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把星空當作教科書 「天文仁」望天打卦!

2021.10.13
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今期熱話

不知道大家對「STEM」的印象是甚麼?可能是組裝機械人、動手做一些科學實驗或是用不同電腦語言學習編程等等。但是各位同學有沒有想過,原來STEM學習可以走出大自然,身體力行在戶外實踐知識?

國際跨媒體天文教育者、筆名「天文仁」的薛俊朗(Exodus),在訪問現場拿出一支半米長的天文望遠鏡,純熟地安裝後笑道:「天文學最有趣的地方是你必須走進大自然學習,因為真實的星空便是最好的教科書。」希望將天文與流行文化結合,例如音樂和繪畫藝術,從而向大眾推廣天文科普。今期《S-file》,讓Exodus跟各位同學講講天文學甚麼。



學習天文 如編織蜘蛛網

Exodus認為學習天文毋須一開始就購買貴重的望遠鏡,「你只需要一點基本的背景知識,更重要的是帶着一顆耐心,走出戶外去看。」Exodus又向記者解釋天文學的特性,「就像蜘蛛網一樣,在學習天文的過程,會不斷往外延伸,帶你探索不同領域的知識。」他以自身經驗,舉出一些與天文學有關的知識,「例如星野攝影、數據統計、自然生態、媒體推廣等等,都是學習天文的過程中,帶我闖進的新領域。」

冰島體驗 戶外考察

Exodus繪影繪聲地向記者分享他一次去冰島旅行的經驗,「冰島有很多冰川和火山,當地學生常走出戶外考察,懂得很多野外求生技能、攀石、越野單車等,甚至旁及地質地理知識。」他指,雖然外國學生學習較主動,動手能力和行動力較強,但香港學生整合資料的能力較好,身在資訊流通的環境,能隨時吸收大量知識,是學習天文的優勢,「最理想當然是結合兩者長處,將學習到的知識,到戶外去實踐。」

Exodus建議最簡單的嘗試是學習使用星圖,因為智能手機的便利,同學只要在手機下載星圖應用程式,如香港太空館的免費App「星夜行」(Star Hoppers),找個雲淡風輕的晚上,隨意出外走走,說不定會有意外驚喜。



補充資料

甚麼是星圖?

星體排列幾乎是固定不變的,我們熟知的「十二星座」便是古人觀測天象,加上文化聯想,把星體連成圖案命名。「星圖」的作用就是讓你在戶外觀測的過程,對照掌上星圖的星體排列,從而辨認出它們的名字。

星圖的種類有「旋轉星圖」、「實時星圖」和「電子星圖」三種。同學不妨試試利用星圖找出自己的星座。



科普讀物 提供入門知識

天文知識博大精深,可略分類為「理論天文學」與「觀測天文學」,前者常常涉及複雜的物理公式與專有名詞,令人望而生畏,把初學者拒之門外;後者則與大眾較親近,每當出現罕見天文現象時,如流星雨、日偏食、超級月亮等,必定吸引大批市民湧到街上拍攝。

Exodus自言偏向研究觀測天文學,例如學習暗空星體的知識、辨認星座、掌握不同觀測儀器的使用方法和特點等等,最近更為此出版了科普讀物《星空解碼——從天文觀測到星野拍攝》,內容深入淺出,為初學者提供入門天文知識。



從理論開始 融合實戰觀星

《星空解碼——從天文觀測到星野拍攝》是Exodus首本著作,書中分為三個部分共十二個章節。從天文理論開始,簡述天文現象、太陽系的組成、深空天體等等天文知識,初學者或會抗拒沉悶的理論,但Exodus將個人的實戰經歷融合理論,讓抽象的概念活現眼前;第二部分講解天文實戰觀星技巧,例如如何在野外徒手測量星體距離,讓讀者急不及待跑到戶外小試牛刀;最後一部分講述天文在現代科學的應用,帶領讀者走在天文潮流尖端,了解最新趨勢。

另外,書中更收錄Exodus自2015年至今走訪超過40個國家的實戰觀測照片,希望從個人經歷出發,幫助大家讀懂「星空」這部大書,享受天文的樂趣。

太陽的戒指「0.893」日偏食

提到天文的樂趣,Exodus興高采烈地說道:「其中一項就是天文現象帶來的震撼。」

他興致勃勃地分享一次深刻的觀測經歷,「發生在去年父親節當天的日偏食現象,香港地區的食份(太陽被掩蓋的比例,數字愈大,被掩蓋的部分愈大)達到0.893,看起來簡直就像太陽的戒指一樣!是香港未來五十年內最大遮掩面積的日食現象。」

或許天文的魅力之一是它的「久遠」,凸顯出人類生命的短促與渺小,以致每一次罕見的天文現象,都可能是人一生中唯一的相遇,形成一種無法複製的震撼力。

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日食是甚麼?


「日食」在古代中國叫「天狗食日」,古人視之為不祥的預兆,但其實在現代科學解釋下,「日食」只是一種特別的天文現象;當月球處於太陽與地球之間時,月球阻擋了太陽發出的光綫,陽光無法射到地球表面,便會形成「日食」的現象。

根據阻擋太陽的部分,又可以分為「日全食」(total solar eclipse)、「日環食」(annular solar eclipse)和「日偏食」(partial solar eclipse)三種。



天文藝術 抽象概念具體化

Exodus在訪問現場進一步講述天文的吸引之處,「有時候文字會有限制,但我們可以利用圖像重現天文的震撼力。」常見的天文攝影藝術,是利用相機捕捉星空一剎那的光影,加上後期製作,疊合多張照片,加強星空的細節,重現壯麗的美景。

「不過天文學中,亦有很多無法拍攝的畫面,例如系外行星(exoplanet),這時候就要請藝術家利用天文數據,繪成遐想圖(concept art)。」Exodus用考古學比喻,「就像畫師根據數億年前的恐龍化石,畫成活靈活現的恐龍一樣」,天文繪畫同樣地將抽象的概念具體化,幫助大眾了解不同的深空天體。



天文小知識

等面積定律

等面積定律(Kepler's laws of planetary motion)其實是開普勒三定律中的第二條,解釋行星圍繞太陽公轉的物理關係。

試想像,我們在行星與太陽之間畫一直綫(見下圖),在同樣時間內行走形成的面積,與任何位置都是相同的。這是因為行星較接近太陽時,公轉速度更快,走的路程更遠。



請聽聽天文的聲音

天文與藝術結合,是推廣天文的重點之一,例如天文音樂,「十六世紀天文學家開普勒將天文學理論的數字,結合嚴謹的樂理,寫成《世界的和諧》,創出開普勒第三定律。」原來Exodus亦在2019年把自己作曲填詞的廣東歌〈深空天體〉放進「探空氣球」,升上距離地面103,018呎的平流層(約是民航機飛行高度的三至四倍),將廣東歌帶上「太空邊緣」。

Exodus把天文學用語放進歌詞,例如「安守不動的北極星 / 觀測天際的極軸導航」,將複雜的天文知識轉化成人人可以聽到的音樂,利用流行文化的傳播力推廣天文。



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誰是開普勒?

約翰尼斯.開普勒(Johannes Kepler 1571-1630)是德國天文學家、數學家,主要著作包括《新天文學》、《世界的和諧》和《哥白尼天文學概要》。

最為人熟知的開普勒三定律,描述行星運動的規律,例如行星軌道並非時人認為的圓形,而是橢圓;開普勒的定律更啟發後來者牛頓(Isaac Newton 1643-1727)發現「萬有引力」。





載自2021年10月13日《S-file STEM/理科》

文:盧家彥 攝:黃偉強 部分圖片:受訪者
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