“艾玛读者群”0709记录----硅谷杠精JJJ大神与天文的往事

一、群大事：

**7月9日14:30 我的天文往事。嘉宾：硅谷杠精JJJ；

**7月13日(周六)14:30 金融人眼里的音乐与音乐家们。嘉宾：陈重；

**7月16日14:30 自驾游在川西北地区（环九线）地质灾害高风险区的预防及应对。嘉宾：周平；

**7月20日（周六）14:30《我的财富自由手册》新书分享。嘉宾：书作者亭主。

二、主题分享：我与我的天文往事

嘉宾@JJJ:

我今天改变一下形象,做个斯文人,先引经据典:

《周易》里面有一句 “关乎天文，以察时变。关乎人文，以化成天下。"

康德也说过，世界上只有两样东西是值得我们深深景仰的，一个是我们头上的灿烂星空，另一个是我们内心的崇高道德法则。

这样开场是不是显得我很有文化？

那来点俗的，我学天文，娶了个老婆是学中文的，你们知道天文和中文有什么关系吗？因为中国又叫天朝。

我的天文生涯起源于小学五年级时候在外公家偶然得到的那本《十万个为什么·天文卷》，记忆已经比较模糊了，只记得那本书是32开封面是黑色的。我被书中的每一篇章节都深深吸引住，尤其是太阳系的探索和恒星的演化，那种对认知所带来的冲击力以及对好奇心的极大满足让我反复翻看了好几遍。

然后就记住了南京大学有个天文系，全国唯一的天文系。

高考之后填志愿就只填了南大天文系。然后跟校花一起到港大读硕士，后来到美国约翰霍普金斯大学取得天体物理博士学位。

不过博士读完后，也就转行了。做半导体相关的工作。2013年夏天，在最后一篇天文论文被接收后，开始了天文深空摄影，又回归了一名纯粹的天文爱好者。

博士研究是用X射线望远镜研究活动星系核和星系演化的关系，由于X射线光子比较少，一般很难得到漂亮的图像，大多是噪音比较大的谱数据，比较‘枯燥’，当时很羡慕使用地面望远镜的同学可以经常去夏威夷或者智利去实际操作世界上最大的望远镜。不做科研转做爱好者后，经常带着望远镜去沙漠农场等黑暗的地方目视或者拍照，反而觉得趣味性很强，逐渐沉溺其中难以自拔。

上帝之眼

玫瑰星云

等下，插个题外话。上世纪90年代，深圳有个高中生也是天文爱好者，他自己说他本来想报考南大天文系，结果看到很多南大天文系毕业的最后做了地理老师，所以他取消了这个念头。

我觉得他这就是瞎扯，南大天文系毕业的没有去当地理老师的，他这是为自己考不上南大找借口。不过，他没上南大天文系是我们的福气，因为我们现在在这里聊天，都是因为他。他叫马化腾。这不是我编的，这是他自己说的，你们可以在网上搜。

在南大的时候，跟同学们一起创立了南大天文爱好者协会，在学校组织一些天文讲座和观星的活动。现在天文爱好者协会是南大最大的科技类社团。小声说一句，天文协会是我在南大创办的第二个社团。我在大学创办的第一个社团是红楼梦学会。

我当时确定的天文协会的宗旨就是“把天文学带给大众”。就是让所有爱好天文的人都能接触到天文。所以我不遗余力的推广天文。当上了隔壁小学的辅导员，2002年的时候。

在南大的时候，要搞一次天文活动不容易，靠天吃饭。经常是中午看天气不错，赶紧贴海报，召集大家晚上去天文台看星星。然后到了傍晚一看天气不好，又赶紧贴海报说活动取消。但肯定有不少人没有看到活动取消的海报，所以我还得上山守在天文台，打发来参加活动的同学。

那时候南大浦口的天文台在很荒的山头上，周围还是没整理的农田，还有野狗叫。

有一次活动取消了，我在天文台打发同学回去。天黑了已经好一会儿了，没什么人来了，最后来了一个历史系白衣飘飘的女生。我跟她说活动取消了。她回头往山下走了几十米，然后回来了，跟我说她怕，问我能不能跟她一起走。我居然拒绝了。。。

秉承当年‘把天文学带给大众’的协会宗旨，在硅谷工作生活的这几年，每年都会在学校、公司以及公园组织几次天文科普活动，还有一个两百多人的硅谷天文爱好者微信群定期组织天文相关的活动。最得意的是，我把公司的所有会议室都用天文学家的名字和天体名称来命名了。

每学期也到学校去搞活动，我和我儿子一人负责一个望远镜。

去年我们正式成立了火锅天文协会。因为我们每次组团去参加老美的star party，都会在半夜煮火锅吃。

火锅天文协会(HPAA)，是旧金山湾区的一个华人天文爱好者组织。宇宙诞生于一团热汤之中，就好像我们的火锅。我们在加州黑暗的天空下，抬头看宇宙，低头吃火锅，享受天文，享受生活。

我上周在外面五天四夜，吃了四天的火锅和方便面，暂时不想再吃火锅了

每年我们会用我们自己拍的照片出一份挂历。

下面说说在外面拍照的事情吧。

跟普通人像和风景摄影不一样，由于天体都非常暗，天文深空摄影需要比较长的曝光时间，每张照片的累积曝光时间从几十分钟到十几小时甚至更久。

由于地球的自转，所以在长时间曝光过程中需要对目标天体进行跟踪，这不仅需要有高级的器材(比如具备高精度马达的赤道仪)，同时对技术也有比较高的要求。对焦、跟踪、相机、供电等各个环节都不能出错，否则就没法得到一张合格的照片。

导星跟踪是其中最难的，尤其是用长焦距望远镜进行拍摄的时候，经常发现跟踪误差很大，但一晚上都没法找到出错原因。

拍深空比不上人像和风光摄影的高产出，看天吃饭，而且只能每个月新月的时候才能拍，所以一个月都拍不了一张照片，有些目标连续几年都错过一直没拍到。

五年来，得益于加州给力的天气，我辗转于中加州和北加州的许多山丘、农场、湖泊和各级公园，和几位同好在野外拍摄了70个夜晚，总曝光时间近500小时，行程累计近三万公里，遇到过浣熊、小狼、野猪、山狮各种动物，还差点把车开翻掉过。

但苦中也有甜，有时候早晨从帐篷里钻出来就看到一群小鹿包围着我在草地上喝露水，我与牛作伴，知道牛儿在几点醒来，也知道露水在几点凝结。

每次在山顶看着满天闪烁的繁星都感到无比的静谧和安详，然后天亮收拾东西开下山直到手机重新收到信号才意识到又返回到了现实世界。

你们是不是觉得很浪漫？陪你去看流星雨落在这地球上，让你的泪落在我肩膀。流星倒确实看到过太多太多了，可从来没许愿过。

夜里面大部分时间都在解决拍摄时出现的各种技术问题和意想不到‘灾难’，比如电线被兔子给咬断了。

没有跟你牵手看银河数星星的小甜甜，倒是野猪和山狮见到过几只，远方山头的小狼群在乱吼并不恐怖，身旁灌木丛里面发出哼哼的声音才叫人毛骨悚然。

每年都有一两次大型的活动，可以互相蹭设备，搞天文的人都很nice，很乐于分享。

2015年的夏天，我刚从中国回来，第二天就开车七小时去北加州参加一个star party，因为倒时差我前一晚就只睡了一小时，在飞机上也几乎没怎么睡，结果开去的路上困到不行的时候就停在路边趴在方向盘上睡几分钟然后继续开。我们夜里干活儿，白天休息，可是我们看星星的地方都是没树遮挡的，白天太阳暴晒下在车里开空调都不起作用，气温有40几度，根本没法睡，我那四天就半夜里零零散散加起来睡了十小时。我头发稀少，被暴晒了几天，回来后觉得头上痒抓了两下居然抓下了半块头皮。

我们经常去一个地方是政府的地，不收费，但每个月都需要申请permit，就是每个月给我们更新的门锁密码。这地方平时是政府开辟的打猎区，地上全是弹壳，夏天因为怕起火就禁止打猎了，但经常碰到半夜偷偷进来打枪的，所以夜里还要担心流弹乱飞。有一次我们早上拍完下来后发现谁搞恶作剧把锁里面塞了东西我们没法打开了，这鬼地方连手机信号都没有，只能打911，结果打过去人家说你们没有生命危险我们就不管了。然后我们干等了两个小时才碰见一个路过的，他帮我们去找了农场的主人(山顶是政府的地，山下是私人的，奇怪吧？我们得穿过私人领地才能到达公共土地，是不是逻辑上很混乱？)，然后农场主扛着把枪过来，还好没把我们当侵犯领地的给毙了，给我们开了农场的门，我们从牛群中穿过才总算开出去了。

2017年八月，我们全家开去了俄勒冈看日全食。这真是一趟难忘的旅程，因为日全食难忘，回程堵车更难忘。日食结束后12小时只开了100公里，路上没城市没休息区，只有森林和农田，能停车的地方都被别人停满了，只好不停地往前开。从中午十二点龟速开到半夜一点才不堵车。由于前两个晚上都只睡了四个小时，到两点的时候我就开始眼睛睁不开了，在高速上真的开睡着了，然后车子开出车道把我震醒，我就下车跟老婆换，两个小时我们俩换着开了好几次，最后凌晨四点半开到预定的酒店，那时车上还有两个娃，这成为了我们2017年最珍贵的年度记忆。

在野外拍照，总结除了几大定律：

1. 开光定律: 新器材开光会导致坏天气；

2. 外出定律: 如果对天气有顾虑，那么只要不外出天气就是好的，一外出天气就变差；

3. 收工定律: 看到天气不好，如果不收工天气会继续变糟，如果收工，等器材收拾完了天气就又变好了；

4. 睡觉定律: 在野外拍摄，如果盯着器材不睡觉系统就不会出问题，如果睡着了系统就会出问题

这些是我在外面碰到的动物：

再贴几张我拍的深空照片（因图片太大，仅贴部分）：

我拍的最远的应该是三千多万光年的星系，星云都是银河系内的，几千光年以内。

下面讲一些科普的，经常有人问的几个问题：

经常有人问颜色的问题，主要有两个问题：第一，我拍的星云星系颜色是真实的吗？第二，在望远镜里面看到的跟照片一样吗？

要回答这两个问题，都要先弄懂人类的眼睛对光线和颜色是怎么感知的。我们的眼球里面有两种细胞，视杆细胞和视锥细胞。视杆细胞相当于黑白相机，不感知颜色，只对光线的强弱有反应。视锥细胞分红绿蓝三种，然后再根据红绿蓝三色的相对强弱合成其它各种颜色，但视锥细胞在光线微弱的时候不起作用，只有光线强到一定程度后才会分辨颜色。

第一个问题，我拍的星云星系的颜色是合成的，而合成的颜色是否接近它们的真实颜色取决于我用什么滤镜来进行合成。

我的滤镜分为两种，宽带的红绿蓝滤镜和窄带的Ha/O3发射线滤镜。

对于红绿蓝滤镜，这是模拟人眼的三原色，所以这三种滤镜合成的颜色接近真实颜色。为什么只是接近呢？因为人眼对红绿蓝三种颜色的响应程度是不一样的，对于进入眼睛的红色光线只有约30%能引起视锥细胞的响应，而对于绿色的响应就强得多。我合成颜色的时候并没有把红色的光强砍到只剩30%，而是全部用于合成了，所以最后合成的颜色是接近真实颜色。

有些星云为了获得比较高的对比度和信噪比，我拍摄的时候用的是Ha/O3发射线，带宽只有几纳米，这种颜色合成就不是天体的真实颜色，而是伪彩色。大家看到的哈勃望远镜拍出来的绚丽的照片，大多是这种伪彩色，告诉你这个真相是不是很残酷呢 :)

第二个问题，在望远镜里面肉眼看这些天体目标一般是没有颜色的。这跟我们半夜起床能看到屋子里的物体但看不出颜色是一个道理。那是因为夜里面光线太微弱，只有感知光强的视杆细胞在起作用，而感知颜色视锥细胞没有接收到足够的光线所以没有反应。天体的光线非常非常微弱，所以通常我们在望远镜里面肉眼观看到的都是没有颜色。但如果望远镜的口径达到能收集到足够的光子从而激发视锥细胞的时候，你就会看到颜色出来了。

你们要是想听望远镜相关的科普，我可以讲一些，不感兴趣的话我可以跳过：

2009年被联合国定为国际天文年(International Year of Astronomy)，之所以选择这一年，是因为2009年是伽利略发明天文望远镜400周年。400年来，天文学家、物理学家还有各类工程师们对天文望远镜的不断改进和创新，使得天文学得以飞跃发展，从而让人类能够领略并惊叹于宇宙的大美！

现在公认的第一台天文望远镜是由意大利天文学家伽利略于1609年发明的(有些英国人不认可，他们觉得第一台天文望远镜是英国人发明的)，但第一台望远镜要比这个早一年。1608年，一位名叫Hans Lippershey的荷兰眼镜工匠把一块凸透镜和一块凹透镜对准了放在一起后发现远方的物体变近变大了，这便是有记录可查的第一台望远镜。虽然这个原始模型的望远镜的放大倍率只有3倍，但这个发明迅速在欧洲流传开来。1609年，在威尼斯的伽利略听说了这件事后立即着手进行改进然后只用了一天就做出来一个放大倍率达到30的望远镜。他迫不及待地给议员们展示他的发明，议员们看完后就给了伽利略在Padua大学的终身教习职位并把伽利略的工资涨了一倍(顺便提一下Padua大学是全世界历史最悠久的大学之一，Padua大学的天文系是最早的天文学研究机构之一，对近现代科学的发展起了非常重要的作用)。

伽利略把他的望远镜指向了天空，于是天文望远镜在这一刻诞生了。他成为了人类历史上第一个看到木星的卫星的人(木星的四颗明亮的卫星因此也被称为伽利略卫星)、第一个看到土星光环的人、第一个观察到金星跟月亮一样有盈亏的人、第一个看到月亮表面的环形山和山谷的人、第一个通过观察太阳黑子证明了太阳在自转的人、第一个发现银河是由无数恒星组成的人、第一个。。。他的仪器也第一次被叫做'telescope'，并且后来专门把他这种折射望远镜叫做'伽利略望远镜'。据说伽利略亲手做出的那一批天文望远镜中的其中一个经由传教士带到中国后流落在广州民间。

由于不同波长的光在介质中有着不同的折射率，折射望远镜不可避免的存在色差(chromatic aberration)的问题。在17世纪，人们想到的解决色差的办法就是把焦距加长，当焦距足够长的时候，色差就变得可以忽略了。卡西尼在1672年用焦距11米的望远镜发现了土星的第五颗卫星Rhea。对于折射望远镜来说，焦距有多长镜筒就必须要有多长。当时造出的最长镜筒的折射望远镜的焦距达到45米，因为镜筒太长所以在观测的时候需要吊车才能把它固定住，而且由于材质和工艺的问题稍微有一些晃动都会导致镜筒折断等事故。

终于，牛顿出现了！牛顿指出光线通过透镜折射导致色差是无法避免的，那我们就不要用折射了嘛，反射也可以啊。于是，在1669年牛顿制造出第一台镜面(mirror)反射望远镜，被称为‘牛顿式望远镜’。牛顿版的反射镜用的是球面，后来改进为抛物面，之后卡塞格林把第二块反射镜面由平面镜改成了曲面镜大大缩短了镜筒而且并没有牺牲焦距。