深蓝色的夜空，繁星点点，是全家例行散步的时间。都匀的夜晚凉风习习，在舒适的气氛里，星语给爷爷讲起了天文学的故事。一是视星等与绝对星等的概念源流，二是海王星的发现，三是冥王星的发现。爷爷也是第一次听说，颇感欣慰，并灵机一动打算就星语讲的故事，汇编成一本科普的书——《科学概念的故事》，这算是第一篇吧：

早在公元前2世纪，古希腊有一位天文学家叫喜帕恰斯（英文：Hipparchus），又名伊巴古。他对仰望星空十分热衷，并在爱琴海的罗得岛上建起了观星台。

一次，他在天蝎座中发现一颗陌生的星，凭经验判断，这颗星不是行星，但是前人的记录中没有这颗星。这是什么天体呢？引出了这位细心的天文学家一个重要的想法：他决心绘制一份详细的恒星天空星图。经过顽强的努力，一份标有1000多颗恒星精确位置和亮度的恒星星图终于在他手中诞生了。

为了清楚地反映出恒星的亮度，喜帕恰斯将恒星亮暗分成六个等级。他把看起来最亮的20颗恒星作为一等星，把眼睛看到最暗弱的恒星做为六等星。当然，这其中还有二等星、三等星、四等星和五等星。喜帕恰斯在2100多年前奠定的“星等”概念基础，一直沿用到今天。当时而言，还是地心说的一统天下，他的“星等”概念肯定带有星星大小的含义。

到了1850年，由于光度计在天体光度测量中的应用，英国天文学家普森（M.R.Pogson）把我们的肉眼看见的一等星到六等星做了比较，发现星等相差5等的亮度之比约为100倍。于是提出的衡量天体亮度的单位：一个星等间的亮度比规定为五次根下100即约2.512倍，一等星比二等星亮2.512倍，二等星比三等星亮2.512倍，依此类推。这种划分有了客观的计量依据，可靠性就大得多了，从而成为天体光度学的重要内容。

当然，由于对天体光度进行了测量，星等的概念自然也分得很精细。这样一来，原有的星等范围太小，不得不引入了负星等的概念，来衡量极亮的天体。于是，人们把比一等星还亮的定为零等星，比零等星还亮的定为-1等星，依此类推，而且为了进一步区分，星等也采用小数来表示。

然而，视星等是指我们用肉眼所看到的星等。看来不突出的、不明亮的恒星，并不一定代表他们的发光本领差。道理十分简单：我们所看到恒星视亮度，除了与恒星本生所辐射光度有关外，距离的远近也十分重要。同样亮度的星球距离我们比较近的，看起来自然比较光亮。所以晦暗的星并不代表他比较亮的星暗。

因为只有从已知距离观察一个恒星得到的亮度，才能确定它自身的发光强度，并用来与其他星体进行比较。鉴此，视星等并没有实际的物理学意义，于是天文学家构建了绝对星等的概念来描述星体的实际发光本领。假想把星体放在距离10秒差距（即32.6光年，秒差距亦是天文学上常用的距离单位，1秒差距=3.26光年）远的地方，所观测到的视星等，就是绝对星等了。通常绝对星等以大写英文字母M表示。目视星等和绝对星等可用公式转换，公式如下：M=m+5－5 lg dM为绝对星等；m为视星等；d为距离。

按照这个度量方法，牛郎星为2.19等，织女星为0.55等，天狼星为1.44等，太阳为4.83等。因为行星、小行星、彗星等天体只能依靠反射星光才能看到，即使从固定的距离观察，它们的亮度也会不同，所以行星、小行星、彗星的绝对星等需要另外定义。

下面，比较一下我们熟悉的一些明亮星体的视星等和绝对星等，如太阳的视星等为-26.71，绝对星等为4.83；月球的视星等为-13.00，因为距离太近，无法测量绝对星等；金星的视星等为-4.6，同样不适用（可见绝对星等只适合于恒星）；天狼星的视星等为-1.47，绝对星等1.44；织女星的视星等为0.00，绝对星等0.55；牛郎星的视星等为0.75，绝对星等2.19（请注意：除太阳外，水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星、月球等太阳系内的天体，并不会自己发光，他们是靠反射太阳的光线发光的。）

此外，还有热星等的概念，指的是对恒星整个辐射的测量，而不是只测量一部分可见光所得到的星等；单色星等是只测量电磁波谱中某些范围很窄的辐射而得的星等；窄频带星等是测量略宽一点的频段所得的星等，宽频带星等的测量范围更宽。

由于人眼对黄色最敏感，因此视星等也可称为黄星等。在晴朗而又没有月亮的夜晚，出现在我们面前的恒星天空中，眼睛能直接看到的恒星约3000颗，整个天球能被眼睛直接看到的恒星约6000颗。当然，通过天文望远镜就会看到更多的恒星。中国目前最大的光学望远镜，物镜直径2.4米，装上特殊接收器，它可以观测到23-25等星。美国1990年4月24日发射的绕地球运行的哈勃太空望远镜，可以观测到28等星。

最后，要说说科学概念的定义和特征。所谓科学概念，就是客观事物的共同属性和本质特征在人们头脑中的反应。那么，它具备哪些特征呢？

（1）可确定性：指科学概念应该反映事物的本质，并明确地规定其涵义。这是很重要的，因为只有明确地揭示了概念的内涵，才能使科学概念具有可操作性。所谓概念的可操作性，是指概念的意义等同于一套相应的操作解释，都可以通过某些操作结论来作出本体的解释。例如“星等”，最初在喜帕恰斯那里，为的是显示某一天体的大小等级，试图通过肉眼观察其在太空中的亮度来评估。而且，是表示星体大小的唯一概念，不与其他概念重叠，也不会表现出歧义性。这与历史上被淘汰的许多生物学概念“灵气”“奴斯”“活力”“动物热”等相比，正是由于最终无法由操作找到本体论的解释而逐渐被淘汰。

（2）可检验性：指从科学概念所蕴含的意义出发，加上其它辅助条件，就可以导出可由实验直接或间接来加以检验的命题。爱因斯坦说：“物理学中没有任何概念是先验的必然的，或者是先验的正确的。唯一地决定一个概念‘生存权’的，是它同物理事件（实验）是否有清晰的和单一而无歧义的联系。”科学概念的可检验性是与其可确定性紧密相关。西医病理学概念“星等”以及“视星等”“绝对星等”等，都可以通过操作来确定，也就可以通过操作来重现和检验。

（3）可变动性：指科学概念不是静止和僵化的形态，它的内涵和外延都可能随着科学认识和观测手段的进步而变化，甚至被淘汰。这种变动采取两种形式：一种是在原有概念的基础上赋予新的涵义；一种是废弃原来的概念，引入新的概念。科学概念的可变动性也是由上述两个特征所决定的，它是科学发展的重要组成部分。例如“星等”，也一直处在发展变动之中。从最初为了表示星体的大小（星等），到肉眼可见星体的亮度（视星等），到星体的发光强度（绝对星等），以及一些辅助性概念如热星等、单色星等、窄频带星等、宽频带星等等，构成了天体测量的基础性概念体系及其理论原理。

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