天文学的方法论

天文学的对象是天体。天体，距离那么遥远。远，就给要了解它的人们出了难题。不能把它拿来分析化验，怎么能了解它的成份？不能用温度表去量一量，怎么知道它有多热？不能拿天平去称一称，怎么知道它有多重？永远也走不到它那里去，怎么得知它离我们有多远？“你要知道梨子的滋味，就得亲口尝一尝”。天体是可望而不可及的东西，不仅不能尝，而且“只许看，不许摸”。况且，还有许许多多连看也看不见，甚至根本不可能看见。更何况，生命有限，人生百年，人类也不过百万年的历史，怎可看见几亿年前的天体？然而，天文学家们测得了天体的距离、质量、温度、物质成份，探知了天体亿万年演变的历史。天文学的确很奇妙，有许多常人所不知的妙法。天文学在方法论上很有特色。

比如，有的天体不发光，或者极其暗弱难以观测，天文学家便观测它周围星球的运动来察知它的存在。因为按万有引力定律，两个天体在一起应该相互围绕着椭圆轨道运动。如果我们观测到一个天体在做椭圆运动，又未观测到另一个发光天体，便可以推知还存在一个不发光或极暗的天体在它的附近。并且可从发光天体的轨道运动的参数测出不发光的天体的质量。寻找黑洞候选体就是用的这种方法，黑洞不发光，应该说用什么办法也是看不见的。但是如果黑洞周围还有一伴星，便可以从伴星的运动得知黑洞的存在。寻找那些孤孤单单地作椭圆轨道的单星，算出它的伴星的质量，如果大于3个太阳，达到黑洞的质量范围，这么大的天体居然不发光，就有黑洞的“嫌疑”了。如果它还发射迅速变化的X射线，那就几乎可以认为是“候选人”了。因为黑洞吸引周围物质下落而发出X射线。我把这种方法叫做“旁察窥隐”。

天文学中还有一种克服时空限制，察知不可见事物，乃至摆脱人自身限制的大彻大悟的方法。例如，我们不能超越时空看一个天体亿万年的历史，但空间中有处在不同年龄的天体。它们排起来构成一序列，以此替代单一天体演变的时间序列。用时空替代的方法导出恒星演化的理论。

又如，人对天体认识受人本身所处地位的限制。由于人居住在地球上，察觉不到地球运动，并对行星运动产生错觉，哥白尼认识了这一限制，摆脱这种限制，导致新的突破，从而破地心说而立日心说。从现行理论推演的理论与观测事实相矛盾，而意识到必须求新的理论。我把这种方法称为“自限解脱”和“大谬知新”。

天文学中也有一种令人佩服的脚踏实地的笨办法。为了发现新天体，他们对一块一块天空进行认真的、系统的搜索和监视。一旦有新天体出现，或者某个天体出现变化，就有所发现。对于小行星、彗星、河外星系中的超新星，都有系统巡天计划，每年都有许多新发现。这样做要花很多时间，表面上似乎是笨办法，其实是大智若愚。

天文学方法论之所以丰富，一方面是由于天体的性质涉及一切自然学科的研究范围，因而它博采一切学科方法之精髓，另一方面则是天体的不可接触性，迫使人们善于观察并从观察提取信息，巧妙地确立并应用各种关联性，找到了独特的推理方法。