人們在這個領域中所做的一切都是微不足道的——可以說天文學這門學科不過才剛剛開始；然而比起過去整整一個世紀該領域空空如也的狀況，這一切可謂碩果纍纍了。當然，在那些繼往開來的後輩子孫眼中，我們的知識則不過是一些粗淺貧乏的童稚之見；然而，這沒有什麼可值得鄙薄的，因為正是憑借這一星半點的可憐知識。我們才得以在黑暗中摸索前進，並終於觸摸到了上帝長袍的邊緣。
艾格尼絲·M．克拉克（Agnes M.CIerke）《天文學史概論》
（亞當和查爾斯·布萊克，1893，倫敦）
1899年以來，世界發生了巨大的變化，然而幾乎沒有哪個領域——在基本理論的發展中，在新現象的發現中——其變化能比得上天文學那樣驚天動地了。這裡只要讀一讀最近在一些科學雜誌，如《天體物理學雜誌》和《洲際宇宙火箭》上刊登的幾篇論文的標題就可窺豹一斑了。這些論文的標題是：《G240－72：一顆帶有不尋常極化的新磁性白矮星》、《相對論性的恆星穩定性；最佳結構效應》、《星際甲胺的檢測》、《52顆衰變星的最新一覽表》、《半人馬座a星的年齡》、《OB逃逸使伴星坍縮了嗎？》、《中子星中有限核體積對中微子偶韌致輻射的影咖》、《來自星際衰變過程的萬有引力輻射》、《探尋M31方向上軟性X－射線背景的宇宙學成分》、《含鈦大氣中碳氫化合物的光化學》、《金星8號測定的金星岩石中鈾、釷和鉀的含量》、《來自科霍特克彗星的氰化氫無線電發射》、《金星局部的射電亮度和標高圖像》以及《水手9號拍攝的火星衛星的照片圖冊》。我們的天文學祖先們恐怕已從這些題目中悟出一鱗半爪的含義了吧，但是我想，他們的主要反應恐怕不過是疑團滿腹而已。
1974年，當我被邀擔任美國天文學會週年紀念委員會主席時，我由衷地慶幸自己得到一次賞心樂事的難得機會，於是，我開始專心致志地瞭解上一個世紀以來我們這個學科的發展狀況。我興趣盎然地追溯我們以及我們的前人在過去和現在所取得的成就，如果可能的話甚至將來所要達到的一些目標。1897年，耶基斯天文臺正式舉行落成儀式，該台有世界上最大的望遠鏡。舉行儀式期間還同時召開了天文學家和天體物理學家的科學會議。1898年在哈佛大學天文臺召開了第二次會議，1899年在耶基斯天文臺召開了第三次會議，至那時為止，美國天文學會才算正式成立了。
1897至1899年的天文學似乎是朝氣蓬勃、充滿活力的，是由極少數幾個強有力的名人支配的。那一時期的天文學論文能在非常短暫的時間裡獲得發表，從而促進了天文學的繁榮。在此期間，《天體物理學雜誌》審閱論文的平均時間——從送交稿件到正式發表，似乎比現在的《天體物理學論壇》還要迅速。許許多多稿件則是來自編輯該雜誌的耶基斯天文臺，這一事實也許與上述異常短暫的發表時間有些關係。威斯康星州威廉海灣的耶基斯天文臺的正式落成日——蓋有1895年印章——則由於地板的倒坍而被耽誤了一年多的時間，這次事件險些使天文學家E．E．巴納德（E．E．Barnard）送命。在《天體物理學雜誌》第六期149頁上提到過這一事件，但是在報道中，卻沒有發現一點對玩忽職守者的批評跡象。然而，英國雜誌《天文學》（第二十期393頁），則清楚地暗示了這一建築的粗製濫造，但又採取了掩蓋手法庇護了這一事件的直接責任者。我們還在《天文臺》雜誌同一頁上發現，為了向耶基斯先生——這位靠殘酷剝削致富的美國資本家捐助人——的旅行計劃提供食宿，慶祝耶基斯天文臺落成儀式被延遲了幾個星期。《天體物理學雜誌》報道中說，「慶祝耶基斯天文臺落成儀式有必要從1897年10月1日向後延期，」但卻沒有講明原因。
《天體物理學雜誌》是由耶基斯天文臺台長喬治·埃勒裡·海耳（George Euery Hale）以及詹姆斯·E·基勒（Jam－es E．Keeler）負責編輯的。詹姆斯·E·基勒於1898年擔任了加利福利亞哈密爾頓山的利克天文臺台長。然而，《天體物理學雜誌》卻受到威廉斯·貝（Williams Bay）的某種控制，也許這是因為利克天文臺在同一時期還控制了《太平洋天文學學報》（PASP）。《天體物理學雜誌》第五卷中的有關耶基斯天文臺的整頁插圖不下十三張，其中包括一個發電站插圖。第六卷前50頁也有十二、三張耶基斯天文臺的整頁插圖。第一屆美國天文學和天體物理學學會會長是華盛頓海軍天文臺的西蒙·紐科姆（Simon Newcomb），而第一任副會長則是楊（Young）和海耳，這一事實反映了美國天文學會對美國東部的控制。當時，西海岸的天文學家在趕赴耶基斯天文臺召開的天文學家和天體物理學家第三次會議的旅途中遇到了種種困難，為此，他們怨天尤人，牢騷滿腹，同時似乎又對由於陰雨天氣而不得不使慶祝耶基斯天文臺落成儀式延期舉行一事，感到了某種欣慰，這種歡欣的氣氛成了預示耶基斯天文臺的40英時折射望遠鏡首次表演獲得成功的好兆頭。這是天文臺相互之間積怨甚多的最典型的例子了。從這兩本雜誌中，我們都可以找到彼此相互怨恨的蹤跡。
然而，在這同一時期，《天文臺》雜誌對美國天文學界的流言蜚語已早有所聞，非常敏感。從《天文臺》雜誌上，我們發現利克天文臺發生了一場「內戰」，人們競相傳言的「醜聞」則是與愛德華·霍爾登（Edward Holden，他是利克天文臺台長基勒的前任）密切相關的。人們傳說，是他讓耗子進入哈密爾頓山天文臺的食用水中的。《天文臺》還發了一篇關於預定在美國舊金山灣海域，進行化學爆炸實驗，以及該實驗將受到哈密爾頓山的地震儀的監測報道。在約定的時間，除了霍爾登外，全體工作人員中無一人能辨認出地震儀器指針微小的偏差變化。而霍爾登卻果斷地立即派出了一個信使下山，想提醒人們注意利克測震表的高靈敏度。然而，信使剛去不久，另一個信使上山帶信來了，告訴實驗已延期了。緊接著，利克天文臺又派出一個跑得飛快的信使去追趕先派下山去的那個信使。《天文臺》的評論說，將使利克天文臺感到狼狽不堪的處境，終於這樣勉勉強強地避開了。
1900年的那個值得自豪的宣告，即伯克利天文系將自此從加利福尼亞大學土木工程系中獨立出來的宣告，雄辯地反映出，這一時期的美國天文學正昂首步入它的青年時代並煥發著青春的氣息。1832年，喬治·艾裡（Georye Airy）教授，後來英國最出色的天文學家，發表過一番評論，對無法報道美國天文學方面的進展，羞愧地感到無地自容，因為實質上，美國天文學無任何進展。若是在1899年，那他就不會這樣說了。
人們還從來沒有看到外界政治對這些雜誌有過多的干涉（如遭到大學師生們的反對）。只是偶爾看到一些比如像學會會長麥金利（Mckinley）任命T．J．J．西伊（See）為美國海軍的數學教授之類的佈告，以及利克天文臺和波茨坦（德國）天文臺的天文學家們在一些科學爭端上無休止的論戰。
偶而也透露出一些有關十九世紀九十年代流行觀點的痕跡。比如，喬治亞（Georgia）在一篇關於1900年5月28日在西羅亞池（耶路撒冷附近之一池）觀測食象的詳盡考察報告中提到：「甚至有些白人對行星食象的觀測方法都缺乏深刻的瞭解。很多人認為，這不過是賺錢的勾當，而常被人提起的非常重要的問題是我究竟打算對參加者收繳多少費用。另一個觀點是，行星的食象只能在我的天文臺裡觀測到……正是在這一點上，我希望表達我對學會團體崇高的道德風尚的敬意，這是因為，這個包括關係最密切的鄰里在內的、全體成員總數不過一百人的學術團體，供養著兩個白人教堂和兩個黑人教堂，然而在我居住期間，我從未聽到過一句褻瀆宗教的言詞……由於我是一個雖生活在美國南部，但對南方的生活方式卻很不習慣的涉世也不深的新英格蘭人（北方人），我自然而然的犯下了很多小錯誤，而人們並沒有把這些過錯真正當回事。人們對我在我的黑人助手的名字前使用尊稱的嘲笑，迫使我將其改稱為上校，這一稱呼使每個人都感到非常滿意。」
有一個參觀團被委派去美國海軍天文臺解決一些（從未公開登載的）難題。這個參觀團的成員，包括兩名參議員：愛德華·C·皮克林（Edward C.Pickering），喬治·C·康斯托克（George C．Comstock），以及海耳等教授，他們起草了一份報告——我們之所以提到這份報告，是因為這份報告提到了一些天文臺的開銷費用。我們發現世界上主要的天文臺每年開銷的費用是：海軍天文臺，85，000美元；巴黎天文臺，53，000美元；格林威治天文臺（英格蘭），49，000美元；哈佛天文臺，46，000美元；普爾卡瓦天文臺（俄國），36，000美元。美國海軍天文臺兩位台長的月薪均為4，000美元，哈佛天文臺台長的月薪為5，000美元。這個參觀團知名人士建議，認真制定一項工資計劃以便能吸引一批富有才華的優秀天文學家們進行工作，天文臺台長的工資應該為6，000美元。在海軍天文臺，計算機每年要花費1，200美元（工作人員的開銷除外），但是，在哈佛天文臺每年只需花費500美元，並且幾乎未僱用婦女。事實上，哈佛天文臺所有人的工資，除台長以外，都明顯低於海軍天文臺。委員會宣稱：「華盛頓天文臺和坎布裡奇天文臺之間工資收入的巨大差別，特別是低職官員的工資，大概是不可避免的。形成這種工資收入巨大差別的部分原因是由於文職人員服務法則所規定的緣故。」天文學研究人員貧困的另一個跡象，是在耶基斯天文臺設置了「義務研究助理」，這一職位雖然沒有收入，但是據說可為學生獲得高學位提供豐富的經驗。
那時，天文學也像現在這樣，遭到一些反論家的圍攻，即遭到那些喜好闡發皮相之談或各種奇談怪論的建議家的圍攻。曾有人建議使用按順序裝有九十一副透鏡的望遠鏡來替換透鏡數量較少，但孔徑較大的望遠鏡。在這期間，英國天文學也遭受了同樣的干擾，但或許是以一種較平緩的方式。例如，英國皇家天文學學會月報第五十九卷226負刊登的亨利·佩裡哥（Henry Perigal）的訃告告訴我們，死者在1850年被推選為皇家天文學會會員之前，就曾以皇家學會會員的身份來慶祝他九十四歲生日。然而，「我們的報刊雜誌卻沒有登載過他的任何作品。」訃告描述道，「佩裡哥先生以他那富有魅力的個性為自己贏得了一個位置，這一位置對於持有他這樣觀點的人來說似乎本來是不可能得到的。因為無需掩飾的事實說明，他是一個既單純又直率的反論家，他的主要觀點是月球不運轉，而他一生中主要的天文學目標是盡力說服他人，特別是勸阻年青人不要頑固不化地堅持站在他認為極其錯誤的對立觀點上，為了達到這一目標，他繪製了圖解，構築了模型，抒寫詩句，懷著英雄自有高見的樂趣，耐心忍受著接踵而來的失望，因為他發覺，他的一切努力都是徒勞的。儘管如此，只要撇開這一不幸的誤解，他還是工作得相當出色的。
在這段時間裡，美國天文學家為數很少。美國天文學和天體物理學學會的細則規定該學全法定人數為20人。到1900年為止，在美國天文學界只授予了9名博士學位。而在1900年則有4名天文學學者獲得博士學位：有兩位是來自哥倫比亞大學的G·N·鮑爾（G·N．Bauer）和卡羅林·弗內斯（Ca－rolyn Furness）；一位是來自芝加哥大學的福雷斯特·雷·莫爾頓（Forest Ray Moulton）；還有一位是普林斯頓大學的亨利·諾裡斯·羅素（Herry Norris Russell）。
在這一期間，對科學成果是否重要的判斷，主要依據能否獲獎而定。E·E·巴納德之所以獲得了皇家天文學學會的戈爾德獎章，部分原因是由於他發現了木星的衛星「木星5號」以及他發明的使用一個照相鏡頭的天文學攝影術。然而，他乘坐的輪船在大西洋上遇到了狂風巨浪，因而他沒有準時到會參加慶典。據說由於風暴的折磨，他的身體需要好幾天才能復原，為此英國皇家陸軍（RAS）醫院又款待他吃了第二頓豐盛宴席。巴納德的學術報告頗洋洋大觀，該報告充分利用了最近加以改進的視聽直觀教具，即幻燈放映機。
巴納德在論及他所攝制的靠近蛇夫座＆的銀河系區域的照片時，推斷說：「銀河系的整個基礎下面……有一層星雲狀物質。」〔同時H·K·帕爾默（H·K·Palmer）卻報道說在球狀群MB的照片上沒有星雲物質〕。巴納德，是一位超極目測觀察者，他對珀西瓦爾·格韋爾（Perclval Lowell）所提出的火星上不僅有人居住，而且人工運河縱橫交錯的觀點，表示了極大的懷疑。在對巴納德的演講致辭答謝時，皇家天文學會會長羅伯特·鮑爾（Robert Ball）爵士，表達了對此的關注，他說，今後，他「對火星上存在運河的觀點將持某種懷疑態度，甚至連存在海洋的可能性也被部分地排除了。或許，我們的演講者最近在大西洋上的遭遇能夠對這種懷疑作出某種解釋。」而洛韋爾的觀點並不因此就對英國有利，正如《天文臺》的另一篇公告所表明的那樣。當諾曼·洛克耶（Norman Lockyer）教授在1896年答覆人們向他提問，哪本書最使他高興和感興趣時，他回答說，「珀西瓦爾·洛韋爾的《火星》，J．M．巴裡（J．M．Barvle）的《多愁善感的湯米（Tommy）》。（沒有時間認真的讀）。」
1898年，由法國科學院所授予的天文學獎，包括有：發現緯度變化的塞恩·錢德勒（Seth Chandler）；貝洛珀爾斯基（Belopolsky），他獲獎的部分原因是由於利用分光鏡對雙星進行研究；以及研究地磁的肖特（Schott）。另外，還有一項關於土衛七——土星的一顆衛星的攝動理論的最佳論文比賽獎。我們得知，「華盛頓的G·W·希爾教授所撰寫的論文。是應徵的唯一一篇論文，他因此而成為獲獎者。」
1899年太平洋天文學學會授予柏林的阿瑟·奧渥斯（Ar一thur Auwers）教授以布魯斯獎章。在對奧渥斯演講的答謝辭中包括下面一段話：「今天，奧渥斯站在德國天文學的最前列。在他身上，我們看到了我們時代研究工作者最完美的形象，在德國，這類人的發展要比其它國家的同行更出類拔萃。他們細心的探索，堅持不懈的勤奮工作，不斷積累實例，小心謹慎地提出新的理論或新的解釋，然而遺憾的是，首先他們缺乏一種以第一個作出發現獲取公眾承認的努力。」1899年，國家科學院第一次提出建立七年一次的亨利·德雷珀金獎。受獎人是基勒。1898年，布魯克斯，他的天文臺分別設在紐約和日內瓦，宣告了第二十一顆彗星的發現——布魯克斯把它描繪成他所取得的「主要成就」。此後，由於他詳細記錄了發現彗星的整個過程，因而榮獲了法國科學院的萊蘭德獎。
1897年，比利時舉辦了一個博覽會，布魯塞爾政府提供為解決天文學中某些難題的獎金。這類難題包括由於地球引力加速度的數值，月亮的長期加速度，太陽系經過宇宙空間的基本運動，緯度的變化，行星表面攝影術以及火星運動的實質。最後一個題目是發明了在無日食（食象）情況下觀察日冕的方法。《月報》（二十卷145頁）評論說：「……如果這筆獎金真的引誘某人解決了這最後一道難題，或實際解決了其它的任何一道難題，則我們認為這筆錢就值得花。」
然而，只要讀一下這個時期的科學論文，就會產生一個印象，即文章的中心焦點早已轉移到其它題目上了。而不再拘泥於授獎的那些題目了。威廉爵士和哈金斯（Huggins）女士進行了實驗室的實驗，這些實驗表明，在低壓條件下，鈣的發射光譜只顯示出所謂的H和K線。他們得出結論：太陽的成份主要是由氫、氦、「氖」（「Coronium」）和鈣構成的。哈金斯在這之前不久已宣佈行星的光譜序列，他相信行星的光譜序列表明了行星的演化程序。在這一時期，達爾文主義者對科學的影響是非常強烈的，而在美國天文學家中，T．J．J．西伊的工作是明顯受進化論者觀點的支配的。將哈金斯的光譜序列與現在的摩根－基南（Morgen－Keenan）的光譜類型進行比較是很有趣的：
哈金斯的恆星光譜序列
_______________________________________________________
增長壽命的順序 恆星（圓括號內是新的光譜型）
新 天狼星（A1V）天琴座a（AOV）
………………
天鷹座α（A7IV－V）
獵戶座β（B8Ia）
天鵝座α（Asu
2su
Ia）
………………
………………
御座α（G8，GO）太陽（GO）
牧夫座α星（Ksu
1su
Ⅲ）
金牛座α（Ksu
5su
Ⅲ）
老 獵戶座α（Msu
2su
I）
————————————————————————
註：現代恆星光譜序列；從早期到末期的光譜排列類型有如O、B、A、F、B、K、M。哈金斯是相當正確的。
這裡，我們可以看到目前所沿用的術語「早型」和「晚型」光譜型的來源，這也反映了維多利亞晚期科學的達爾文精神。顯然這裡有合乎情理的光譜類型的連續次序，而且還有恆星演化的最新理論的開端，這些開始經由後來的赫茨普龍－羅素圖（簡稱赫羅圖——譯者）發展而來的。
在這一期間，物理學方面有重大進展，而一些重要論文摘要的重新印刷引起了《天體物理學雜誌》讀者的注意。實驗仍然是根據基本輻射定律進行的。在一些論文上，物理的精密程度還未達到最高水平，比如，在PASP（十一卷18頁）的一篇文章中，火星的線性動量被計算成是行星質量和表面線速度的單一乘積，文章作結論說：「行星，頂部除外，有183[3/8]×10[24]尺磅的動量。」而對於大數目的指數計算法顯然未廣泛採用。
在這個時期，我們看到了有關恆星，例如M5中的恆星視覺光曲線和攝影光曲線的報道；以及友基勒進行的關於獵戶座恆星的濾光攝影實驗。一個顯然很激奮人心的課題是時間可變的天文學，這個課題其實必定引起了一些動人心魄的東西，例如，今天所知的脈衝星、類星體以及X射線源。我們對視線的可變速度已有很多研究，正是從中得到了光譜學的雙星軌道，以及源於H伽瑪光譜線和其它光譜線的多普勒位移的鯨魚座的視向速度的週期性變化。
對恆星的首次紅外線測量是由歐斯特·F·尼科爾斯在耶基斯天文臺進行的。研究結果表明：「我們從牧夫座o星接收到的熱能，還不如一個遠離五、六里地的蠟燭給我們的熱能。」至此再未作進一步的計算。在這一時期，由魯賓斯（Rubens）和阿奇凱內斯（Aschkinass），進行了第一次有關二氧化碳和水蒸汽紅外線遮光的實驗性觀測，阿奇凱內斯從本質上發現了二氧化碳在15微米時的v2基線以及水的純淨旋轉範圍。
在德國波茨坦，朱利葉斯·沙因納編著了新編仙女星座星雲的攝像光譜學，沙因納正確地作出結論：「即以往對旋轉星雲是恆星群的懷疑現在煙消雲散、毋庸置疑了。」下面這段話是反映這一時期對人身攻擊所能忍受的程度的例子，是從沙因納的論文中摘取出來的：在《天體物理學雜誌》第十一月號刊物上，坎普貝爾（Gampbell）異常憤怒地抨擊了我對他的發現所提出的批評意見……這種神經過敏對一個為了工作已將自身嚴肅地交付給他人的人來說，真有點令人吃驚。更有甚者，一個頻繁地觀測到別人無法觀測到的天文現象，同時又觀測不到別人能夠觀測到的現象的天文學家，務必要準備將自己的觀點來一番辯駁。如果像坎普貝爾教授所埋怨的那樣，我只能用一個單獨的例子來支持我的觀點，我只是出於禮貌的動機而不肯再添加一例說明。那麼就是說，事實上坎普貝爾教授無法觀測到的火星光譜的水蒸汽譜線卻被哈金斯和沃格爾在第一個位置觀察到了，在坎普貝爾教授已經對它們的存在表示懷疑時，威爾興（Wilsing）教授和我又觀察到它們，並且毫無疑問地證明了它們的存在。現在已知存在於火星大氣中水蒸汽的含量本未使用分光鏡方法是完全不易察覺到的。
光譜學是十九世紀不對科學的發展具有重要影響的因素。《大體物理學雜誌》曾頻繁地發表羅蘭的太陽系光譜，其光譜的譜線波長多達20，000種，而每一譜線的波長都是醒目的七位數字。那時，該雜誌曾發佈了邦森的重要補聞。偶爾，天文學家們還注意到他們所察覺的不尋常性質。「一顆行星所發出的微弱閃光竟成了難以想像的遙遠發光天體的物質和條件的自動記載。」《天體物理學雜誌》所爭論的一個主要課題是光譜譜線的排列究竟是紅色朝左呢還是紅色朝右。那些傾向紅色朝左的天文學家們引證了鋼琴這樣的類比例子（鋼琴是高頻趨向右方），而《天體物理學雜誌》偏偏不顧一切地選擇了紅色朝右。在波長的排列順序上，關於紅色是應該處於頂部還是應該處於底部的問題還是可以得到某些迴旋餘地的。哈金斯激動地寫到：「任何變化都不能不說是難以忍受的。」但是《天體物理學雜誌》終歸還是獲勝了。
在此期間，另一個重要的討論是關於太陽黑點的本質。G·約翰斯通·斯托尼（G．Johnstone Stoney）提出太陽黑點是由太陽光球中的凝聚雲層引起的。但是威爾遜（Wilson）和費茲傑拉德（Fitz Gerald）則認為，除可能存在含碳的情況外，很難想像在這些高溫中會存在冷凝物。於是他們又十分含糊地提出另一種說法，即，太陽黑子是由於：「氣體對流的反射。」埃弗謝德（Evershed）有一個更富於獨創性的概念。他認為太陽黑子是太陽光球外層的空洞，它使我們看到太陽更廣闊熾熱的深處。但它們為什麼是黑暗的？他提出，任何輻射都會是認可見光轉移到很難吸收輻射的紫外線。當然，這一提法是在熾熱物體輻射的普朗克分佈被人們所理解之前。在這一時期，人們還認為不同溫度的黑色體的光譜分佈可能會相交；並且這一時期的一些實驗曲線，也的確顯示了這種相交——正如我們所知道的那樣，這是由於發射率和吸收率的偏差所致。
拉姆齊（Ramsay）最近已發現了元素氪，據說這種元素在十四種可察覺的光譜線中，其譜線為5570A，碰巧是和極光的主譜線一致。E·B·弗羅斯特總結說：「這樣一來，似乎那迄今為止使人困惑的光譜線的真正源頭已被發現了。」我們現在知道引起這條光譜線的緣由是氧氣。
當時，在儀器設計方面出現了為數眾多的論文，其中海耳的論文最有趣。1897年元月，海耳提出，無論是折射望遠鏡還是反射望遠鏡對天文學來說都是不可缺少的，然而他留意到人們對反射望遠鏡有明顯偏愛，特別是赤道折軸望遠鏡。在一篇史記中，海耳曾提到，耶基斯天文臺之所以能置備40英吋的透鏡，只是因為原先打算在加利福尼亞的帕薩迪納附近安裝一架大型折射望遠鏡的計劃最終化為泡影。我獨自思忖著，假如這一計劃成功了，天文學的歷史將會是一副什麼模樣呢？實在令人稱奇的是帕薩迪納似乎已經表示願意向芝加哥大學提供幫助，將耶基斯天文臺裝置在芝加哥大學。實際上，這種相互間的往來，在1897年以前就早已在進行了。
十九世紀末，有關太陽系的研究表現出一種與行星的研究特點相類似的複雜情況，即對未來的希望以及對現實的迷惑不解交織在一起。這一時期，最有價值的論文之一，是亨利·諾裡斯·羅素的一篇標題為《金星的大氣層》的論文。這篇論文討論的是有關金星新月尖的延伸性問題。該論文的論據，一部分是根據作者在普林斯頓的霍爾斯特德天文臺用5寸大赤道尋星望遠鏡觀測的結果。或許，在普林斯頓人們並不認為年青的羅素操作大型望遠鏡是完全可靠的。根據現行的標準來看，羅素的分析實質上是正確的。他判斷說，陽光的折射不能說是月尖延伸的真正原因，其真正的原因將在陽光的散射中尋找到：「……金星的大氣層如同我們地球一樣，含有某種懸浮塵埃和霧粒子，而……我們所看到的則是這種混濁氣體的上部，是被經過並靠近行星表面的射線所照亮的部分。」他後來說，這層視表面或許是一層密集的雲層。混濁層的厚度據計算比我們現在稱呼的主雲層還要高約一公里厚，這個數字恰好與「火星10號」宇宙飛船的分幅攝影照片相一致。羅素認為，根據其它天文學家的研究結果看來，有些分光鏡研究結果表明，在金星表面大氣層中有薄薄的一層水蒸汽和氧氣。然而，羅素論據的要素已經非常出色地經受了時間的考驗。
威廉·H·皮克林宣佈發現了月亮女神，這是土星最外圍的衛星；洛韋爾天文臺的安德魯·E·道格拉斯發表了他的觀測記錄，這一觀測記錄導致他做出了錯誤的結論，即「木星3號」比它自轉週期的旋轉約慢一小時，顯然這一結論算錯了一小時。
其他天文學家對行星自轉週期的估算也並不很成功。例如，曾在盧辛皮克勒的馬諾洛天文臺進行觀測的利奧·布倫納曾嚴厲地批評了珀西瓦爾·洛韋爾對金星自轉週期的估計。布倫納親自比較了兩張由兩個不同的民族分別在相距四年的時間拍攝的白光金星圖——通過這一比較，他推論金星自轉週期為23小時57分36．37728秒，他說這一結果正好與他自己拍攝的「最可靠」圖片的平均時間相吻合。然而就在他考慮這一結果時，他發現另一個使人難以理解的結果出現，即金星的自傳週期仍可能是224．7天。他最後說：「一個缺乏經驗的觀察者，一台不適用的望遠鏡，一副選擇不當的目鏡，行星的直徑過於小，觀察時電源不足以及傾斜角度小，所有這些缺陷都解釋了洛韋爾照片之所以奇特的原因。」當然正確結果並不介於洛韋爾與布倫納兩種過於偏激的論點之間，而是存在於望遠鏡刻度尺度的帶有負號（－）的另一端，即週期為243天的逆轉週期。
在另一次學術交流活動中，赫爾·布倫納首先發言：「先生們；我很榮幸地告訴大家，瑪諾洛太太已經發現在土星光環系統有一新的分界，」——在這段發言中，我們所知道的不過是位於盧辛皮克勒的瑪諾洛天文臺有一位瑪諾洛太太以及她和赫爾·布倫納一起進行了觀測。隨後引來了恩克、卡西內、安東尼亞迪、斯特魯夫以及瑪諾洛各派之間意見的爭相闡述。然而只有前兩個流派的意見經受住了時間的考驗。而赫爾·布倫納似乎已在十九世紀的迷霧中銷聲匿跡了。
在劍橋召開的第二屆天文學家和天體物理學家的會議上，有一篇論文提到，假如小行星自轉存在的話，可以通過光曲線推論出來。但是論文卻忽視了光是隨時間變化的，於是亨利·帕克斯特得出結論：「我覺得不去考慮這一理論，反倒更可靠些。」現在這一理論卻成了小行星研究的基石。
天文學家和天體物理學家們在討論月球的熱性能時，形成了自我體系的熱傳導線性方程，但該方程的計算則是根據實驗室所獲得的發射率測量結果進行的，由此弗蘭克·維裡得出結論說，月球上的白天溫度約為100℃——真可稱為是恰如其分的正確答案。他的結論很值得在這裡引用一下：「地球上唯有沙漠是最可怕的地方了，在那裡，熾熱的沙子將皮膚燙出了包，而人、動物、鳥類都紛紛死去，月球就好像我們的星球無雲層遮掩正處在正中午一樣灼熱無比。只有月球緯度的月極兩端白天溫度還能忍受，晚上更不待說了，刺骨嚴寒將迫使我們變成類人猿以保護我們免遭凍害。」這種解說方式通常是非常出色的。
在這十年中的最初年代，巴黎大文台的馬裡斯·洛伊和皮埃爾·普魯斯厄愛克斯發表了一本月球照片圖冊，在《天體物理學雜誌》（5：51）中討論了這本圖冊的理論推斷。這個巴黎天文學家團體對月球火山口、月面山谷以及其它地貌形式提出了一種經過修改的火山理論，可後來E·E·巴納德在用40英吋的望遠鏡觀測了月球後批判了這一理論。隨後巴納德的批評意見又被皇家天文學會所否定，等等。在這場爭辯中有一個容易使人誤解的過於簡單化的論點：火山會產生水；而月球上沒有水；因此月球上的環形山則不是火山口。然而推測大多數月球環形山的論點不能說是令人信服的論點，因為這一論點忽視了這樣一個難題，即月球上可能存在水的資源。維裡關於月球兩極溫度的結論或許已表現出某種優勢。這樣可以認為月球上的水凍成了冰霜。另一種可能性是水或許是從月球上蒸發到宇宙中去了。
這一觀點在斯托尼的一篇題為《論行星和衛星上的大氣》的論文中得到承認。他推斷說，由於月球引力小，氣體非常迅速地跑到宇宙空間，因此月球上不應該存在大氣層，而地球上同樣也不存在任何龐大的最輕氣體的集結，如氫和氦。他相信在火星大氣層中沒有水蒸汽，而火星大氣層和覆蓋氣體大概是二氧化碳。他暗示木星上的氣體大概是氫和氦，而海衛一，這個海王星最大的衛星上大概存在大氣層。這中間的每一個結論都是與當今的新發現和新觀念相呼應的。他還斷定，土衛六不存在氣體，這一預見連某些現代理論家都贊同——儘管土衛六在這一問題上似乎還存在另一種觀點（見第十三章）。
在這其間，還曾有過一些雖為數不多但妙不可言的驚人意見，如像雷弗·J．M．培根所提出的從高空中進行天文學觀測的意見就可算是非常美妙的主意了。例如用一個自由飛翔的氣球進行觀測。他提出，這至少有兩點好處：觀測度更清晰以及運用紫外線光譜學。隨後戈達德對發射火箭的天文臺提出了類似的意見（見第十八章）。
在這之前，赫爾曼·沃格爾早已通過直視光譜學（eyeballspectroscopy）發現在土星星體上的6183A處有一吸收光帶。隨後，芝加哥國際彩色攝影公司試製成功了攝影膠片，這種膠片的質量非常之優良，甚至可以察覺與紅色光譜中的Ha波長相同的光波波長，這種被檢測出來的光波波長為行星光度的五分之一。耶基斯天文臺使用了這種新的感光乳劑。海耳報道說，在土星光環沒有6183A帶域的跡象。現在我們知道這一紅外吸收光帶是在6190A處，是甲烷的6U3。
我們從詹姆斯·基勒在祝賀耶基斯天文臺落成典禮的演說中可以發現對珀西瓦爾·洛韋爾文章的另一反應：
一個天文學家承認知之甚少的課題：行星的可居住性問題，已被傳奇作家當作文章題材而大書特書了，這將是一個遺憾，對傳奇作家來說，從可居住性到居住是短短的一步之距。這種獨出心裁的想像使得事實與想像在這種外行人的頭腦中變得糾纏不清，他逐漸把同火星上居民進行交流看成是一個值得嚴肅考慮的目標（為了這一目標，他或許希望向科學界投資），然而他不知道，他的這種想法被那些曾以出色的工作極大地激發了小說家想像的天文學家們譴責為奇想。當他被迫去理解我們這一課題已有知識的真實現狀時，他就會感到非常失望，甚至對科學產生某種怨恨情緒，就好像科學欺騙了他。其實科學本身對這些錯誤的見解是不負責任的，這些錯誤見解，由於沒有堅實基礎，則會逐漸消亡並被人們所遺忘。
西蒙·紐考姆（Simon Newcomb）在這次演講中提到一些時髦的提法，這些觀點對我們正在進行的科學努力來說，是否有點過於理想化了：
「這個人由於受到壓抑不住的熱情所驅使而進入了對自然的探索，這將使人感到羨慕呢還是使人覺得可憐？然而任何其它的追求都無法使他感受到如此明確的目標。沒有哪一種生活能有那些由於自身本性的衝動而將全部精力自發地毫無保留地貢獻到苦苦追求的事業中去的人感到更愉快了。真理的探求者是很少屈服於失望的，失望則期待著其它活動領域的那些雄心勃勃的人們。令人欣慰的是一種兄弟般的關係正在迅速發展並遍佈於全世界，在這個世界上除了由於力圖工作得比其它任何人都好的願望而產生的競爭外，不存在別的敵對情緒，同時，相互欽佩的感情抑制了嫉妒的感情……正如工業界的巨富頭子是被對財富的愛所深深感動，而政治家是被對權力的愛所為之動情那樣，天文學家也是迷戀在對知識本身的愛而不是動情於對知識應用的愛。然而他很自豪地瞭解到，他所從事的這門科學對人類來說比他自身的價值更大。他感到人光靠麵包是不能生存的。如果我們意識到我們對宇宙的知識並不比對麵包的知識更多一些的話，那麼這肯定是我們不應該放置於人類生計之後甚遠的事情。」
在我讀過四分之三世紀前天文學家們論著的文章後，我感到有一種無法抵抗的誘惑力驅使我想像美國天文學學會的第150週年紀念會——或者無論它屆時將可能變成的任何其它形式的名稱——並且癡情地猜想著到那時，人們將如何看待我們時代的開拓者們。
縱觀十九世紀末的科學文獻，我們對某些有關太陽黑子的爭端充滿了濃郁的興趣，給我留下深刻印象的還有，人們認為齊曼效應並不是實驗中的罕見現象，而是天文學家應傾注極大注意力的東西。正如所預見的那樣，幾年後，在G·E·海耳的關於太陽黑子中有很強的磁場強度的發現中，這兩條思路被糾纏在一起了。
同樣，我們發現在無數的論文中，都假設了恆星演化的存在，但是恆星演化的本質卻一直被掩蓋了；在這些論文中，開耳芬——赫爾姆霍茲引力作用的收縮力被認為是唯一可能的恆星能源，然而卻一直沒有預料到核能。儘管如此，當時就在《天體物理學雜誌》的同一卷本上，承認法國一個名叫貝克勒爾的人完成了一項關於放射性的奇特實驗。這裡我們又看到在十九世紀天文學史中那短暫幾年的快鏡頭中，貫穿著兩條明顯不相干的線索，而後這兩條線索又命中注定地相互纏結了四十年之久。
還有很多彼此關聯的事例——比如，通過望遠鏡得到的非氫元素的系列光譜的分析說明有某種聯繫。新的物理學和新的天文學是正在形成的天體物理學的相輔相成的兩個方面。
因此，要想不對現存的如此眾多的尖銳爭端感到驚奇將是十分困難的事情——比如，關於類星體的本質，或黑洞的性質，或脈衝星的發射幾何形狀——都必須等待與物理學的新進展相交合。如果七十五年前的經驗起到某種指導作用的話，今天就會產生能夠朦朧地預測究竟哪種物理學將與哪種天文學相結合的人了。而幾年後，這種聯繫將明顯受到考慮。
我們在十九世紀的文獻中還看到大量事例，其中的觀測方法或表述，用現今的標準來看顯然是欠缺的。通過由具有不同特點的人繪製的兩張圖的比較（我們現在知道，這從一開始就是不真實的），可以從行星週期推斷出十個重要數據，這是最糟糕的事例之一了。但是還有許多其它事例，包括對彼此相隔很遠的天體所進行的多餘的「雙星測量」，這些天體主要都是物質實體彼此分離的星球；當人們不再將其注意力放到生長分析曲線時，就出現了一種對壓力以及有關光譜線頻率的其它影響的強烈興趣；至於有關某些物質的存在或不存在的苛刻爭端則只是以肉眼光譜學為其基礎的。
在維多利亞天文物理學時代末期，物理學的不景氣也是區區怪事。合理的高精尖物理學幾乎排除了幾何光學和物理光學、攝影技術以及太空機械師等範圍。天文學家們將恆星演化的理論建立在恆星光譜的基礎上，然而卻對依靠溫度的激磁和電離知識不求甚解，或是想要計算月球地表下溫度卻沒有解決傅立葉的熱傳導方程式，我似乎並不感到這是些很離奇的事情。現代讀者在讀到有關實驗室光譜的經驗主義的詳盡表述時，總是對玻爾和薛定諤及其發展量子力學的後繼者感到不耐煩。我想知道我們這個時代的爭端究竟有多少？而大多數著名的理論將會以低劣的觀測，智力平庸或先天不足的物理學見解在2049年這樣一個標誌著優越的年代降生。我有一個感覺，即我們今天比1899年的科學家更具有自我批判的精神；這是因為天文學家人數的增多，我們之間更加經常地互相檢驗彼此的成果；另一部分原因是由於有象美國天文學學會這樣的組織存在，以及天文學成果的交流和已顯著提高的討論的標準。我希望2049年的同行們會同意我的看法。
我們必須看到，1899年至1974年間的主要進步仍是技術性的。但是早在1899年，世界上就已經建立了最大的折射望遠鏡。現在這仍然是世界最大的折射望遠鏡。現在正在考慮一種100英吋口徑的反射望遠鏡。我們僅用了幾年的功夫，就依據兩個係數在口徑技術上獲得了改進。但是生活在赫茲之後馬科尼之前的我們的1899年的同行們究竟建造了什麼樣的阿里西博天文臺呢，是非常大的陣勢，還是非常長的基準線干涉（VLBI）？或是用雷達多譜勒光譜學來驗證有關水星的自轉週期？或是將月球表面物質取回些許來檢測月球表面的性質？或是用繞火星軌道運轉一年，並拍攝帶回七千二百張照片，這些照片的每一張都比1899年拍攝得最好的月球照片更清晰，以便弄清有關火星的性質以及火星可居住性的難題？或是將光電圖像系統、微生物實驗儀器、測震表以及甚至1899年不復存在的氣相層析／質譜測定儀送上火星？或是用星際氘（重氫）的軌道紫外線光譜學檢驗宇宙論模式？——1899年就知道那時即不能檢驗模式又不能檢驗氣體的存在，更不必說天文觀測技術了。
顯然，在過去的七十五年歷史中，美國和世界天文學已經大踏步的前進了，甚至超越了維多利亞末期天文學家的最浪漫的推想。那麼再過七十五年又會怎麼樣呢？做一些缺乏想像力的預測還是可能的。我們將徹底測清楚從相當短的Y射線到相當長的無線電電波的電磁波譜。我們將向太陽系的所有行星和大部分衛星發射了宇宙飛船去進行恆星結構的實驗，或許先進行太陽黑子的實驗——因為黑子溫度低於其它區域。到那時，長眠於九泉之下的海耳會對這一實驗感到無比欣慰的。我想從現在起再過七十五年，我們將可能向附近星球發射次相對論性宇宙飛船並以約0．1的光速運行。這種飛行使命的眾多好處之一是能夠對太空行星際站進行直接的觀測，使我們獲得比今天所想像的還要長許多的VLBI基準線干涉。我們將不得不創造某種新的科學高峰以使「非常」——或「超常」獲得成功。到那時脈衝星、類星體以及黑洞的本質將會乖乖地就手擒拿。同時也將會對某些深奧的宇宙問題有所解答。我們甚至將可能開闢一條與外星居民聯絡的固定通訊線路，而天文學以及許多其它科學的分明邊界將來自一類廣漠無垠的銀河，然後以很高的速率傳送到某些排列齊整的巨型射電望遠鏡上。
但是在閱讀七十五年前的天文學文獻時，我覺得，除了星際接觸外，所有這些成就，儘管饒有趣味，都將可能被認為是相當陳舊的天文學了，而科學真正的尚待研究之領域以及科學的主要刺激因素則要依靠新物理學和新技術領域的開創，然而對這種新物理學和新技術，我們今天充其量不過是模糊不清的一瞥。
|
