李启斌 2004年12月10日 15:31
李启斌：天体物理学家，曾任中国科学院北京天文台台长。 天文学的对象是天体。天体，距离那么遥远。我们怎么了解它呢？远，就给要了解它的人们出了难题。
“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、物质成分，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，天文学家便通过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做椭圆轨道运动。如果我们观测到一个天体在做椭圆轨道运动，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推导出不发光天体的质量。寻找黑洞候选体用的就是这种方法。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运动的单星，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，那就有“黑洞候选体的嫌疑”了。这种方法可以称为“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。它们排起来构成一个序列，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，人对天体的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，哥白尼认识并摆脱了这种限制，导致新的突破，从而破地心说而立日心说。从现行理论推演出的结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”方法。为了发现新天体，天文学研究者们对天空一块一块地进行认真的、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，都有系统的巡天计划，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。
附记：这篇文章是作者在为一本天文普及著作写的序言，讲的是天文学方法论上的特色，作者指出这样做的目的是建议书中“不仅要讲天文知识，还要注意介绍得到这些知识的天文学的方法。其实，其他学科也应如此，使读者读了后不仅获得许多知识，也学会一些聪明的思想方法”。
