第三章　金星

在天上所有的星状物体中，金星是最明亮的。只有太阳和月亮超过了它的光彩。在一个晴朗无月的晚间，它的光辉甚至可以照出影子来。如果观测者知道它的位置，又有一双好眼睛的话，在白昼当它接近子午圈时都能用肉眼看见——只要太阳不在它的附近。当它在太阳东面时，我们可以在西天望见它，日落之前它呈暗淡的光辉，随着日光减弱，它的光就增强起来。它在太阳西面时，就在太阳之前升起，出现在东天。在这两种不同情形下，它被称为昏星和晨星。当它是昏星时古人称它为长庚（Hes penls），晨星时则称为启明（Phos phorus）。据说古人并不知道这两者原是一体。

即使用低倍率的望远镜观测金星也可以发现，它跟月亮一样有圆缺的位相变化。伽利略第一次将望远镜对准这颗行星时就看出了这一点，这使他更坚信了哥白尼（Copernicus）日心系统的正确性。他按当时的风俗，把这发现发表成为一个谜语：“爱的母亲正与辛西娅（Cynthia）争赛面相呢。”

我们说过水星的会合运动，金星的会合与其非常类似，因此不必复述。图34表示这颗行星在会合轨道中各部分所现的视在大小。当它由上合到下合时，圆盘逐渐增大，但我们不能见到其全部，它的被照明了的表面也同时逐渐减小，渐成半月形，继成新月形，最后直到新月一般的下合期。在下合时，全黑暗面都对着我们，因此无法观测。金星最亮的时候是在它处于下合与大距的正中时。那时如在太阳之东，则比太阳晚两小时而沉没；若在西，则先于太阳两小时而上升。

图34　金星在轨道中各点的位相

金星的自转

金星自转的问题自伽利略以来，就一直吸引了从天文学家到普通人的兴趣，但得到这问题的确切答案却颇费了一番周折。因为这颗行星具有很强的亮光，在望远镜中看来，也很难看到其表面清晰的痕迹。我们所能看见的，只是表面上略有明暗差异的一团亮光！在望远镜下观测金星，正像我们看一个磨得很光但略有点暗淡的金属球一样。虽然如此，还是有些观测者认为他们分出了明暗的斑点。远在1667年，卡西尼（Ca ssi ni）就根据这些假定的斑点断定，金星约在不到24小时内绕轴自转一周。18世纪中期意大利人布朗基尼（Blanchini）发表一篇很长的论文讨论了这问题，文中还附了许多插图。他的结论是，金星要24日以上才能绕轴自转一周。到了1890年，斯克亚巴列里则得到一个更为不同的结论，说金星绕轴自转周期与绕日公转周期相等。换句话说，金星只以一面对着太阳，正如同月亮只以一面对着地球一样。他每天观测若干小时，结果发现，金星南半球上有一些微小的点一直没有移动，而这一现象就推翻了金星一日左右自转一周的论调。罗尼尔在亚利桑那天文台仔细研究后，也赞同他的意见。

这些细心的观察者考查金星表面的特征后，所得关于自转周期的结论竟如此不同，这只有一种解释——这些特征实在都太不明显了。幸好现在我们有了威力强大的望远镜，才发现了事实的真相：金星自转比地球慢得多，一个金星日相当于243个地球日，比金星年还要稍长一些。金星两极并不存在像地球那样的扁率，地球的扁率是由于地球高速自转形成的，这也说明金星的自转比地球慢得多。另一个有趣的现象是，与地球相比，金星是倒转的，从金星北极看，它自转的方向为顺时针！此外，金星的自转周期又与它的轨道周期同步，所以当它与地球达到最近点时，总是以固定的一面朝着地球。

金星的大气

图35　金星

现在大家都已承认金星上包围着一层比地球更浓厚的大气。这是当1882年金星经过太阳表面时由本书著者在好望角（Cape of Good Hope）观测到的一种值得注意而又有趣的情形。当这颗行星有一半多一点经过太阳面时，它的外边缘就变得明亮起来。这种变化却不从弧的中心点开始（那样是正常折光所应有的现象），反而始于靠近弧一头的某一点上。这种奇特的现象由普林斯顿（Princeton）的罗素（Russell）解释了，他说那大气中蒸汽成分太多，因此我们不能由其中直接的折光而看到太阳光。我们所见到的只是飘在其大气中的一层照明了的云或蒸汽罢了。情形既然如此，地上的天文学家大概也就绝不能透过这些云去看见金星的固体本身了。因此那些假定的斑点也就只是永在变化的暂时的斑点了。

要表明那种甚至很敏锐的观测者都会被欺的幻象，我们不妨提出一个事实来。有些观测者认为当金星下合时我们可以见其全面，它那时的状貌正如我们在新月初现时看我们的月亮一样，“新月在旧月的怀中”。月亮的那种情形，我们都知道可以看见的那黑暗半球是借助于地球的反光，但金星上却不会有地球或其他东西能反射充分的光上去的。有时有人解释这种现象，认为也许是金星上覆盖着一层磷光。但这还是归之于视觉的幻象为妙。这种现象是常在白昼看见的，那时天空非常明亮，那时磷火之类的微光是全不可见的。不论我们把这种光的来源归之于什么，它总应该在黄昏以后比在白昼更易看见的。事实上那时看不见，这就根本上取消了它的真实性了。

这情形证明了一条有名的心理学规律——如果经常能看见类似的事物时，想象常能生造出实际上不存在的事物。我们很习惯于看月亮上的情形，因此我们看金星时，也因大体现象相似而将那假定的相似情形不自知地加了进去。

约在1927年金星在有利的大距时，罗斯用威尔逊山天文台的大望远镜在红光及红外光下拍摄到金星照片。照片中金星的盘面是全白的。但用紫外光拍摄的却现出了清晰的斑纹——这还是第一次在这颗行星上清楚看见的。这是大气中的云纹，它们在日光透射到金星表面以前反射了大部分的紫外光。

在拍摄到的金星圆盘上两极有明亮的斑点，这与火星上的极冠（polarcaps）有些相似，虽然比较短暂一些。经过圆面的黑带使人想到木星上的云带，同样的很快改变形状。

金星凌日

金星凌日是天文学中非常罕见的现象，因为平均起来要60年一次。在过去及未来数百年中约有一循环周期，约为243年间发生4次。两次凌日之间的时间约为：105.5年一次，又8年一次，又121.5年一次，又8年一次，以后又105.5年一次再循环下去。金星凌日发生的日期如下：

1631年12月7日　1639年12月4日

1761年6月5日　1769年6月3日

1874年12月9日　1882年12月6日

2004年6月8日　2012年6月6日

以前对于这种凌日所起的兴趣是因为假定可以借此有最好的方法确定地球太阳之间的距离。由于这种假定以及这种现象的稀罕，过去的几次凌日遂经过大规模的观测。在1761年及1769年，重要的沿海国家都派一些观测者到世界各地去记录金星进入太阳圆面以及离开的准确时刻。在1874年及1882年，美、英、德、法都组织了大规模的远征队观测团。在这些机会的第一次中，美国观测团北方分布于中国、日本、东西伯利亚，南方分布于澳大利亚、新西兰岛等地。在1882年就用不着到这些地方远征了，因为在美国也可看得见凌日。南半球上就在好望角等处观测。这些次的观测对于确定金星的未来运动是很有价值的，但是后来有了更可靠的方法，因此在这一方面反而没有什么伟大价值了。

图36　金星凌日