4．信息陷阱

大多數(shù)人認(rèn)為，對(duì)某件事物信息了解得越多，對(duì)它的理解就越深刻。從某種程度上來(lái)說(shuō)，這通常是正確的。當(dāng)你從屋子的另一頭看這一頁(yè)紙時(shí)，你能看到它是書(shū)中的一頁(yè)，但是你可能看不清上面的字。當(dāng)你站得足夠近時(shí)，你就能看清書(shū)上寫(xiě)的是什么。但是就算你把書(shū)就擺在鼻子面前，你對(duì)書(shū)中的內(nèi)容也不會(huì)有更深的理解。你可能看到更多的細(xì)節(jié)，但是你可能會(huì)遺漏重要的信息——完整的詞、句子和段落。盲人摸象的故事講述了同樣的道理：如果你只站在幾尺開(kāi)外，把注意力集中在堅(jiān)利的象牙、長(zhǎng)而柔軟的象鼻、粗皺的象腿，或是看上去像是掛著流蘇的繩子卻千萬(wàn)拉不得的象尾巴上，你就搞不清楚這種動(dòng)物完整的模樣。

科學(xué)研究的一大挑戰(zhàn)，在于知道何時(shí)后退（以及后退多少）、何時(shí)前進(jìn)。在某些情況下，近似可以令結(jié)論更清晰；在另外一些情況下，卻會(huì)導(dǎo)致結(jié)論過(guò)度簡(jiǎn)單。大量的復(fù)雜化有時(shí)會(huì)導(dǎo)出真正的復(fù)雜內(nèi)涵，有時(shí)卻只會(huì)使問(wèn)題更散亂。例如，如果你想知道一組分子在不同壓力和溫度下的整體特性，關(guān)注單個(gè)分子的行為是無(wú)關(guān)緊要的，有時(shí)還會(huì)帶來(lái)誤導(dǎo)。如我們將在第3篇中所看到的，單個(gè)粒子沒(méi)有溫度，因?yàn)闇囟雀拍畋硎镜氖侨w分子的平均運(yùn)動(dòng)。相反，在生物化學(xué)里，研究全部圍繞單個(gè)分子與其他分子的相互作用展開(kāi)。

所以，對(duì)于一次測(cè)量、觀察，或僅僅是一幅地圖，細(xì)致到何種程度才算是恰到好處呢？

1967年，伯努瓦·芒德布羅（Benoit B. Mandelbrot，數(shù)學(xué)家，現(xiàn)供職于紐約州約克城高地IBM沃森研究中心和耶魯大學(xué)）在《科學(xué)》雜志上提出了一個(gè)問(wèn)題：“英國(guó)的海岸線有多長(zhǎng)？”你可能認(rèn)為這是個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題，答案也簡(jiǎn)單。但這個(gè)答案的深度超出了任何人的想象。

探險(xiǎn)家和制圖師繪制海岸線已經(jīng)有好多個(gè)世紀(jì)。最早的地圖只粗略畫(huà)出了奇形怪狀的陸地邊緣；現(xiàn)如今借助衛(wèi)星生成的高分辨率地圖則精細(xì)得多。然而，要開(kāi)始回答芒德布羅的問(wèn)題，首先需要一份現(xiàn)成的地圖和一卷線。沿著英國(guó)的邊界展開(kāi)線，從鄧尼特角（大不列顛島最北端）直到利澤德角（大不列顛島最南端），并且確保計(jì)入所有海灣和海岬的長(zhǎng)度。然后拉直線，和地圖上的比例尺比較，瞧，海岸線的長(zhǎng)度量出來(lái)了。

如果想抽查測(cè)量結(jié)果，你要找一張更詳細(xì)的英國(guó)全國(guó)地形測(cè)量局地圖，例如比例尺是1∶25000的那種，而不是那種一頁(yè)紙就可以印得下的地圖?，F(xiàn)在你必須用線勾勒許許多多的小海灣和海角，變化很小，但數(shù)量很多。你會(huì)發(fā)現(xiàn)測(cè)量局地圖上的海岸線要比原先地圖上的要長(zhǎng)。

哪一次的測(cè)量是正確的呢？顯然是基于更詳細(xì)的地圖那次。但是你還可以選擇更詳細(xì)的地圖——連每個(gè)懸崖底部的石頭都標(biāo)示出來(lái)的那種。制圖師們通常不會(huì)在地圖上標(biāo)示出這些石頭，除非它們有直布羅陀巨巖那么大。所以，如果你真想準(zhǔn)確地測(cè)量英國(guó)海岸線的長(zhǎng)度，恐怕你必須親自走一遍了——最好帶上超級(jí)長(zhǎng)的線，以便記錄每一個(gè)角落和縫隙。但你還是會(huì)遺漏一些卵石，更別說(shuō)那沙粒間冒出的涓涓細(xì)流了。

這一切如何才能結(jié)束？每一次測(cè)量，海岸線的長(zhǎng)度都會(huì)變長(zhǎng)。如果把分子、原子、亞原子的邊緣也考慮進(jìn)去，海岸線會(huì)不會(huì)是無(wú)限長(zhǎng)？不完全對(duì)。芒德布羅會(huì)說(shuō)海岸線的長(zhǎng)度是“不確定的”。我們需要增加一個(gè)維度來(lái)重新考慮這個(gè)問(wèn)題。或許一維的長(zhǎng)度概念不適用于復(fù)雜的海岸線。

解答芒德布羅的智力題需要引入一個(gè)新興的數(shù)學(xué)領(lǐng)域，其基礎(chǔ)是分?jǐn)?shù)（或分形，英文為“fractal”，來(lái)源于拉丁文“fractus”，即“破碎”的意思）維數(shù)，而非經(jīng)典歐幾里得幾何里的一維、二維和三維。芒德布羅認(rèn)為一般的維數(shù)概念過(guò)于簡(jiǎn)單，無(wú)法描述海岸線的復(fù)雜度。研究表明，分形是描述“自相似”圖形（其不同尺度下的形狀看起來(lái)非常相似）的理想工具。花椰菜、蕨類(lèi)植物和雪花是自然界里絕佳的分形例子，但只有用計(jì)算機(jī)生成的、無(wú)限重復(fù)的特定結(jié)構(gòu)才算是理想的分形結(jié)構(gòu)。在分形結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)的宏觀形狀由較小的相同圖形構(gòu)成，而較小的圖形則又由更微小的完全一致的圖形構(gòu)成，以此無(wú)窮類(lèi)推。

然而，如果你仔細(xì)觀察一個(gè)純正的分形圖案，即便它的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，也得不到什么新的信息——因?yàn)槊恳粚拥膱D案都是一樣的。相反，如果你層層分解研究人體，最終看到的將是各種細(xì)胞——它們本身有著非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和不同的屬性，工作的規(guī)律也和整個(gè)人體所遵循的規(guī)律完全不同。如果進(jìn)入比細(xì)胞更細(xì)微的層次，我們將又會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)全新的信息世界。

地球本身又是如何呢？世界上最早的地圖是2600年前巴比倫人刻在黏土板上的，上面描繪的地球是被大洋圍繞的一只圓盤(pán)。事實(shí)上，當(dāng)你站在一片廣闊的平原（例如底格里斯—幼發(fā)拉底河流域）上四處望去的時(shí)候，地球看起來(lái)確實(shí)像一只平的盤(pán)子。

以畢達(dá)哥拉斯（Pythagoras）和希羅多德（Herodotus）等思想家為代表的古埃及人注意到平坦地球概念中的一些問(wèn)題，開(kāi)始思考地球是球體的可能性。公元前4世紀(jì)，偉大的知識(shí)體系締造者亞里士多德（Aristotle）整理出好些論據(jù)來(lái)支持這個(gè)觀點(diǎn)，其中一項(xiàng)以月亮的圓缺為基礎(chǔ)。當(dāng)月亮圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，時(shí)常會(huì)進(jìn)入地球在太空中的錐狀陰影里。通過(guò)數(shù)十年的觀察，亞里士多德發(fā)現(xiàn)地球在月亮上的影子總是圓的。如果要這樣，地球必須是個(gè)球體，因?yàn)橹挥星蝮w才能在任何光源任意角度的照射下始終產(chǎn)生圓形的影子。如果地球是個(gè)平盤(pán)，影子有時(shí)會(huì)變成橢圓形，而當(dāng)?shù)厍虻倪吘壵龑?duì)太陽(yáng)的時(shí)候，影子會(huì)變成一條細(xì)線，只有當(dāng)?shù)厍蛑泵嫣?yáng)的時(shí)候它的影子才會(huì)是圓形。

有了這個(gè)論據(jù)的支持，你或許認(rèn)為在后來(lái)的幾個(gè)世紀(jì)中制圖師們應(yīng)該已經(jīng)把地球畫(huà)成了球體。但是，你錯(cuò)了！已知最早的地球儀直到1490年至1492年才出現(xiàn)，那時(shí)已是歐洲航海探險(xiǎn)和殖民時(shí)代的前夜。

所以，是的，地球是個(gè)球體。但是細(xì)節(jié)還存在問(wèn)題。牛頓在1687年出版的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中提出，旋轉(zhuǎn)的球體有將物質(zhì)向外拋的趨勢(shì)，因此地球（也包括其他星球）的兩極會(huì)扁一些，赤道會(huì)鼓一些——是一個(gè)扁圓的橢球體。半個(gè)世紀(jì)之后，為了驗(yàn)證牛頓的假設(shè)，位于巴黎的法國(guó)科學(xué)院派出兩支數(shù)學(xué)家遠(yuǎn)征隊(duì)——一支去北極圈，一支去赤道——他們的任務(wù)是在同一經(jīng)線上測(cè)量緯度的一度所對(duì)應(yīng)的地表長(zhǎng)度。結(jié)果北極圈里的一度所對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，這只有在地球稍微扁平的情況下才是真的，所以，牛頓是對(duì)的。

我們認(rèn)為行星自轉(zhuǎn)越快，它的赤道越凸出?；鹦鞘翘?yáng)系里最大的行星，自轉(zhuǎn)比地球快，火星一天相當(dāng)于地球上10小時(shí)?；鹦堑某嗟辣葍蓸O寬7%。而在小得多的地球上，一天是24小時(shí)，它的赤道只比兩極寬0.3%——對(duì)于12800千米的地球直徑，相差只有38千米，幾乎沒(méi)有差別。

這種稍微的扁平帶來(lái)的一個(gè)有趣后果就是，如果你站在赤道的海平面上，那你距地心的距離比站在其他任何地方都要遠(yuǎn)一些。如果你真想把事情做得漂亮點(diǎn)，爬到位于赤道附近、厄瓜多爾中部的欽博拉索山上去。欽博拉索山頂峰高度海拔6.3千米，但更重要的是，它的頂峰到地心的距離比珠穆朗瑪峰的頂峰還要多2千米。

人造衛(wèi)星令情況更加復(fù)雜。1958年，環(huán)繞地球飛行的小型人造衛(wèi)星先鋒1號(hào)傳回消息，赤道南方的凸出比北方更明顯。不僅如此，南極的海平面比北極的海平面到地心的距離稍近一些。換句話說(shuō)，地球是梨形的。

相繼而來(lái)的是令人惶恐的事實(shí)：地球不是剛性的。受月球的牽引以及太陽(yáng)較弱的牽引，地球表面每天都會(huì)上下起伏，海水也在各個(gè)大陸間流進(jìn)流出。眾所周知，潮汐力改變了地球上的水系，讓它們的表面變成橢圓形。但是潮汐力也一樣牽引著陸地，使得赤道半徑每日每月隨著海洋潮汐和月相圓缺而起伏變化。

因此，地球是一個(gè)梨形、扁球狀的呼啦圈。

這樣的調(diào)整永遠(yuǎn)結(jié)束不了嗎？或許不會(huì)。時(shí)至2002年，美國(guó)和德國(guó)合作的太空項(xiàng)目——GRACE（重力恢復(fù)與氣候試驗(yàn)）發(fā)射了兩顆衛(wèi)星，用來(lái)測(cè)量地球的大地水準(zhǔn)面。大地水準(zhǔn)面是指假想海水面不受洋流、潮汐和氣候影響、靜止條件下的地球形狀——換句話說(shuō)，它是一個(gè)各處表面都和重力正交的假想曲面。所以，大地水準(zhǔn)面是真正的水平面，完全考慮了地球?qū)嶋H表面的起伏和內(nèi)部密度分布不均勻等所有因素。木匠、土地測(cè)量師以及渡槽工程師等都必須以大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)。

軌道是另一類(lèi)令人疑惑的形狀。他們既不是一維，也不是單純的二維或三維，而是隨時(shí)空變化的多維。亞里士多德認(rèn)為地球、太陽(yáng)以及其他星星在宇宙里有固定的位置，鑲嵌在一層層水晶球上。旋轉(zhuǎn)的是水晶球，因此它們的軌道只可能是正圓形。對(duì)亞里士多德和幾乎所有的古人來(lái)說(shuō)，地球是世界的中心。

哥白尼有不同的看法。在1543年出版的著作《天體運(yùn)行論》里，他把太陽(yáng)放在宇宙的中心。但是，哥白尼仍然保留了理想的正圓形軌道，沒(méi)有注意到它們與實(shí)際情況之間的差別。半個(gè)世紀(jì)后，約翰尼斯·開(kāi)普勒（Johannes Kepler）發(fā)表了他的行星運(yùn)動(dòng)三定律（科學(xué)史上首個(gè)預(yù)測(cè)性的方程組），修正了以往的謬誤。其中一條定律證明，軌道不是圓形而是長(zhǎng)扁各異的橢圓形。

我們才剛剛開(kāi)始。

以地—月系統(tǒng)為例。地球和月亮圍繞它們共同的質(zhì)心運(yùn)轉(zhuǎn)。在任意給定時(shí)刻，該質(zhì)心在地表最接近月亮的那點(diǎn)下方大約1600千米處。因此，事實(shí)上沿開(kāi)普勒橢圓軌道運(yùn)行的不是行星自身，而是行星—衛(wèi)星體系的質(zhì)心。那現(xiàn)在地球的軌道是什么樣子？沿一個(gè)橢圓繞出的一串小圈——一年13個(gè)，月相每盈虧一輪就繞出1個(gè)。

不僅月亮和地球互相牽引，而且所有其他行星（包括它們的衛(wèi)星）也都牽引著它們。每顆星都和其他星體互相牽引。可以想象，情況非常復(fù)雜，我們將在第3篇里作進(jìn)一步的討論。不僅如此，地—月系統(tǒng)每圍繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)一圈，橢圓軌道的方向就稍微偏一點(diǎn)，更不必說(shuō)月亮還在以每年0.3米到0.6米的速率螺旋狀遠(yuǎn)離地球，而且太陽(yáng)系里有些軌道還很混亂。

如果把全體成員都考慮進(jìn)來(lái)，由引力導(dǎo)演的這出太陽(yáng)系芭蕾舞劇只有計(jì)算機(jī)能看懂和欣賞。僅是從單個(gè)星體在太空畫(huà)圈發(fā)展到現(xiàn)在，我們就已經(jīng)付出非常大的努力了。

科學(xué)的形成有不同的途徑，取決于是理論先于數(shù)據(jù)還是反之。理論指導(dǎo)你的研究，你可能有所發(fā)現(xiàn)，也有可能沒(méi)有。如果有發(fā)現(xiàn)，那就研究下一個(gè)未解決的問(wèn)題。如果你沒(méi)有理論指導(dǎo)，但是掌握了測(cè)量工具，那你就盡可能多的收集數(shù)據(jù)并期望真相逐漸浮現(xiàn)。不過(guò)直到你形成全面的見(jiàn)解之前，通常只是在黑暗中閑逛而已。

不過(guò)，有人可能僅僅因?yàn)楦绨啄崂碚摾锏能壍佬螤畈粚?duì)就被誤導(dǎo)，認(rèn)為他的理論是錯(cuò)的。其實(shí)，他更深層的概念——行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)——才是最重要的。從那時(shí)起，天體物理學(xué)家們就一直在不斷地修正完善哥白尼的模型。哥白尼可能不全對(duì)，但他顯然找對(duì)了方向。所以，也許問(wèn)題仍然存在：什么時(shí)候該進(jìn)，什么時(shí)候該退？

現(xiàn)在想象一下，在一個(gè)爽朗的秋日，你漫步在林蔭大道上。前面一個(gè)街區(qū)有位滿(mǎn)頭銀發(fā)身穿深藍(lán)色套裝的紳士。你不大可能看見(jiàn)他左手上戴的珠寶。如果你加快步伐追近到10米以?xún)?nèi)，你或許會(huì)注意到他戴了一枚戒指，但不會(huì)看見(jiàn)戒指上的紅寶石或是它的表面設(shè)計(jì)。悄悄貼近用放大鏡看——如果他不報(bào)警的話——你會(huì)看到學(xué)校的名字、他獲得的學(xué)位、畢業(yè)年份，可能還有?；?。在這種情況下，你的設(shè)想沒(méi)錯(cuò)，越靠近看得到的信息越多。

接著，想象你正在凝視一幅19世紀(jì)晚期法國(guó)點(diǎn)彩派畫(huà)家的作品。如果你站在3米遠(yuǎn)處，你可能看到頭戴禮帽的男人、身著長(zhǎng)蓬裙的女人、兒童、寵物和泛著微光的水面。站近一點(diǎn)，你只能看到數(shù)以萬(wàn)計(jì)的色點(diǎn)、色斑和彩色條紋。如果鼻子頂著畫(huà)布看，你可以欣賞到技術(shù)的繁復(fù)與迷人，但是只有保持一定距離，畫(huà)作中的美景才會(huì)呈現(xiàn)出來(lái)。這和你從林蔭道上戴戒指的紳士那里獲得的經(jīng)驗(yàn)是相反的：你越是靠近看點(diǎn)彩派的杰作，細(xì)節(jié)越破碎，令你不禁想要保持距離。

哪種方法最符合大自然展現(xiàn)自身的方式？沒(méi)錯(cuò)，兩種都是。幾乎每次當(dāng)科學(xué)家更近地觀察某種現(xiàn)象，或是宇宙里的某些居民——無(wú)論是動(dòng)物、植物還是星星的時(shí)候，他們必須判斷宏觀現(xiàn)象（保持一定距離所看見(jiàn)的）和近景相比是更有用，還是更無(wú)用。但是還有第三種方法，就是前兩種的混合?？拷^察可以給你更多的數(shù)據(jù)，但額外的數(shù)據(jù)卻讓你更加困惑。你很想后退，但是，也同樣很想前進(jìn)。每有一種設(shè)想被更多的細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)所證實(shí)，就有十種因不再符合模型而必須被修正或拋棄。根據(jù)那些數(shù)據(jù)，幾個(gè)新觀點(diǎn)要得以成型，需要數(shù)年乃至數(shù)十年的時(shí)間。土星的眾多土星環(huán)就是這方面很好的例子。

地球是人類(lèi)安居樂(lè)業(yè)的理想地點(diǎn)。但是在伽利略1609年首次將望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)天空之前，沒(méi)有人對(duì)宇宙中其他任何星球的地貌、成分或是氣候有丁點(diǎn)了解。1610年，伽利略發(fā)現(xiàn)土星有點(diǎn)古怪。然而，由于望遠(yuǎn)鏡分辨率不夠，土星看起來(lái)似乎還有兩顆伴星，一顆在左一顆在右。伽利略把他的觀測(cè)結(jié)果寫(xiě)在一個(gè)字謎里：

smaismrmilmepoetaleumibunenugttauiras

設(shè)計(jì)這個(gè)字謎是為了確保沒(méi)人能夠搶走他尚未發(fā)表的重要發(fā)現(xiàn)。字謎重新排序并從拉丁文翻譯過(guò)來(lái)，就是：“我看到最遠(yuǎn)行星是三聯(lián)星”。隨后的一些年，伽利略一直在觀察土星的伴星。一個(gè)階段它們看起來(lái)像一對(duì)耳朵，另一個(gè)階段它們卻完全消失了。

1656年，荷蘭物理學(xué)家克里斯蒂安·惠更斯（Christiaan Huygens）用分辨率更高的望遠(yuǎn)鏡觀察土星。這座望遠(yuǎn)鏡是專(zhuān)為仔細(xì)觀察行星而制造。他第一個(gè)指出土星的耳朵狀伴星其實(shí)是一個(gè)薄而平的圓環(huán)。和伽利略半個(gè)世紀(jì)前一樣，惠更斯把他最新的突破性發(fā)現(xiàn)寫(xiě)成了字謎。三年后，惠更斯在他的著作《土星系統(tǒng)》里公開(kāi)了他的發(fā)現(xiàn)。

20年后，巴黎天文臺(tái)主任喬瓦尼·卡西尼（Giovanni Cassini）發(fā)現(xiàn)土星有兩個(gè)環(huán)，其間有一條暗縫，后稱(chēng)卡西尼環(huán)縫。近兩個(gè)世紀(jì)之后，蘇格蘭物理學(xué)家詹姆斯·克拉克·麥克斯韋（James Clerk Maxwell）證實(shí)土星環(huán)不是固態(tài)的，而是由無(wú)數(shù)在自己軌道上運(yùn)行的小顆粒構(gòu)成，他也因此成名。

到20世紀(jì)末，人類(lèi)已經(jīng)觀察到7個(gè)土星環(huán)，以字母A到G命名。不僅如此，人們還發(fā)現(xiàn)這些環(huán)本身也是由成千上萬(wàn)個(gè)窄帶和細(xì)環(huán)組成。

土星環(huán)的“耳朵理論”到此為止。

20世紀(jì)里有幾個(gè)探測(cè)器飛越土星：1979年的“先驅(qū)者11號(hào)”, 1980年的“旅行者1號(hào)”和1981年的“旅行者2號(hào)”。這些近距離觀測(cè)提供的證據(jù)證明土星環(huán)系統(tǒng)比任何人先前想象的都更復(fù)雜和難以理解。首先，一些環(huán)內(nèi)的顆粒被所謂“牧羊犬衛(wèi)星”（一些接近或就在環(huán)內(nèi)的小衛(wèi)星）束縛在狹窄的環(huán)帶內(nèi)。這些“牧羊犬衛(wèi)星”的引力把顆粒向不同方向牽引，在環(huán)里造成數(shù)不清的縫隙。

密度波、軌道共振以及其他多粒子系統(tǒng)里難以預(yù)料的引力怪象造成了土星環(huán)內(nèi)部和土星環(huán)之間的各種暫時(shí)現(xiàn)象。例如，旅行者號(hào)觀察到土星環(huán)B上帶有奇異的旋轉(zhuǎn)的輻射狀陰影，據(jù)猜測(cè)是由土星的磁場(chǎng)導(dǎo)致，但是在卡西尼號(hào)探測(cè)器從土星軌道發(fā)回的近景照片上，陰影卻神秘地消失了。

組成土星環(huán)的是什么？大部分是冰，還有混雜于冰里的灰塵，化學(xué)成分和土星一顆較大的衛(wèi)星相近。對(duì)土星環(huán)境的宇宙化學(xué)分析顯示土星應(yīng)該曾經(jīng)有過(guò)好幾顆這樣的衛(wèi)星，這些消失了的衛(wèi)星可能是由于太靠近巨大的土星，而被它的潮汐力撕裂了。

另外，土星不是唯一有環(huán)的行星。對(duì)木星、天王星和海王星（太陽(yáng)系四大氣態(tài)行星中的其他3顆）的細(xì)致觀測(cè)證明每顆星都有自己的光環(huán)系統(tǒng)。木星、天王星和海王星的光環(huán)直到20世紀(jì)70年代晚期和20世紀(jì)80年代早期才被發(fā)現(xiàn)，這是因?yàn)楹蛪邀惖耐列黔h(huán)相比，它們的光環(huán)主要是由石塊和灰塵等黯淡的、不反射光線的物質(zhì)組成。

對(duì)于非致密堅(jiān)硬的物體，行星附近的太空是危險(xiǎn)的。例如，我們將在第2篇里看到的，許多彗星和一些小行星就像一堆碎石，它們從行星附近掠過(guò)時(shí)要冒著生命危險(xiǎn)。在某個(gè)特殊的距離內(nèi)，行星的潮汐力將超過(guò)這些天體凝聚自身的引力，這個(gè)距離被稱(chēng)為洛希極限，由19世紀(jì)的法國(guó)天文學(xué)家愛(ài)德華·艾伯特·洛希（édouard Albert Roche）發(fā)現(xiàn)。進(jìn)入這個(gè)距離，天體就會(huì)發(fā)生破碎；碎片將會(huì)落入自己的軌道，最終散開(kāi)成為一個(gè)寬而平的圓環(huán)。

最近我從一位研究行星環(huán)系統(tǒng)的同事那里得到一些關(guān)于土星的壞消息。他傷心地說(shuō)，土星環(huán)粒子的軌道不穩(wěn)定，因此這些粒子差不多1億年后就會(huì)消失，這在天體物理學(xué)領(lǐng)域里也就是一眨眼的工夫。我最喜歡的行星，就要失去令我最?lèi)?ài)的特征了！幸運(yùn)的是，行星之間和衛(wèi)星之間一直穩(wěn)定增加的粒子可以補(bǔ)充土星環(huán)的損失。即便土星環(huán)的組成粒子不能永存，但土星環(huán)系統(tǒng)可以——就像你臉上的皮膚一樣。

卡西尼號(hào)拍攝的土星環(huán)近景照片帶回了其他的消息。什么類(lèi)型的消息？引用卡西尼項(xiàng)目成像小組組長(zhǎng)、空間科學(xué)學(xué)會(huì)（位于美國(guó)科羅拉多州博爾德市）行星環(huán)專(zhuān)家卡羅林·波爾科（Carolyn C. Porco）的話，就是“令人難以置信”和“震驚”。土星環(huán)里到處是從未預(yù)見(jiàn)到而且眼下也無(wú)法解釋的現(xiàn)象：邊緣異?！颁h利”的圓齒狀細(xì)環(huán)，聚合成團(tuán)的顆粒，A環(huán)和B環(huán)的純凈與卡西尼環(huán)縫的骯臟形成的鮮明對(duì)比。所有這些新數(shù)據(jù)會(huì)讓波爾科和她的同事們忙上好幾年，或許有希望從遠(yuǎn)方找到更清晰、簡(jiǎn)單的景象。