一千亿分之一的太阳系：四百万分之一的光速_[日]松田行正_9787508678696

将太阳系装进一本书里！将太阳系捧在掌上！
宇宙如此浩瀚，即使了解了所有相关的知识，恐怕也难以真正体会到它的宽广无垠。然而，如果把这本书所有的页面连接起来，你就会得到一个以1︰1000亿比例绘制的75米长的太阳系半径模型，或者说是一种新形式的天球仪、浑天仪。
这本书将为你展现75亿千米的太阳系之旅，翻开它或许能让你真实感受到太阳系的广袤深邃，继而思考关于我们人类的终极问题：在宇宙中我们是孤独的吗？

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一千亿分之一的太阳系四百万分之一的光速

将太阳系装进一本书里

书本常常被比喻成小宇宙。说到封闭空间的宇宙话题，我总是会首先想到中国古代传说的壶中天。传说，在一只小小的壶中，别有一番天地。
物理学家乔治·伽莫夫曾经描述，人可以通过一种拓扑转换，在自己体内移动到全宇宙任何地方，还提供了一幅从头到脚彻底翻转的图像。图中人的身体内部是整个外部世界，内脏则在外面。
受到伽莫夫的启发，日本艺术家赤濑川原平创作了《宇宙罐头》（1964）。他使用一罐普通的螃蟹罐头，吃掉里面的螃蟹后，把罐头标签贴到罐头盒内侧。或许这还不是真正的内脏翻出，但确实是拓扑转换的优秀范例。正如作品名称所示，这也是一个微型宇宙。
靛蓝鹀是一种全身覆盖明亮蓝色羽毛的飞鸟。据说，它在迁徙时，会根据星座的位置来确定自己的路线，就像大航海时代之前的古代水手那样。如果我们能以某种方式从靛蓝鹀的记忆中提取出全部星系的信息，那可能就是另一种宇宙模型。
我一直被各种宇宙模型的魅力所吸引，也期待有机会亲手做一个。这本书就是我的最终成果。
我们的太阳系，实际尺寸为50个天文单位（天文单位，英文为 Astronomical Unit，通常缩写为AU，指地球到太阳的平均距离。1个天文单位大约是1.5亿千米，50个天文单位就是75亿千米）。我产生了把距离按照1000亿分之1的比例缩小的想法，这样我就能将50个天文单位放到像风箱一样折叠连接的书页中。每页的宽度是125毫米，600页连接起来就是75米，就是75亿千米的1000亿分之1。这样，书中的每一页就可以等比对应太空中的相应区域。
我们经常听人说，要阅读一本书的字里行间，还有留白也很重要。这本书就充满了空白，但是因为它是太阳系的比例模型，那些空白区域恰恰是物理空间的指代物。
很多宇宙模型使用对数比例，对数的数值每增加1就会以一个完全不同的量级跳跃着接近宇宙的尽头。有不少影片和科普书籍阐述过这一观点，纪录片《10的乘方》（Powers of Ten）就是典型的例子。这部片子基于基斯·博克（Kees Boeke）的著作《宇宙观：40级跳跃中的宇宙》（Cosmic View The Universe in 40 Jumps, 1957）的思想制作。如副书名所示，指数比例正是产生跳跃的工具。
然而，如果你尝试用指数比例来绘制太阳系，第一个跨页用1~10米的量级，第二个跨页用10~100米的量级，以此类推，你会发现75亿千米只需要13个跨页就完成了，也就是26页。
我想要把本书做成一个连续的、延展的太阳系模型，而不是指数级跳跃、瞬间飞逝的太阳系模型。纵然它只是一个缩影，我也想准确表达出太阳系那种巨大辽阔的感觉。
太阳系稀稀疏疏，行星之间是广袤无物的深邃空间。然而，当我放入所有的行星、矮行星和小行星，连接各自的近日点和远日点，画出它们所有卫星的轨道，太阳系看起来就不再那么稀疏了。相反，因为有如此多的连接线条，它变得相当复杂和拥挤。事实上，就像电影《第三类接触》（Close Encounters of the Third Kind）中的那句台词所说，我们并不孤单。想象一下，如果每一根线都承载着一部自己的戏剧，那么太阳系该是如何热闹的一幅图景。
以光速穿越太阳系的75亿千米所需的时间只有短短的7个小时，但宇宙中的距离是如此令人难以置信的巨大。除非你决定采用适当的缩略形式，否则根本不可能理解与表达。两种常用的度量单位就是前面提到的天文单位和光速。
1光年就是光在一年的时间里传播的距离（约为9.46万亿千米）。在这样的表述下，时间单位年被用在表示距离的单位中。这在某种意义上提醒我们，时间和距离是一样的。甚至于对仅仅1米的距离进行定义，也是离不开时间的。
米制是法国大革命时期建立的，其基本单位米被定义为基于子午线从地球赤道到北极点实测长度的1000万分之1。这个值就成为基准米，并为此制作了金属的米原器尺。
随着测量精度的逐渐提升，人们发现地球子午线的测量数值事实上并不精准。然而此时，米制已经被普遍使用，如果再贸然推出一个新的标准值，将会导致广泛的问题。解决的办法是放弃对子午线的测量，但是仍然以米制为基础，即使它是依据原本并不准确的测量值而产生的。米制的理念原本是要追寻符合自然的完美数值，却不得不向一个基于非精确测量值的人造标准妥协。
可是这个新标准的基础显得尴尬而随意，科学家们再次转向自然寻求答案。经过反复试验，一个新的定义于1960年被采纳，米的新标准被定义为氪86同位素橙色谱线波长的倍数。不幸的是，这个倍数值（1650763.73）还是显得很不自然。
到1972年，精确测量光速成为可能。由于光在真空中传播的速度是恒定的，1983年国际度量衡大会决定将米的定义修改为光在真空中行进299,792,458分之1秒的距离。米的实际长度事实上与原来的米原器完全相同，但是如此一来，新的定义还包含了时间的概念。这是一个相当了不起的观念上的转变。
因为我喜爱那种基于光的距离与时间的意向，我决定在这本书表现太阳系75亿千米的旅程中，增加另外一个比例尺来呈现每秒钟光所运行的距离。我让书的600页的长度（75米）对应30万千米，在其中插入从每秒4千米（对应书中1毫米）一直到30万千米的速度与距离等数据。你会发现，对比这些来自不同领域的同类数值，真是一件非常有趣的事情！
把看上去无限广阔的太阳系压缩到600页的书中，这让我意识到，太阳系毕竟也是有限的。同时，那些密密麻麻的线条也让我想到维克托·瓦萨雷里（Victor Vasarely）的作品。将75亿千米的太阳系旅程压缩至一卷之中，形成了这本书，但是我更想把它看作另一种形式的天球仪或浑天仪。
松田行正
将太阳系装进一本书里

书本常常被比喻成小宇宙。说到封闭空间的宇宙话题，我总是会首先想到中国古代传说的壶中天。传说，在一只小小的壶中，别有一番天地。
物理学家乔治·伽莫夫曾经描述，人可以通过一种拓扑转换，在自己体内移动到全宇宙任何地方，还提供了一幅从头到脚彻底翻转的图像。图中人的身体内部是整个外部世界，内脏则在外面。
受到伽莫夫的启发，日本艺术家赤濑川原平创作了《宇宙罐头》（1964）。他使用一罐普通的螃蟹罐头，吃掉里面的螃蟹后，把罐头标签贴到罐头盒内侧。或许这还不是真正的内脏翻出，但确实是拓扑转换的优秀范例。正如作品名称所示，这也是一个微型宇宙。
靛蓝鹀是一种全身覆盖明亮蓝色羽毛的飞鸟。据说，它在迁徙时，会根据星座的位置来确定自己的路线，就像大航海时代之前的古代水手那样。如果我们能以某种方式从靛蓝鹀的记忆中提取出全部星系的信息，那可能就是另一种宇宙模型。
我一直被各种宇宙模型的魅力所吸引，也期待有机会亲手做一个。这本书就是我的最终成果。
我们的太阳系，实际尺寸为50个天文单位（天文单位，英文为 Astronomical Unit，通常缩写为AU，指地球到太阳的平均距离。1个天文单位大约是1.5亿千米，50个天文单位就是75亿千米）。我产生了把距离按照1000亿分之1的比例缩小的想法，这样我就能将50个天文单位放到像风箱一样折叠连接的书页中。每页的宽度是125毫米，600页连接起来就是75米，就是75亿千米的1000亿分之1。这样，书中的每一页就可以等比对应太空中的相应区域。
我们经常听人说，要阅读一本书的字里行间，还有留白也很重要。这本书就充满了空白，但是因为它是太阳系的比例模型，那些空白区域恰恰是物理空间的指代物。
很多宇宙模型使用对数比例，对数的数值每增加1就会以一个完全不同的量级跳跃着接近宇宙的尽头。有不少影片和科普书籍阐述过这一观点，纪录片《10的乘方》（Powers of Ten）就是典型的例子。这部片子基于基斯·博克（Kees Boeke）的著作《宇宙观：40级跳跃中的宇宙》（Cosmic View The Universe in 40 Jumps, 1957）的思想制作。如副书名所示，指数比例正是产生跳跃的工具。
然而，如果你尝试用指数比例来绘制太阳系，第一个跨页用1~10米的量级，第二个跨页用10~100米的量级，以此类推，你会发现75亿千米只需要13个跨页就完成了，也就是26页。
我想要把本书做成一个连续的、延展的太阳系模型，而不是指数级跳跃、瞬间飞逝的太阳系模型。纵然它只是一个缩影，我也想准确表达出太阳系那种巨大辽阔的感觉。
太阳系稀稀疏疏，行星之间是广袤无物的深邃空间。然而，当我放入所有的行星、矮行星和小行星，连接各自的近日点和远日点，画出它们所有卫星的轨道，太阳系看起来就不再那么稀疏了。相反，因为有如此多的连接线条，它变得相当复杂和拥挤。事实上，就像电影《第三类接触》（Close Encounters of the Third Kind）中的那句台词所说，我们并不孤单。想象一下，如果每一根线都承载着一部自己的戏剧，那么太阳系该是如何热闹的一幅图景。
以光速穿越太阳系的75亿千米所需的时间只有短短的7个小时，但宇宙中的距离是如此令人难以置信的巨大。除非你决定采用适当的缩略形式，否则根本不可能理解与表达。两种常用的度量单位就是前面提到的天文单位和光速。
1光年就是光在一年的时间里传播的距离（约为9.46万亿千米）。在这样的表述下，时间单位年被用在表示距离的单位中。这在某种意义上提醒我们，时间和距离是一样的。甚至于对仅仅1米的距离进行定义，也是离不开时间的。
米制是法国大革命时期建立的，其基本单位米被定义为基于子午线从地球赤道到北极点实测长度的1000万分之1。这个值就成为基准米，并为此制作了金属的米原器尺。
随着测量精度的逐渐提升，人们发现地球子午线的测量数值事实上并不精准。然而此时，米制已经被普遍使用，如果再贸然推出一个新的标准值，将会导致广泛的问题。解决的办法是放弃对子午线的测量，但是仍然以米制为基础，即使它是依据原本并不准确的测量值而产生的。米制的理念原本是要追寻符合自然的完美数值，却不得不向一个基于非精确测量值的人造标准妥协。
可是这个新标准的基础显得尴尬而随意，科学家们再次转向自然寻求答案。经过反复试验，一个新的定义于1960年被采纳，米的新标准被定义为氪86同位素橙色谱线波长的倍数。不幸的是，这个倍数值（1650763.73）还是显得很不自然。
到1972年，精确测量光速成为可能。由于光在真空中传播的速度是恒定的，1983年国际度量衡大会决定将米的定义修改为光在真空中行进299,792,458分之1秒的距离。米的实际长度事实上与原来的米原器完全相同，但是如此一来，新的定义还包含了时间的概念。这是一个相当了不起的观念上的转变。
因为我喜爱那种基于光的距离与时间的意向，我决定在这本书表现太阳系75亿千米的旅程中，增加另外一个比例尺来呈现每秒钟光所运行的距离。我让书的600页的长度（75米）对应30万千米，在其中插入从每秒4千米（对应书中1毫米）一直到30万千米的速度与距离等数据。你会发现，对比这些来自不同领域的同类数值，真是一件非常有趣的事情！
把看上去无限广阔的太阳系压缩到600页的书中，这让我意识到，太阳系毕竟也是有限的。同时，那些密密麻麻的线条也让我想到维克托·瓦萨雷里（Victor Vasarely）的作品。将75亿千米的太阳系旅程压缩至一卷之中，形成了这本书，但是我更想把它看作另一种形式的天球仪或浑天仪。
松田行正

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