確定太陽與地球之間距離的最好方法是金星凌日的方法。現在我來解釋這一方法，你們對此還一無所知呢！不過你們很快就會知道，地球並不是唯一一個繞著太陽作圓周運動的星球。地球有很多的同行者，有一些比地球小，有一些比地球大。它們是一些跟我們地球相類似的行星，也一樣永不停息地在太陽的周圍繞著它旋轉，接收著太陽傳遞給它們的光亮與熱度。其中一顆行星叫做金星，它的體積跟我們地球相近，但它更靠近太陽一些。儘管它的體積是這麼龐大，但當它在我們地球與太陽之間穿過時，它也只不過是出現在太陽圓盤上的一個小黑點而已。如果它離地球更近一些的話，那麼它的影子就會覆蓋住地球，從而造成一次日全食。不過，在它現在所處的位置上，它只能遮住太陽上的一個小點那麼大的地方，在我們的肉眼看來，它只不過在太陽圓盤上造成一個非常小的黑斑而已。因此，金星凌日的現象，就是金星掠過太陽圓盤並在它上面產生一個黑點。不過，由於觀察者在地球表面所處位置的不同，這個黑色的點在太陽圓盤上看起來也會處於或高或低的位置，因為隨著觀測點的改變，金星在太陽上的位置也是改變的。倘若在地球上有兩位相距很遠的觀測者，各自都觀測金星掠過太陽圓盤時走的路線，那麼，從觀測所得的這兩個數據以及這兩位觀測者相隔的距離，我們就可以推算出太陽離我們地球的距離了。

一個落向地球表面的物體，它在頭一秒內所經過的垂直路程是4.9米。假如下落不是在地球表面發生的，是在離地球24000倍于地球半徑的遠處發生的，換言之，如果這個物體到地球的距離與太陽到地球的距離一樣，那麼它落向我們地球的速度就與離地球的距離平方成反比，即4.9÷（240002），我們先不計算這個算式，直接用m來表示。現在我們需要做的就是，通過實驗來求得物體落向太陽的速度。通過觀測與計算地球的運行，我們就可以進行這項看起來似乎不可能完成的研究。

我們根據這一距離和太陽的角直徑（大約是半度多一點）運用我在上文中所說的方法，我們就能夠計算出太陽的實際半徑、直徑以及體積。由此我們求得太陽的半徑是地球半徑的112倍，太陽的體積是地球體積的140萬倍。我們假設太陽是中空的，就像一個球形的箱子，根據上述這些數字，如果我們要將太陽填滿，那麼就需要放進去140萬個像地球那麼大的球才行。或者，如果太陽的中心佔據了地球所在的空間位置，那麼這個巨大的球就會將地球完全包圍起來，地球就會在太陽那巨大的空間中就變得微乎其微了，太陽那巨大的體積，可以把月球繞地球旋轉的活動範圍都覆蓋住，而且可以再延伸出一個月球的活動區域。實際上，月球到地球的距離是地球半徑的60倍，它的兩倍是地球半徑的120倍，而太陽的半徑是地球半徑的112倍——兩者相差不大。我們再來做最後一個比較。要將一個容積為一升的容器填滿，大約需要一萬粒麥子，要將一個容積為十升的容器填滿，大約需要10萬粒麥子，而要填滿一個容積為140升的容器，大約需要140萬粒麥子。現在我們假設這裡有一堆麥子，它有140升，而在它的旁邊，只有一顆麥子。這一顆麥子代表的是地球，而這140升的一堆麥子就代表著太陽！

↓7.古代的人曾經產生過這樣瘋狂的想法，他們認為太陽是在天空中由四匹馬拉著往前走的，這四匹馬的名字分別是厄斯、皮賀斯、艾頓與弗雷貢，它們的眼睛和鼻子往外噴射著火焰。我並不知道這四匹馬在奧林匹亞山的哪個牧場上吃什麼草才得到它們的力量的，但是可以確定的是，它們能夠飛快地拉動這輛馬車。現在請允許我們作一個瘋狂的假設，我們假設地球被放在一輛馬車中，這輛馬車在與我們平時走的路相似的路上被拉著向前行駛，那麼，對於這樣的一車貨物，要有什麼樣的動力才能拉動它呢？通過計算，我們找到了答案。我們在車的前面套上一百萬匹馬，然後在它們的前面再套上一百萬匹馬，再在第三排前面也套上一百萬匹馬，這樣依次套下去，一百排……直到一萬排，如此我們就有一百億匹馬來拉這輛車。即使全地球的牧場加起來，也飼養不了這麼多匹馬。現在我們用鞭子抽打它們，使它們往前走。但車子還是一動不動，這是因為拉車的力量還不夠大。我完全相信車子不會動，因為要將地球這個龐然大物拉起來，還需要一千萬倍這麼多的馬！但是要拉動比地球還要重354936倍的太陽，那將是什麼樣的情形呢？哎呀，神話中那些可憐的馬呀，要拉動太陽神腓比斯的四輪馬車，我完全相信你們是足夠強健的，但你們會強健到在天空中的地面拉動那科學意義上的太陽嗎？安排你們去做這一工作的那些人，他們簡直像孩子似的在幼稚幻想，這麼巨大的天體，在他們的眼中只不過是一個磨輪那麼大的盤子罷了。這樣的想法太過瘋狂了，讓我們忘記奧林匹亞山、太陽神腓比斯以及那些拉車的馬吧！在太空中，唯一能夠推動這不可想象的重物前行的力量，只有大自然。

在這段解釋中，你們可能對其中一點似乎還不是特別確定，儘管所有的下落都是在同樣遠的距離處發生的，但我們所比較的下落還是不一樣的。一方面是地球上物體的下落，我們在想象中將它帶到離太陽同樣遠的距離處；另一方面是地球自身要帶著它巨大的重量而往下落。由於地球要比其他物體重得多得多，難道它就不應該比任何一個重量有限的物體，比如說地球上一座山那樣的物體下落得快得多嗎？我們用手抓一把小球，然後放開手，小球就會並排落下去，這些小球會同時落下並且同時到達地面，因為它們下落得一樣快，這就彷彿它們連在一起並且是一個物體一樣。因此，一個大球就相當於所有小球的集合體一樣，它不會比小球中的任何一個下落得更快。我們再做一個比較：一匹馬拉著一車貨物，如果這車貨物的重量增加了一倍，而且用兩匹馬來拉，那麼，馬車前進的速度會不會快一些呢？很顯然不會。如果貨物的重量增加了三倍，而馬也變成了三匹，那麼，馬車前進的速度會改變嗎？也不會。每一顆小球就相當於一匹拉著馬車的馬，而小球的重量相當於馬要拉的貨物，如果馬匹增加了，也就是說如果一顆小球變成了相當於10顆、100顆、1000顆小球那麼重的大球，那麼，這顆小球的下落速度仍然不會改變，這是因為，要往前拉的貨物也比原先的貨物要重10倍、100倍、1000倍。總而言之，只要下落是發生在同樣的條件之下的，那麼一粒沙子和地球下落的速度是一樣的。

如圖63所示，T即地球上觀察者所在的位置。S是太陽，L是月球。在上弦月或下弦月時，也即月球將它發光的那一面朝向我們地球時，觀察者能在一條邊上看到太陽的中心，並在另一條邊上看到月球上的明暗交替處，這兩條邊就形成了一個角STL，或說地球上的這個角。至於月球上的這個角TLS，我們不用測量都知道，因為這個角是直角。實際上，在我們所選的這樣一種情形之下，太陽光線是垂直於視線TL的，因為我們正好可以看到被太陽照亮的那半個月球，我們可以把線SL看成是一條太陽光線，所以它也垂直於TL，因此在三角形TLS中，我們知道LT的長度是地球半徑的60倍長，而角L是直角，通過直接測量，我們就可以知道角T的大小。這些條件就足夠我們來構造一個相似的三角形，就像我們在測量一個不能到達的塔的距離時要構造一個相似三角形一樣。由此我們就能得知，線TS或者說地球到太陽之間的距離，是地球半徑的多少倍。

↓2.我們找到了這樣一根基底線，它就是地球到月球之間的距離。對於一條60倍地球半徑長度的線段來說，幾何學對此應該感到滿意。倘若能夠在這條基底線的兩端進行觀察，倘若能在月球上進行觀察，看到一邊是地球而另一邊是太陽，這就像在地球上進行觀察，看到一邊是月球而另一邊是太陽一樣，那麼幾何學對此就應該感到滿意了。由此我們得到兩個角，通過這兩個角，幾何學能夠建造一個相似的三角形，這就可使我們求得地球與太陽之間的距離。這就像我們通過一個已知其兩條邊與一個角的三角形，就能夠克服河流的障礙而獲得河對面塔的距離一樣。但是很遺憾，幾何學家的眼睛不能夠到達月球，也不能通過放置在月球上的經緯儀來瞄向地球與太陽。因此，為了避免測量月球位置上的那個角，我們就應該繞過這個困難並重新調整方法，根據月球的相位，我們只要在這個角變成直角的那一刻開始觀測就行了。首先具有這一天才想法的人是古時候一位著名的天文學家，他就是薩摩斯島的阿里斯塔克。科學界為了紀念他，用他的名字來命名月球上的一座環形山。下面我們來介紹他所採用的方法：

如果我們用一架配有黑玻璃（這是為了減弱太陽光線的亮度和熱度）的望遠鏡來觀察太陽，那麼我們幾乎總是會看到在太陽的表面有一定數量的斑，它們的外形是很不規則的，暗淡發黑地分佈在太陽上面，與太陽那白色發亮的圓盤形成鮮明的對比，這些斑的周圍環繞著一層鑲邊，雖然不合適，但我們還是將它們稱為半影。這些斑是可以移動的，它們一開始位於太陽的一側，然後慢慢地從太陽圓盤的西邊移動到東邊，到達圓盤的另一側，最後就消失不見了。在不到兩周的時間里，它們又會重新出現在圓盤的另一側。我們已經推斷出，太陽繞自身旋轉，每過25.5天這些同樣的斑又會返回到原來所處的位置。一個位於太陽的軸上觀察者，頭朝向太陽上面那個極，他會看到太陽是從右向左轉動的。同時他還能看到，地球也是按這個方向繞著太陽轉動。

↓14.我們認識到，宇宙中最大的光芒四射的星體，即太陽，並不是完美的，它的光線也不完美。得到這樣一個認識，具有非常重要的意義。一旦我們證九-九-藏-書實了它並不是完美的，那麼我們每個人都會自問，其原因是什麼呢？首先，我們是否可能獲得一種完美的光線呢？可以的。只要我們用一個白熾的固體來作為光源就可以了，比如說一個白熾的金屬球。倘若我們讓剛出熔爐的金屬球所發射出來的光線穿過一個稜鏡片，那麼我們就可以獲得一個非常完美的連續光譜，在它上面沒有任何光譜黑線的印跡。在金屬球的這束光線中，基本的光線是完整的，因為在光譜帶上，所有的位置都被光線佔滿了，但是我們也很容易在這條完整光譜上造出黑線來。我們先找一道明亮的火焰，比如說一個煤油噴燈或汽油噴燈的火焰，最好是一個酒精噴燈的火焰。在這道火焰中，我們撒上一些很細的金屬粉末，比如說鐵的粉末，這時，我們使白熾金屬球的光穿過這道火焰再到達稜鏡片。我再向你們表述一番這個實驗的步驟。在一邊，我們放置上一個白熾的金屬球，它能夠放射出完美的光線，在另一邊，我們放置上一個稜鏡片，它能夠分解光線，在這二者之間，我們放置上一道燃燒著鐵末的火焰，光線要從金屬球射到稜鏡片上，它就要穿過這道冒著金屬蒸汽的火焰。經過這一系列操作之後，金屬球的光譜就不再完整了。這時，我們在它的光譜上就會看到一些黑色的線，就像在太陽光譜上看到的黑色的線一樣。通過細心的觀察，我們可以看清楚這些黑線的數量、位置以及排列情況。接下來，我們在火焰的中央撒上一些其他的金屬粉末，比如說銅的粉末，這樣產生的光譜中還是會有一些黑色的線，但這些黑色的線與我們散鐵粉時所產生的黑線大不一樣，無論是數量還是它們組合的方式，都不一樣。我們再往火焰上依次撒鉛、銀、錫、金、鋅等金屬粉末，它們又會產生新的黑線。從一種金屬到另一種金屬，所產生的黑線在數量與位置分佈上都是不同的，但是在同一種金屬粉末所產生的黑線則是相同的。因此，當一道完美的光束穿過一道燃著任意一種金屬的火焰時，它的一部分光就會消失，於是它就會失去一些基本的光線。這種缺失呈現在光譜上，就會出現一些黑色的線，這些黑線的位置、數量以及排列次序，都取決於金屬的性質。

↓9.儘管太陽大得驚人，但它的質量卻跟它的體積不成比例。如果把構成太陽的物質均勻分散開來，那麼每立方分米的物質質量是1.39千克，這也剛剛比水的質量略多一點。我們已經知道，地球上的物質，假設它們是同質的，那麼每立方分米的物質質量是5.5千克。太陽上的物質整個為什麼會這麼輕，人們對此是這樣解釋的：我們假設，在太陽的外面一層是由氣體包圍著的，這一點可以由它的溫度很高來證實，太陽的中心是由密度稍高一些的液體狀或固體狀物質構成的，由於太陽外面被這層氣體所包裹，因此太陽的體積跟它的質量並不呈相同比例的增長，這就導致它的質量相對其體積而言比較小。這一假設可以通過天文望遠鏡的觀察來得到證實。

↓11.通過對光進行細緻的研究，科學家可以推斷出太陽這一光源的性質。科學可以告訴我們太陽是由什麼物質構成的，這就像在太陽上採集一點物質放到熔爐中進行化驗分析它的成分一樣。根據我們前面所做的最基礎的探討，我們來對太陽光進行這一神奇的研究。

↓6.現在我們回到第十三講中的圖58，我們先改變一下圖中字母的涵義，T在這裏代表太陽，L代表地球，它每年繞著太陽轉動一圈，這個圓圈的半徑是1.52億千米。比如說，在一秒鐘內，地球從A點運行到B點，它落向太陽的距離是AB那麼長。根據地球軌道的大小，以及它運行一周繞完軌道所需要的時間，我們就能夠精確地計算出AB的長度，因此在一秒鐘內，在距離地球1.52億千米的地方，一個物體落向地球所經過的距離是m，這一點我們在前文中已經講過，而物體落向太陽所經過的距離則是AB。當完成所有這些計算之後，我們就能夠知道AB是m的354936倍。因此，太陽的質量就是地球的354936倍，因為在離物體同樣遠的地方，太陽的質量使物體落向它的速度是地球的質量使物體落向它的速度的這麼多倍。

對光譜研究作一番迅速的考察，我們就能產生一個偉大的想法，也許地球擁有一些自身所特有的金屬物質，太陽也是一樣，但是在相距1.52億千米的這兩個星球之間，它們在化學組成上也有著不容置疑的共同點，它們都是由同樣的物質組成的。

↓8.根據太陽的質量以及它的半徑，我們可以推出這顆星體表面重力的大小。這個計算是非常簡單的。倘若太陽把它的所有物質都集中在一個體積跟地球一樣大小的球體上，那麼在它表面，它會以比地球引力大354936倍的引力來吸引物體。但是，由於太陽的半徑是地球半徑的112倍大，因此我們就要用太陽表面到中心之距離的平方來成比例地縮小這個結果，也就是說，用354936除以112的平方，結果是28。因此，在太陽表面的重力是地球表面重力的28倍，也就是說，一個物體在太陽表面呈自由落體運動，它在第一秒內下落的距離是4.9米的28倍，即137.2米。換言之，一個物體在地球上稱得的重量是1千克，而在太陽上的重量就是28千克了，而物體所包含的物質卻沒有絲毫增多。恰恰是同一個物體，在太陽上就會變重，這是因為它在太陽上所受到的吸引力更大。這樣一個事實就讓我們知道了，如果九_九_藏_書我們到太陽的表面上去，那會是一個非常可憐的樣子。在地球上，我們的身體構造可以支撐起我們身體的重量，在這樣的重力環境下，我們走過來走過去不會遇到什麼困難，這是因為我們身體所使出的力是與我們的體重相一致的，但在太陽上，我們的力不會增大，而我們的身體卻增加了28倍的重量。在這種情形下，我們就像每個人肩上都背著27個人一樣。在太陽的表面，我們會被自己的重量壓垮，只能趴在上面不動。或許也有可能，我們會被我們自己的體重壓扁，就像一攤又重又軟的黃油。

↓15.為了將我們在這些實驗中所獲得的信息應用到太陽光線上，我們就要科學地承認太陽的中心是一個液態的或者固態的球，很高的溫度使它發出光線，它的熱度非常高，我們人類所能製造出來的最高溫度是無法跟它比較的。在這個光芒四射的球體中心的周圍，包裹著一層體積非常龐大的氣體，這些氣體是由於太陽的熱度而蒸發出來的物質組成的。在太陽上，並不像在地球上一樣有一個藍色的空氣穹頂，在穹頂上飄浮著一些能夠落下雨的雲彩。在這裏，太陽被光芒四射的火焰包裹著，這層包裹是金屬蒸汽形成的耀眼堆積物，降落著熔化的金屬暴雨，然後這些金屬再次蒸發，無窮無盡地製造出那令人生畏的金屬液體瀑布。從太陽的中心發射出來的光線是完整的，這些光線就像我們實驗中白熾的球所發射出的光線一樣，但是當這些光線穿過在外層覆蓋著的火焰時，就會丟失一部分基本的光線。因此，當它到達地球時，就變成不完整的了，它所產生的光譜上的許多黑線就是太陽大氣層上汽化的金屬蒸氣所造成的，其中有一些金屬是我們認識的。實際上，我們發現，在太陽的光譜中，存在著一些非常有特徵的黑線，這種黑線跟我們在火焰中燃燒鐵末時所產生的光譜黑線一樣，它們的數量與組合都是不容置疑的，因此，在包圍太陽的那層金屬蒸氣中存在著鐵，同樣還有銅、鋅和其他的地球金屬。因為這些不同的金屬造成的光譜黑線與太陽光譜中的一部分黑線是一模一樣的。但我們還沒有證實，在太陽的包裹層中是否存在著鉛、銀和金這些金屬。我們還有理由相信，在太陽的大氣包裹層中存在著一些地球上所不知道的金屬蒸氣，因為太陽光譜中很多黑線與地球上物質所產生的光譜黑線並不相同。

↓3.阿里斯塔克的方法在理論上是完美的，但在實際操作中卻是有缺陷的。因為這種方法會遇到一個棘手的難題，即如何去知道月球正好將它發亮的那一面朝向我們的精確時刻。這一時刻的微小誤差，就能導致結果與事實的差距非常大，而且在我們現在的研究中，人們比較青睞更為靈活尤其是更為精確的方法。儘管如此，我還是很願意向你們解釋阿里斯塔克的方法。因為這一方法是你們現今為止唯一能夠理解的方法，而且，因為它清楚地向你們展現了如下細節：如何以在天空中所測得的第一個距離作為基底線來測量第二個更大的距離，然後再以第二個距離作為基底線去測量第三個距離，如此下去，不斷地藉助建造起來的一個個腳手架，天文學家就能測量出遙遠太空中的最高最遠處的距離。

↓13.我們來進一步考察這個顏色的鍵盤。藉助於一面放大鏡，我們可以看到在光譜的光帶上有著無數條不連續的細線，在這些細線的間隔之間，光線並不存在。這些深黑色的間隔彼此平行，它們中有的細一些，有的粗一些；有些相距遠一些，而有些相距近一些。如圖66所示，它們的數量是固定不變的，它們也有先後次序。無論何時何地，人們都能觀察到太陽光線的這種不會消除的同樣特徵。在物理學上，我們將它稱為光譜線。那麼這些黑色的線代表的是什麼呢？這些沒有光的線是什麼呢？——如果嚴格說來太陽光線包括所有可能的光，從最紫色到最紅色，那麼，光譜帶上所有可能的位置就都會被佔滿，因為通過稜鏡片的作用，每一種光線的傳播方向都會發生改變，這樣，從光譜的一端到另一端就不會存在什麼間隙。但是如果缺少了一些基本光線的話，那麼白光在穿過稜鏡片之後，就會出現一些空白的區域，即光譜上黑色的線，這就是那些缺少的光線並沒有出現的位置。因此，光譜上存在黑線這一事實，就說明了太陽光線在到達我們地球的時候是不完整的。顯然，這是因為有一些太陽光線在傳播的路途上消失了。我們用更確切的表達方法來說，就是光譜的顏色鍵盤是不完整的，它缺少很多鍵，而所空缺出來的位置就成了一個個的黑色空格。

↓10.太陽上的斑並不是一成不變的。在某一個時期，我們可能會看到很多斑，但在另一個時期，可能會看到很少或是乾脆就看不到。在觀察者看來，它們有時會像我們地球大氣層中的暴風雨出現前的烏雲一樣。它們有些分裂成一個個的碎片，然後重新組成新的形狀，或者分解掉，最後在太陽的白色圓盤上消失；而另外一些則比較穩定，每當我們觀察的時候，它們隨著太陽的轉動都呈現出相同的樣子。但是在太陽連續轉動了幾次后，很少有斑能夠保持不變。通過確切的測量，我們能夠求得這些斑的面積有多麼的龐大。表面積比整個地球還要大read.99csw.com的斑，我們並不能經常見到。赫歇爾曾經觀察到一塊寬度為76000千米的斑。這些斑是什麼東西呢？也許它們是由一些黑色物質隨機組成的團狀物，它們會在太陽的正面分散開來，然後消失在火的海洋中。也許在火焰的包裹中，它們會打開一個缺口，讓我們窺見其黑暗的裏面。也許……但是讓我們放棄這些不成熟的猜測吧！太陽還沒有說出它的秘密。儘管如此，其中一點還是毋庸置疑的。這些巨大的斑，它們每過幾個小時、每過幾天，就會形成，或者消散，聚集成堆，然後又消失不見。但是在它們的中心有一種物質，這種物質沒有多少抵抗力，它們很容易產生翻天覆地的變化。太陽表面的地方，就是產生颶風、漩渦、暴風的地方，它們撕扯出太陽中的物質，把這些物質攪進一場永無休止的風暴中。因此，通過這種方法，我們得出了相同的結論，即太陽的外層是由一層龐大的熾熱氣體所構成的。

↓1.我們要想知道地球與月球之間的距離，就首先要有一根基底線，它要大得足夠容下大陸的輪廓，並且，從這根基底線的每一端，我們都能夠同時測量出月球到觀察者所在天頂之間的角的大小。畫一個相似的圖，或者最好是通過計算，我們就能得出月球到地球的距離是地球半徑的多少倍，這一方法似乎適用於任何一顆星球。但是如果我們用這種方法測量太陽到地球的距離，那麼就會遇到一個困難，也就是說，基底相對於地球到太陽的距離而言太小了。要測量地球和太陽之間的距離，把地球放到這個大尺寸的背景中去，即使地球如此巨大，在這個背景中也只是一個點而已。現在我們再回到第十講中關於月球的圖53，在同一條地球子午線上有兩個點，C與V，它們離得足夠遠，我們測得天頂距DCL與HVL，現在我們假設這兩個天頂距不是關於月球的，而是關於太陽的。現在的問題就是，用這些太陽的角數值來構造一個相似圖形。當然，此時，如圖54中展現的那樣，cl和vl是可以無限延長的。你用來畫圖的這張紙，無論它有多大，對於這樣一個圖形而言都是不夠大的。如果有兩條直線永遠都不會相交，我們就認為這兩條直線是平行的。這一結果說明了什麼呢？顯而易見，基底線CV，即從非洲的最南端到達歐洲中心的那條線，在目前的情況下，它的大小是不知道的。地球太小了，因此不能以它為基底線構造以太陽為頂點的三角形。以地球的大小作為基底線來測量地球到太陽之間的距離，這是非常荒謬的，就像以一段那麼短的長度作為基底線來構造一個三角形，用它去測量幾公裡外的塔的距離一樣。你們一開始的時候會覺得我們的地球是非常大的，可是現在應該已經改變了看法。對於我們在天空中要做的第二個步驟來說，地球的直徑在數量級上太小了，幾何學就不能完全自如地利用大陸與海洋的表面來測量地球與太陽的距離了。在我們地球這麼狹窄的地方，沒有足夠大的尺寸來做這麼大尺度的測量。要做這種測量，讓我們飛到遼闊的太空里去尋找吧，或許在那裡我們可能會找到所需尺度的基底線。

↓4.這些研究得到的結果表明：我們地球離太陽大約有24000倍個地球半徑的距離，也就是1.52億千米。為了填滿這段距離，為了建造起一座橋，並且使它的第一個橋樁打在地球上最後一個橋樁打在太陽上，那麼就需要把12000個像我們地球這麼大的天體放到一起並排成一行，像12000顆珠子串成一串珠鏈，並且每一顆珠子都像我們地球這麼大。我們假設去太陽旅行是可行的，那麼，即使活得足夠長，即使運用最先進的交通工具，我們中還是沒有任何人能夠誇口說有一天他能到太陽上去。在去太陽的路上，他就會變老，以至於超出人類的年齡極限，他的年齡要達到好幾百歲才行。我們跑得最快的火車，以每小時50千米的速度一刻不停地向前行進，那麼，他要穿越太陽與地球之間的這段距離，需要三個半世紀。一顆剛離開炮口的炮彈，它的速度是每秒400米或說每小時1440千米，那麼，如果它一直保持最初的速度，它要從地球到達太陽，就需要12年多的時間。

↓5.天文學並不滿足於這些值得驚嘆的數據結果。在測得太陽離地球的距離以及太陽的體積后，天文學家開始考慮測量太陽的質量，也就是說太陽的質量相當於地球的多少倍。我們已經知道，太陽的體積是地球的140萬倍大，但是這些數據並不能告訴我們它的質量。這是因為，比如說，一個木球可能比一個鉛球的體積大，但它比鉛球要輕。因為體積並不能告訴我們關於物體質量大小的任何信息，所以我們只剩下一種方法來測量太陽的質量，這就是給太陽稱重。當我提出這樣一個艱難的問題時，你們肯定會笑起來，覺得這難以置信。要給一個距離我們有1.52億千米的天體稱重，在你們看來這是極瘋狂的妄想，但你們應該還記得，我們已經給地球稱過重，就像我們將地球放在一個天平托盤上去稱它的重量一樣，儘管太陽距離我們是如此的遙遠，但是要解決這一困難還是非常簡單的。我們知道，當兩個星球分別使得兩個同樣的物體在同樣的距離落向它們時，其中一個星球的質量比另一個星球的多2倍、3倍、4倍，那麼，在前一個星球上的物體下落的速度就比后一個星球上物體下落的速度大2倍、3倍、4倍。由此，問題就轉化為：我們要確定一個物體落向太陽的速度比落向地球的速度要快多少倍，假設在太陽上與在地球上物體下落處位置離地面的距離是相同的，並且下落ｒｅad.９９csw•coｍ所花的時間也相等。

↓12.除了使得光線的方向發生改變之外，稜鏡還有另外一個作用，使得光線產生一種非常重要的變化。這束光線通過百葉窗上的開口進入黑暗的房間，直到射到稜鏡上的時候，還保持著它原先的形狀與大小，但當它射進稜鏡時，就變大了，而在它射出稜鏡時，就會變得更大，呈扇形發散出來，如圖65所示。對於原來整個光束而言，它的方向並不會發生同樣的改變，因為在光束穿過稜鏡后，展開成一個角形平鋪開，在其中會發生許多不同的方向改變。換句話說，太陽光線並不是同質的，在整個光束中，這些光線並不是同樣的。假設這些光線實際上是同質的，那麼不管稜鏡片對它們具有什麼樣的作用，它所產生的效果對整個光束而言都應該是一樣的，要是這樣的話，那麼光線在射出稜鏡時，儘管它的方向發生了改變，但仍會保持著原先的形狀，而不是呈扇形展開。

現在讓我們繼續。在圖65中，我們在光束穿過稜鏡后的傳播路徑上放一張白紙。那麼我們立刻就會看到，這張白紙上出現一個長方形，長方形上顯示出像天空中彩虹那樣各種各樣的顏色：有紫色的、有青色的、有藍色的、有綠色的、有黃色的、有橙色的，還有紅色的。我們將這個長方形稱為太陽的光譜，譜這個詞在這裏僅僅指的是圖像，沒有什麼比對這個光譜的解釋更簡單的了，這說明太陽光線並不是同質的。太陽光線中不同的成分，即不同的光線，在穿過稜鏡片時，它們的方向發生了不同程度的改變，有的改變得多一些，有的改變得少一些，在經過稜鏡片時，它們各自分離開，在白紙上的不同位置留下了它們各自不同的顏色。因此我們現在知道了，在普通的光線中，在太陽發出的白光中有著不同顏色的光線，有紫色的、藍色的、綠色的、黃色的等等。當這些不同的基本光線重新聚集在一起時，它們又會變成一束白光。當它們通過稜鏡片而互相分離時，它們每一個又呈現出自身所特有的顏色。光譜不僅僅包括我們在前文已經講過的七種顏色，它還有夾在中間的一些過渡色，它們之間的這些細微差別，我們是難以分辨出來的，比如說，在綠色光結束而黃色光開始的地方，這是一種什麼顏色呢？同樣的，白色光也是一束包含著不同顏色的光，當它穿過稜鏡片時，它也會發生程度不等的方向改變。因此，太陽光譜就像一個五顏六色的鍵盤，它有著不同的色調變化，包含著從紫色到紅色的各種顏色，這就像一個樂器的鍵盤有著種種不同的音調一樣，從最重的音到最輕的音都包含在其中。

在圖64中，一束光線沿著直線SL傳播，在這條直線上，我們放置了一塊稜鏡片。由於光束是從空氣傳播到玻璃中去的，或說是從一種密度小的介質傳播到了另一種密度大的介質之中，因此當它進入玻璃內部時，它就會靠向玻璃表面的垂直線NO，不是沿著原來的方向即直線IL傳播，而是沿著直線II′傳播了，直線II′是更加靠近垂直線的。當它到達點I′的時候，它就會從玻璃傳播到空氣中去，也就是說，它從一種密度大的介質中傳播到了另一種密度小的介質中了。因此，它會遠離玻璃表面的垂直線N′O，沿著直線I′S′的方向傳播，由此，直線I′S′與玻璃表面的垂直線N′O形成了一個角N′I′S′，這個角比前面的那個角II′O要大。因此，一束光線在穿過一個稜鏡片的時候，它彎折了兩次，更加靠近稜鏡片底邊的方向。

月球以及被太陽照亮的其他各個天體，當它們的光射到我們地球上時，也會造成同樣的結果。光譜總是被無限多個黑色空隙間隔開，這些黑色空隙按照與太陽光譜同樣的次序排列在一起。的確應該是這樣的，月亮發光是因為它反射了從太陽借來的光，當這些光線到達我們地球時，它們還具有從原初光源獲得的不可消除的特徵，至於那些星星，它們的發光性質類似於太陽，距離我們地球也非常遙遠，它們形成的光譜也跟太陽光譜一樣，會被許多黑色的空隙間隔開。但是，每顆星星的光譜黑線在數量上是不一樣的，它們的組合方式也是不同的，這個規則是普遍的，也就是說，那些天空中的光源所射出的光線在經過稜鏡片后都會產生一些光譜黑線，它們的光都是不完整的，在它們的光譜帶上，都會缺少某些色調的光。不過，在某一顆特定星星所產生的光譜上，這些色調的缺少是不變的，儘管每顆星所缺少的色調都不一樣。

一束光通過百葉窗中間的縫隙照到一間黑暗的屋子中。在這樣的狀況下不會有什麼特殊的事情發生，這束光是完全筆直的一條線。在它傳播的路徑上，有一些飄浮其中的灰塵顆粒在閃閃發亮。我們將一片玻璃放在它傳播的路徑上，那麼也不會有什麼異常的情形發生，光束會穿過透明的玻璃，繼續沿著直線傳播。但是如果這不是一片平的玻璃，而是一塊楔形的玻璃，或者像人們所說的稜鏡，那麼，光束就不會沿著直線傳播了，而是會發生彎折，在它的傳播過程中會突然改變方向。由於這種偏斜，光束傳播的方向在稜鏡內部發生了兩次改變，我們稱為一共產生了兩次折射。