茫茫宇宙，明星無(wú)數(shù)。天空中點(diǎn)點(diǎn)繁星，在幾十光年，幾百光年之外，在它該出現(xiàn)的位置上，閃爍著自己獨(dú)特的光芒。那么這點(diǎn)點(diǎn)繁星中，距離地球最近的是哪一顆呢？這個(gè)問(wèn)題，從古至今，一直困擾著人們。當(dāng)然，我們不考慮那陰晴圓缺的月亮，它實(shí)在是太特殊了，或者我們換個(gè)問(wèn)法：“距離地球最近的行星是哪一顆呢？”
古人們經(jīng)過(guò)仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)在背景天空中不斷運(yùn)動(dòng)著的星星有五顆，因?yàn)樗麄兊奈恢迷诒尘疤炜罩胁粩嘧兓詫⑵涿麨樾行牵渲凶蠲髁恋氖敲刻烨宄炕虬恚诘涂罩谐Ｒ?jiàn)到的金星，會(huì)想當(dāng)然的以為它是距離地球最近的星星，后來(lái)托勒密創(chuàng)立地心說(shuō)時(shí)，仔細(xì)觀測(cè)每顆行星的運(yùn)行周期，發(fā)現(xiàn)水星的最短，于是他斷言水星是離地球最近的。
當(dāng)然古人的猜測(cè)只是一種不嚴(yán)密的認(rèn)識(shí)，在日心說(shuō)被確立之后，當(dāng)望遠(yuǎn)鏡被發(fā)明，天王星，海王星被發(fā)現(xiàn)后，我們對(duì)自己的宇宙又有了新的認(rèn)識(shí)。地理課本前幾頁(yè)上，相信一定印著一幅太陽(yáng)系模型的示意圖，一直線排列著水金地火木土天海幾顆行星，或許早一些的書(shū)上外側(cè)還有一顆小小的冥王星。這樣，或許離地球最近的行星就被鎖定到了金星與火星之間，我們?cè)诳匆豢窗霃剑鹦鞘?.72個(gè)天文單位，地球是1個(gè)天文單位，火星是1.55個(gè)天文單位，這樣稍微做一下小學(xué)的加減法，很快就會(huì)發(fā)現(xiàn)金星是距離地球最近的行星，但是這個(gè)說(shuō)法，真的對(duì)嗎？
在各類或真或假的科普文章中，總能看到諸如“金星是離我們最近的行星，為何科學(xué)家對(duì)火星情有獨(dú)鐘”此類標(biāo)題比比皆是。或許許多人已經(jīng)默認(rèn)了這個(gè)說(shuō)法。但是天文學(xué)也有它嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊幻妫遣荒芗儜{主觀據(jù)理臆斷的。
再審視一下自己的地理課本，還有許多奇怪的現(xiàn)象：比如地圖上的航海線，為什么是一段圓弧，不是一條直線呢？其實(shí)大家忽略的，恰恰是一個(gè)小孩子都知道的事實(shí)：地球是圓的。最短航線必定是連接地球兩點(diǎn)間的劣弧，投影在平面上也必定是一段圓弧。再比如，地球巖石圈表面離地心最近和最遠(yuǎn)的地方呢？可不要理所當(dāng)然認(rèn)為是馬里亞納海溝和珠穆朗瑪峰，實(shí)際上人們又忽略的一個(gè)事實(shí)，那就是地球也不是一個(gè)完全標(biāo)準(zhǔn)的球體，赤道略鼓，兩極略扁。事實(shí)上，離地心最近的地方是北極點(diǎn)附近北冰洋的底部，離地心最遠(yuǎn)的地方是南美洲赤道附近的欽博拉索山。地理可不是真空中的球形雞，很多事情是通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的探索一步一步完善的。那么仔細(xì)想一想，難道地理課本上的圖示就是真實(shí)的太陽(yáng)系嗎？不，肯定不是，每個(gè)行星可不是一隊(duì)等待購(gòu)票的人，會(huì)乖乖待在自己的位置不動(dòng)。實(shí)際上，每個(gè)行星都在以一個(gè)近圓形的軌道繞著太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)。有時(shí)，金星與太陽(yáng)運(yùn)行到地球的同一側(cè)，這時(shí)毋庸置疑金星是離地球最近的行星，當(dāng)金星運(yùn)行到與地球相反的一側(cè)時(shí)，處在地球附近的火星可能就成為了離地球最近的行星，還有時(shí)，當(dāng)火星和金星都位于地球的另一側(cè)時(shí)，小小的水星反而成為了距地球最近的行星。事實(shí)上，由于水星那離太陽(yáng)很近的軌道，使得它距地球既不會(huì)太近，又不會(huì)太遠(yuǎn)。（如圖1-3）
所以，如果從狹義的角度去理解，這個(gè)問(wèn)題根本沒(méi)有一個(gè)確切的標(biāo)準(zhǔn)答案，可能今天是金星，明天就變成了火星，但是如果換一個(gè)角度，在上萬(wàn)年的時(shí)間尺度上，誰(shuí)“最可能是”離地球最近的行星呢？
我們可以考慮這樣一個(gè)問(wèn)題，地球的半徑是1個(gè)天文單位，假設(shè)另一顆行星的軌道半徑是R個(gè)天文單位（為了計(jì)算簡(jiǎn)潔我們先按圓形軌道處理，真實(shí)情況后面會(huì)講），如果對(duì)高等數(shù)學(xué)知識(shí)有一定了解的話，我們可以用一些平面幾何知識(shí)（余弦定理），加上微積分知識(shí)計(jì)算某顆行星到地球的平均距離，它等于1/2π乘以（積分（√R2-2Rcosθ 1）對(duì)θ從0到2π），我們雖然不能求出這個(gè)積分的準(zhǔn)確結(jié)果，但是利用一些軟件不難驗(yàn)證這是一個(gè)關(guān)于R的單調(diào)增函數(shù)（如圖6），換句話說(shuō)，也就是地球到一顆其它行星的平均距離，是隨著另一顆行星軌道半徑的遞增而遞增的，所以從平均距離的角度來(lái)說(shuō)，水星反而是離地球最近的行星。
至于實(shí)際上，如果按行星的實(shí)際軌道模擬（下面有模擬結(jié)果），給出了實(shí)際上的平均距離，與某行星距地球最近時(shí)間的所占比例，我們可以清晰看到，水星金星火星與地球的平均距離逐漸增加，而從時(shí)間的角度講，水星有近半數(shù)的時(shí)間都是離地球最近的行星，金星約有三成，兒火星約兩成。結(jié)果是不是有點(diǎn)出乎大家的意料呢？事實(shí)上，不僅是對(duì)于地球，對(duì)于金星，火星，乃至大塊頭的木星土星天王星海王星，水星都是距離最近的行星！對(duì)了，還有冥王星，那一顆慘遭除名的矮行星，結(jié)論仍然是正確的。
打個(gè)比方，如果你是地球，金星和火星可能是你兩個(gè)遠(yuǎn)方關(guān)系很好的朋友，一年也沒(méi)有幾次能見(jiàn)得到面，但是一見(jiàn)面就能暢談很久，總感覺(jué)有說(shuō)不完的話，恨不得三五天也不想行至遠(yuǎn)方；而水星就是你隔壁的鄰居，雖然每天都住的離你近在咫尺，但是又能有多少時(shí)間真正的一起交流呢，恐怕只有春節(jié)拜年那幾天，或是湊巧在出門時(shí)，在樓道里寒暄幾句罷了。城市里的人們，最有這個(gè)發(fā)言權(quán)，每個(gè)人都生活在自己的圈子里，互不干擾，試想未認(rèn)全同班同學(xué)的人，或許沒(méi)有幾個(gè)？但是未認(rèn)全{云拍拍}自己同樓棟的鄰居的呢？想必多的很吧。那科學(xué)家又未嘗不是這樣的人呢？我們已經(jīng)向火星發(fā)射了多枚探測(cè)器，了解到火星的基本地貌，有人制作了“火星儀”，還誕生了一門科學(xué)叫做“火星地理學(xué)”，但是水星呢？自從上世紀(jì)水手10號(hào)掠過(guò)水星，數(shù)十年來(lái)，再也沒(méi)有科學(xué)家提起了探索水（云拍拍）星的興趣。甚至由于水手10號(hào)只能對(duì)著水星的一部分表面拍攝，直到現(xiàn)在，我們竟沒(méi)有了解到水星的全貌，“水星儀”等更是縹緲的幻想罷了。
談到這里，不得不佩服古希臘人的智慧，水星的名稱墨丘利，原意就是“信使”，如同這新時(shí)代飛速發(fā)展的快遞行業(yè)，他進(jìn)過(guò)每個(gè)人的家門，但是卻沒(méi)有誰(shuí)對(duì)他提起了絲毫的注意。甚至由于離太陽(yáng)過(guò)近，只能勉強(qiáng)在曙暮光里窺見(jiàn)身影，更使人們少了幾分興趣。但是水星就在那里，默默做著太陽(yáng)系每顆行星的鄰居。
還要多遠(yuǎn)才能進(jìn)入你的心
還要多久才能和你接近
咫尺遠(yuǎn)近卻無(wú)法靠近的那個(gè)人
要怎么探尋 要多么幸運(yùn)
才敢讓你發(fā)覺(jué)你并不孤寂
當(dāng)我還可以再跟你飛行
環(huán)游是無(wú)趣 至少可以
陪著你
大家在遙望夜空時(shí)，要是看到這顆小小的水星，一定不要忘記這是我們最近的鄰居
