哈勃天文望远镜的局限与成就

在380英里以外的高空，哈勃天文望远镜绕着地球旋转，既没有污染，也不受大气湍流的影响。它对数十亿年以前、上万亿英里以外的目标散射出来的最最细微的一丝光波都非常敏感。借助具有前所未有的分辨率的工具，哈勃天文望远镜能够捕获并分析已行走了120亿光年的光。它能够24小时一动不动地锁定极其细微的光线，误差不到0.0007弧秒（arc-seconds）（即百万分之二度），观测来自宇宙边缘与宇宙起源处的微弱的辐射变化。单单是那个2.4米的主镜面，其研制工作就花了三十多年的时间；这是世界上制作最完美的反射面，能把远古的光线引入五个最敏感的光学装置中。三个电荷耦合装置（CCD）照相机与光谱仪能够捕获70％至80％的紫外线、红外线与可见光，而光化学胶卷只能捕获7％。哈勃望远镜上的光度计与微光物体照相机（faint-object camera）能够分辨出单个的光子（光子是最细小的可分粒子了）；它的引导系统也非常敏感，可以算是远镜上的第六种工具（Neal, 1990）。为了能在120万亿公里范围内的亿万个星系中辨别出120亿年前发出的光线，这个迄今为止造价最为昂贵的研究设备实际上是一个机器组合，其组件包括遥感勘测站、18台并联的VAX电脑、几十个成像实验室和上万名管理人员、工程师、技术专家与天文学家；依靠美国国家航空与航天管理局（NASA）、加拿大与欧洲空间机构投入大量公共经费，它既产出知识也引起了公众的极大兴趣。哈勃空间望远镜据说能呈现出来自时间边缘的、几乎难以想象的目标的壮观图像。这是天文学发展中的一大飞跃，其重要意义堪与伽利略的望远镜相比；这是人类的一次大探险，其范围超越了人类自身；这项研究逼近了知识的极限，研究的是最终问题：我们从何方来？又往何方去？

可惜的是，哈勃天文望远镜没能取得像发射前大肆吹嘘的那样的成功。在经过日／夜分界线时，太阳能电池板剧烈摇动；保护镜面的门不停地抽筋，使卫星进入电子昏迷状态；陀螺仪在发射前测试过多次，但上天后却失灵了；机器中配备的电脑的性能连台式个人电脑也不如，数据存储必须使用磁带式存储装置，而这种磁带式存储装备需使用马达，对哈勃天文望远镜这样的敏感设备有很大干扰。尽管望远镜的镜面在地面上做过精度测试，但测试方法不对，在经过“奋进”号航天飞机提供的修正之后，但还是不够准确，丢失了近50％的成像区域以及至少两个器械。饱受争议、用来数字化地修正缺陷的“反褶积”算法（deconvolution algorithm）也被斥责为自产虚拟效果。镜面问题的根源典型地代表了其他故障；美国国家航空与航天管理局在递交给国会的报告中对问题总结如下：

制作……根本没有受到审查或者技术监督。产品工程设计科学家、管理和技术咨询组、美国国家航空与航天管理局的管理活动与审查活动，都没能足够勤奋地关注其制作过程。有证词表明，他们没有意识到数据差异的存在。……在关键时刻，由于成本与进度问题受到很大的关注，这又进一步压制了独立测试。（NASA, 1990: iv）

各个任务小组之间的文化冲突；管理、审查、评估与生产部门之间的分离；媒体的胁迫与政治压力紧紧咬着哈勃项目不放，这些都影响着哈勃项目。由于大规模合作的好处在二战以来变得十分明显，因此有了不少大规模合作项目，但任何大科学项目都受到这类问题的影响。这些冷战时期出现的巨型、复杂、官僚化、竞争性的联合体特别容易受到下列因素的影响：经济与政治方面的变化；工程与设计时尚；人们心目中的工程学、科学兴趣与国家声誉之间的矛盾。因此，比如说，在“暗中”取得的军事卫星技术方面的技术进步就不可能为民用的哈勃项目所用，尽管哈勃天文望远镜的第一承包人正是为美国五角大楼建造锁眼（Keyhole）与大鸟（Big Bird）卫星的公司（Richelson, 1990）。在科学家之间，对具体的类星体、星云与超新星进行观察的“所有权”问题也十分棘手，不但妨碍了哈勃望远镜所收集到的数据的传播，也妨碍了数据收集本身。像哈勃天文望远镜、高能粒子加速器与人类基因项目这样的大科学项目处于技术理性社会的前沿（参见Wilkie,1993），汇聚了世界上一些最资深、最有才智的管理人员，受到成本会计与公众监督的一系列程序的严格控制，需要大量的合作，因此在管理方面与科学方面经常面临崩溃的边缘。(www.xing528.com)

天文学家们对宇宙边缘的所有权以及对最遥远的宇宙边缘的各种发现争执不休，这种吵吵闹闹的奇景最为有效地揭穿了哈贝马斯关于交流社区内在理性的主张的虚伪性。罗伯特·史密斯（Robert Smith）列举了五十多家参与哈勃计划的主要机构与公司，参与此项目的还有来自上千个大学、天文台、政府机关以及公司中的数以千计的人员，他们都参与决策（Smith, 1989: 406—412）。史密斯得出的结论是，美国国家航空与航天管理局不得在技术要求方面搞平衡，且需要天文学家们的支持以顶住各种政治压力：

对空间天文学来说，设计与发展阶段决定建设什么样的硬件与软件，决定如何建设这些硬件和软件。同时，从某种程度上说，这个阶段也决定探索什么样的科学，决定如何探索这种科学……决定望远镜需要具备什么样的科学能力是该项目的政治目的中不可分割的组成部分：望远镜的设计、立项以及以望远镜的名义提出的各种要求都需要不断作出修订，其最终目的是建造出一个在政治上行得通的望远镜。（Smith 1989: 374）

因此，哈勃天文望远镜能够上得了天、能够一直在天上运转、能够在有限的程度上运行，这真是个奇迹。与人类基因项目和癌症研究项目等其他大科学项目相比，空间探索所能带来的好处是非常有限的；如果考虑到这一点，哈勃天文望远镜项目能够完成就更算个奇迹了。无论是在天文层面还是在量子力学层面，现在的宇宙学作为一种科学都是反直觉的；哪怕仅仅是关注宇宙学的发展也需要很高层次的科学知识，这样的科学知识超出当今的技术化世界里大部分学校能够提供的知识范围。要想参与宇宙学研究则需要多年的专业训练；直到最近，这种专业训练基本上把妇女和少数族裔排除在外。然而，公众好像特别支持空间研究：正如康斯坦斯·彭利所言，“空间”依然是乌托邦思想的一个主要场所，而且……“进入空间”仍然是我们与科学、技术和未来之间关系的一个重要象征（Penley，1997: 22）。空间与特技之间模糊的界线能够教会我们许多关于我们将要面对的未来的本质。