和羽毛制成的翅膀，飞到空中，在试着飞得更高的过程中，太阳的炙烤将蜡熔化，伊卡洛斯不幸落入大海）。只不过很久以来，我们都在很努力地去理解重力——一种将我们拽到地面上的神秘力量。
古希腊哲学家亚里士多德猜想，重力会让10磅物体的落地速度达到1磅物体的10倍，而他的这个想法在两千年里都没有遭到质疑。“好了，相信别人告诉你的，或者试着自己去发现真相，到底哪种更好呢？”在孩子们帮着论证亚里士多德的错误观点之前，特纳如此问他的这些小听众。他们一起重现了伽利略那个从比萨斜塔上扔下铁球的著名实验。一颗木球与一颗铅球被同时从很高的位置丢下，掉落在位于皇家科学院讲堂地面上的一个沙箱里——几乎同时落地。
特纳解释说，导致微小区别的原因是空气阻力。“我没有办法将这间屋子里的所有空气都抽掉再做实验，因为我们还需要呼吸。”作为替代办法，他将一片羽毛与一枚硬币放进玻璃容器中，然后用气泵抽去了其中的空气。非常肯定的是，两个物体同时落到了容器底部。特纳没想到的是，就在58年之后，“阿波罗15号”的宇航员戴夫·斯科特（Dave Scott）会在月球上做类似的实验，在没有空气的月球上丢下了一片羽毛与一把锤子。
我们随后听到的是万有引力定律如何被确立的故事。天文学家第谷·布拉赫与约翰内斯·开普勒为天空绘图，终于发现了行星运动的规律；行星轨道距离太阳越远，它绕行太阳需要的时间也会越多。特纳揭示了艾萨克·牛顿爵士是如何通过他在引力方面的工作解释这些规律的——太阳的引力迫使行星在各自的轨道上运行，距离太阳越远，受到的引力就会减小。他讲到埃德蒙·哈雷如何利用牛顿的万有引力定律预测了一颗著名彗星的回归，而这颗彗星如今已被命名为“哈雷”。哈雷意识到历史记载的一些彗星实际上是同一个天体，它们在完成新一圈太阳轨道绕行之后便会回到太阳系内层。他还向我们展示了那棵曾在牛顿脑袋上砸下一只著名苹果的苹果树的一小截（这是从路那头的皇家天文学会借来的）。
赫伯特·霍尔·特纳（1861-1930）
1861年，特纳出生在利兹市，并于1884年成为格林尼治皇家天文台的首席助理。随后在1893年，他成为牛津大学萨维尔天文学教授[译注：Savilian Professor of Astronomy，由亨利·萨维尔（Henry Savile）于1619年在牛津大学创立，同时他还创立了Savilian Professor of Geometry，即萨维尔几何学教授职位。萨维尔本人是一位任教于多所学院的数学家。因此，1913年圣诞讲座的时候，他是当时英国天文学界最负盛名的泰斗之一]。
1930年8月，他在斯德哥尔摩因脑溢血猝死，但并无遗憾的是，他在自己的领域中做出了最后的贡献。这一年稍早的时候，第九颗行星被发现，一个名叫维尼夏·伯尼（Venetia Burney）的11岁小女孩向他的祖父建议，将新行星命名为冥王星（Pluto，普路托），因为冥王普路托是罗马神话中尚未被使用过的神灵名字。伯尼的祖父是从牛津大学退休的一位图书管理员，他将建议转达给特纳，后者又将信息传达给了该行星的发现者美国人克莱德·董波（Clyde Tombaugh），克莱德同意了这一命名。
尽管已经知道引力是非常难以被克服的力量，我们还是义无反顾地开启了外太空之旅。“我们刚刚在报纸上看到，飞机已经可以爬升到接近4英里（6.4千米）的高空，而现在的问题是，这是否就是我们希望实现的高度。”特纳说道。显然，这与我们抵达25万英里（40万千米）外的月球不能相提并论。不过在我们进发之前，他很乐意告诉我们，这个距离是怎么测量出来的。为此，你需要一支雪茄。要想点亮这支雪茄，你需要判断什么时候火柴与烟头处在同样远的距离，烟头越短，你的视线就斜得越厉害。“如今的天文学家也在采用相同的办法……（只不过）用的不是两只眼睛，取而代之的是两台望远镜。”这种“天文斜视”的方法也就是所谓的视差法，利用此法，就可以测量出月球距离我们有25万英里那么远。
现在，我们已经确认了摆在我们眼前的旅程有多远，这样就可以正式开始遨游了。“也许你已经注意到……如果你乘坐一条船游玩，那么在离开码头之前会做很多准备。我们或许应该考虑一下首先必须穿过的大气层，这就好比是我们在开始一段海洋旅行之前的码头。”最需要考虑的大气特性之一，就是它究竟有多大的压强。
为了求证这一点，特纳搬出了马格德堡半球——两只可以扣到一起的半球形的黄铜杯，而之所以会叫这个名字，是因为它们的设计者德国科学家奥托·冯·居里克（Otto von Guericke）曾担任过马格德堡市的市长。正常情况下，它们很容易就可以被拉开。不过随后，特纳的助手希思先生（Mr Heath）将两只铜杯之间的空气全部抽出。特纳从前排听众中找了两名志愿者，让他们试着将它们拉开。“尽管两个壮汉用尽全力，但还是不能将两个半球分开……甚至希思先生和我帮他们一起拉，也还是无济于事。”不过随着我们向太空深处探索，就会注意到这些压力正在慢慢消失，因为空气变得越来越稀薄，而我们已经将地球表面的大气层甩到了身后。
“或许我们现在会想，此刻已经可以和我们的老朋友，也就是地球，说声再见了，而它在很多方面都‘吸引’着我们。”特纳在开始第三场讲座之前如此说道。不过此时，他的关注点并不是用火箭飞船载我们离开这颗星球。取而代之的是，他准备用一台望远镜带着我们“遨游”，并在一开始拿它与“豪华汽车”对比。“任何人在拥有一辆汽车的时候，都会仔细地观察各个部位，而今天，我也需要让你们了解一下望远镜，以及望远镜的一些历史。”除此之外，用望远镜旅行真的比飞到天空遨游安全多了。“我想我恐怕是拿不到飞机驾照了，而且即使我真拿到了，或许也会遭遇事故。”他坦承道。
除了更加安全，我们还可以借助望远镜旅行得更快一些。“想象一下，你需要赶去太阳那里，哪怕给你两年的时间……那么你也需要每分钟飞行93英里（148.8千米）——这实在是太快了！但如果是通过望远镜，我们就可以‘飞’得更快。”光只需要8分多钟就能从太阳表面抵达地球。这场讲座的后半部分所讲的，基本都是望远镜的历史与机械构造，以及它们的镜片尺寸是如何逐渐增加的——从伽利略在17世纪时最原始的发明，到加利福尼亚州威尔逊山上的直径100英寸（2.54米）的巨大胡克望远镜。这台望远镜在此次讲座之后四年才建成，并且直到1949年都保持着“世界最大”的桂冠。1929年，埃德温·哈勃用这台望远镜发现了宇宙膨胀（见本书第51页）。
第四场讲座开始了，特纳讲道：“你们也许会觉得我们开始旅行前的准备时间有点久，毕竟你看六场讲座中的前三场都在讨论我们打算去哪儿……不过我发现，我们‘宇宙向导’般的伟大先驱也是这么干的。”他的主题很快转到了火星，并且特别提到了那些被某些人声称已经发现了的骇人听闻的“运河”。他将这一奇案比作一场审判：
法庭在判处一个人有罪之前，必须非常慎重，尤其需要谨慎的一件事，是不被他们喜爱或厌恶的感情左右。在火星“运河”这个案例中……有些人非常急于相信这颗行星已经有人居住，并倾向于跳转到任何看起来像是火星上有生命的暗示。其他一些人也是一样焦虑，他们觉得我们这小小的地球应该是整个宇宙中唯一有生命存在的地方。不过这个想法是不是太自私了些？
对于这个问题，特纳则是一位骑墙派：“我自己还没拿定主意。”
一些天体——包括月球与更外层的行星——非常寒冷，实际上可以说是极其寒冷，以至于那里的空气都会被冻起来。“在不久以前，还没有人见过被冻住的空气，甚至连液化的空气也没见过。不过如今你们这些幸运的年轻人可以很容易地看到，并且在这次讲座中，我们会进行一两次实验，展示一下液态的空气。”特纳解释道，“在这间讲堂的后面就有那么一罐。它冰冷刺骨……也许弄一点液化空气倒在一盆温水中，你就能看到它们最美丽的效应。它会制造出雪白的云……现在，如果有听众愿意拿起这些扇子把这些云扇走，他们就将看到，在云的下方，一小块冻上的糕状空气正在猛烈地冒着气泡。”
第四场讲座是在证明“极寒”的实验中结束的，而第五场的主题是太阳系中最热的物体：太阳。作为光和热的使者，很多古代文明都会崇拜太阳。讲堂里的灯都已熄灭，此时我们正在享受排成一列的埃及神庙创造出的视觉盛宴，阳光只会在一年中的某个特殊的日子里才会照进一个开口。突然，一束光线由一盏灯笼投射而来，照亮了一身国王装束的小男孩，他是刚刚被趁黑放到讲台上的，“他的皇室装扮很值得大家为其鼓掌”。
对人类来说，太阳非常遥远。特纳解释道：
（我们与太阳的）真实距离是9300万英里（1.5亿千米），你也许会觉得这个距离不是很近。的确，如果我们打算乘坐一辆快速列车去旅行，这个距离真的不是很近。想象一下我们坐的是一辆时速60英里（96千米）的火车，那么我们就将需要175年才能抵达太阳。我想，根据英国通常的费率计算的话，返程票大概得耗资100万英镑。想想都觉得很神奇，地球每年完成的旅程是这一趟距离的三倍之远，却没有向我们收取哪怕一分钱。
特纳说，1610年，伽利略通过望远镜观测到太阳上的黑点，成为世界上第一个发现太阳黑子的人。三个世纪后，格林尼治皇家天文台通过观察发现，太阳会带着它们一起旋转，它们也会随着时间变化而移动。不过它们的出现仍然是个未解之谜。“我们到现在几乎还不知道这些黑子究竟是什么，以及它们是怎么产生的。”特纳说道。尽管如此，他还是提出了自己的简单想法：
我去年一直在专门研究这个问题，并且发现我所想的正是这一难题的关键所在：我认为有一堆陨星正在绕着太阳旋转……现在我猜想这个陨星群高速旋转时距离太阳的表面有些太近了，因此其中一些陨星实际上就是擦着太阳表面掠过的，从而产生了太阳黑子……在这里我需要向各位坦白的是，其他很多天文学家尚未用非常友好的眼光看待我的这一想法：我想他们终有一天会开始接受它。
（实际上，他们不会再接受这个观点了。如今我们知道，太阳黑子实际上是一些磁活动集中的区域，从太阳内部向外传输的热量受此活动抑制。结果，这些区域的温度更低，也就显得更暗一些。）
在特纳开设讲座的那个时代，太阳的能量从何而来并不为人所知。开尔文勋爵曾经断言，所有的动力都来自引力收缩产生的热量。不过新近的发现——放射性改变了这场游戏。“我们发现还存在一种新的能量源可以提供能量，也就是原子分裂。”他说道。为了证明这一点，我们观察了一个实验。通过负载电荷将几片金叶隔开，随后取很少量的镭元素（具有放射性）靠近金叶。这些金叶逐渐靠近到一起，“说明电荷已经被消除了，而你仍然可以看到我实际并没有接触任何物品。事情的真相是从镭元素中发射出一些小颗粒：它们击打着金叶，带走了那些电荷”。我们如今已经知道，太阳的动力来源并非原子分裂，而是原子聚到一起，释放出能量。
我们在夜空中看到的所有一闪一闪的恒星，都不过是距离我们更遥远的“太阳”，而它们也是我们最后这场讲座的主角，听众席中很多人都很惋惜讲座已近尾声。根据《快讯晚报》（Evening Despatch）的一篇报道，“他们不得不带着些许遗憾，与这位和蔼的向导分离。几天的相处使他们早已将他视为良师益友，而特纳博士或许已经知道这一点，于是尽可能地将这段旅程延伸”。特纳告诉我们，尽管恒星看起来像是刻在天空中，似乎离我们一样近，但其实它们跟我们之间的距离千差万别。对此，他用先前某次讲座的照片进行对比：“那天，《每日镜报》（Daily Mirror）记者光临现场并拍下了我们所有人，他的照片是在一张平面的底片上显示的，但这并不会诱使我们去认为这屋子里的人都是平面的。我们都知道，有些人在前排，从而会显得更大一些……有些人则是坐在后排，就会显得更小一些。恒星的情况也是如此，大而亮的恒星很可能就是在前排……而非常昏暗的那些就处于后排了。”
当然，事实并非如此简单。“还有一个至关重要的错误我们必须避免。”他说道，“后排座位也许会有成年人，而前排也会有矮小的人。换句话说，也许有些明亮的星其实距离很远，而一些暗星却离我们很近。”星星会一直移动，但距离实在太远，因此我们人类终其一生也难以明显觉察到这一现象。一些恒星甚至会以双星系统存在，就像舞池里跳着华尔兹的一对舞者（见下页图）。
然而，实在没办法，帷幕总会拉上。“我已经尝试挑动你们忍耐力的底线了。”特纳说道，“我们刚才对星星的造访，远比我们过去完成的旅程艰巨……尽管如此，你们还是听得非常耐心，我只能在此表达自己最诚挚的谢意，并祝福大家新年快乐！”
